在满足飞机任务需求的前提下，降低飞机重量是飞机设计者永远追求的目标，也是飞机设计永恒的主题。对于飞机结构设计而言，轻量化设计已成为整机产品开发的主要潮流，轻量化设计，意味着更少的材料使用，更轻的机身重量，更少的碳排放量。从结构设计的角度来看，飞机结构的重量越轻，在相同的条件和油耗下，飞机的飞行航程越大，因而在满足一定的强度、刚度和寿命的条件下，要求飞机结构重量越轻越好。飞机设计过程中为了减轻结构重量，除了采用合理的结构形式之外，选用强度、刚度大而重量轻的材料也是非常有效的方法。先进复合材料的应用，对飞机结构轻质化、整体化和高性能化起着至关重要的作用，复合材料技术已经成为影响飞机发展的关键技术之一。继通用塑料、工程塑料后，20世纪70年代初研究开发成功出的特种工程塑料，是第三代高分子材料的一个新领域。特种工程塑料具有高强度，高模量、耐高温、耐辐射及尺寸稳定等特点，在航空航天、电子电器、汽车、机械制造等高新技术领域发挥着日益重要的作用。聚醚醚铜（Poly Ether Ether Ketone，简称PEEK）是由英国ICI公司在1977年开发成功，并由英国Victrex公司在80年代初期实现工业化生产的一种高性能特种工程塑料，被誉为塑料工业的金字塔尖。在航空航天领域，PEEK及其复合材料一问世就被作为一种军工材料应用于航天、航空领域，主要替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件。本文结合吉林大学与中航工业西安飞机工业（集团）有限责任公司签署的《XXX机型环控系统绝热护套》项目，对某飞机换热套管零部件材料轻量化中的力学问题进行研究。采用吉林大学研发的新型PEEK复合材料，替代某型号飞机传统的换热套管零部件，达到飞机轻量化的目标。针对该轻量化设计，本文对替换PEEK复合材料后的换热套管零部件结构，进行基于静力学和动力学的安全性分析。对换热套管零部件几何模型进行网格划分，建立了有限元模型；对换热套管零部件进行了特定工况下的有限元仿真分析；探讨了PEEK复合材料弹性模量、外管厚度和外管边沿卡扣对有限元结果的影响。本课题的研究成果为PEEK复合材料在换热套管中的应用奠定了理论基础，对机身减重有着非常重要的作用。