碳纤维增强复合材料(CFRP)杆、管结构是组成复合材料构件的一种典型单元，是航空、航天器结构中常用的结构组件，大型卫星天线支架等大多来用CFRP圆管。

　　CFRP管材成型一般采用纤维缠绕、预浸料铺层、拉挤成型、热缩成型等工艺，针对不同结构形式及尺寸的复合材料管工艺及性能已有大量研究，但对于小尺寸复合材料管，这些成型工艺方法都有一定的局限性。通过铺缠结合热缩成型工艺新技术，解决了小尺寸CFRP管的表面质量及尺寸精度问题。热缩工艺是采用热收缩带的热缩特性对复合材料施加均压。热收缩塑料是指某些聚合物分子经过电离辐射后，其分子键间形成化学键，由线性结构变成三维网状结构。将交联后的结晶高分子材料加热到其熔点以上则成为弹性体橡胶，在此状态下施加外力作用进行拉伸扩张并迅速冷却，此拉伸状态就被保留下来。使用时只需将其加热至一定温度，依靠弹性作用又收缩至扩张前状态， 本试验中选材主要依据:(1)热收缩带耐温满足复合材料的固化工艺要求；(2)固化过程中达到收缩压紧、改变复合材料表面状态的目的。

　　本文研究的碳纤维复合材料管外径尺寸小(外径为中10mm)，且内径尺寸精度要求较高，根据设计要求对碳纤维复合材料管进行了结构设计，并对其成型工艺及其弯曲、剪切等性能进行研究。

　　复合材料管纤维体积分数测试结果为60.1%，RT-120C条件下轴向线胀系数为0.25x10^-6/K。试验结果表明，复合材料管纤维体积分数较为理想，满足(60±3)%的控制指标，同时也充分展现了碳纤维复合材料低膨胀特点。不同铺层设计碳纤维复合材料管的弯曲性能试验结果见表3。

　　铺层板的弯曲性能较为复杂，主要是由于铺层沿板厚的位置不同引起的，单层沿板厚的位置在弯曲刚度中起很大作用，铺层顺序对层压板的弯曲性能有很大影响，铺层顺序是铺层方向沿层压板厚度分布的描述，层压复合材料结构的性能，诸如刚度、尺寸稳定性和强度等都与层压板的铺层顺序有关，每一种性能与铺层顺序的关系并不相同，在每一种给定的设计应用中，都包含了对铺层顺序的折中考虑。试验中考虑与不锈钢管等刚度设计，铺层1复合材料管性能明显优于铺层2，主要取决于0°铺层是优先铺设在靠近复合材料的表面。从试验结果可以看出，不同铺层对碳纤维复合材料管弯曲性能影响明显，主要表现在外层0°层的设计，即在弯曲试验中外层0°层对弯曲的贡献很大，优选铺层1进行了碳纤维复合材料管的研制。

　　在进行弯曲性能试验时发现，不锈钢管表现为管件受弯后材料屈服现象，而碳纤维复合材料管则表现为纤维曲屈处断裂及层间分层破坏。可以看出，φ10mm碳纤维复合材料管弯曲刚度与不锈钢相当，弯曲强度为不锈钢的3倍以上，质量仅为不锈钢的50%，采用碳纤维复合材料管大幅减轻了质量，提高了性能，达到了轻质高强的目的。

　　采用铺层后缠绕热收缩带辅助成型的工艺方法成型中10mm碳纤维复合材料管，该方法工艺简单、可操作性强，能有效保证复合材料管的成型质量及尺寸精度控制要求，其弯曲刚度与不锈钢管相当，弯曲强度为不锈钢管的3倍以上，结构质量仅为不锈钢的50%利用热收缩工艺已成型不同批次、不同规格碳纤维复合材料管件，并通过了振动、热真空等相关试验，满足设计使用要求。