梁群群，刘婷，吕凯明，王永利

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0 前言

碳纤维复合材料在众多轻量化材料中，具有比强度和比模量高、高强抗冲击性、抗腐蚀性好等一系列优点，在航空航天、体育休闲和工业领域都有广泛的应用[1-2]。由于检查、拆装、维护，需要在碳纤维复合材料结构件进行开孔处理，开孔打断了碳纤维的连续性，将会导致孔周围产生严重的应力集中，使其成为复合材料中最薄弱的区域[3-4]。常规织物制备出的复合材料纤维成直线状态，无法避免开孔时纤维的断裂，一种新颖的先进纤维铺放技术——变角度牵引铺缝的诞生(TFP，Tailored Fiber Placemen)，为解决该难题带来了希望。

变角度牵引铺缝可以根据材料主应力方向设计纤维轨迹并进行任意角度铺放，对解决复合材料构件的应力集中有显著的效果[5-7]。国内外对此技术进行了大量研究，并取得了一系列理论成果。如Crothers等人[8]以E玻璃纤维多轴向织物为母体材料，以E玻璃纤维丝束为补强材料，采用TFP技术制备了主应力补强片，对开孔复合材料层压板进行了补强研究，取得了较好的补强效果。GUO等人[9]对比研究了直线纤维铺层补强片和用变角度牵引铺缝技术制得的环形补强片对剪切载荷下含孔C型梁的补强，结果表明，环形补强片效果要明显优于直线纤维铺层补强片。秦永利[10]研究表明，变角度牵引铺缝补强片面外补强效果最佳，其最大拉伸载荷相对于未开孔补强层压板和纤维布补强开孔层压板分别提高103.9%和42.2%，达到未开孔层压板的94.3%。……