近年来,随着科学技术的迅速发展,对低成本高性能复合材料的需求不断增长。连续碳纤维增强铝镁基（Cf/Al-Mg）复合材料板具备比强度高、比模量高和热膨胀系数低等特点,还具备耐高温、高导热与导电率、抗辐射等优点,在材料性能与设计方法上有明显的优越性,能够满足航空、航天结构对材料刚度的要求。传统的Cf/Al-Mg复合材料板制备方法普遍存在生产效率低,约束条件多（例如高压、高温）等问题。于是,开发出一种生产成本低、产品质量高的复合材料板制备工艺显得尤为迫切。双辊铸轧成型工艺集液态浸渍法与压铸法于一体,浸润、凝固的同时承受轧制变形,改善铝液与碳纤维间润湿性差的问题,具备生产成本低、工艺流程简单、周期短、效率高等优点。本论文采用双辊铸轧成型工艺成功制备了连续Cf/Al-Mg复合材料板,利用电镀工艺制备了表面镀镍碳纤维,经过调整铸轧速度与铸轧温度进行多次铸轧实验,讨论了工艺参数对复合材料板铸轧成型过程的影响规律,最终确定了合理的工艺参数,开发短流程低成本连续Cf/Al-Mg复合材料板制备工艺。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析及室温下拉伸实验等实验手段,研究了铸轧温度和Mg含量对铸轧复合材料板的微观组织、界面特征、断口形貌和力学性能的影响。通过有限元方法模拟了单向纤维增强铝镁基复合材料板中纤维束拔出的整个过程,基于元胞自动机理论建立了描述双辊复合材料板连铸凝固过程的分析模型,实现对板材凝固组织和力学性能的模拟预测。得到的主要结论如下:1.在铸轧温度为680℃,铸轧速度为3.3m/min,辊缝为2.0mm的条件下,利用双辊铸轧成型工艺可制备出表面平整、无明显表面缺陷的连续Cf/Al-Mg复合材料板,碳纤维在铝合金基体中分布均匀,界面之间结合良好,未发现明显的纤维轧断、孔洞、灼烧等缺陷,复合材料板力学性能达到最高,抗拉强度比基体材料提高了42.6%。2.通过碳纤维表面电镀镍,制得了均匀光滑的金属镍层,可改善碳纤维与铝基体间的浸润性,防止碳纤维与铝直接接触发生化学反应,有效抑制Al4C3脆性相的产生。3.在基体中加入Mg,显著提高了合金的流动性,改善了熔液向碳纤维束内部的浸渗,而且相较于纯铝基体来说在较低的铸轧温度下就可实现完全浸渗。随着Mg含量从0wt.%增加到10wt.%,复合材料板的抗拉强度不断升高。当Mg含量达到10wt.%时,复合材料板的抗拉强度比纯铝提升了将近2.5倍。4.通过复合材料板拉伸过程纤维拔出的数值模拟,研究了界面脱粘的过程及规律。模拟结果表明,当负载为649N,变形量为0.15mm时,界面从纤维埋入基体的两端开始出现脱粘,随后逐渐向纤维的中部扩展,在变形量达到0.78mm后,所有的Cohesive单元完全损伤,失去承载能力,基体和纤维之间完全脱粘。纤维拔出的数值模拟进一步提升对纤维和基体间粘结的认识,有助于分析复合材料板的力学性能和失效破坏机理,为复合材料板制备和性能提升、扩大其应用领域提供了理论基础。5.建立了描述双辊复合材料板连铸凝固过程的分析模型,对双辊铸轧复合材料板的凝固过程进行了模拟,得到了凝固组织分布特征、晶粒大小等特征参数,预测了复合材料板的力学性能。模拟得到的结果与实验结果基本一致,说明使用该分析模型预测不同工艺参数和凝固参数条件下的凝固组织、复合材料板力学性能是可行的,在工程实践中具有指导性意义。