轻质高强复合材料网格加筋壳体结构设计方法及力学性能研究进展

doi:10.7527/S1000-6893.2024.30001

综述

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轻质高强复合材料网格加筋壳体结构设计方法及力学性能研究进展

王文煜¹^,², 李锋³, 任飞翔³, 韦兴宇¹^,², 熊健¹^,²()

^1.哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所，哈尔滨 150001
^2.哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室，哈尔滨 150080
^3.中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所，成都 610041

收稿日期:2023-12-20 修回日期:2024-02-02 接受日期:2024-03-20 出版日期:2024-09-15 发布日期:2024-03-29
通讯作者: 熊健 E-mail:jx@hit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(12072091)

Research progress on structural design methods and mechanical properties of lightweight high⁃strength composite lattice stiffened shell structure

Wenyu WANG¹^,², Feng LI³, Feixiang REN³, Xingyu WEI¹^,², Jian XIONG¹^,²()

^1.Center for Composite Materials and Structures，School of Astronautics，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China
^2.National Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Composites in Special Environments，Harbin Institute of Technology，Harbin 150080，China
^3.Chengdu Aircraft Design and Research Institute，Aviation Industry Corporation of China，Chengdu 610041，China

Received:2023-12-20 Revised:2024-02-02 Accepted:2024-03-20 Online:2024-09-15 Published:2024-03-29
Contact: Jian XIONG E-mail:jx@hit.edu.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(12072091)

摘要/Abstract

摘要：

轻质高强复合材料网格加筋壳体结构因其卓越的比强度、比刚度及设计灵活性，被广泛应用于航空航天领域。其制备工艺涉及纤维缠绕、模压和嵌锁等多种技术，确保结构的精确性与稳定性。概述了其制备工艺（纤维缠绕、模具热压及嵌锁成型）及力学性能表征方法，包括静力学失效模式、极限载荷及动力学模态振型分析。此外，综述了航空航天领域复合材料多功能化的最新研究进展，并展望了其未来发展趋势，旨在为相关领域的研究与应用提供有价值的参考。

关键词: 轻质结构, 复合材料, 网格结构, 制备工艺, 力学性能

Abstract:

Lightweight high-strength composite lattice stiffenedshell structureis widely used in aerospace due to its unique advantages of high specific strength， high specific stiffness and strong design ability. The preparation process involves various techniques such as fiber winding， molding， and locking， ensuring precision and stability in the structures. This paper outlines the preparation techniques and mechanical performance characterization methods， encompassing static failure modes， ultimate loads， and dynamic modal shape analysis. Furthermore， it provides a comprehensive review of the latest research advancements in the multi-functionalization of composite materials in the aerospace field，and offers insights into the future development trends， to provide valuable references for research and applications in related domains.

Key words: lightweight structure, composites, lattice structure, preparation techniques, mechanical properties

中图分类号:

V214.8

王文煜, 李锋, 任飞翔, 韦兴宇, 熊健. 轻质高强复合材料网格加筋壳体结构设计方法及力学性能研究进展[J]. 航空学报, 2024, 45(17): 530001.

Wenyu WANG, Feng LI, Feixiang REN, Xingyu WEI, Jian XIONG. Research progress on structural design methods and mechanical properties of lightweight high⁃strength composite lattice stiffened shell structure[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2024, 45(17): 530001.

