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单向短碳纤维增强(UACS)复合材料层合板较传统的碳纤维增强聚合物复合材料层合板(CFRP)固化后纤维分布更均匀,具有优越的结构设计性和安全性,更宜应用于成型复杂几何形状的构件。不同的UACS层合板是通过在传统的CFRP预浸料中引入可设计的规则切口的短纤维复合材料。过去的研究表明,新型的Bi-angled型UACS表现出比以往短碳纤维增强复合材料及其他类型UACS更好的拉伸强度以及优异的纤维流动性,适合于成型复杂几何形状的构件。然而,分层破坏仍然是新型UACS层合板的主要破坏形式,碳纤维的高拉伸强度未能得到充分发挥。基于此,本文通过在新型的UACS层合板中引入不同缝合密度的Kevlar缝线,加强其厚度方向的力学性能,研究不同缝合密度对新型UACS层合板拉伸性能的影响。本文主要结论如下:(1)通过静态拉伸试验研究不同缝合密度的新型UACS层合板试验件的拉伸性能。分析不同缝合密度对新型UACS层合板试验件的抗拉强度与失效模式的影响。实验结果表明经缝合处理的新型UACS层合板试验件与未缝合的新型UACS层合板试验件相比具有更好的抗拉性能,且层合板的拉伸强度随着缝合密度减少而提高。其中,与无缝合的UACS层合板相比,缝合密度为15 mm的新型UACS层合板试验件拉伸强度提高14.0%。同时缝线提高了UACS层合板抗分层能力,但缝线的引入对新型UACS层合板拉伸模量以及泊松比无明显影响。(2)采用商业有限元软件分析不同缝合密度的新型UACS层合板试验件拉伸性能与抗损伤演化,并与实验结果作对比分析。有限元计算结果表明:缝合后的新型UACS层合板在承载后分层最初出现在0°层与相邻层间中切口的交叉区域以及靠近自由边界的切口区域,且缝线的引入对分层的发展有显著的抑制作用。然而,若是缝线密度较大会引入更多原始损伤,且致使层合板纤维体积分数下降。同时,缝线密度较大反而不利于层合板中纤维强度充分发挥。最终层合板由于分层不断发展以及0°层中纤维断裂而失效。有限元渐进损伤分析的结果与试验结果吻合良好,表明缝线的引入有效地提高了UACS层合板的强度水平。