碳纤维管是由碳纤维预浸料层叠后热压固化而成，其性能表现比金属材料管要高出许多。尤其是在轻量化需求的产品设备上，碳纤维管能够起到很大的作用。

　　基于碳纤维管的可设计性和轻量化，且能承受高载荷和强振动，已经发展成为卫星、运载等高端科技领域的主承力结构件之一。由于方杆结构不是严格的回转体结构，小角度缠绕过程中，更容易出现纱线滑移、线型不均等问题。本文通过改进工装结构，完善小角度缠绕的工艺参数，实现方杆的全缠绕成型。并对比传统方法，验证全缠绕成型方杆的质量稳定性和性能优越性。

　　增强材料选取高模量碳纤维，拉伸强度≥3500MPa，拉伸模量≥500GPa，延伸率≈0.7%。 基体材料选取改性的AG-80环氧树脂体系。采用全缠绕法制备三组试验件，90°采用环向缠绕，±45°、±2°、±4°和±6°均采用螺旋缠绕，其中±2°、±4°和±6°缠绕过程中须借助辅助工装，保证纤维缠绕线型稳定。三组试验件分别缠绕不同的角度（±2°、±4°、±6°），用于对比不同缠绕角试验件的力学性能变化。

　　在相同铺层缠绕角度的试验件中，采用全缠绕法制备的试验件的拉伸性能普遍优于采用传统法制备的试验件。2#试样采用全缠绕法，缠绕角为±45°/±4°/90°/（±4°）2/ 90°/±4°/±45°，4#试样采用传统法，缠绕角为±45°/ （0°）2/90°/（0°）4/90°/（0°）2/±45°，从数据可以看出，2#试样和4#试样的拉伸性能基本相当，说明采用±4°缠绕可以达到采用0°铺层一样的效果。1#试样和2#试样均采用全缠绕法，2#试样拉伸性能优于1#试样。试验结果表明，全缠绕法比传统法制备的方杆的纤维力学性能利用率高，采用±4°缠绕代替0°铺层是最好的一种方法。

　　采用全缠绕法制备的方杆试验件比传统法制备的弯曲强度的离散系数小。在传统法制备的试验件中，0°铺层的试样比其他角度铺层的试样离散系数小，说明0°铺层的工艺性更优。全缠绕法制备的试验件中，±4°缠绕的试样的离散系数为2.8%，比±2°和±6°缠绕的试样都小，说明±4°缠绕的工艺性最好。总体来看，全缠绕法制备的方杆的质量稳定性较好，且±4°缠绕的方杆质量稳定性比其他缠绕角度的方杆更好。

　　全缠绕法制备的方杆试验件的力学性能和质量稳定性均优于传统法，在全缠绕法制备的方杆中，采用4°缠绕的方杆工艺性和力学性能更优。总之，在 工艺性和力学性能方面，全缠绕法比传统法更优越，采用4°缠绕的方杆拉伸强度和模量分别为899.74 MPa和235.22GPa、弯曲强度和模量分别为823.57 MPa和220.22CPa、离散系数为2.8%，是代替0°铺层的最佳选择。