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图34

参考文献 93

1	袁立群，单杭英，杨忠清，等. 复合材料在无人机上的应用与展望［J］. 玻璃纤维， 2017（6）： 30-36.
	YUAN L Q， SHAN H Y， YANG Z Q， et al. The application and prospect of composite materials in UAV［J］. Fiber Glass， 2017（6）： 30-36 （in Chinese）.
2	王宇. 先进复合材料在无人机中的应用进展［J］. 现代工业经济和信息化， 2021， 11（11）： 150-151.
	WANG Y. Progress of advanced composite materials in unmanned aerial vehicles［J］. Modern Industrial Economy and Informationization， 2021， 11（11）： 150-151 （in Chinese）.
3	段国晨，赵景丽，赵伟超. 先进复合材料在无人机结构的应用［J］. 纤维复合材料， 2022， 39（2）： 105-114.
	DUAN G C， ZHAO J L， ZHAO W C. Application of advanced composite materials in UAV at home and abroad［J］. Fiber Composites， 2022， 39（2）： 105-114 （in Chinese）.
4	王尔泰. 高速无人机复合材料机翼结构设计与优化研究［D］. 厦门：厦门大学， 2020： 1-8.
	WANG E T. The research on structural design and optimization for composite wings of high-speed UAV［D］. Xiamen： Xiamen University， 2020： 1-8 （in Chinese）.
5	闫照为. 太阳能无人机大展弦比机翼结构设计与优化［D］. 沈阳：沈阳航空航天大学， 2021： 1-9.
	YAN Z W. Structure design and optimization of a solar UAV wine with high aspect ratio［D］. Shenyang： Shenyang Aerospace University， 2021： 1-9 （in Chinese）.
6	沈浩杰，陈刚，夏杨. 某型无人机复合材料机翼结构尺寸优化设计［J］. 复合材料科学与工程， 2021（12）： 82-88.
	SHEN H J， CHEN G， XIA Y. Size optimization design of composite wing for UAV［J］. Composites Science and Engineering， 2021（12）： 82-88 （in Chinese）.
7	陈刚，王校培，宋军，等. 某高载荷大后掠无人机复合材料机翼结构设计与试验验证［J］. 南京航空航天大学学报， 2021， 53（4）： 613-619.
	CHEN G， WANG X P， SONG J， et al. Structural design and test verification of composite wing for high load and large sweepback UAVs［J］. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics， 2021， 53（4）： 613-619 （in Chinese）.
8	艾森，常亮，罗利龙，等. 具有工程适用性的复合材料机翼结构快速设计［J］. 工程与试验， 2021， 61（3）： 24-26， 74.
	AI S， CHANG L， LUO L L， et al. Rapid design of composite wing structure with engineering applicability［J］. Engineering & Test， 2021， 61（3）： 24-26， 74 （in Chinese）.
9	伍星亮，周金宇，丁力. 无人机机翼的结构/材料一体化优化设计［J］. 机械设计与制造， 2022（3）： 214-218.
	WU X L， ZHOU J Y， DING L. Structure/material integrated optimization design of UAV wing［J］. Machinery Design & Manufacture， 2022（3）： 214-218 （in Chinese）.
10	樊新乾，武晓英，麻丽明，等. 碳纤维复合薄壁材料的无人机机翼结构优化设计［J］. 塑料科技， 2022， 50（9）： 109-113.
	FAN X Q， WU X Y， MA L M， et al. Optimization design of structure of unmanned aerial vehicle wing with carbon fiber composite thin wall material［J］. Plastics Science and Technology， 2022， 50（9）： 109-113 （in Chinese）.
11	黄成磊. 复合材料太阳能无人机翼梁与翼肋结构优化［D］. 西安：西安工业大学， 2022： 1-10.
	HUANG C L. Spar and rib structure optimization of composite solar UAV［D］. Xi’an： Xi’an Technological University， 2022： 1-10 （in Chinese）.
12	关鑫，王洪雨，徐挺，等. 某型无人机碳纤维复合材料尾撑杆研制［J］. 复合材料科学与工程， 2020（11）： 61-65.
	GUAN X， WANG H Y， XU T， et al. The research and development of composite tail boom for an unmanned aerial vehicle （UAV）［J］. Composites Science and Engineering， 2020（11）： 61-65 （in Chinese）.
13	王朝阳，杨向涛，徐祥博，等. 结构储能碳纤维复合材料设计及其在无人机上的应用［J］. 航空制造技术， 2020， 63（18）： 84-90， 101.
	WANG C Y， YANG X T， XU X B， et al. Structural energy storage carbon fiber composite design and application in drone［J］. Aeronautical Manufacturing Technology， 2020， 63（18）： 84-90， 101 （in Chinese）.
14	彭波，王帅培. 复合材料无人机弓形起落架有限元仿真与优化［J］. 机械研究与应用， 2020， 33（3）： 52-55.
	PENG B， WANG S P. Design and optimization of composite UAV arched landing gear［J］. Mechanical Research & Application， 2020， 33（3）： 52-55 （in Chinese）.
