复合材料拥有强度高、刚度大、质量轻,并具有抗疲劳、减振、耐高温、可设计等一系列优点,从而被广泛的应用在航空航天领域^[1]。本文遵从复合材料力学和飞机机翼结构设计理论,参考空客A320及波音737飞机的参数,设计了一个全复合材料的大型民用客机的机翼机构,并对其进行有限元分析。本文主要研究内容:首先在拟定了各种飞机设计的指标参数后,对机翼的外形进行了设计,包括机翼的平面几何形状和翼型的选择;设计了机翼的各种结构,包括蒙皮、翼梁、翼肋和桁条;选定机翼的材料,并对复合材料机翼的各构件进行了铺层设计,为第4章复合材料机翼的气动分析和第5章复合材料翼型的建模、有限元分析打好基础。再次,在选定好机翼翼型类型的基础上,利用FLUENT软件对于同种类型、不同厚度的两个翼型进行了气动分析。选定了飞机工况和湍流模型之后利用FLUENT软件对两个翼型进行气动分析,计算了不同攻角下翼型的升力系数,得到了翼型上下表面的压力分布;对比两个翼型的后处理结果,确定两个翼型中较好的一个,作为本文复合材料机翼的翼型。最后,利用ANSYS软件对设计好的机翼结构进行建模和网格划分,再通过ANSYS-FLUENT软件的流固耦合接口,对机翼结构模型施加载荷后,进行机翼的静力学分析。对初始设计的机翼计算结果进行处理和分析后,更改机翼结构中不合理的厚度或铺层设计,并重新计算,得到新结果与初始设计的计算结果进行对比。再改变蒙皮的各种铺层比,进行计算并对比分析结果。最后将结构全部采用金属材料重新计算,将计算结果与全复合材料的机翼结构进行对比。