复合材料具有高比强度、高比刚度、良好的抗疲劳性能等优良特性，为飞机结构轻量化设计提供了更多选择。由于复合材料结构的设计变量更多，设计空间维度更高，设计难度更大，国内外许多学者对复合材料的优化设计及应用做出了深入的研究，使得复合材料得以在飞机结构上获得大量的应用。
　　本文对某全复合材料机体飞机进行了结构优化设计。首先根据飞机各部件载荷情况及边界条件，基于变密度法对结构进行了拓扑优化，得到结构的初步材料分布图，即主传力路径，然后根据主要受力构件布置的一般原则，参考拓扑优化结果，给出了全机结构布局参考方案，接下来以给出的布局方案为基础，在完成选材、气动载荷转化和有限元分析之后，以质量最轻为目标，以设计许用应变、机翼、水平尾翼翼尖位移作为约束条件，利用商业有限元软件MSC.Patran/Nastran 对全机复合材料结构铺层参数进行优化计算，并对铺层尺寸变化较大的部件进行连续性优化，确定全机复合材料结构的设计参数。