许英杰， 孙勇毅， 杨儒童， 张卫红

(西北工业大学 机电学院，西安 710072)

1 引 言

复合材料加筋壁板是复合材料机翼和机身等主承力构件的主要结构形式，由多根长桁和蒙皮组成，一般承受压缩、剪切或压剪复合等载荷[1]。提高加筋壁板的整体强度，是保障飞行器性能的关键。复合材料铺层参数设计可以有效优化壁板的强度，但铺层参数的变化也会显著影响壁板的固化变形。固化变形影响壁板的外形和尺寸精度，尤其是对于大尺寸复杂结构的壁板，固化变形会产生较大的装配应力，降低壁板强度和疲劳寿命，甚至直接导致报废。因此，有必要建立一套综合考虑整体强度与固化变形的铺层优化设计方法，实现复合材料加筋壁板强度与固化变形的协同优化。

复合材料计算力学和数值模拟方法[2-4]的日益完善，为复合材料结构失效和固化变形分析提供了有效手段。汤平[5]对复合材料T型长桁的压缩失效进行了计算，分析了不同铺层参数和尺寸结构对T型长桁破坏极限的影响。Huang等[6]开展了复合材料T型加筋壁板的压缩失效计算，分析了90°铺层对壁板压缩强度的改善作用。江天等[7]计算了不同类型复合材料加筋壁板的固化变形；Ma等[8]计算分析了复合材料T型加筋壁板厚度方向的固化变形；Miao等[9]计算了复合材料帽形加筋壁板的固化变形，并分析了成型过程中的恒温温度、固化压力和降温速率等工艺参数对固化变形的影响规律。

现有针对复合材料铺层参数的优化研究，主要以减轻重量和提高强度等服役性能为目标。……