碳纤维复合材料连接技术研究
T1000 级碳纤维及其复合材料研究与应用进展
摘要本文介绍了T1000 级碳纤维的发展历程，综述了T1000 级碳纤维及其复合材料的研究及应用情况，指出了国产T1000 级碳纤维应用研究需要关注的问题。
1引言碳纤维是一种碳元素组成占总质量90％以上，具有高强度、高模量、耐高温等优点的纤维材料。
最早可追溯至18 世纪的爱迪生和斯旺，1959年日本首先发明了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维，而当下碳纤维的核心技术和产能被日本、美国以及一些欧洲发达国家和地区掌控。
T1000 级碳纤维作为碳纤维中的高端产品，在航空航天领域有着极大的用途。
高性能碳纤维的研究可以改善固体火箭发动机消极质量、提升载药量、提高质量比，对于先进武器的发展研究以及航天探索有重大意义。
目前国外已经大量使用T1000 级碳纤维的缠绕容器和固体火箭发动机壳体，因此开展国产T1000级碳纤维及其复合材料的应用研究迫在眉睫。
碳纤维的制备包括物理、化学、材料科学等多个领域的内容，总体分为纺丝原液的聚合、聚丙烯腈原丝的纺制、预氧化和碳化三个步骤，有众多因素需要调控。
根据缺陷理论和最弱连接理论，制备过程中产生的缺陷是影响碳纤维性能的主要因素，为保证碳纤维的性能，需要对每个工艺流程中工艺参数精准调控，由于加工过程中的各参数之间相互作用十分复杂，且目前一些工艺流程中的实际形成和演变机理不明，也使得高性能碳纤维，尤其是T1000 级碳纤维的研制有很大困难。
T1000 级碳纤维的研究主要包括碳纤维本身性能的研究、碳纤维复合材料的改性研究、碳纤维复合材料使用性能的研究几个方面。
由于T1000 级碳纤维本身的高性能、价格昂贵等原因，且国产T1000 级碳纤维还没有正式投入应用的报道，在实际应用方面主要介绍国外T1000 级碳纤维在航空航天以及其他领域的应用情况。
2T1000 级碳纤维性能研究现状1962 年正式开展PAN 基碳纤维的研制，1986 年研制出T1000G 碳纤维。
2014 年 3 月，通过碳化精细控制技术在纳米层级内控制纤维结构，成功研发出T1100G 碳纤维，2017 年 6 月强度由6600MPa 更新至7000MPa，目前东丽已完成了T1200 碳纤维的量产。
碳纤维复合材料研究报告
碳纤维复合材料研究报告
首先，我们将介绍碳纤维复合材料的性能特点。
碳纤维具有高强度、
低密度和优异的耐腐蚀性，是一种理想的增强材料。
与传统金属材料相比，碳纤维复合材料具有更高的比强度和比刚度，同时具备良好的疲劳性能和
耐高温性能。
其次，我们将探讨碳纤维复合材料的制备方法。
目前，碳纤维复合材
料的常用制备方法包括手工层叠法、自动化预浸法和树脂转移成型法等。
手工层叠法具有简单、灵活的特点，但生产效率低；自动化预浸法能够提
高生产效率，但需要大量的设备投资；树脂转移成型法则能够实现大规模
生产，但需要精密的模具。
最后，我们将分析碳纤维复合材料的应用现状。
航空航天领域是碳纤
维复合材料最主要的应用领域之一，例如飞机翼、垂直尾翼和飞机身等部
件都可以采用碳纤维复合材料制造。
在汽车领域，碳纤维复合材料可以用
于制造车身、底盘等部件，能够降低车辆重量，提高燃油效率。
另外，在
体育器材领域，碳纤维复合材料也广泛应用于高尔夫球杆、自行车车架等
产品制造。
总结起来，碳纤维复合材料具有独特的性能优势，制备方法也日益成熟。
随着技术的不断发展和进步，碳纤维复合材料在各个领域的应用将会
不断扩大。
然而，碳纤维复合材料仍然存在一些挑战，例如制造成本较高、回收和再利用困难等问题。
因此，未来的研究重点应该放在解决这些问题上，以促进碳纤维复合材料的广泛应用。
碳纤维复合材料单钉连接拉伸性能仿真分析和试验研究
程的模拟和验证及相关性能数据。 １ 分 析 方 法
本文的仿真分析针对复合材料层合板结构静载加
载过 程 ， 以三维 有 限元分 析技 术为 基础 ， 通过 每一载 荷
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｅｔｎｉ ｒｐ ｒｅ ｆ ａｂ ｎｆ ｅ ｅ ｆ ｃｄｐａｔ Ｃ Ｒ ）ｗｔ ｓ ｇ ｏｔｏ ｔ ａ ｔｄｅ ｂ ｔ ｃ ： ｈ ｓ ｎｐｏ ｅｔ ｓ ｒｏ ｂ ｒ ｉ ｏ ｅ ｌｓｃ（ Ｆ Ｐ ｉ ｉ ｌ ｂ ｌｊｉ ｓｓ ｉｄ ｒ ｅ ｏ ｉ ｏｃ ｉ ｒｎ ｒ ｉ ｈ ｎｅ ｎｗ ｕ
中图分 类 号 ： Ｂ ３ Ｔ ３ １９ Ｔ ３ ； Ｐ ９ ． 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８ ５ ０ （ ０ ２ ０ — ０ ７ ０ １０ — ３ ０ ２ １ ） １ ０ １ — ４