15	孟鑫沛，张燕琴，蔡舒莹，等. 无人机复合材料起落架优化设计［J］. 装备制造技术， 2022（8）： 110-114.
	MENG X P， ZHANG Y Q， CAI S Y， et al. Optimal design of composite landing gear for UAV［J］. Equipment Manufacturing Technology， 2022（8）： 110-114 （in Chinese）.
16	吴瑕，姚菊明，王琰，等. 碳纤维复合材料无人机叶片的仿真与分析［J］. 纺织学报， 2022， 43（8）： 80-87.
	WU X， YAO J M， WANG Y， et al. Simulation and analysis of carbon fiber composite unmanned aerial vehicle blade［J］. Journal of Textile Research， 2022， 43（8）： 80-87 （in Chinese）.
17	刘峰，闫清云，王卓煜. 全复合材料太阳能无人机结构设计与分析［J］. 复合材料科学与工程， 2022（4）： 32-39.
	LIU F， YAN Q Y， WANG Z Y. Structural design and analysis of composite solar powered unmanned aerial vehicle［J］. Composites Science and Engineering， 2022（4）： 32-39 （in Chinese）.
18	闫清云. 四十公斤级复合材料太阳能无人机结构设计与分析［D］. 广汉：中国民用航空飞行学院， 2022： 1-5.
	YAN Q Y. Structural design and analysis of 40kg composite solar unmanned aerial vehicle［D］. Guanghan： Civil Aviation Flight University of China， 2022： 1-5 （in Chinese）.
19	张旭东，赵伟超，张娟. 小型无人机复合材料圆管的成型工艺［J］. 宇航材料工艺， 2021， 51（3）： 82-85.
	ZHANG X D， ZHAO W C， ZHANG J. Forming technology of composite tube for small unmanned aerial vehicle［J］. Aerospace Materials & Technology， 2021， 51（3）： 82-85 （in Chinese）.
20	孙昕，周德旭，甘子东，等. 无人机结构用复合材料及其制造技术研究［J］. 产业创新研究， 2021（16）： 90-92.
	SUN X， ZHOU D X， GAN Z D， et al. Research on composite materials for UAV structure and its manufacturing technology［J］. Industrial Innovation， 2021（16）： 90-92 （in Chinese）.
21	刘向，徐维，梁瑶，等. 碳纤维复合材料一体化成型及其在无人机领域的应用［J］. 化纤与纺织技术， 2021， 50（7）： 97-98.
	LIU X， XU W， LIANG Y， et al. Integrated molding of carbon fiber composite and its application in UAV field［J］. Chemical Fiber & Textile Technology， 2021， 50（7）： 97-98 （in Chinese）.
22	张旭东，赵伟超，张娟. 中型无人机复合材料机翼梁的成型工艺［J］. 宇航材料工艺， 2022， 52（1）： 94-97.
	ZHANG X D， ZHAO W C， ZHANG J. Forming technology of composite wing beam for medium unmanned aerial vehicle［J］. Aerospace Materials & Technology， 2022， 52（1）： 94-97 （in Chinese）.
23	VASILIEV V V， BARYNIN V A， RAZIN A F. Anisogrid composite lattice structures—Development and aerospace applications［J］. Composite Structures， 2012， 94（3）： 1117-1127.
24	CHEN L M， FAN H L， SUN F F， et al. Improved manufacturing method and mechanical performances of carbon fiber reinforced lattice-core sandwich cylinder［J］. Thin-Walled Structures， 2013， 68： 75-84.
25	SAKATA K， BEN G. Development of fast fabrication method for cylindrical-shaped grids and mechanical properties of CFRP pressure vessel reinforced with cylindrical-shaped grids［J］. Advanced Composite Materials， 2016， 25（S1）： 1-16.
26	OROMIEHIE E， PRUSTY B G， COMPSTON P， et al. Automated fibre placement based composite structures： Review on the defects， impacts and inspections techniques［J］. Composite Structures， 2019， 224： 110987.
27	KULKARNI P， MALI K D， SINGH S. An overview of the formation of fibre waviness and its effect on the mechanical performance of fibre reinforced polymer composites［J］. Composites Part A， 2020， 137： 106013.
28	ZHANG P， HAN Z Y， GU J C， et al. A strategy of parallel winding of circumferential ribs and helical ribs for composite cylindrical grid structures［J］. Composite Structures， 2021， 275： 114351.
29	ZHAO C， DONOUGH M J， PRUSTY B G， et al. Influences of ply waviness and discontinuity on automated fibre placement manufactured grid stiffeners［J］. Composite Structures， 2021， 256： 113106.
