本文以碳纤维毡和环氧树脂为原材料研制了树脂基碳纤维智能层,并对其在平面应力状态下的力阻传感特性展开了研究。主要内容包括:试验研究树脂基碳纤维智能层在单轴和双轴加载下的力阻响应;以力阻理论为基础,建立平面应力状态下树脂基碳纤维智能层的力阻本构方程,并测定其中力阻敏感因子;从微观结构出发,结合DIGIMAT模拟计算,分析树脂基碳纤维智能层的力阻响应机理;最后结合ANSYS力电耦合有限元计算和DIC应变测量技术,对树脂基碳纤维智能层在平面应力状态下的场域响应力阻试验进行分析,验证力阻敏感因子的准确性。主要获得了以下几个方面的研究成果:（1）单轴加载力阻试验表明,横向泊松效应对智能层的力阻传感特性有着不可忽略的影响。单轴和双轴拉伸试验均表明,含1层碳纤维毡的单层树脂基碳纤维智能层沿其长度方向的电阻均呈增加趋势,即始终表现为正力阻效应。（2）推导建立了平面应力状态下树脂基碳纤维智能层的力阻本构模型,并通过力阻试验得到单层树脂基碳纤维智能层的力阻敏感因子C11、C12分别为21.55和24.15;当树脂基碳纤维智能层中碳纤维毡的层数增加时,智能层的力阻敏感性下降,5层树脂基碳纤维智能层的力阻敏感因子C11、C12、C44分别是2.35、2.05和1.18。同时,当加载方向沿智能层的长度方向时,单层和5层树脂基碳纤维智能层的力阻特性都表现为正力阻效应;当加载方向沿智能层的宽度方向时,单层树脂碳纤维智能层表现出正力阻效应,而5层树脂基碳纤维智能层表现出负力阻效应。（3）结合隧道效应和导电通路理论对智能层的力阻响应机理进行研究。对于单层树脂基碳纤维智能层,当智能层承受较小荷载时,由隧道效应产生的碳纤维丝之间的结电阻发生变化,导致智能层的总体电阻改变;当智能层受到较大外加荷载时,其中碳纤维丝之间的搭接状态发生变化,引起导电通路数目的变化,智能层的导电性能因而随之变化。对于5层树脂基碳纤维智能层,其中的碳纤维含量较高,且互相搭接形成完整密集的导电通路,此时电阻的变化是由智能层的尺寸变化而引起。DIGIMAT模拟计算表明:当代表体积单元中碳纤维含量在11%～12%时,电导率急剧升高;而碳纤维含量在6%～11%或大于12%时,电导率随碳纤维含量增加缓慢升高。（4）设计了基于场域测量的力阻试验,采用点电极方式测量智能层的电势场,通过DIC对应变场进行测量,将电势差和应变场结果与ANSYS力电耦合有限元模拟计算的结果进行对比分析,研究表明本文所建力阻本构及所获得的力阻敏感因子,能较为准确地反映智能层电阻和应变之间的关系。