基于组合梁结构的复合材料机翼设计及验证

摘要：

本论文以给定外形及尺寸的复合材料机翼为研究对象,进行机翼的结构设计和整体成型方案的研究.利用CATIA软件建立机翼的三维实心模型,设置模型为各向同性材料,并以三点弯曲的加载方式进行有限元分析.基于COMSOL的有限元结果,对机翼主要受力区域进行单独设计.结合梁结构屈曲和刚度效率准则,提出了"双C+工字组合梁"的骨架方案.通过对采用等厚度铺层的中央翼盒进行位移响应分析,提出了中央翼盒阶梯铺层的设计方案.利用ABAQUS对铺层后的中央翼盒进行有限元分析,并对比试验结果对中央翼盒铺层进一步设计,提高中央翼盒的刚度.采用分步固化+共胶接成型工艺,避免填充泡沫加工的同时提高了机翼整体载重比.最终提出了一种屈曲及刚度效率高的复合材料机翼设计方案,其中机翼总重为316.18 g,载荷/重量比为 34.85 N/g,证明了设计方案的合理性和有效性.

关键词：复合材料机翼、中央翼盒、铺层设计、组合梁、分步固化

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;辽宁省兴辽英才计划项目;辽宁省教育厅面上项目;辽宁省大学生创新创业计划训练项目

在线出版日期：2023-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：50-56