本实验以5428/T700碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料和碳纤维纤维增强环氧树脂基复合材料,通过吸湿法、电化学交流阻抗法、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪和扫描电镜SEM等手段对碳纤维复合材料在酸雨环境中的失效过程进行分析。主要研究了不同浸泡条件、温度、阴极极化和树脂厚度对碳纤维复合材料的电化学特性、力学性能和微观形貌的影响,并结合有限元法对失效过程进行了分析。不同的浸泡条件对复合材料的老化过程有着不同的影响,吸湿法和电化学交流阻抗法均表明完全浸泡、干湿交替浸泡和湿热条件下复合材料的失效老化呈递增趋势,用两种方法均可推到出水分在碳纤维复合材料的扩散系数,且三种加速试验条件下试样的力学性能均有小幅度下降,成分测试可以看出失效破坏由树脂的吸湿引起,试样并未发生化学变化。在完全浸泡条件下在试样上加载一负的恒电位进行阴极极化可分析复合材料在服役时与其他金属部件发生的耦合效应可以通过电化学交流阻抗法发现试样出现较为明显的老化特征,其力学性能也发生较大的下降,通过成分分析和电镜观察可以发现复合材料中树脂基体发生了水解反应,从而引起树脂基体的裂纹与破损,树脂基体与纤维增强体间的界面结合受到破坏。碳纤维复合材料的树脂基体的厚度对复合材料的耐候性能的影响可通过交流阻抗法得出,树脂较厚的碳纤维复合材料对介质侵蚀的抵抗能力强于树脂较薄的碳纤维复合材料,在较厚的树脂层的保护下碳纤维复合材料的界面结构更不易受到破坏。通过有限元方法对复合材料的失效过程进行模拟可得出树脂的一部分膨胀由内应力导致,材料的两端最容易发生破坏,若在树脂表面加载一压头与复合材料发生机械接触可模拟树脂吸湿前与吸湿后与压头接触产生的力学响应,通过有限元方法对机械接触进行模拟分析并结合树脂表面的缺陷和缝隙的模拟,可得出缺陷处的应力分布和形变模式。