题目：大型飞机复合材料机翼结构设计及强度分析

本文依据CCAR-25部适航条例和飞机设计手册的规定，参考多种民机的机翼结构布局，尤其是波音737和空客A320的机翼结构，确定CJ818飞机机翼采取梁式与单块式的混合受力布局。依据总体布置、机翼外形、经济性、安全性及维护性等要求，完成机翼主构件翼梁、长桁、翼肋等的布置，并经初步估算，完成机翼结构的方案设计。 为保证飞机的商业竞争力，本文研究使用复合材料设计机翼主承力结构。根据目前先进的民用飞机复合材料的应用情况，初步采取上下翼面及前梁应用复合材料，后梁及翼肋应用铝合金材料的结构方案。探索了准网络设计法与计算机辅助分析在复合材料机翼结构上的具体应用。在对复合材料机翼的结构设计分析中，根据机翼所受的载荷，计算翼面弯矩和扭矩，由弯矩和扭矩计算复合材料蒙皮铺层所受的相对载荷和剪流，以半经验设计的工程估算方法，设计机翼的主要承力构件,再结合材料的力学性能确定复合材料蒙皮的铺层角，铺层比例和铺层顺序,进行结构静力有限元分析。分析结果显示应力应变均满足要求。对机翼上翼面蒙皮壁板结构进行了稳定性分析，并考察了分析模型的合理性。根据复合材料抗冲击能力比较弱的特点，分析了复合材料机翼的损伤容限特性针，对复合材料机翼加筋壁板结构进行抗冲击损伤容限性能模拟计算。本文的工作为复合材料机翼结构的设计分析探索了一条道路，为建立一套实用的复合材料机翼结构设计分析方法奠定了一定的基础。本文的方法、流程、经验对同类复合材料结构的设计分析具有一定的参考价值。