当今,世界各国都面临着能源危机与环境污染问题,汽车会消耗大量能源,而轻量化材料的应用可以减少能源消耗与尾气排放。碳纤维增强聚酰胺（CF/PA）复合材料是一种热塑性复合材料,在复杂的服役环境或制造过程中难免会产生裂纹缺陷。已有前人研究了热固性碳纤维复合材料裂纹缺陷形式及扩展路径,并且多数是关于裂纹的疲劳试验或弯曲试验,对于CF/PA复合材料裂纹扩展路径和拉伸性能的研究尚未看到,因此有必要开展此研究。本文以CF/PA复合材料为研究对象,采用试验与仿真相结合的方法研究了不同预置裂纹CF/PA复合材料层合板的拉伸性能及裂纹扩展规律。首先是对复合材料力学的基础理论和材料特性进行阐述,其次制定层合板拉伸和剪切试验方案,测试CF/PA复合材料的基本力学性能,包括E₁、E₂、G₁₂、?₁₂这几个参数,其中应变的测量用到了数字图像相关法。之后重点制定了含不同预置裂纹的复合材料层合板单向拉伸的试验方案,设置了0°和45°两种单向纤维方向,并且在每种纤维方向下都规划了不同位置、不同长度和不同角度的预置裂纹。此外,选择前面已做的部分试验进行仿真分析,先通过与试验对比验证有限元模型的准确性,然后采用已验证的有限元模型,对0°纤维方向不同预置裂纹角度以及30°纤维方向的不同预置裂纹位置的层合板进行拉伸性能仿真。试验结果表明,对于含预置裂纹的CF/PA复合材料层合板,0°纤维方向试件的裂纹大体上都呈现出“H”型劈裂或“T”型劈裂的扩展路径。45°纤维方向试件的裂纹扩展路径都是沿45°纤维方向裂开。当保持裂纹的长度和角度不变、仅改变裂纹的横向位置时,0°纤维方向试件的承载能力基本相同,而45°纤维方向试件的承载能力随横向位置的变化而改变。当保持裂纹的横向位置和角度不变、仅改变裂纹的长度时,0°和45°纤维方向试件的承载能力都随着裂纹长度的增加而下降。当保持裂纹的横向位置和长度不变、仅改变裂纹的角度时,0°纤维方向试件的承载能力随着裂纹角度的增加先明显上升,后缓慢增加;而45°纤维方向试件的承载能力先缓慢上升,后明显增加。仿真结果表明,0°和90°纤维方向试件的最大拉力值与试验值基本一致;0°纤维方向含不同形式预置裂纹试样的单向拉伸力——位移曲线与试验曲线非常接近。当保持预置裂纹的长度和角度不变、仅改变其横向位置时,30°纤维方向试件的承载能力随裂纹位置的变化规律与45°纤维方向试件的类似。