纤维增强复合材料(FRP)具有轻质高强的特性,已被广泛应用于航空航天、高层结构和大跨度桥梁等工程领域。现有的增强体材料长度或宽度尚不能满足大型复合材料结构尺寸的需求,故拼接结构是FRP材料的重要结构形式。拼接结构会在材料内部引起复杂的应力分布,具有突出的安全隐患。为了提高复合材料拼接结构的力学性能,文章以单向碳纤维增强复合材料(CFRP)中的拼接结构为研究对象,通过实验的方法展开研究,结合数值模拟,分析了CFRP材料拼接结构在拉伸荷载下的力学性能与其影响因素(包括断层厚度和断层宽度)之间的关系。主要工作如下:(1)在制备工艺方面,分别通过真空辅助灌注成型工艺和模压成型工艺制备CFRP层合板,比较了两种工艺的优缺点,进行了工艺选择,并制备了实验所需试样。(2)在测试技术方面,针对小区域内数字图像相关(DIC)技术的位移与应变测试需求,提出了新的散斑制作方法,并进行了位移实验和应变实验,验证了小区域内位移测试结果和应变测试结果的可靠性;获得了复合材料声发射(AE)信号破坏模式判别标准,并在实验中验证了判别标准的可靠性。(3)在拼接性能方面,进行了拉伸实验,加载的同时运用了DIC技术和AE技术,在实验基础上进行了数值模拟。拉伸强度对比分析的结果表明:CFRP拼接结构的强度与断层宽度无关,与无间断的纤维铺层数成正比;含拼接结构的CFRP的弹性模量与断层宽度无关,但随着断层厚度的增加而降低。通过DIC技术实时监测了拉伸全过程材料表面的应变场,得到了不同结构表面的应变分布特点,并分析出了材料从拼接位置开始破坏的原因。通过AE技术获得了材料拉伸过程中的声发射信号,将纤维断裂、纤维/基体界面脱粘、基体破坏3种破坏模式的信号区分出来,辅助分析了材料破坏过程。