自动铺放是先进复合材料制造的关键技术,铺放工艺参数的调控是自动铺放的重要环节。铺放工艺参数对自动铺放过程中预浸料的工艺性能有着重要影响,包括预浸料的粘性、切向滑移特性以及变形等。本文开发了测试预浸料性能的试验方法,探究了铺放工艺参数对国产碳纤维预浸料成型的影响规律,并结合固化后复合材料构件性能,对预浸料的铺放质量进行系统性评价,以确定合适的铺放工艺参数。论文的具体研究内容如下:第一章简要介绍了先进树脂基复合材料以及复合材料自动铺放技术,重点论述了预浸料铺放质量评价方法、预浸料粘性、预浸料切向滑移行为、预浸料的变形预测以及固化后复合材料力学性能等内容的研究现状,阐明了本文的研究背景和研究意义,总结了研究内容并搭建出论文的结构框架。第二章采用铺放试验模拟了铺放过程,建立芯轴剥离试验,探究了铺放工艺参数对预浸料与模具之间、预浸料铺层之间粘结特性的影响规律,重点分析了铺放张力对预浸料粘性的影响,并揭示其影响机理。最后对比分析了各种工艺参数条件下预浸料与模具之间、预浸料铺层之间的粘接特性试验结果,给出实际铺放过程中选择铺放工艺参数的参考建议。对于实际铺放过程中的粘性控制具有指导意义。第三章设计了预浸料切向滑移试验装置,得到了预浸料切向滑移过程的应力-位移曲线,并采用内聚力模型对预浸料切向滑移行为进行了定量描述。然后,通过预浸料滑移表面微观形貌的对比分析,阐明了预浸料切向滑移失效行为随铺放温度或分离速率改变而发生转变的微观机理。最后,探究了分离速率、铺放温度、铺放压力和铺放速率与预浸料切向滑移行为的关系。为测试和表征预浸料的切向滑移特性提供了方法。第四章采用试验与仿真相结合的方法探究了铺放工艺参数对预浸料变形的影响规律。首先选用弹塑性模型来模拟预浸料的瞬时粘塑性变形,测试了不同温度下预浸料的力学参数,建立了预浸料变形的仿真模型,计算了不同工艺参数条件下的预浸料变形。随后进行了预浸料变形的验证性试验,仿真模型计算的预浸料变形大小与试验结果吻合较好,验证了模型的有效性。最后研究了铺放过程中的间隙对预浸料铺放质量的影响。第五章采用固化后构件性能验证铺放工艺参数区间的合理性。首先,选用短梁剪切试验探究铺放工艺参数对复合材料层合板层间力学性能的影响规律。同时,将试验结果与固化前的铺放评价方法进行对比分析,给出合理的铺放工艺参数区间。随后,采用渐进失效准则建立了短梁剪切损伤失效数值模型,并通过参数讨论研究了层间力学性能参数对其载荷位移曲线和失效形式的影响。最后通过数值模拟,建立了层间力学性能与铺放压力的关系,阐述了铺放压力对复合材料层间失效机制的影响规律。第六章总结了本文的研究内容,阐述了本文的创新点,展望了需要进一步探讨与研究的内容。