宁夏是我国太阳能发电和风力发电产业的聚集地,具有质量轻、强度高、耐腐蚀和价格低廉等众多优势的玻璃纤维/乙烯基酯(GF/VE)复合材料是实现能源产业设备轻量化的理想材料。但复合材料易发生分层损伤,层间加入无纺布能显著提升复合材料的耐分层能力,且对开孔力学性能有显著影响。本文针对无纺布增韧GF/VE复合材料的开孔力学性能,着重做了以下几方面的工作:(1)采用真空辅助成型(VARI)工艺制备了层间加入PEs、TPU、PA、EVA四种无纺布的GF/VE复合材料,对层间加入不同无纺布的复合材料层压板拉伸、弯曲性能和Ⅰ型层间断裂韧性进行了研究。层间加入无纺布对GF/VE复合材料层间断裂韧性提升效果明显,加入PEs、TPU、PA、EVA分别使复合材料Ⅰ型断裂韧性提高了 142%、103%、46%、45%,分析认为其原因可能是无纺布融化后在裂纹面中形成纤维桥接,它在裂纹尖端产生了应力屏蔽效应,使得诱导裂纹进一步扩展所需施加的载荷增大。纤维体积含量下降、厚度增加,导致GF/VE复合材料拉伸、弯曲强度有所下降。(2)选择增强增韧效果较好的TPU无纺布加入GF/VE复合材料层间,对其层压板的开孔力学性能(开孔拉伸、开孔压缩和充填孔拉伸、充填孔压缩)进行了研究,并基于Hashin准则对[0°/45°/90°/-45°]铺层的复合材料开孔板进行了拉伸失效分析。加入TPU无纺布的层压板展现出良好的界面附着力,GF/VE复合材料的开孔力学性能均有所提高。这可能是因为无纺布熔化后在纤维与基体间产生粘结作用形成纤维桥接,使得撕开无纺布和树脂基体结合在纤维层间形成的粘结作用吸收更大的能量,导致裂扩展纹路径位移更大。无纺布的加入对复合材料的开孔破坏模式影响不大,开孔拉伸破坏模式是45℃方向为主的拉伸破坏;开孔压缩横向通过孔中心处发生压缩破坏;充填孔拉伸通过中心孔的纵向发生剪切破坏,充填孔压缩失效模式也是横向通过孔中心处发生压缩破坏。(3)基于L9(34)正交表,选取宽径比、端径比、预紧力、改性材料四个因素,针对四个因素分别选取三个水平设计正交实验,研究了多因素协同影响GF/VE复合材料层压板的单钉双搭接螺栓连接性能。四种因素对GF/VE复合材料单钉双搭接螺栓连接强度的影响顺序依次为为宽径比、端径比、预紧力和层间加入无纺布改性材料。根据各因素各水平所对应指标结果的平均值的大小可以确定各因素的最优水平,其最优水平组合为宽径比为2、端径比为6、预紧力为9 N·m、层间加入TPU无纺布改性的复合材料试样。通过本文的研究,为无纺布增强增韧复合材料提供了有价值的参考,为复合材料整体结构设计提供有益的理论和试验支撑。