本文綜合敘述了碳纖維增強復合材料接頭的設計、成型工藝、強度分析、試驗方法及其研究進展，重點介紹了碳纖維增強復合材料耳片接頭的尺寸設計、鋪層設計和承載設計，以模壓法和三維編織法為例介紹了耳片接頭的工藝流程，對用于接頭強度分析的有限元法、解析法及其相關的強度理論進行了敘述，探討了復合材料接頭拉伸、彎曲和剪切的試驗方法，指出了接頭設計和試驗中存在的問題和今后的研究方向。研究表明，碳纖維增強復合材料接頭一般優先選擇增強型層壓式結構形式，三維編織呈厚度方向增強結構以及關于接頭疲勞的研究是今后研究和發展的方向。

       先進復合材料因其高比強度、高比剛度、良好的抗疲勞性、材料鋪層的可設計性等優異特
性，在航空航天飛行器的結構中得到曰益廣泛地應用。在結構設計中，復合材料結構部件的發展方向是力求實現結構的整體性，不用或者少用連接，就可以明顯減輕結構的質量和提高結構的效率。但是，由于當前技術水平的限制（例如熱壓罐尺寸、模具尺寸、材料和加工設備的限制等）以及結構設計、工藝、檢驗、運輸和維修方面的需要，必須安排一定數量的設計和工藝分離面、維護口蓋和多種外掛接口等。因此，在復合材料結構設計中，接頭設計是必不可少的關鍵環節。

      在航空領域，最初復合材料是用在一些次要受力構件上，如飛機垂尾、方向舵、升降舵、口蓋等。隨著科學技術的發展，以及對飛機性能要求的提高，復合材料的應用逐漸增加，并且由次要受力構件轉到主要受力構件，如機身、機翼甚至接頭等。復合材料接頭容易與主結構融為一體，實現整體結構，從而省掉大量的機械連接，進一步減輕結構質量，提高結構壽命。這使其很具有吸引力。1970～1980年代初，復合材料接頭在國外進入使用階段，如F-15飛機起落架后支撐桿采用復合材料，接頭與撐桿融為一體；MBBB0-105直升機復合材料旋翼根部接頭采用混雜復合材料；德國空客A-310、A-320飛機垂直安定面根部采用復合材料壁板外伸型接頭，并與旋翼大梁融為一體；美國A-7飛機減速板鉸鏈臂采用復合材料，并與大梁融為一體，作動筒支撐接頭為獨立接頭，與蒙皮膠結在一起，機械連接在減速板梁上；荷蘭?？斯镜腇28飛機減速板鉸鏈臂用碳纖維復合材料制造并與梁融為一體，飛行試驗件于1978年10月進入航線。在國內，復合材料接頭研究起步于1990年代，主要有K8飛機減速板接頭和運七飛機方向舵懸掛接頭。這些接頭都屬于層壓式接頭，并與主結構融為一體。

       復合材料接頭的研制是一個復雜且綜合性很強的技術問題，要考慮以承載能力為主要指標的設計要求、結構形式、材料的品種和性能、疲勞壽命、試驗及測試、制造工藝等一系列問題。圍繞復合材料接頭研制而開展其設計、試驗和工藝技術及方法研究具有重要的理論和實際意義，現已成為復合材料及應用研究的一個重要方向和前沿。

       本文以具有典型代表性的碳纖維增強耳片式復合材料接頭為例，介紹了復合材料接頭的設
計、制造工藝、性能測試、力學分析方法及最新研究進展，并指出了目前復合材料接頭研制中存在的問題和今后的發展方向。

資料下載：   碳纖維增強復合材料接頭研究進展.pdf