推臂作为机载弹射发射装置的典型结构件，是弹射机构的组成部分，实现机构的打开及收回。在发射装置工作过程中，推臂承受短时间( 100ms )的面内压缩和弯曲载荷;在发射装置挂飞过程中推臂不受力。工作环境温度为- 55℃~+75℃，需要完成盐雾湿热、振动、冲击、加速度等环境试验的考核。

　　根据推臂的载荷条件，选用T700纤维以满足高强度要求。根据工作温度，选用中温环氧树脂。考虑到推臂主要承担面内大载荷，主承力的连续纤维区域采用T700单向带铺层，以获得较好力学性能，考虑工艺可制造性，表面结构采用碳布织物。

　　碳纤维增强树脂基复合材料，通常为单层厚度在0.5mm以下的层状叠层结构，其面内连续纤维的方向为结构的受载方向，叠层方向为结构的非主承力方向。碳纤维增强相通常具有两种形式:单向带和双向织物。单向带在性能上具有纤维平直性好、设计性强等优点，但工艺铺覆性和剪切协调变形差;双向织物由于纤维发生了面外弯曲，刚度和强度要低于单向带，但双向织物的工艺铺覆性好，面内性能分布平均。基于单向带和双向织物的特点，本结构件在形状简单的承载区域主要采用单向带U7190，在铺覆性较差的区域以及产品表面多采用双向织物CF3011。由于载荷严酷，因此要求纤维体积含量达到60%。

　　根据载荷要求可知，推臂属于典型的横力弯曲梁结构，弯矩和轴向载荷产生的主应力都沿长度方向。因此，采用双载荷通路设计的框体结构，不仅能提高长度方向的结构可靠性，而且可以保证横向载荷下结构的刚度和强度。

　　推臂选用0°、45°、90°、-45° 4种铺层角度，在推臂的连续铺层区，铺层顺序为: [0/45/-45/0^3/45/0/45/0/90/0^2/-45/0^2/45/0^2/45/0^2/90/0^2/45/0^2/45/0/ -45/0^2/45//90/0/45/0^2/-45/0^2/45/0^2]，考虑推臂的载荷特点，承担面内压缩载荷的0°纤维尽量多，所以0°的铺层比例为65%，同时推臂还承担面内弯曲载荷，因此45°纤维和-45°纤维比例均设计为14.5%。

　　推臂的侧壁主承力区采用六面体单元进行网格划分，两端端头采用四面体实体单元进行网格划分。根据载荷要求施加约束，由于推臂同时承受压缩和弯曲载荷，在几何尺寸变化较大的区域会形成应力集中，需要重点关注。

　　根据计算结果可知:推臂在最大拉压应变接近4000，考虑计算结果为点应变，进行局部补强设计(增加高应变区的连续纤维厚度)后，除应力集中点外，其余部分最大应变在3700以内。按照同样的载荷要求计算原铝合金材料推臂，应力应变云图变化趋势一致， 说明该碳纤维推臂经过结构设计和铺层设计后，整体载荷的分配比较合理。综上所述，认为结构设计和铺层设计满足设计要求。考虑到复合材料受成型工艺影响较大，在RTM制造过程中，需要对于应变较大的区域和所有三角区格外关注，保证工艺质量。

　　阅读延伸：《碳纤维制品的常见优势汇总简析》