复合材料结构的设计需要考虑多种因素，包括成本、重量、外载、环境条件、制造方法、材料特性、质量监控方法等。在满足结构设计使用要求的条件下，将诸多因素综合分析，形成终设计。复合材料结构的一般设计方法和设计步骤。
    一、材料设计
    在复合材料结构设计中，很重要的一项工作是要合理地对材料进行选择、组合，或者称之为材料设计。因为复合材料包括增强纤维和基体，还有许多添加剂和工艺材料等辅助材料，称之为材料体系。这种材料体系的设计对保证结构的使用功能、工艺性以及产品的装配、运输、贮存、修补等十分重要。
    （一）材料设计原则
    在满足结构使用性能要求的条件下，要尽可能地降低成本；
    材料的机械性能要满足结构的强度和刚度要求；
    材料的耐环境性能要使结构在使用环境条件下能正常工作，并满足结构的寿命要求；
    所选材料体系适合于拟采用的工艺成型方法；
    在预浸料制备、固化成型、机械加工、装配和修补方面具有良好的工艺性；
    容易运输、贮存，安全性好；
    对所选材料体系有深入了解；
    尽可能的选用已定性的、批量生产的、质量稳定的原材料。
   （二）纤维选择
    有多种纤维可以用作复合材料的增强材料，如玻璃纤维、碳纤维、凯芙拉纤维、氧化铝纤维、硼纤维、碳化硅纤维等。在工程上应用广的是玻璃纤维和碳纤维。这两类纤维又根据其强度和模量的大小分为多种不同的品种。选择纤维时，先要确定纤维的类别，然后再确定纤维的品种和规格。
    一般根据结构的功能要求和使用环境条件选取纤维的类别和品种规格，有如下几种情况：结构要求有高的刚度，可选用高模量碳纤维，结构要求有高的强度，则选用高强度碳纤维或高强度玻璃纤维；结构要求有良好的透电磁波性能,可选用E玻璃纤维、S玻璃纤维、凯芙拉纤维、氧化铝纤维、石英纤维等：结构要求耐冲击性能，则可选用玻璃纤维和凯芙拉纤维：结构要求不随温度变化，则可选用碳纤维和凯芙拉纤维;结构要求既要有高的强度和刚度，又要求有一定的断裂韧性和抗冲击性，则可选用碳纤维和玻璃纤维的混杂复合材料。
    纤维织物一般有无纬布或无纬带两种形式，普通玻璃钢用的多为交织布形式。碳纤维则有多种形式，可根据工艺和结构特点进行选择。
    （三）树脂选择
    树脂分为两大类，一类为热固性树脂，包括环氧、酚醛树脂；另一类为热塑性树脂，包括聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮、聚亚苯基砜、尼龙、聚醚酸亚胺等。
    树脂的选择一般按如下要求选取：
    要求基体材料能在结构使用范围内正常工作。例如要求在-55-130℃范围内长期工作，可选用各类环氧树脂；在-55-70℃范围内长期工作，可选用聚酯树脂；在-55-200℃范围内长期工作，则可选用聚酰亚胺树脂等。由于各类树脂具有多种改型品种，其耐温性应低于玻璃化转变温度30℃。在作层合板的高温力学性能测试时，其模量下降率不应超过8%，对于短期高温使用环境，材料的模量下降率也不应超过15%。
    要求基体材料具有能够满足结构使用要求的物理、化学性能。例如机械性能、断裂韧性、吸湿性、阻燃性、低烟性、低毒性、抗盐雾性、抗霉菌性等。
    要求基体的工艺性良好。其粘性、凝胶时间、挥发分含量、预浸布的保存期、固化的压力和温度、固化后的尺寸收缩率等要满足工艺要求。
    （四）成型工艺选择
    复合材料结构的工艺设计包括构件的制造工艺性和组件、部件的装配设计两方面。结构方案和结构细节设计对工艺设计有决定性影响，在结构设计的全过程均需考虑结构的工艺问题，在复合材料结构的工艺设计方面要考虑以下几个因素。
    模具设计 模具材料选择时，要考虑其热胀冷缩的影响，应能满足结构尺寸要求，模具大小要考虑到固化设备的允许尺寸。
    铺层设计要考虑工艺问题 由于不同铺层角的铺层之间，在给定方向上存在刚度特性和膨胀特性的差别，当铺层不对称、装配不对称、同一铺层角的单向层集中过多时，会引起翘曲，甚至分层。
    结构零件的拐角应具有较大的圆角半径 避免在拐角处出现纤维断裂、富胶、纤维架桥等缺陷。
    外形变化区 对于外形复杂的结构，在外形变化区采用光滑过渡，用织物代替无纬布，以减少外形变化其的纤维分布。
    尽量用整体件 为了减少组装工作量，在固化设备尺寸许可的情况下，尽量设计成整体件，常用共固化工艺。
    二、结构设计
    （一）整体结构设计
    产品的整体设计主要包括产品的外形、壁厚、脱模斜度、尺寸精度等。
    产品设计是模压制品生产的组成部分，理想的模压制品结构应能很方便地设计和制造成型模具，并顺利地制造出的模压制品。制品的壁厚应满足强度、结构、重量、刚度及装配等各项要求，尽量使各部分壁厚均匀一致，有利于制品内应力的消除和减小，防止制品的变形和裂纹。在模压制品的角隅处应设计成圆弧，且半径不小于0. 5mm。在平行于脱模方向和侧向分型与抽芯方向的制品表面上应设有一定的脱模斜度。脱模斜度的选择，应根据材料的性质、制品的形状与大小以及模具的结构，并结合实际经验而定，若是可能拔模角应该要尽可能大，正常的拔模角为1-2度，而肋则可选择0.5度的脱模角度，若深度不超过12.5m(0.5inch),且将需要拔模角的地方抛光，则可以使用很小的脱模角角。
   （二）局部结构设计
    产品的局部结构设计主要包括加强筋、凸台、螺纹、嵌件、孔等。
    加强筋的合理设计能有效地克服制件的翘曲变形，提高尺寸稳定性。加强筋应设计得矮一些、多一些，方向应与制品的脱模方向、料流方向以及制品的收缩方向一致，端面应低于制品支承面0．5-lmm。凸台在制品上用来增强孔或供装配附件使用，一般要设置一定数量的加强筋增强。加入嵌件可增加制品的刚度与强度，满足特殊的功能要求，选用的金属嵌件应具有与产品尽可能接近的热膨胀系数，其配置应尽量沿压制方向，周围的塑料层不宜太薄，避免锐角的存在。制品上的孔有连接装配用孔、功能性孔、装饰性孔等，其形状有圆形、正方形、矩形、椭圆形等，确定合理的孔边距和孔间距有利于提高模压制品的质量。螺纹的入口处应设计一无螺纹的凹台，其高度应大于0. 5mm，尽量选用公制标准螺纹，设计有1/15-1/25的脱模斜度。