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近年来,选用短玻璃纤维增强PA66基复合材料代替金属材料应用在汽车相关部件上,能在保证汽车性能安全和成本较低的同时为汽车提供较好的热强度,这意味着研究短玻纤增强PA66基复合材料的相关性能对于推动“汽车轻量化”的发展具有一定的意义。同时由于短玻纤在注塑成型过程中会沿流动方向呈取向分布,其制品具有一定的各向异性,故若能发挥其各向异性的优势,通过使其满足特定方向的机械性能要求,可以更好地发挥材料的应用优势。本课题的研究对象是由注塑成型工艺分别制备而成的GF35/PA66(玻纤质量分数为35%的短切玻璃纤维增强PA66基复合材料)和GF50/PA66(玻纤质量分数为50%的短切玻璃纤维增强PA66基复合材料),通过机械切割得到与注塑方向分别呈0°、30°、45°、60°和90°的试样条。在常温(23℃)和高温(85℃)试验环境下,分别对各偏轴试样展开拉伸、弯曲、缺口冲击及压缩等力学试验,并通过SEM(扫描电子显微镜)观察材料内部纤维排列及纤维与树脂界面的结合情况,同时对各试样进行了DMA(动态热机械分析)测试。另外,还对材料中玻纤的体积分数、注塑成型后玻纤的残留长度以及玻纤在材料中的取向排列进行了测定分析。结合力学试验值,通过Kelly-Tyson修正公式计算材料的临界纤维长度L_c,进而得到界面剪切强度τ_c,还通过45°偏轴拉伸法计算了材料的剪切模量G。最后,结合试验数据,从各向异性材料力学角度探讨了短纤维增强复合材料的偏轴力学性能的预测方法。由各试验得到的结论如下:1)相比于GF35/PA66复合材料,GF50/PA66复合材料的力学性能有明显提高;2)试样的力学性能在常温环境中要明显优于高温环境,材料的拉伸和弯曲曲线的非线性在高温环境下更明显,试样的最大应力大大降低,断裂应变值显著增加;3)力学试验验证了材料具有显著的各向异性,0°试样表现出了明显优于其他角度的力学性能,尤其是在弯曲性能(强度、模量)方面的降幅可高达35%;当偏轴角度由0°增大至30°时,材料的力学性能大幅度降低,而当偏轴角大于30°以后,材料力学性能的下降趋势随偏轴角的增大越来越弱,并在达到60°以后逐渐趋于稳定,此时试样中的纤维取向对于力学性能的影响几乎可以忽略;4)DMA试验结果显示:当材料中玻纤含量增加,偏轴角趋近于0°(纤维排列越趋近于流动方向)时,材料的储能模量E’增大,损耗因子tanδ减小,复合材料的弹性增加,刚性增强;5)注塑成型后的GF35/PA66和GF50/PA66材料的残留纤维长度分别下降了74%和76%,说明材料中的玻纤长度在注塑成型工艺后大幅度减小了,且材料中的平均纤维长度随纤维质量分数的增大而减小;6)相较于GF35/PA66复合材料,计算得出的GF50/PA66复合材料的临界纤维长度较大,界面剪切强度较小;7)通过正交各向异性模量公式计算得出的偏轴拉伸模量的变化趋势与试验值基本一致,偏差也较小;8)由Hoffman准则预测得到的偏轴拉伸强度值要明显比使用Kelly-Tyson修正准则更接近于试验值,30°试样的拉伸强度预测值略低于试验值,但是在合理范围内,说明从工程角度来说,Hoffman判据对该材料的偏轴强度预测具有良好的适用性。