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随着航空航天科技的不断发展，军用飞机尤其是歼击机不断地向着高速、高作战性能、高寿命周期的方向迈进。飞机在飞行过程中，在外力作用下前舱段某些构件将会产生较大的变形，通常的做法是将其作为线性问题来解决，为得到较为精确地变形情况，采用非线性方法进行研究具有重要的意义。本文主要以飞机前舱段构件为研究对象，采用非线性有限元算法对各构件进行了几何非线性分析与稳定性分析，具体的工作如下：在三维软件Solidworks中对各构件进行建模，并根据实际受力情况对结构进行修改，删除对结构影响微乎其微的倒角、通孔以及减重挖削的部分。将改好的三维模型导入ANSYS中，为各构件选择合适的单元，赋予是常数和材料属性进行网格划分，用MPC法及布尔运算对模型进行连接装配，从而建立有限元模型。采用Newton-Raphson法和弧长法相结合的算法，对飞机的1框、2框、大梁、蒙皮等重要构件进行了几何非线性分析，得出了各构件的最大位移与应力，找到了各自的危险部位，并对飞机1框进行了结构改进，验证了改进后的结构仍有足够的强度和刚度。采用非线性屈曲分析方法对飞机前舱段的蒙皮与口盖进行了稳定性分析。通过特征值屈曲分析得到了构件的理想临界屈曲载荷与屈曲模态，接着引入初始缺陷和非线性，运用弧长法进行迭代求解得到了载荷位移曲线，计算出了结构的实际临界载荷，计算表明蒙皮与口盖所受的载荷未超过屈曲载荷，满足稳定性要求。通过分析比较准确的求出了飞机前舱段构件在外力作用下的应力与位移大小，并求得了一些重要构件失稳时的临界载荷，对结构的分析与改进具有重要意义。