30	SHI H G， FAN H L， SHAO G J. Equivalent continuum method for anisogrid composite lattice conical shells with equiangular， equidistant and geodesic spiral ribs［J］. Composite Structures， 2021， 275： 114472.
31	GAO Y， SONG X W， DING H M， et al. Influence of fiber cutting at the composite grid intersection on the compressive performance of laminate［J］. Composite Structures， 2021， 267： 113859.
32	TOTARO G， SPENA P， GIUSTO G， et al. Highly efficient CFRP anisogrid lattice structures for central tubes of medium-class satellites： Design， manufacturing， and performance［J］. Composite Structures， 2021， 258： 113368.
33	GIUSTO G， TOTARO G， SPENA P， et al. Composite grid structure technology for space applications［J］. Materials Today： Proceedings， 2021， 34： 332-340.
34	HUNT C J， MORABITO F， GRACE C， et al. A review of composite lattice structures［J］. Composite Structures， 2022， 284： 115120.
35	MOROZOV E V， LOPATIN A V， KHAKHLENKOVA A A. Finite-element modelling， analysis and design of anisogrid composite lattice spoke of an umbrella-type deployable reflector of space antenna［J］. Composite Structures， 2022， 286： 115323.
36	DE NICOLA F， TOTARO G， GIUSTO G， et al. An efficient and scalable manufacturing method for CFRP lattice structures for satellite central tube and large deployable antenna boom applications［J］. CEAS Space Journal， 2023， 15（1）： 183-202.
37	YANG J S， XIONG J， MA L， et al. Modal response of all-composite corrugated sandwich cylindrical shells［J］. Composites Science and Technology， 2015， 115： 9-20.
38	LI W X， SUN F F， WANG P， et al. A novel carbon fiber reinforced lattice truss sandwich cylinder： Fabrication and experiments［J］. Composites Part A： Applied Science and Manufacturing， 2016， 81： 313-322.
39	LI M， SUN F F， LAI C L， et al. Fabrication and testing of composite hierarchical isogrid stiffened cylinder［J］. Composites Science and Technology， 2018， 157： 152-159.
40	熊健. 轻质复合材料新型点阵结构设计及其力学行为研究［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2013： 1-29.
	XIONG J. Design and mechanical behavior of lightweight composite innovative lattice truss structures［D］. Harbin： Harbin Institute of Technology， 2013： 1-29 （in Chinese）.
41	殷莎. 基于Ashby设计思想的新型点阵结构：制备工艺与力学性能表征［D］. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2013： 1-17.
	YIN S. Novel lattice structures based on Ashby’s designing criteria： Fabrication and mechanical properties characterization［D］. Harbin： Harbin Institute of Technology， 2013： 1-17 （in Chinese）.
42	JIANG S， SUN F F， FAN H L， et al. Fabrication and testing of composite orthogrid sandwich cylinder［J］. Composites Science and Technology， 2017， 142： 171-179.
43	YIN S， CHEN H Y， WU Y B， et al. Introducing composite lattice core sandwich structure as an alternative proposal for engine hood［J］. Composite Structures， 2018， 201： 131-140.
44	WAGNER H N R， SOSA E M， LUDWIG T， et al. Robust design of imperfection sensitive thin-walled shells under axial compression， bending or external pressure［J］. International Journal of Mechanical Sciences， 2019， 156： 205-220.
45	WANG B， DU K， HAO P， et al. Experimental validation of cylindrical shells under axial compression for improved knockdown factors［J］. International Journal of Solids and Structures， 2019， 164： 37-51.
