碳/芳混杂编织复合材料由于混杂效应,不仅提高了碳纤维的断裂韧性,而且增强了芳纶纤维的刚度。作为一种先进复合材料,其日益受到国内外的重视,对其机械性能的要求也越来越高。然而,混杂编织复合材料的制造过程相对复杂,变形损伤及扩展行为影响因素较多。为提高碳/芳混杂编织复合材料使用的可靠性和安全性,研究其变形损伤中的动态演化规律和破坏行为具有重要意义。首先,本文针对碳/芳混杂编织复合材料,分别进行了碳纤维方向和芳纶纤维方向的幅度衰减测定。综合利用声发射(Acoustic Emission,AE)技术与数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法有效获取复合材料拉伸加载过程中的AE动态信号和散斑图像,分析碳/芳混杂编织复合材料拉伸变形与损伤破坏行为,为碳/芳混杂编织复合材料的结构设计和无损评价提供基础。其次,本文采用AE和红外热成像(Infrared Thermography,IRT)技术对不同纤维取向的厚层碳/芳混杂编织复合材料的准静态三点弯曲实验进行了实时监测。基于AE特征信号和表面温度场,研究了复合材料的损伤演化行为。同时,结合X射线微型计算机断层扫描(X-ray Micro-computed Tomography,Micro-CT)观察试件内部细观结构损伤形貌,探究其破坏机理。再次,本文对碳/芳混杂编织复合材料进行了渐进三点弯曲实验。结合AE技术和DIC方法实时监测复合材料试件的表面变形和渐进损伤萌生/演化过程,利用Micro-CT技术对复合材料试件内部结构的渐进损伤进行识别。进一步研究了不同纤维取向的碳/芳混杂编织复合材料的弯曲变形、渐进损伤演化及破坏行为。最后,本文利用AE技术对某厂大型风电叶片摆振疲劳实验进行了定期监测。基于AE信号特征参数分析,对风电叶片的疲劳损伤进行了评估。结果表明:(1)声波在碳/芳混杂编织复合材料中沿芳纶纤维方向传播时,能量被吸收和散射的效果更为明显。(2)在碳/芳混杂编织复合材料弯曲实验中,纤维取向对试件的力学性能和损伤特性有重要影响。主材料方向(经向)为碳纤维的试件表现出更高的抗弯强度和准脆性行为,而经向为芳纶纤维的试件展现了良好的韧性。(3)Micro-CT是表征试件内部结构的有效手段。弯曲实验中,对于经向为碳纤维的试件,其宏观破坏主要是顶部的剪切破坏,以扭结带为源沿厚度方向传播,在周围引起基体裂纹,然后继续向体内扩展,随后基体开裂和分层成为其主要的失效模式。对于经向为芳纶纤维的试件,损伤的起源被认为是底部的丝束剥离,其主要的失效模式为分层和层板断裂。(4)结合AE、DIC/IRT和Micro-CT技术,能够有效地监测和观察复合材料的变形、损伤演化及破坏行为,为进一步阐明复合材料的损伤破坏机理提供技术支持。