（中国飞机强度研究所十室 西安 710065）

1 引言

近年来，复合材料以其独特的性能在航空航天领域得到广泛应用，复合材料的使用比重和部位已成为衡量飞机结构是否先进的重要指标之一。空中客车公司开发的新客机A380［1］，纤维复合材料使用量达 30t［1］，占总量的 25%，同时，美国波音公司开发的Boeing787飞机复合材料的使用量占到了全机结构重量的50%以上。然而，随着复合材料使用量的增加飞机结构的柔性也随之增加，加之采用大展弦比机翼布局形式，这使得气动弹性问题更为突出。

为了解决大型飞机复合材料机翼这种涉及多学科耦合的气动弹性问题，常常需要引入气动弹性剪裁技术对设计方案进行综合和折中。国内外很多学者对复合材料机翼的气动弹性剪裁进行了研究，分别对复合材料机翼进行了优化设计［2～6］。但是目前大多数气动弹性剪裁设计只考虑了蒙皮的厚度为设计变量，并没有引入铺层比例、铺层顺序等设计变量，没有充分利用复合材料的性能。并且，气动弹性剪裁时常常需要考虑颤振、发散、固有频率、变形、强度、载荷等各种约束条件［7～9］。和一般的结构优化相比［10～12］，气动弹性剪裁具有研究对象复杂、涉及学科多、约束条件和设计变量多且复杂等特点。

鉴于此，本文首先对考虑颤振、发散、固有频率、变形、强度、载荷等各种约束条件的气动弹性剪裁方法进行研究，然后，基于自主开放式易扩展软件架构［13］实现了动弹性剪裁开发，使软件具有复合材料气动弹性剪裁，位移约束、扭角约束、频率约束、颤振约束、静弹约束的高效敏度求解以及多约束优化设计功能。……