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉｎ ａ ｓ ｔ ｄ ｎ Ｔｅ ｉ ｎ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆＣａ ｂ ｎ Ｆ ｂ ｒ Ｒｅｎ ｏ ｃ ｄ ｉ ｌ ｔｏ ｎｄ Ｔｅ ｔＳ ｕ ｙ ｏ ｎｓｏ ｏ ｒｉｓ ｏ ｒ ｏ ｉ ｅ ｉｆ ｒ ｅ
碳纤维复合材料力学性能研究进展
包 装 工 程第44卷 第21期 ·36·PACKAGING ENGINEERING 2023年11月收稿日期：2023-05-30基金项目：国家自然科学基金（12172344） *通信作者碳纤维复合材料力学性能研究进展段裕熙，张凯*，徐伟芳，陈军红，龚芹（中国工程物理研究院总体工程研究所，四川 绵阳 621999）摘要：目的 综述碳纤维复合材料这一热结构材料的力学性能研究进展，推进碳纤维复合材料的研制和应用。
方法 采用文献调研法，梳理和汇总国内外有关碳纤维复合材料力学性能的研究内容，对二维复合材料、针刺复合材料及三维编织复合材料3种结构进行性能影响因素分析。
结论 影响碳纤维复合材料静态和动态力学性能的因素主要有温度、应变率、密度等，提出应进一步开展碳纤维复合材料在多因素耦合及高温动态性能方面的研究。
关键词：碳纤维复合材料；静态力学性能；动态力学性能；三维编织复合材料 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)21-0036-10 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2023.21.005Mechanical Property of Carbon Fiber CompositesDUAN Yu-xi , ZHANG Kai *, XU Wei-fang , CHEN Jun-hong , GONG Qin(Institute of Systems Engineering, China Academy of Engineering Physics, Sichuan Mianyang 621999, China) ABSTRACT: The work aims to explore recent advancements in the mechanical properties of carbon fiber composites for thermal structural applications, with the objective of promoting the development and utilization of carbon fiber composites. Through a comprehensive literature review, the current research status on the mechanical properties of carbon fiber composites was summarized, and the factors affecting the static and dynamic mechanical properties of 2D composites, needled composites, and 3D woven composites were analyzed. The results indicate that factors affecting the static and dynamic mechanical properties of carbon fiber composites include temperature, strain rate, density, et al. And further investigations are necessary in multi-factor coupling and high temperature dynamic properties of carbon fiber composites. KEY WORDS: carbon fiber composite; static mechanical properties; dynamic mechanical properties; three-dimensional weaving composite碳纤维由有机纤维经过一系列热处理转化而成，它是含碳量高于90%的无机高性能纤维，既具有碳材料的固有本征，又兼具纺织纤维的柔软可加工性。
