桅杆结构在广播电视、通讯等领域应用广泛,本论文基于国内外在碳纤维增强塑料(简称CFRP)和升降桅杆方面的相关研究,对CFRP应用于国产通信升降桅杆进行了材料性能研究和结构设计研究。根据课题所研究的升降桅杆的相关技术指标要求,确定了产品的整体结构形式和结构参数;选择了设计桅杆所用的材料,并进行了力学性能和耐环境性能方面的实验研究;初步设计了CFRP升降桅杆用碳管,用静力学和有限元计算相结合的方法分析了其结构设计的合理性及优势;优化了CFRP升降桅杆用碳管的铺层设计,并确定了最终的铺层方案;然后通过有限元软件,对CFRP升降桅杆进行了现实环境荷载模拟分析,进一步确认了设计的合理性。通过研究,确认了CFRP在通信和指挥车部件中应用的合理性及优势,升降桅杆整体重量降低约30%,大大提高了其便携性;同时,对同尺寸CFRP部件(管)和铝合金部件进行了对比研究,结果表明:CFRP管的弯曲承载能力比铝合金管提高了2~4倍;通过对碳纤管材不同铺层的分析,结果显示0°/90°/±45°铺层的等价弯曲模量和最大弯曲载荷比0°/90°铺层提高约5%;模拟计算结果显示,碳纤管组装成的升降桅杆满足28m/s风载荷、3°倾角无拉索负重40kg载荷以及受压稳定性等要求。通过理论分析、实验测试和数值计算,全面研究了18m CFRP升降桅杆的材料性能与结构设计方案,从理论上证明了用CFRP替代铝合金设计升降桅杆的可行性,为进一步的工程化生产奠定了基础。