在碳纤维复合材料构件的成型过程中，通过真空和外界施加压力使构件中的气体和多余树脂排出体系，从而减小孔隙率、增加制件的纤维体积分数并使纤维均匀分布，这一过程称为密实过程。在热压成型工艺中，纤维的密实过程不仅受纤维/树脂体系的种类、树脂流变特性和体系渗透率等材料特性的影响，而且还受温度、压力和加压时机等工艺因素的影响。

　　密实过程决定着增强纤维在层压板中的分布状态，但由于密实过程的复杂性，热压成型工艺容易造成纤维分布不均匀。纤维的分布状态对复合材料的性能影响很大。纤维分布不均匀给材料性能评价带来了很大困难，目前，还很少见到对纤维分布不均匀复合材料性能研究的报道。

　　本研究中制备了在层压板厚度方向上具有不同纤维分布的T300单向碳纤维复合材料，采用三点弯曲法和数字化冲击仪对纤维分布不均匀的T300复合材料的弯曲、冲击性能进行研究，固化成型的层压板经过切割、封样、磨光、抛光、浸蚀制得金相试样，在数码光学显微镜下摄取层压板厚度方向的金相显微照片，纤维分布状态。采用计算机图像识别技术，计算纤维体积分数，通过计算可知各层压板总的纤维体积分数基本相同，但是各铺层的纤维体积分数不同，纤维分布方式不同。

　　碳纤维复合材料在承受弯曲载荷时，既有拉伸应力，又有压缩应力和剪切应力，在局部区域内还存在着挤压应力。因此除增强纤维承受载荷外，树脂基体也要承受纤维之间的剪应力，应力状态比较复杂。纤维分布不均匀使得复合材料的弯曲行为更为复杂，可以预见，厚度方向上的纤维分布不均匀和加载方向会影响弯曲性能。

　　纤维增强复合材料比强度、比模量大，有良好的弹性，但塑性变形很小，对冲击载荷十分敏感，易受冲击损伤。当复合材料受到冲击载荷时，一部分冲击能量转变为可恢复的弹性形变，另一部分被材料的断裂、分层和损伤所吸收，造成不可恢复的损伤。在悬臂梁冲击中，面板处受拉，背板处受压，这两部分最容易发生断裂和破坏。

　　纤维分布不均匀T300复合材料的弯曲、冲击性能与纤维分布的不均匀性密切相关。有限元分析表明，不同纤维分布复合材料的性能差异与其内部应力分布相关。对纤维非均匀分布的复合材料层板的弯曲和冲击力学性能研究发现，纤维非对称分布的层合板的性能随加载方向不同而变化显著，而纤维对称分布的层压板，其性能则基本不随载荷方向而变化。纤维分布效应系数R反映了纤维分布与性能的关系，可以用来评价纤维分布对复合材料性能的影响。

       阅读延伸：《碳纤维复合材料缺陷的8中检测方法》