复合材料因其质量轻、强度高、结构形状可设计等优点被广泛应用于汽车制造领域。作为成型结构件,碳纤维复合材料薄壁圆管的应用最为广泛。复合材料薄壁圆管在横向弯曲时的吸能效果与管件的纤维种类、树脂种类、铺层层数、结构类型等因素密切相关。本文制备了不同结构(平纹、斜纹、缠绕)的碳纤维复合材料薄壁圆管,采用实验和模拟的方法对碳纤维复合材料薄壁圆管在准静态三点弯曲载荷作用下的力学响应进行研究。论文对三点弯曲实验的载荷-位移曲线提取PCF、D_PCF、EA、Fmean、CFE、σ等力学指标作为损伤表征。采用相机获取样品的外观损伤形貌、XCT扫描获取样品的内部损伤形貌,分析了平纹,斜纹和缠绕结构对损伤机理的影响。结果显示:在三点弯曲下,平纹和斜纹管的损伤区域集中,出现丝束断裂、树脂开裂和层间分层。缠绕管的损伤区域沿管件轴向扩散,发生层间滑移和分层破坏。斜纹管具有最好的能量吸收能力,但回弹性最差。缠绕管的能量吸收能力最差,但回弹性最好。论文还采用有限元分析软件Abaqus对碳纤维复合材料薄壁管使用连续壳单元模型,三点弯曲作边界条件,碳纤维平纹加强复合材料管采用了织物增强复合材料本构模型,碳纤维缠绕加强复合材料管采用了的二维Hashin失效模型,层间破坏模型采用双线性牵引-分离本构模型。数值计算结果表明:通过模拟获得的管件外观和内部损伤形貌与实验结果均一致,且载荷-位移曲线吻合度较高。证明了所使用的建模方法能正确模拟CFRP管在三点弯曲下的复杂失效模式。