如何高效合理地利用现有木材资源以发挥其最大潜能已成为木材研究需要解决的突出问题。由于单板层积材具有提质增效、结构稳定、规格灵活等特点,几十年来被广泛应用于家具制造、室内装饰装修、门窗框架等非结构或小规格结构用材中。但随着现代建筑行业和社会需求不断提高,高强度、轻质化、功能性单板层积材的需求越来越迫切。计算机辅助建模仿真技术的发展为新材料、新产品研发提供了有效的方法手段,缩短了产品更新换代的周期,成为当今复合材料发展的强力助推器。综上,本文致力于研究基于计算机建模仿真技术的碳纤维增强单板层积材的性能模型表征与仿真预测分析,实现复合材料动力学模型化研究。首先,对碳纤维布增强单板层积材的制备工艺进行实验研究,并选取碳纤维布铺层位置和铺层数量作为实验因子,通过力学测试探究其对碳纤维增强单板层积材的剪切强度、静曲强度和弹性模量三个静力学指标的影响。研究表明,随着碳纤维布铺层位置由内至外变化,试件的静曲强度得到显著提升；随着碳纤维布铺层数量由单层变为双层,试件剪切强度、静曲强度和弹性模量均有不同程度提升。然后,在实验数据分析的基础上,基于有限单元法建立碳纤维增强单板层积材三维几何模型和有限元模型,并基于有限元模型对碳纤维增强单板层积材进行结构静力学仿真分析,仿真结果与实验测试结果是相吻合的,表明所建有限元模型是准确、可行的。最后,在ANSYS Workbench15.0仿真环境下,基于所建有限元模型对碳纤维增强单板层积材进行了动力学仿真研究。采用模态分析技术提取了碳纤维增强单板层积材前六阶固有频率和振型数据,探究了碳纤维布铺层位置和铺层数量对碳纤维增强单板层积材固有频率和振型影响。随着碳纤维布铺层位置由内至外变化,碳纤维增强单板层积材固有频率增强幅度逐渐增大；随着碳纤维布铺层数量由单层增加至双层,碳纤维增强单板层积材最大变形逐渐减小。仿真结果表明,碳纤维布的铺层位置和铺层数量是分别影响碳纤维增强单板层积材固有频率和固有振型的关键性因素。三维有限元模型的构建及其动力学仿真研究为碳纤维增强单板层积材的模型化研究提供了基础条件,同时也为其动力学结构优化设计提供了数据支撑,对加速和拓宽碳纤维增强单板层积材研发进程和应用领域具有重要的现实意义。