复合材料是用两种及以上组分按一定方式组合而成的材料，它的许多性能都优于单组分材料。复合材料在材料的设计理论、成型工艺以及力学性能等方面，与金属材料有显著的差别。碳纤维复合材料是复合材料中性能最优异的材料之一。

　　按基体材料的不同，碳纤维复合材料可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、碳基复合材料、陶瓷基复合材料。本文针对碳纤维层合板的设计进行。碳纤维板的力学性能具有各向异性、非均质性和层间剪切力低三个特点。

　　1、各向异性性能

　　碳纤维板一般由按照一定规律铺设的单层碳纤维预浸料层合而成。单层复合材料的工程常数一般有九个，四个表征其刚度性能，五个表征其强度性能。纵向弹性模量、横向弹性模量、纵向泊松比(或横向泊松比)和面内剪切弹性模量为单层复合材料的刚度性能指标。

　　此外，当加载方向与材料弹性主方向不一致时，会产生一系列的耦合现象，它们是各向同性材料不具备的特殊性能。单层复合材料强度指标，也称为基本强度，它们分别是纵向拉伸强度、横向拉伸强度、纵向压缩强度、横向压缩强度和面内剪切强度。碳纤维复合材料强度指标的增加，使其各种应力状态下的强度更难判定，强度设计理论也更复杂。

　　2、非均质性

　　碳纤维增强复合材料是由两种及以上材料组成的，因此是非均质的。对于碳纤维板，各个单层可以按照不同方向铺设，所以多向层合板也是非均质的。由于这种非均质性，对层合结构的弹性和强度分析必须建立在分析各个单层的弹性与强度的基础上。

　　3、层间强度低

　　一般情况下，碳纤维增强复合材料的层间剪切强度和层间拉伸强度低于基体的剪切强度和拉伸强度。在层间应力作用下易引起层合板分层破坏，严重影响复合材料在某些结构上的使用。因此，在结构设计时，应尽量减少层间应力，或采取措施避免层间分层破坏。

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