机翼结构设计方案及强度计算模型一设计思路：根据设计要求，机翼全长 4m,翼弦长 1m,前后两根梁。于是利用 abaqus 软件的壳单元建立了一个基本的机翼模型。图 1 单只机翼模型然后参考《实用飞机复合材料结构设计与制造》、《复合材料设计手册》、《复合材料力学》等资料，初步设计机翼采用蒙皮夹心结构，上下表面分别铺 3层复合材料，考虑到机翼的工况采用［45/0/-45］铺层方式，每层厚度为0.125mm,具体如图 2 所示。中间夹心材料采用 PMI 泡沫，该材料具有突出的比强度和良好的耐蠕变性，可以很好的克服屈曲。夹心材料厚度初步拟定为 5mm，进行计算模拟，如果屈曲明显则可加厚。表 1 机翼的材料参数材料密度Kg/m3泊松比E11MPaE22MPaG13MPaG23MPaG12MPa单向带复合材料16000.3231150008000240024004000PMI 泡沫600.3各向冋性，弹性模量为 60MPaZ1D.La^up;"CornDosjteLarup-bsaQTotalthickness:0575000.,>^latoflilies1la7,of7^iC 昭deriLit&fthe 口卜uses 呂0£?5.1L 日yup:・CDrrpa,itELByup-Fili5Fx£'”Totaldiicbn$5s:l.TS^foxS^Fj'iPlat 口Fphes1ba7,erf7^1图 2 机翼的蒙皮夹心铺层结构考虑到梁是主要的承力部件，米用[-45/0/45/90]s 铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图 3 所示。图 3 梁的铺层结构車图 5 机翼的载荷分利用 abaqus 模拟计算时将工况环境简化，采用一端固定，在机翼下表面加+J«»■>■ ［模型一的计算结果：梁每层复合材料的应力云图图 6 梁每层复合材料的应力云图梁的计算结果分析：从计算结果中不难发现，机翼前缘的梁承受的力要比尾部的梁大很多，可以考虑适当加厚。对比各层复合材料的受力情况，0°的复合材料层受力明显，可以适当增加 0°的复合材料层数。靠机身段的梁应力集中明显，可以在该部位适当增加梁的厚度，也可考虑用工字梁强化该部位。"HE.Lw・2:牌怎*Js'3!rf!i3,'-□ai.Urv■JhgW0 瑰叩 M.UN,-*卿 ”臨 rXlrt 亠1恋1-CiTI■-r<.*rL>亠1刘EMIrlIW・L>;ItlLW*B-E=ITIH'.WTII“EZL图 7 机翼每层复合材料的应力云图（1-5 层）机翼每层复合材料的应力云图:图 7 机翼每层复合材料的应力云图（6-7 层）图 8 机翼的变形云图表 2 模型一的计算结果部件材料最大应力最大剪应力梁、肋单向带复材454.8MPa9.872Mpa蒙皮单向带复材315.4MPa15.1Mpa蒙皮PMI 泡沫0.278MPa0.0175MPa单向带复材的拉伸强度为 1541MPa,PMI 泡沫的拉伸强度为 1.6MPa 单向带复材的剪切强度...
