复合材料微波固化技术相比于传统的热压罐固化成型技术具有成型周期短和能耗低等突出优势。结合国家自然科学基金项目和航空企业的重大实际需求,针对碳纤维增强树脂基复合材料微波固化变形问题,研究碳纤维增强树脂基复合材料微波固化变形的机理并建立预测模型。论文主要成果如下:(1)研究了碳纤维增强树脂基复合材料微波固化变形机理。从树脂化学收缩、模具与构件相互作用以及碳纤维与树脂热膨胀不匹配三方面研究了复合材料构件微波固化变形的作用机理。通过监测微波固化过程中树脂的化学收缩,首次发现了微波能够降低部分含胺类固化剂环氧树脂的化学收缩,阐明了树脂中氢键含量对化学收缩的重要影响。(2)建立了碳纤维增强树脂基复合材料微波固化变形预测模型。提出了模具与构件的等效摩擦系数建立和计算方法,有效解决了模具与构件相互作用力无法精确表征的难题。本文重点建立了模具与构件相互作用分析模型,并结合复合材料微波固化温度场分析模型、化学收缩分析模型以及碳纤维与树脂热膨胀不匹配分析模型,实现构件微波固化变形预测。(3)对碳纤维增强树脂基复合材料微波固化变形预测模型进行了实验验证。对比数值模拟结果与实验结果,本文提出的等效摩擦系数法显著提高模型预测精度。针对C型钢化玻璃模具、C型复合材料模具和L型钢化玻璃模具成型的复合材料构件,结合等效摩擦系数,变形预测误差由原来的18.1%、7.7%和31.7%分别降至8.7%、5.3%和10.1%。