46	ZHAO C， NIU J L， ZHANG Q Z， et al. Buckling behavior of a thin-walled cylinder shell with the cutout imperfections［J］. Mechanics of Advanced Materials and Structures， 2019， 26（18）： 1536-1542.
47	BAI X， TANG R K， ZAN Y F， et al. Stability analysis of a cylindrical shell with axially symmetric defects under axial compression based on the reduction stiffness method［J］. Ocean Engineering， 2019， 193： 106584.
48	SHATOV A V， BUROV A E， LOPATIN A V. Buckling of composite sandwich cylindrical shell with lattice anisogrid core under hydrostatic pressure［J］. Journal of Physics： Conference Series， 2020， 1546： 012139.
49	RAOUF N， DAVAR A， POURTAKDOUST S H. Reliability analysis of composite anisogrid lattice interstage structure［J］. Mechanics Based Design of Structures and Machines， 2020， 50（9）： 3322-3330.
50	WAGNER H N R， HÜHNE C， NIEMANN S. Buckling of launch-vehicle cylinders under axial compression： A comparison of experimental and numerical knockdown factors［J］. Thin-Walled Structures， 2020， 155： 106931.
51	WAGNER H N R， HÜHNE C， ELISHAKOFF I. Probabilistic and deterministic lower-bound design benchmarks for cylindrical shells under axial compression［J］. Thin-Walled Structures， 2020， 146： 106451.
52	WAGNER H， HÜHNE C， JANSSEN M. Buckling of cylindrical shells under axial compression with loading imperfections： An experimental and numerical campaign on low knockdown factors‍［J］. Thin-Walled Structures， 2020， 151： 106764.
53	SMEETS B J R， FAGAN E M， MATTHEWS K， et al. Structural testing of a shear web attachment point on a composite lattice cylinder for aerospace applications［J］. Composites Part B： Engineering， 2021， 212： 108691.
54	HYEOK J M， TAEK K S， GUL K I， et al. Failure load prediction of anisogrid cylindrical composite lattice structures using failure criterion based on ratio of bending to compressive stress［J］. Journal of Mechanical Science and Technology， 2021， 35（11）： 4897-4906.
55	KIM Y， PARK J. A theoretical model for the buckling characteristics of a laminated composite cylindrical shell with circular cutouts［J］. Advanced Composite Materials， 2022， 31（5）： 515-537.
56	FADAVIAN A， FADAVIAN H， DAVAR A， et al. A comparative experimental and numerical study on buckling behavior of composite lattice cylinders［J］. Iranian Journal of Science and Technology， Transactions of Mechanical Engineering， 2022， 46（4）： 1175-1193.
57	PARAMASIVAM S， JOHNSONA J T. Experimental and numerical studies on the low-velocity impact response of carbon fiber-reinforced polymer anisogrid cylindrical shells［J］. Polymer Composites， 2022， 43（6）： 3831-3845.
58	LI M， ZHU H Y， LAI C L， et al. Recent progresses in lightweight carbon fibre reinforced lattice cylindrical shells［J］. Progress in Aerospace Sciences， 2022， 135： 100860.
59	ZAREI M， RAHIMI G H. Buckling resistance of joined composite sandwich conical-cylindrical shells with lattice core under lateral pressure［J］. Thin-Walled Structures， 2022， 174： 109027.
60	LI Z B， GAO Y， XUE P C， et al. Fabrication and failure mechanisms of all-composite honeycomb sandwich cylinder under the axial compression［J］. Composites Part A： Applied Science and Manufacturing， 2022， 161： 107075.
61	DEEPAK S， HIREMATH S S. Design of Euplectella aspergillum based bionic thin tubes for impact absorbing application under different loading conditions［J］. Journal of Materials Research and Technology， 2023， 23： 3790-3810.
