碳纤维无人机机翼该如何优化铺层设计？
江苏博实科技： 20世纪60年代美、英等国先后研制成硼纤维、碳纤维、石墨纤维、芳纶纤维等增强的先进复合材料。由于碳纤维复合材料质量轻，比强度高,比模量高,具有可设计性等，很快复合材料在航空航天领域得到应用。
国内外已应用于飞机机身、机翼、驾驶舱、螺旋桨、雷达罩、机翼表面整流装置、直升机旋翼桨叶等。其中除单一复合材料外，还大量应用混杂复合材料，例如碳纤维和玻璃纤维混杂复合材料、碳纤维和芳纶纤维复合材料等。
本文以某无人机碳纤维复合材料的机翼为例，对其复合材料的铺层进行优化。典型的设计变量为铺层角度、铺层厚度和铺层顺序，在实际应用中，碳纤维复合材料的铺层一般是按照角度来的，如0°，±30°, ±45°，90°。
因此，可以通过优化机翼复合材料的分层比例和铺层顺序来达到降低整机重量的目标。优化方法可采用有限元分析软件MSC、Patran/Nastran和mat lab优化程序编程相结合，来优化分层厚度及铺层顺序。最后以无人机矩形简易机翼为例，验证了方法的有效性。
该无人机机翼采用碳纤维复合材料层合板270mm*80mm,取对称均衡铺层0°、-45°、90°、45°、0°、45°、90°、-45°、0。中间层厚度2.5mm,其余每层厚度1mm.单边固定，承受N方向均布载荷245N。优化结果:铺层角度为90°、45°、0°、-45°、0°、-45°、0°、45°、90°，厚度分别为1.79mm、1.79mm、1.79mm、1.79m、2.5mm、I. 79mm、1.79mm、1.79mm、1.79mm。
参考文献：《中国机械》