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随着制备技术的发展和成本的降低,碳纤维的用途越来越广泛,航空航天工业对于高强度的复合材料螺纹紧固件有着强烈的需求。这种轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳的复合材料螺纹紧固件能应用于许多行业,研究碳纤维复合材料螺栓的成型技术是非常有必要的。通过模压成型工艺制备复合材料螺栓,除了能加强其力学性能,更能提高制品的光洁度和螺纹的尺寸精度,使其更加广泛地应用于各种结构连接之中。通过对TDE85环氧树脂、SE300氰酸酯树脂、WIN1126聚氨酯树脂三种树脂体系进行一系列测试,确定了模压料的材料体系。接触角测试的结果表明,三种树脂体系都能与T700、T800、T1000碳纤维良好地浸润。树脂粘度的测试结果显示SE300氰酸酯树脂体系在100℃时的粘度仅为5m Pa·s,远远小于其余二者,这表明三种树脂体系中SE300氰酸酯树脂体系在模压时的流动性会最好,有着更好的充模能力。热重-差热分析表明,SE300树脂体系的Tg和Td较其余两种树脂更高,分别为296℃、326℃,故其上限工作温度最高。对浇铸体力学性能的测试表明,SE300氰酸酯树脂体系的拉伸模量最高,TDE85环氧树脂体系弯曲模量最高。综合考虑树脂体系的浸润能力、耐热性、力学性能和工艺性,最终优选出SE300氰酸酯树脂体系作为模压料的树脂基体。使用ANSYS软件,建立了合理的复合材料螺纹紧固件有限元模型,并对其进行了拉伸、剪切及扭转等工况下的仿真分析,给出了应力、应变及位移分布规律,各项仿真结果均满足应变设计要求。以Auto CAD为平台设计了具有一个垂直分型面和一个水平分型面的CFRP螺栓压模。对缠绕线型进行了设计,采用螺旋缠绕的方法制备了碳纤维/氰酸酯树脂模压料,缠绕角为45°。通过模压成型制得了力学性能良好的CFRP螺栓,其中成型温度为220℃,保压压力为200MPa。所得制品螺杆与螺牙纤维含量分别为55%、35%。对其进行了力学性能测试,螺栓的拉伸强度达到了330.55MPa,但试件的破坏形式均为螺纹拉脱破坏,说明成型的螺纹强度还有提高的空间;螺栓的剪切强度达到704.56MPa,表明其具有优异的抗剪切性能。