为了充分利用复合材料性能的可设计性，可以通过合理的选取铺设角，铺层比例和铺层顺序，扬长避短，发挥复合材料沿着纤维方向的优良性能，避免使用其较弱的横向、剪切和层间性能，以求以最小的质量达到满意的结构性能要求。因此在铺层设计的时候应该综合考虑强度、刚度、结构稳定性、抗冲击损伤能力等多方面的要求，提高铺层的承载效率，并拥有良好的工艺性。

　　为了研究铺层对碳纤维管的屈曲特性的影响，本文主要从铺层角度，铺层厚度，铺层比例和铺层的顺序等方面展开研究，以探究碳纤维管模态随着铺层的变化趋势。

　　为了确定铺层角度对碳纤维管屈曲的影响，将碳纤维管的铺层从0°到90°，间隔为5°，进行划分，每一角度铺层是3层，共有19铺层方向，每层厚度0.2mm，外形长度是300mm，厚度11.4mm，根据有限元软件ABAQUS的计算，得到每层的主应力，然后根据复合材料力学理论转化为等效应力做出图表，比较在碳纤维管发生屈曲的时候那个方向的纤维承受的更大的载荷。

　　不难看出，随着铺层角度(纤维在复合材料中的角度)的变化，在碳纤维管发生变形直至屈曲的过程中，各个铺层承受的载荷时不一样的，从0°到10°这个区间，等效载荷是逐渐降低的趋势，开始比较剧烈，随后降低的幅度趋于平缓；10°到45°这个区间内，各个铺层承受的载荷是有一个逐渐增加的趋势，但是增加的幅度是比较小的；随后的45°到80°，曲线的变化趋势跟0°到10区间的变化趋势基本类似，是一个逐渐降低的过程，但是整个过程都是基本一致，这说明各层合板的受力变化并没有发生突变，比较平稳；80°到90°各层合板的等效载荷又迎来了一次增加的过程，在研究中发现，曲线的斜率是比较陡的，斜率是逐渐增加的，这说明在这个区间，各层合板的等效载荷是有一个相对比较剧烈的变化过程。

　　在0°、±45°和90°的时候，各个层合板承受的载荷达到了极大值，而45°时候承受的载荷最大。因此在工程实践中经常用到上述3个铺层方向，由于在实际生产中0°铺层是不可能实现的，仅在理论计算和验证中用到0°铺层，实际应用中是不存在0°铺层的；在10°和80°的时候各个层合板的等效载荷达到了极小值，这说明，在10°和80°的时候，纤维的强大的承力特性没有得到充分地发挥。

　　大多数情况下层合板主要承受平面载荷，为了最大限度的利用纤维轴向的高性能，应该0°层承受收轴向载荷，但对于碳纤维管这样的回转结构，实际加工生产中0°铺层是无法加工，±45°层用来承受剪切载荷，即将剑气载荷分解为拉、压分量来布置纤维的承载；90°铺层用来承受横向载荷，以避免树脂直接承载，并控制层合板的泊松比。根据实际的需要确定层合板中应该布置哪几种铺设角度。

　　为了提高构件的抗屈曲性能，例如筋条和梁，肋的凸缘部位以及飞机上面需要承受轴压的蒙皮，除了要布置较大比例的0°铺层外，同时也需要布置一定数量的±45层，以提高结构的受压稳定性。对受剪切载荷的构件，比如腹板等，主要布置±45°层，但是也应该布置少量的90°层，以提高剪切失稳临界载荷。

　　对于可能遭受垂直于层合板平民的低能量冲击的构件，在层合板最外层铺设±45°或加一层玻璃布，可以提高抗冲击能力，对防剥离也是有一定裨益的，同时还可以改善结构的工艺性。

　　综上所述，一般建议碳纤维管中宜同时包含四种铺层，一般在0°、±45°层合板中必须有6%-10%的90°的铺层，构成正交各向异性板。除了特殊的需要之外，应该采用均衡对称层压板，以避免固化时候或者受载后因为耦合效应引起翘曲。若需要设计成各向同性板，也可以采用0°、30°、 60°、90°铺层构成的层压板。