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目录
1 文献综述 1
1.1复合材料飞机上的应用 1
1.2 复合材料机翼的优化 2
1.3 国内复材技术与国外差距 3
1.4 小结 3
2 理论分析与设计 4
2.1 机翼模型及尺寸 4
2.1.1 机翼模型 4
2.1.2 机翼尺寸 4
2.2 方案设计 6
2.2.1 结构选择 6
2.2.2 有限元软件分析 7
2.2.3 碳纤维预浸料的选择 8
2.2.4 泡沫的选择 9
2.3 机翼结构优化 10
2.3.1加筋板的等效刚度 11
2.3.2正交异性板的屈曲载荷预测 13
3 工艺流程及测试 14
3.1 工艺流程 14
3.1.1 工艺流程的简述 14
3.1.2 流程图解 14
3.2 测试与结果 17
3.2.1 对机翼进行三点弯曲试验 17
3.2.2 测试结果 17
4 分析与总结 19
4.1 分析 19
4.2 总结 19
致谢 20
参考文献 21
1 文献综述
1.1复合材料飞机上的应用
由于复合材料其高比强度、比刚度，重量轻，耐腐蚀等优异特性，在飞机结构中的应用越来越广泛。现在国内外新研制的复合材料应不但应用于飞机的水平安定面、副翼、垂尾等结构，而且也应用于机身、机翼翼盒等结构，提高了飞机的结构整体化程度，系统安装更加简单、还减少了零部件的数量，大大缩短了组装的时间。因为复合材料物理特性好还有可设计性的优点，并且生产成本比起原来降低了很多，所以复合材料取代金属材料在飞行器上的应用过程加快。飞机因为使用复合材料质量减轻了10% ～ 40%、结构设计成本也下降了15%～30% 。这样既减少了燃油消耗又改善了环境，复合材料有很大功劳。
波音和空客是现在世界上最大最先进的大型民用飞机制造商，上世纪80年代就在大型飞机上应用了先进的复合材料。随着技术的积累与完善，如今复合材料在飞机结构应用比例越来越高。波音刚开始在737、757 和767 几个机型中，只在方向舵和副翼、整流罩升降轮、起落架舱门、整流罩、升降轮、襟翼等次承力结构应用了先进复合材料。一直到90年代中期，波音才在777 研制中，把垂直安定和水平尾安定面这样的主结构换成复合材料。70 年代中期空客首次在A300飞机的垂尾应用了复合材料，A320飞机的尾翼则在1987年应用了先进复合材料，之后 A330、A319、A321和A340的水平和A320差不多，先进复合材料料仍保留在主机翼结构的应用。
到进入21世纪后，波音和空客为了争夺大型民用飞机市场，于是先进复合材料在飞机上应用之争开始了。波音在“梦幻”787上使用的复合材料高达机体的50%，空客为了降低技术风险，并没有一下子使用那么多的复材，但在A380 客机上，复合材料用量也达到了机体的23%。