环境问题与能源问题是当今世界的两大难题,汽车会消耗大量能源、排放大量尾气,危害环境,开发新能源、减轻汽车质量可以有效解决这两大问题。复合材料是一种新型材料,具有质量轻、力学性能好的优点,适合应用于汽车结构。碳纤维增强热塑性复合材料具有广阔的应用前景。热塑性树脂在高温下易软化,当温度较低时会硬化,在此过程不发生化学反应,即使对树脂进行多次加热、冷却循环,仍可一直保持此性能。热塑性复合材料可塑性、可循环性强,回收方便,几乎不会产生环境污染,符合当今环保发展理念。本文就连续高强度碳纤维为增强纤维,聚酰胺6为基体的热塑性复合材料层合板的力学性能与强度预测进行了深入研究。首先阐述了复合材料力学基础理论,讨论了复合材料在不同受力情况下的失效形式,研究了纤维增强复合材料细观力学强度分析方法。考虑到成型温度与成型压力对热塑性复合材料的影响,本文采用热模压成型工艺在固定温度、压力下制备了不同纤维含量与铺层数的碳纤维(CF)增强聚酰胺6(PA6)层合板。为了保证实验样件尺寸的精度与表面质量,采用CNC技术加工标准试件,通过力学实验研究复合材料层合板的拉伸、压缩、剪切力学性能,分析了强度关于纤维含量、铺层数的变化规律。最后,基于复合材料细观模型中的混合定律建立了考虑铺层数量与纤维体积分数的强度预测模型,并与实验结果进行对比。结果表明,随着纤维含量增大,拉伸、压缩、剪切强度呈现非线性增长趋势,其中,复合材料纵向拉伸强度在纤维含量较高时受纤维含量变化影响较小。在37%纤维含量下,随着铺层数量增加,复合材料纵向(沿纤维方向)与横向(垂直纤维方向)拉伸强度呈现先增后减的趋势。当铺层数为5层时,复合材料纵向拉伸强度最高;当铺层数为6层时,复合材料横向拉伸强度最高。通过MATLAB计算修正模型预测值,将修正模型的预测值与实验值进行对比,发现预测结果与实验结果较为吻合。