天然纤维增强复合材料由于具备价格低廉、力学性能强、环境友好等特点,其应用越来越广泛。在天然纤维中,以麻纤维尤其是黄麻增强复合材料的研究较多。黄麻非织造布是一种常见的黄麻复合材料增强体,其具有工艺流程短、生产效率高,可应用纤维范围广等优势。由于非织造布的结构表征较为困难,其作为复合材料增强体的理论研究较少,影响了非织造布增强复合材料的发展与应用。本课题首先测试了黄麻纤维细度、回潮率和拉伸性能等,制备不同面密度的黄麻针刺布和水刺布,测试其面密度、厚度、拉伸性能等;运用数字图像处理技术对非织造增强体进行均匀性和取向度的表征;最后,通过层压工艺制备复合材料,并进行拉伸性能测试,分别研究了增强体的均匀性、取向度、加固方式以及面密度对复合材料拉伸性能的影响。采用数字图像处理技术,将扫描仪采集的非织造材料图像经过目标区域提取、中值滤波等预处理操作后,利用Otsu阈值对图像进行二值化,并根据称重法获得的CV值结果,将最佳阈值和Otsu阈值进行直线拟合来确定校准阈值,完成对增强体均匀性的表征。在预处理图像的基础上,运用Canny算子对图像进行边缘检测,通过计算割线角度的方法,来统计并获得整块材料的取向分布。分析复合材料的拉伸性能结果表明:黄麻水刺布增强复合材料拉伸性能显著高于针刺布增强复合材料,主要因为水刺工艺缠结紧密度高于针刺工艺;增强体的面密度与复合材料的拉伸性能呈高度的线性相关。通过比较每块板材10个试样的力学拉伸均匀性和增强体的纤维分布均匀性发现,同一块复合材料中,每个位置的拉伸性能与该区域纤维覆盖率具有较好的一致性。对比每块板材在1方向和2方向上的拉伸测试结果可知,增强体的纤维取向分布与复合材料的力学取向分布一致。由此说明,通过表征增强体的纤维分布均匀性及取向分布,能够预测复合材料在不同位置及方向上的拉伸性能差异。