62	BAO W Y， LI M， AN X Y， et al. Hierarchical-level failure analysis for CFRC lattice stiffened panel［J］. Thin-Walled Structures， 2023， 183： 110354.
63	WANG Y L， LI H M， TANG Z J， et al. Mechanical performances of composite orthogrid stiffened cylinder manufactured by an improved method［J］. Composite Structures， 2023， 316： 117044.
64	ZHANG L， LI M， LAI C L， et al. Unified buckling computational framework of hydro-statically-loaded stiffened composite cylindrical shells［J］. International Journal of Mechanical Sciences， 2023， 256： 108514.
65	LI Z B， WANG W Y， XUE P C， et al. Mechanical properties and failure mechanisms of all-CFRP corrugated sandwich truncated cone［J］. Composites Part B： Engineering， 2024， 268： 111090.
66	XIONG J， GHOSH R， MA L， et al. Bending behavior of lightweight sandwich-walled shells with pyramidal truss cores［J］. Composite Structures， 2014， 116： 793-804.
67	XIONG J， FENG L N， GHOSH R， et al. Fabrication and mechanical behavior of carbon fiber composite sandwich cylindrical shells with corrugated cores［J］. Composite Structures， 2016， 156： 307-319.
68	MAES V K， PAVLOV L， SIMONIAN S M S. An efficient semi-automated optimisation approach for （grid-stiffened） composite structures： Application to Ariane 6 interstage［J］. Composite Structures， 2019， 209： 1042-1049.
69	KIM Y， KIM I， PARK J. An approximate formulation for the progressive failure analysis of a composite lattice cylindrical panel in aerospace applications［J］. Aerospace Science and Technology， 2020， 106： 106212.
70	LI Q W， SUN B H. Optimization of a lattice structure inspired by glass sponge［J］. Bioinspiration & Biomimetics， 2022， 18（1）： 016005.
71	LI Z B， GAO Y， WANG Y， et al. Failure mechanisms and acoustic emission pattern recognition of all-CFRP cylindrical honeycomb sandwich shell under three-point bending［J］. Composites Science and Technology， 2023， 237： 110003.
72	YANG J S， XIONG J， MA L， et al. Study on vibration damping of composite sandwich cylindrical shell with pyramidal truss-like cores［J］. Composite Structures， 2014， 117： 362-372.
73	YANG J S， MA L， CHAVES-VARGASM， et al. Influence of manufacturing defects on modal properties of composite pyramidal truss-like core sandwich cylindrical panels［J］. Composites Science and Technology， 2017， 147： 89-99.
74	YANG J S， MA L， SCHRÖDER K U， et al. Experimental and numerical study on the modal characteristics of hybrid carbon fiber composite foam filled corrugated sandwich cylindrical panels［J］. Polymer Testing， 2018， 68： 8-18.
75	LOPATIN A V， MOROZOV E V， SHATOV A V. Buckling and vibration of composite lattice elliptical cylindrical shells［J］. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers， Part L： Journal of Materials： Design and Applications， 2019， 233（7）： 1255-1266.
76	KHAKHLENKOVA A A， MOSKVICHEV E V， LOPATIN A V. Finite element modeling of a multifaceted composite lattice anisogrid payload adapter for launching several spacecrafts［J］. Journal of Physics： Conference Series， 2020， 1546（1）： 012131.
77	LI M， FAN H L. Free vibration behaviors and vibration correlation technique of hierarchical isogrid stiffened composite cylinders［J］. Thin-Walled Structures， 2021， 159： 107321.
78	ZAREI M， RAHIMI G H， HEMMATNEZHAD M. On the free vibrations of joined grid-stiffened composite conical-cylindrical shells［J］. Thin-Walled Structures， 2021， 161： 107465.
