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　　結構設計的關鍵概念

　　在機身機翼復合材料結構件設計過程中涉及主要概念包括：

　　設計時重點關注由嵌入聚合物基體中的連續單向纖維或機織物層構成的薄壁結構；

　　結構復合材料設計過程中通常需要反復使用 CAD、CAM 和 CAE進行迭代；

　　結構復合材料部件使用大量參數來描述其機械性能，例如層的尺寸和位置、厚度、方向以及堆疊順序等等；

　　優化技術的使用在設計和分析階段變得至關重要，尤其是如果纖維增強材料要根據特定需求進行定制，并且要大限度地發揮其各向異性的優勢。
 

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　　結構設計的主要流程

　　2.1 復合材料結構平面圖

　　復合材料結構往往由不同方向和形狀的若干層組成。這些層在定義的區域中堆疊在一起。在每個區域中，層壓板具有給定的堆疊順序。如下圖所示，機翼的加強筋和肋條自然地定義了恒定堆疊順序的區域。

　　2.2 設計階段：CAD 和 CAM 鏈接

　　設計過程使用這些區域作為復合材料零件初步設計的基礎，這稱為基于區域的設計，其中 CAD 軟件分配給定數量的層壓板，即由每個區域中的層總數及其方向定義。

　　在這個階段，可以估計纖維取向、鋪層厚度的偏差（即層壓板邊界處厚度的逐漸變化），可以提供指向 CAM 的鏈接：在這種情況下，使用AddPath等離線程序來進行模擬鋪層沉積，如下圖所示。

　　2.3 分析階段：CAE 工具

　　采用有限元法對復雜復合材料零件進行結構分析。只有對于簡單的幾何形狀和近似的邊界條件，才有可能得到解析解。在CAE階段，設計人員在前一步中提供的設計由分析師進行驗證和修改。檢查結構完整性，并提供設計改進，終目標是在結構的每個區域提供正確（佳）堆疊順序。下圖總結了用于結構復合材料優化設計的方法。

 

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　　結束語

　　綜上所述，在計算機和各種數值工具的輔助下，復合材料的結構設計是一項極其復雜的任務。它涉及多個學科，包括CAD、CAE和CAM，在迭代過程中，優化起著非常重要的作用。

　　根據復合材料結構設計所需的大量參數，優化方法對于確定佳堆疊順序至關重要，這是設計過程的終目標。終解決方案程序應同時解決CAD–CAE–CAM層面的問題，以便提供輕量化和安全的設計，以便在制造過程中使用。