碳纤维及其复合材料在军事、民用等众多领域都已有了较为普遍的应用。但是与拉伸强度相比,压缩强度比较低,这限制了进一步的发展和应用,因此提高压缩强度已迫在眉睫。前人的研究表明,碳纤维的压缩强度对复合材料的压缩强度起着决定性的作用,而且碳纤维的直径、模量、微观结构会影响了它的压缩性能。但是碳纤维的抗压强度的测试手段较为局限,不同测试方法得到的结果之间也不存在可比性。为了避免实验测试的局限性,更好的控制单一变量,本文借助有限元分析ABAQUS进行模拟及探究。首先模拟碳纤维树脂基复合材料的单向板的压缩行为,探究碳纤维和树脂基体在受到压缩载荷时受力情况的不同以及分别扮演的角色。其次以碳纤维单丝为研究主体,探究碳纤维的压缩强度低于拉伸强度的缘由。最后,分别探究直径、杨氏模量、微晶大小以及并碳纤维皮芯的模量差异对碳纤维压缩强度的影响。结果表明:(1)利用二维Hashin渐进模型模拟T700/BMI复合材料单向板的压缩行为,发现碳纤维对复合材料层板的压缩情况起着重要的决定性作用,因此,探究复合材料的压缩行为,要从剖析碳纤维单丝的压缩行为入手。(2)碳纤维单丝在受到拉力和压力时应力的承载情况不同,受到拉力时发生拉伸变形,在中间段断裂;但是受到压力,会发生微屈曲变形,这是导致碳纤维压缩强度低于拉伸强度的主要原因,微屈曲的发生与本应该增大的力抵消,导致能够承载的应力较小。同时能量变化的不同表明,拉断碳纤维外力做得功远大于压断。(3)直径较大的碳纤维,在受到压缩载荷时,微屈曲程度较小,压缩强度和压拉强度比较大,主要是由于直径的增大可以增大受力面的径向长度,能够缓解微屈曲变形。模量较大的碳纤维受到载荷时为了保持原有的形态发生微屈曲,压缩强度降低。(4)当模型的轴向网格增大时,即La增大,微屈曲程度减小,压缩强度和压拉强度比也有所增大,这主要是与微晶间隙的变化有关,可以通过适当的增大La来增大碳纤维的压缩强度和压拉强度比。其次,随着径向网格的较小,Lc较小,压缩载荷在受力面能得到较好较均匀的分散,压缩强度和压拉强度比也随着径向网格的较小而增大,可以适当降低Lc可以增大碳纤维的压缩强度和压拉强度比。(5)具有皮芯结构的碳纤维比均质的碳纤维的微屈曲程度大,压缩强度低,皮芯差异越大压缩强度越低,皮芯差异增大会出现受力不均匀,导致微屈曲程度更大,削弱皮芯结构可以增大压缩强度。