前掠翼飞机气动特性优越，具有包括临界马赫数高、波阻低和克服翼尖失速等很多优点，但扭转发散问题也是制约前掠翼机广泛实用化的障碍。各向同性的金属一直是飞机设计中用量最大和用途最广的材料，但用来设计前掠翼机时，不得不付出超重的代价。利用复合材料的气动弹性剪裁技术可以经济地解决前掠翼的扭转发散过低的问题。 复合材料气动弹性剪裁技术涉及复合材料力学、气动弹性力学和优化方法。本文首先回顾了气动弹性问题的发展和相关理论，介绍了前掠翼扭转发散的产生机理，然后，阐明复合材料实现前掠翼扭转发散控制的实质，并结合前掠机翼基金课题实施了复合材料气动弹性剪裁设计技术的数值计算研究。 复合材料的各向异性的力学特性是气动弹性剪裁赖以实现的机理，因此，复合材料结构的设计构成了气动弹性剪裁设计的主要内容，铺层厚度、顺序、铺层角度及铺设方向的任意性是复合材料强度和刚度可设计性的根本原因。通过有针对性的改变这些设计参数，由层合板设计成的复合材料翼面结构表现出不同的刚度特性，主要体现为弯曲刚度和扭转刚度的耦合，并由此控制翼面结构的气动弹性效应。论文通过理论推导和多种剪裁方法的算例来验证复合材料结构对于前掠翼机的效益。 复合材料结构的设计变量众多，约束条件复杂以及高度的非线性给优化设计工作带来很大困难。通用有限元软件ANSYS提供了一套实用优化方法，能有效地解决结构的多参数优化问题。本文针对前掠翼机算例，充分考虑了结构的实际构造形式，在ANSYS的环境下，利用软件自身的参数化设计语言(APDL)编制优化程序，对结构实施铺层优化设计，达到经济、合理地使用复合材料。最后，对优化后的翼面结构进行适当调参，在满足强度和刚度的要求下，提高了发散速度。