新型复合材料因其比强度高、抗高温、耐疲劳、质量小等优势,被应用到建筑、交通、医疗等各个领域中。随着社会经济的发展,对高性能优质木材及其复合材料的需求在不断增加,使其性能的研发成为研究者关注的核心内容。研发过程中,仅通过传统的实验是无法实现有效周期内的高效研发以及工艺参数的优化,而利用微观结构特征研究宏观性能变化为这一问题的解决提供了有效途径。因此,本文基于数字图像处理技术和有限元分析方法实现碳纤维木质复合材料的力学性能宏微观关联研究,为后续的木质复合板的工艺优化提供基础依据。首先,对不同混合比例的一定制备工艺下的碳纤维木质复合板进行电镜图像采集以及弹性模量的数据测试。通过弹性模量的测试数据分析碳纤维含量的多少对于木质复合材料的影响状况。利用数字图像处理技术,从碳纤维木质复合材料的电镜图像入手,对采集到的电镜图像进行直方图均衡化及滤波处理等一系列预处理,然后对预处理后的图像进行最大二维熵分割、基本全局阈值分割、Otsu’s方法的图像分割的几种分割算法对比优选,同时,对分割图像进行图像形态学处理。针对图像分割处理后的电镜图像,对其进行基于蚁群算法的边缘检测,缩短了边缘检测的时间,并为后续木质复合板的有限元化研究提供数据基础。对边缘检测后的电镜图像进行矢量化操作,将电镜图像中的所有像素点都转化为几何矢量数据,为后续木质复合板的有限元化模型的建立奠定了良好的基础。在ANSYS14.0软件的环境中进行木质复合材料的有限元模型的建立,并通过自由划分的方式进行网格剖分,通过对建立的模型施加位移约束并加载求解,实现木质复合材料的宏微观力学性能之间的预测分析。研究结果表明了木质复合板宏微观力学性能的一致性以及验证了该方法的可靠性,是研发碳纤维木质复合材料的微观性能其预测宏观性能实现工艺参数的优化的一个有效途径。