79	SHI H G， FAN H L， SHAO G J. Dynamic theory of composite anisogrid lattice conical shells with nonconstant stiffness and density［J］. Applied Mathematical Modelling， 2023， 115： 661-690.
80	ZHU H Y， FAN H L. Manufacturing and testing of CFRC sandwich cylinder with zero-Poisson’s-ratio Kevlar meta-honeycomb core layer［J］. Composites Science and Technology， 2022， 230： 109774.
81	LI M， LIN R B， HAN H， et al. Free vibration theory of inhomogeneous anisogrid stiffened cylinder［J］. Composite Structures， 2022， 290： 115509.
82	刘奎良. 重载无人机用碳纤维管铺层方式与连接性能研究［D］. 沈阳：沈阳工业大学， 2021： 1-6.
	LIU K L. Study on layout mode and connecting performance of carbon fiber tubes for heavy-duty UAV［D］. Shenyang： Shenyang University of Technology， 2021： 1-6 （in Chinese）.
83	赵伟超，刘文韬. 预浸料吸湿性对无人机复合材料性能的影响［J］. 热固性树脂， 2021， 36（5）： 36-38， 47.
	ZHAO W C， LIU W T. Properties research of epoxy prepregs after wetting for the composites of UAV［J］. Thermosetting Resin， 2021， 36（5）： 36-38， 47 （in Chinese）.
84	卢相学. 重载无人机碳纤维复合材料传动轴连接结构设计与分析［D］. 沈阳：沈阳工业大学， 2022： 1-6.
	LU X X. Design and analysis of carbon fiber composite drive shaft connection structure for heavy-duty UAV［D］. Shenyang： Shenyang University of Technology， 2022： 1-6 （in Chinese）.
85	段国晨，王汝敏，赵景丽，等. 中小型无人机用国产碳纤维复合材料拉伸性能研究［J］. 纤维复合材料， 2022， 39（3）： 74-80.
	DUAN G C， WANG R M， ZHAO J L， et al. Tensile properties study of localization of carbon fiber composite for unmanned aerial vehicles［J］. Fiber Composites， 2022， 39（3）： 74-80 （in Chinese）.
86	范云星，李易红. 无人机用耐湿热中温环氧树脂体系研究［J］. 高科技纤维与应用， 2022， 47（6）： 55-60.
	FAN Y X， LI Y H. Study on the wet and heat resistant moderate temperature curing epoxy resin system for UAV［J］. Hi-Tech Fiber and Application， 2022， 47（6）： 55-60 （in Chinese）.
87	程文，曹岩. 无人机结构复合材料在海洋环境下的强度退化研究［J］. 西安工业大学学报， 2022， 42（3）： 247-252.
	CHENG W， CAO Y. Research on strength degradation of UAV structural composites material in marine environment［J］. Journal of Xi’an Technological University， 2022， 42（3）： 247-252 （in Chinese）.
88	刘振东，郑锡涛，范雯静，等. 固化残余应力对无人机复合材料机翼强度的影响［J］. 航空学报， 2022， 43（6）： 526117.
	LIU Z D， ZHENG X T， FAN W J， et al. Effect of process-induced residual stress on strength of UAV composite wing［J］. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica， 2022， 43（6）： 526117 （in Chinese）.
89	毕广剑. 无人机复合蜂窝夹层机体结构抗毁伤性能研究［D］. 太原：中北大学， 2022： 1-19.
	BI G J. Research on the anti-damage performance of UAV composite honeycomb sandwich airframe structure［D］. Taiyuan： North University of China， 2022： 1-19 （in Chinese）.
90	ASADI H， AKBARZADEH A H， CHEN Z T， et al. Enhanced thermal stability of functionally graded sandwich cylindrical shells by shape memory alloys［J］. Smart Materials and Structures， 2015， 24（4）： 045022.
91	SUN S， FENG S S， ZHANG Q C， et al. Forced convection in additively manufactured sandwich-walled cylinders with thermo-mechanical multifunctionality［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer， 2020， 149： 119161.
92	QIN Z M. Magneto-thermo-elasticity of an electroconductive circular cylindrical shell featuring nonlinear deformations［J］. International Journal of Engineering Science， 2010， 48（12）： 1797-1810.
93	MIKHASEV G I， ALTENBACH H， KORCHEVSKAYA E A. On the influence of the magnetic field on the eigenmodes of thin laminated cylindrical shells containing magnetorheological elastomer［J］. Composite Structures， 2014， 113： 186-196.

