三维角联锁结构复合材料因结构整体性好、耐分层，被广泛应用于抗冲击结构设计。长时间高温环境服役引起材料热老化，由此导致的力学性能退化是复合材料使用过程中不可避免的问题。本文将阐述三维角联锁机织碳纤维/环氧树脂复合材料在热氧老化之后的力学性质退化。
　　主要工作：
　　（1）表征环氧树脂基体热氧老化效应：利用显微镜观测老化前后环氧树脂浇注体形貌变化；利用动态热机械分析，热重分析，准静态压缩测试等方法表征环氧树脂热、力学性质随老化时间变化规律。
　　（2）比较不同增强体结构复合材料热氧稳定性：对比平纹铺层及三维角联锁两种增强体结构复合材料老化前后外观形貌变化；采用短梁剪切及冲击后弯曲试验对比两种结构层间性能及抗冲击性能随老化时间退化规律。
　　（3）分析三维角联锁试件热氧老化低速冲击失效机制：测试老化前后三维角联锁试件在不同冲击能下的低速冲击响应，结合细观有限元模型分析冲击加载损伤分布及能量吸收机制。
　　（4）揭示三维角联锁试件热氧老化冲击后剩余强度衰减机理：测试老化前后三维角联锁试件冲击后压缩/弯曲剩余强度，借助细观有限元模型提取应力传递、损伤扩展过程，比较老化前后失效模式差异。
　　发现：
　　（1）环氧树脂老化过程中受热氧化及热降解共同作用。热氧化作用于基体表面，生成致密氧化层，热重分析发现氧化层与未氧化内核热稳定性差异较大，氧化层分解温度范围更为宽泛，且含有20%左右热稳定性高、难分解物质；热降解导致大分子断链，动态热机械分析发现，老化后期环氧树脂基体受热降解影响显著，引起玻璃化转变温度下降，由此导致树脂模量显著下降。
　　（2）三维角联锁机织复合材料较平纹铺层复合材料热氧稳定性更好。增强体结构影响老化过程中形成的界面裂纹分布，平纹铺层试件老化后形成连续的层间裂纹，易在外加载荷作用下扩展导致其提前分层失效；而三维角联锁结构中的接结纱可以有效捕捉老化裂纹使其呈离散状分布，并补偿热氧老化引起的界面性能退化。
　　（3）热氧老化影响三维角联锁机织复合材料低速冲击失效模式。老化后试样界面退化，冲击加载时界面分层更为严重，同时基体模量和屈服强度下降引起基体承力下降，两者共同作用导致老化后复合材料承载能力下降，损伤及塑性吸能显著增加。随冲击能量增加，老化前后试件抗冲击性能差异更为显著，老化试件因承载能力下降导致冲击变形增加，引起底部纱线拉伸破坏，试件提前失效。
　　（4）热氧老化导致三维角联锁机织复合材料冲击后压缩/弯曲承载能力下降显著。冲击后压缩失效模式受界面性能影响，由未老化状态下的脆性失效转变为界面破坏主导的渐进失效；冲击后弯曲失效过程也受老化影响显著，老化试件中更为严重的冲击损伤导致弯曲加载下局部区域应力传递受阻，应变集中区域增加，引起剩余性能显著下降。