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复合材料中央翼结构型式优化设计方法研究

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 中央翼结构的特点

1.3 复合材料在飞机结构中的应用

1.4 复合材料结构稳定性研究的发展

1.5 本文研究主要内容

第二章 中央翼结构传力分析及结构设计

2.1中央翼结构的传力分析

2.2 中央翼结构选材分析

2.3中央翼结构的设计要求

2.4中央翼结构的设计准则

2.5翼面加筋结构的稳定性计算方法

第三章 中央翼结构构型的初步设计及重量特性分析

3.1梁式结构的重量特性数学模型

3.2单块式结构的重量特性数学模型及验证

3.3多腹板式结构的重量特性数学模型及验证

3.4 中央翼构型的对比分析

第四章 新支线飞机机翼结构设计及优化

4.1 机翼结构设计初始条件

4.2新支线飞机机翼的构型选择

4.3 新支线飞机机翼的结构布置

4.4机翼结构有限元模型优化及分析

第五章 新支线飞机中央翼结构设计及优化

5.1 新支线飞机中央翼构型选择

5.2新支线飞机中央翼结构布置

5.3中央翼结构有限元模型优化及分析

第六章 总结和展望

6.1 全文总结

6.2 后期工作展望

参考文献

致谢

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摘要

复合材料作为一种优良的材料,具有比强度高、比刚度大等优点,现在已经广泛应用在飞机结构中。在进行复材结构设计时,首先应该进行结构形式的选择,选择合适的结构形式是减轻复合材料结构质量的重要途径。
  本文的研究对象是复合材料中央翼结构。首先结合中央翼结构的功能特点,对中央翼结构按照三种布局形式(梁式布局,单块式布局,多腹板式布局)进行受力分析,分别选择合理的失效准则,计算各种形式的承载能力,并绘制出载荷密度和质量密度的关系曲线。根据关系曲线,可以在求出载荷密度的情况下,快速选择最优的结构形式。之后本文对可能影响结果的几个因素进行了分析讨论。不改变材料而调整结构高度,则最优结构形式可能需要进行调整;对于给定结构,进行替换材料的改进设计(或改变材料的许用值),一般需要对布局方式进行修改。最后把上述方法应用在某支线客机机翼和中央翼结构设计中,并对某支线客机机翼和中央翼结构进行复合材料优化设计,显著减轻了机翼和中央翼结构重量,圆满完成了设计任务。

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