碳纤维复合材料应用研究报告进展
碳纤维复合材料的应用研究进展姜楠＜湖北大学材料科学与工程学院，武汉430062）摘要：本文概述了碳纤维复合材料vCFRP）的性能特点和应用研究进展。
简要介绍了碳纤维复合材料在大飞机制造业，深海油气田，非织造设备等方面的应用情况，碳纤维复合材料湿热性能和抗氧化烧蚀技术的研究进展以及国内外的研究状况。
关键词：碳纤维复合材料大飞机深海油气田非织造设备湿热性能抗氧化烧蚀技术应用研究1前言碳纤维复合材料＜CFRP）自20世纪50年代面世以来就主要用于军工，航天，航空等尖端科学技术领域，其高强、高模、轻质、耐热、抗腐蚀等独特的性能使其在飞机、火箭、导弹、人造卫星等方面发挥了巨大作用。
随着CFRP材料性能的不断完善和提高，其优越的性能逐步被认可及价格的大幅度下降，使得它在民用工业上的应用逐步扩大，目前在土木建筑、纺织、石油工业、医疗机械、汽车工业等领域得到了广泛应用。
2CFRP材料的性能特点碳纤维是由碳元素组成的一种高性能增强纤维。
其最高强度已达7000MPa ，最高弹性模量达900GPa,而其密度约为1.8~2.1g/cm3,并具有低热膨胀、高导热、耐磨、耐高温等优异性能，是一种很有发展前景的高性能纤维。
碳纤维由高度取向的石墨片层组成，并有明显的各向异性，沿纤维轴向，强度高、模量高，而横向性能差，其强度和模量都很低。
因此在使用时，主要应用碳纤维在轴向的高性能。
[1-2]碳纤维是黑色有光泽，柔软的细丝。
单纤维直径为5~10pm，一般以数百根至一万根碳纤维组成的束丝供使用。
由于原料和热处理工艺不同，碳纤维的品种很多。
高强度型碳纤维的密度约为 1.8g/cm3,而高模量和超高模量的碳纤维密度约为1.85~2.1g/cm3。
碳纤维具有优异的力学性能和物理化学性能。
碳纤维的另一特征是热膨胀系数小，其热膨胀系数与石墨片层取向和石墨化程度有密切的关系。
碳纤维具有优异的耐热和耐腐蚀性能。
在惰性气氛下碳纤维热稳定性好，在2000C的高温下仍能保持良好的力学性能；但在氧化氛围下超过450C碳纤维将被氧化，使其力学性能下降。
国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向概要
国内外碳纤维复合材料现状及研究开发方向概要碳纤维复合材料是一种具有很高强度和轻质化特性的新型材料。
它由碳纤维和树脂等基质材料组成，具有优异的力学性能和低密度，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
本文将对国内外碳纤维复合材料的现状以及研究开发方向进行概述。
首先，国内外碳纤维复合材料的现状可以概括为以下几个方面。
一是碳纤维复合材料在航空航天领域的应用。
由于碳纤维复合材料具有高强度、低密度和热稳定性等特点，被广泛应用于航空航天领域，如飞机机体、发动机和燃气涡轮等部件。
二是碳纤维复合材料在汽车领域的应用。
汽车制造商越来越倾向于采用碳纤维复合材料制作汽车车身和结构件，以提高汽车的燃油效率和减轻车重，提高车辆的性能。
三是碳纤维复合材料在体育器材领域的应用。
碳纤维复合材料制作的高级运动器材，如高尔夫球杆、网球拍和自行车等，具有很高的刚性和强度，能够提高运动员的表现水平。
四是碳纤维复合材料在船舶领域的应用。
船舶结构件的重量和强度对于船舶的性能至关重要。
碳纤维复合材料具有高强度和轻质化特性，因此被广泛应用于船舶制造，可以提高船舶的性能和节能减排。
接下来，本文将重点讨论国内外碳纤维复合材料的研究开发方向。
一是开发新型碳纤维原料。
目前，市场上主要使用的碳纤维原料是聚丙烯腈纤维。
研究人员正在开发新型纤维原料，如石墨烯、纳米碳纤维等，以提高碳纤维的力学性能和热稳定性。
二是改善碳纤维与基质材料的界面粘结性能。
碳纤维与树脂等基质材料的界面粘结性能对复合材料的力学性能和耐久性影响很大。
研究人员正在探索提高界面粘结性能的方法，如表面改性和介入增韧等。
三是提高碳纤维复合材料的制备工艺。
制备工艺是影响碳纤维复合材料质量的关键因素之一、研究人员正在开发新的制备工艺，如预浸法、纺丝法和层合法等，以提高复合材料的力学性能和制造效率。
四是研究碳纤维复合材料的寿命与损伤机理。
碳纤维复合材料容易受到外界环境和应力加载的影响，会出现疲劳和损伤现象。
碳纤维增强复合材料的力学性能研究
碳纤维增强复合材料的力学性能研究随着科技的发展和人们对材料性能要求的不断提高，碳纤维增强复合材料作为一种新型材料，逐渐受到了人们的关注和研究。
