机翼作为飞机的重要组成部分,不仅具有产生升力来支撑飞机在空中飞行的功能,而且还具有一定的稳定性和控制功能。机翼结构设计的质量在很大程度上决定了飞机的性能。模块化设计作为一种越发流行的设计手段,在机翼结构的设计中有着广泛的应用前景;而纵向骨架、横向骨架和蒙皮作为机翼的主要承力构件,对机翼结构的性能影响极大。为了得到最佳的机翼结构的最优设计,对模块化机翼结构的骨架进行优化设计十分有必要。本文针对模块化的高速机动构型机翼及低速滞空构型机翼进行研究,具体研究内容如下:1、基于模块化机翼设计的优化方法。针对模块化机翼的特殊形式,提出一种基于参数化的有限元建模及优化方法。通过Python完成了模块化机翼的参数化建模,在Isight平台上完成优化。关键技术包括一种新的参数化建模思路:在传统建模方法的基础上,保证两种构型在通用模块上的一致性以及载荷的自动分配:将线性分布的载荷转化为分布式载荷场完成载荷的施加。2、模块化机翼静力试验方案设计。针对模块化机翼设计并完成完整的试验流程。具体包括结构的固定端设计、加载系统设计、数据采集系统设计等。在机翼的静力试验中,设计特殊的夹具及工装完成机翼结构的固定;设计可进行小量载荷控制的气囊加载装置完成精确载荷施加;设计完整的数据采集系统,包括位移及应变数据。另外,在加载过程中,需要将分布式的载荷通过力学及数学原理转化为试验可以施加的集中力载荷,这样的集中力通过气囊加载装置以二级杠杆的形式等效到设计好的加载点上完成实际加载。3、试验结果分析。对所有的试验数据完成分析,得出结论。针对试验关注的位移、应变信息,结合电测及光测的数据进行分析比较,证明试验的科学性。