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随着复合材料在各个领域中的应用的不断发展，复合材料正在逐渐替代传统材料而成为主流。从20世纪40年代开始的现代复合材料研究和应用开启了人类生产力发展的新飞跃。
但是，随着复合材料研究的深入和应用的广泛，其高昂的成本和复杂的制备工艺限制了其进一步的应用。现今工业一直在寻找降低复合材料成本并且简化生产工艺同时实现复合材料部件的多功能化。而应运而生的高性能新型混杂纤维树脂基复合材料正可以满足这种需求。
本文针对军用舰艇研究单位参照国外应用于复合材料轴链接法兰的指标所提出的课题要求（额定转矩TKN=2500Nm），进行低成本复合材料轴连接法兰的研究。进行了低成本的材料选择、工艺设计和理论力学计算：并对实际的复合试件的各项性能进行了测试，并且对比测试了单向纤维层合板、混杂纤维层合板、三维编织混杂纤维板和复合材料法兰的设计。测试结果表明与课题要求吻合。圆满完成了课题任务。
本文研究内容主要包括以下几个方面：
(1)从课题要求、市场发展和性价比考虑，对复合材料的原材料进行了选择：选定增强纤维为碳纤维T700-12K、玻璃纤维和特种热固性环氧树脂体系；制备了T700/环氧复合材料和GF/环氧复合材料的单向板；(CF+GF)/环氧复合材料层合板；(CF+GF)/环氧三维编织复合材料；并根据国标测定复合材料的方法，测定了这些复合材料试样的基本性能。
(2)借助Matlab强大的数据处理能力，运用Matlab编制了复合材料力学计算的程序，包括混杂纤维复合材料的性能计算；三维编织混杂纤维复合材料结构参数、力学性能的计算；层合板各性能数据的计算，混杂纤维层合板极限强度的计算等。
(3)分析了三维编织混杂复合材料失效原因，探讨了三维编织复合材料的性能与主要结构参数编织角和纤维体积比的关系，确定了高性能力学构件三维编织复合材料选用的结构参数。即以小编织角(20°)和大体积比(55％)作为增强纤维的结构参数，这种结构具有更好的力学性能；
(4)提出了混杂纤维层合板以及三维编织复合材料力学性能的理论计算值和测试值之间的修正系数；
最终的测试结果表明：混杂纤维三维编织复合材料法兰的各项力学性能均优于碳纤维复合材料法兰的力学性能，其弯曲强度超过1300MPa，完全达到低成本复合材料法兰课题所要求的技术指标。