碳纤维增强复合材料的优点在于具有轻质、高强和高刚性等特点，因此在航空航天、汽车和体育器材等领域得到了广泛应用。
本文将围绕碳纤维增强复合材料的力学性能展开讨论，并分析其优点与不足。
一、碳纤维增强复合材料的力学性能研究碳纤维增强复合材料是由无定形材料和纤维增强材料组成的一种粘合材料。
其力学性能是影响使用效果的重要因素。
在实际应用中，碳纤维增强复合材料的力学性能主要表现在强度、刚度、韧度和疲劳寿命等方面。
下面将对这些方面进行详细讨论。
1. 强度碳纤维增强复合材料的强度是指在外力作用下，材料发生断裂前所能承受的最大应力。
由于其结构特殊，具有纤维对外界应力的抗拉能力，因而其强度很高。
实验表明，碳纤维增强复合材料的抗拉强度约为1500 MPa。
而同样条件下的钢材和铝材抗拉强度只有400 MPa左右，而且在高温、腐蚀等恶劣环境下，铝材和钢材的强度更低，而碳纤维增强材料的强度不变，还会增加。
2. 刚度碳纤维增强复合材料的刚度是指在外界力作用下，材料抵抗形变的能力。
由于其纤维本身刚度很高，因此材料的刚度也很高。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的弹性模量约为210 GPa，而同样条件下的钢材和铝材弹性模量分别为200 GPa 和70 GPa左右。
因此，在需要使用刚度较高的场合下，碳纤维增强复合材料具有较好的应用前景。
3. 韧度碳纤维增强复合材料的韧度是指在受力时，材料离开弹性阶段到断裂之前所需要的功。
与强度和刚度不同，碳纤维增强复合材料的韧度较低。
这是由于该材料虽然具有纤维与增强材料的双重优势，但其内部结构复杂度很高，存在许多微小裂缝，因此材料整体的韧性有所下降。
实验结果表明，碳纤维增强复合材料的韧度约为25-50 kJ/m2，而同样条件下的钢材和铝材韧度分别为200 kJ/m2和10-20 kJ/m2左右。
碳纤维复合材料加工技术的研究与应用
碳纤维复合材料加工技术的研究与应用随着科技的不断发展，复合材料逐渐成为了许多行业不可或缺的技术之一。
碳纤维复合材料作为其中的一种材料，因其高强度、轻质、耐腐蚀、抗疲劳等优良性能，已经被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
而碳纤维复合材料实际上是由树脂或金属等基础材料与碳纤维等增强材料相互结合而成的，加工和制造时需要高超的技术和技能。
因此，本文将探讨碳纤维复合材料的加工技术及其应用现状。
一、碳纤维复合材料加工技术1. 碳纤维制备技术：从最基础的碳纤维开始，碳纤维的制备工艺是很关键的工艺之一。
常用的制备技术包括纺丝、气相沉积、化学气相沉积等方法。
其中，气相沉积可以制备出高质量、高性能的碳纤维。
2. 树脂基础材料：树脂是复合材料的基础材料之一，树脂的种类和性能对复合材料的性能有着至关重要的影响。
应根据复合材料的应用环境来选择合适的树脂。
3. 复合材料的成型工艺：成型是复合材料加工的重要环节。
常见的成型工艺有手层叠、自动化生产线、热成型等。
这些成型工艺需要工人进行操作，并具备高超的技能和技术。
4. 碳纤维和树脂的配比以及处理方法：碳纤维和树脂的配比对复合材料的性能影响很大，因此需要合理的设计。
同时，对于树脂的固化处理也需要进行精准的调控，以达到最佳的固化效果。
5. 后续处理：复合材料的后续处理可以提高其性能和耐用度。
常见的处理方法有表面处理、机械加工、辅助材料添加等。
二、碳纤维复合材料的应用现状1. 航空航天：碳纤维复合材料因其轻质高强的特性在航空航天领域的应用较为广泛。
例如，Boeing787飞机机身和翅膀的超过50%使用了碳纤维复合材料。
2. 汽车制造：碳纤维复合材料的性能优越，在汽车制造领域应用日益广泛。
复合材料的重量轻，安全性好，能有效提高汽车的燃油效率。
3. 体育器材：碳纤维复合材料在体育器材的制造中也有着重要的应用。
例如，高尔夫球杆、便携式篮球架等都可以使用碳纤维复合材料制造，提高其性能和可持续性。
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碳纤维复合材料连接技术研究作者：荆楠来源：《科技风》2019年第04期摘要：介绍了胶接、机械连接及混合连接等碳纤维复合材料的常用连接方法及优缺点，总结了碳纤维复合材料的连接形式、接头强度的影响因素和接头的选用原则，并对国内外碳纤维复合材料连接的研究进展进行了简要介绍，最后展望了碳纤维复合材料连接的研究前景。
