飞机结冰和风力机叶片结冰问题一直困扰着航空业和风力机行业,压电除冰方法因其高效、低能耗及质量轻、易安装的特点受到越来越多的关注。本文以有限元仿真与实验相结合的方式,研究了压电除冰技术在玻璃纤维增强环氧树脂复合材料结构上的应用。首先,研究了压电除冰技术在复合材料平板结构上的应用情况。考虑了压电元件自身对待防护结构振动的抑制作用,分析了改变压电元件数目及单个压电元件的尺寸时,激励效果的变化情况,得到了多个压电元件的间距及尺寸选择对除冰效果的影响规律;研究并得到了平板结构上压电元件与冰层的最佳相对位置;研究了平板类复合材料纤维铺层的改变对压电除冰系统作用效果的影响。其次,研究了压电除冰技术在复合材料翼段结构上的应用情况。得到了曲率较大的翼段前缘类复合材料结构铺层的改变对压电除冰效果的影响,给出了铺层改变时对应的压电除冰系统输入功率的改变方式;研究了翼段蒙皮内表面压电元件在弦向和展向的最佳布局位置;分析了压电元件厚度与输入功率的变化对除冰效果的影响;研究并给出了等耗能前提下,电压与频率的最佳选择方式。最后,以复合材料平板和翼段前缘结构为对象,分别在地面冷环境和结冰风洞中进行了压电除冰实验。平板除冰实验证明了压电元件功率及布局方式对除冰效果的影响,实验结果与仿真结果一致;翼段除冰实验验证了压电除冰系统在复合材料翼段结构上作用的可行性;得到了作动器功率、来流速度、MVD及结冰温度对压电除冰系统作用效果的影响规律,给出了压电元件输入功率随气象参数调整的依据。