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主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

无人机名称	尺寸/m	复材结构形式	复材占比/%	用途
X-45A	翼展10.3，弦长8	网格加筋、夹芯结构	45	军事打击
神经元	机身9.3，翼展12.5	网格加筋、夹芯结构	50	军事侦察、监视、攻击
RQ-4 全球鹰	机身13.4，高4.62，翼展35.4	网格加筋、夹芯结构	65	军事侦察
X-47B 黄貂鱼	机身11.63，翼展18.92，高3.1	网格加筋结构	90	军事侦察、监视、攻击
MQ-1 捕食者	机身8.22，高2.1，宽14.8	网格加筋结构	92	侦查、监视、探测
RQ-7 影子	机身3.7，翼展4.2	网格加筋结构	95	军事侦察

[1]	于宝石, 雷勇军, 申志彬, 张大鹏. 固体发动机药柱结构固化残余应力分析与控制技术[J]. 航空学报, 2025, 46(8): 31083-031083.
[2]	马辉东, 连喆, 杨鑫源, 李德旺, 白学宗, 安宗文. 变频加载纤维增强复合材料剩余强度预测[J]. 航空学报, 2025, 46(8): 231068-231068.
[3]	宋丹龙, 王源昊, 华珂伊, 杜春华, 张延超, 荆云娟. 平纹碳/碳复合材料指尖密封径向刚度特性多尺度研究[J]. 航空学报, 2025, 46(7): 430878-430878.
[4]	刘峰, 杨森, 韦振鹏. 基于复合材料弹性周期结构和预应力蒙皮的变弦长机翼[J]. 航空学报, 2025, 46(7): 230966-230966.
[5]	曾耀莹, 王润宁, 侯佳琪, 张雨雷, 张佳平, 李贺军. 耐极端烧蚀环境C/C复合材料研究进展[J]. 航空学报, 2025, 46(6): 531927-531927.
[6]	韩家璇, 陈璠, 杨旭光, 王振宇, 岳晓明. CFRP气雾中电火花加工实验研究[J]. 航空学报, 2025, 46(4): 430886-430886.
[7]	魏取龙, 姜丽红, 刘征, 朱琳, 范炼海, 王冠刚, 赵明杰, 郭正华. 选区激光熔化制备TPMS晶格结构及力学性能[J]. 航空学报, 2025, 46(3): 430593-430593.
[8]	师艳, 刘晗, 赵彤彤, 代吉祥, 沙建军. 陶瓷基复合材料反应熔渗过程多场建模与仿真[J]. 航空学报, 2025, 46(3): 430722-430722.
[9]	彭苗娇, 黄锦文, 胡殿印, 王荣桥, 杨俊杰, 贾志刚, 陈清林, 孙义沣, 蔡应强, 范宽, 朱兆一, 李晓文. 航空发动机CFRP复合材料界面力学性能、损伤机理与强化策略研究进展[J]. 航空学报, 2025, 46(16): 231600-231600.
[10]	杨占刚, 魏宇昊, 杨娟. 复合材料飞机电气结构网络系统电气特性分析[J]. 航空学报, 2025, 46(16): 331685-331685.
[11]	杨日明, 申秀丽, 董少静. 氢对TC4ELI钛合金焊接接头组织和性能的影响[J]. 航空学报, 2025, 46(15): 431439-431439.
[12]	周千千, 季宏丽, 陶翀骢, 吴义鹏, 张超, 裘进浩. 基于频域双LMS的MFC智能旋翼减振降噪[J]. 航空学报, 2025, 46(15): 231583-231583.
[13]	吴猛, 李多生, 叶寅, 李旭勇, 徐雪源, 陈加伟. 激光清洗C919飞机铝锂合金蒙皮涂层[J]. 航空学报, 2025, 46(14): 431414-431414.
[14]	李兆基, 董志刚, 杨峰, 鲍岩, 康仁科, 孙健淞. SiC_f/SiC复合材料锥孔飞秒激光加工方法[J]. 航空学报, 2025, 46(10): 431555-431555.
[15]	刘琛, 何晨, 高文明, 王显峰, 江林, 程硕, 李勇, 肖军. 复合材料飞机副油箱双尺度铺层设计[J]. 航空学报, 2025, 46(1): 230541-230541.

轻质高强复合材料网格加筋壳体结构设计方法及力学性能研究进展

Research progress on structural design methods and mechanical properties of lightweight high⁃strength composite lattice stiffened shell structure

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