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碳纤维具有高强、高模、质轻等优良的力学性能,已经被广泛应用各个领域。缠绕成型是纤维复合材料的一种重要的成型方式,适合中空制品,这通常要求材料能够承受高压等特殊条件,通过研究复合材料筒体的轴压行为并进行有限元的模拟,可比较全面的了解材料在外界作用下的承受能力和薄弱环节,从而指导和改进生产实践。本实验集中研究了筒体尺寸、缠绕角度、预裂纹角度、碳纳米管对缠绕筒体压缩行为的影响。压缩测试实验表明,长径比为2:1的筒体的压缩性能要比长径比为1:1的好,加强层能明显改善筒体端部的强度,并提高了缠绕筒体整体的压缩性能。实验具体研究了20°、40°、60°和80°的四种缠绕角度的筒体,结果表明随缠绕角度的增加,筒体的压缩强度减小,应变增加,但40°缠绕角例外,其压缩强度和应变要小于20°、60°和80°,压缩模量随角度增加而持续减小,压缩效率随角度增加而升高。同时,在宏观上,除40°缠绕角外筒体主要沿纤维缠绕方向破坏。各角度筒体的破坏机理不同,20°缠绕筒体为脆性破坏,40°为局部鼓起破坏,60°和80°为横断剪切破坏。通过光学显微镜观察筒体破坏后的碎末以及破坏机理的分析,再次证实了压缩效率随角度增加而升高。通过对筒体压缩过程的破坏路径分析,推测预裂纹角度越接近于筒体缠绕角度时,筒体压缩强度及模量越低,实验结果证实了这一推测。实验中还观察到,筒体在压缩时总是从预裂纹处开始破坏,而有限元模拟结果与此一致。碳纳米管对复合材料筒体的压缩强度没有明显的增强作用,但使筒体的模量明显提高,刚性增强,破坏时应变减小。