关键词：碳纤维复合材料；胶结；机械连接；混合连接中图分类号： TP311文献标识码：AThe research of joint techniques for carbon fiber composite materialsJing nanTianjin sino-German University of Applied SciencesTianjin300300Abstract：The joint techniques of carbon fiber composite materials is introduced， which includes the adhesive join，mechanical joint and hybrid joint.The advantages and disadvantages of these joints are also explained in this study. This summarizes the connect mode，influence factors for joint strength and selection principle. The developments of carbon composites joning techniques are introduced . Finally， the development trend of carbon fiber composite joint techniques joint techniques is summarized.Key words：carbon fiber composite materials； adhesive join； mechanical joint ；hybrid joint碳纤维复合材料具有质量轻、强度高、抗疲劳性能好、耐腐蚀等优点，其在航空器上的应用可以有效降低结构重量、提高航空器性能、降低运营成本。
碳纤维复合材料在飞机上的使用比例和应用部位，已经成为衡量飞机是否先进的重要指标。
[1]在碳纤维复合材料的大量使用中，势必会需要和其他材料进行连接，例如复材和复材、复材和金属等。
因此对碳纤维复合材料连接技术进行研究，对于飞机结构的设计及维修都具有十分重要的意义。
1 碳纤维复合材料的常用连接方法复合材料零部件之间以及复合材料和金属零部件之间通常用三种连接方式：胶接、机械连接、混合连接等。
[2]简介如下：1.1 胶接胶结是通过胶粘剂将两个或者多个构件的结合面进行连接在一起。
它是复合材料连接中较普遍采用的一种连接方式。
[2]其主要优缺点如下：胶结的优点：（1）可避免因制孔而引起的应力集中，层压板强度受影响；（2）连接效率高、结构轻，连接件成本较低；（3）抗疲劳、减振、密封及绝缘性能好；（4）可获得光滑的气动表面；（5）无不同材料间的电化学腐蚀问题。
胶结的缺点：（1）缺少可靠的检测方法，胶结质量难以控制，且可靠性不高；（2）胶结强度分散大，剥离强度较低，难以传递较大载荷；（3）胶结前对表面处理的要求比较严格；（4）胶结是不可拆卸的永久连接，材料回收难度大；（5）不适用于较厚的结构和传递较大的载荷；（6）胶结固化会产生较大的残余应力。
1.2 机械连接机械连接主要是用紧固件将两个零部件连接在一起，比如螺栓、铆钉和特殊紧固件等。
其中螺栓连接属于可重复拆卸式连接，其承载能力比铆钉连接高，一般用于主要承力结构的连接。
铆钉属于不可重复拆卸连接，虽然承载能力较小，但是可以采用沉头铆钉的形式得到表面更光滑的连接件。
[3]对于某些特殊要求，比如结构不开闭、难以接触、表面曲率大、密封要求高等情况，可视情采用合适的特殊紧固连接。
以下以螺栓连接为例介绍机械连接的优缺点。
机械连接的优点是：（1）便于检查质量、有效保证检查的可靠性；（2）对于螺栓连接来讲，在使用过程中可进行重复拆卸和安装；（3）对连接件表面的制备和处理精度要求較低；（4）可避免胶接固化引起的残余应力，尤其对剥离应力不敏感；（5）对连接件的厚度要求没有限制。
机械连接的缺点是：（1）制螺栓孔时，会导致孔周的应力集中，降低连接性能；（2）为减小制孔对层压板强度的影响，通常需要增加局部层压板厚度，再加上紧固件的使用，导致连接件整体重量增加；（3）部分钢质和几乎全部铝合金紧固件和复合材料接触会产生电化学腐蚀；（4）制孔过程会对复合材料产生不同程度的损伤；（5）与之配合的金属件易于疲劳。
1.3 混合连接混合连接是采用至少两种连接方式将两个或两个以上的构件连接起来。
通常是贯穿层合板厚度的机械连接与胶接同时使用，例如螺栓连接与胶接、铆钉连接与胶接等。
若从工艺上严格保证连接质量，使两者变形一致，同时受载，则可以起到阻止或延缓胶层损伤的扩展，提高抗剥离、抗冲击、抗疲劳和抗蠕变等性能的作用。
同时，混合连接也会带来诸如孔应力集中、增加结构重量和成本的不利影响。
1.4 连接方式的选择在复合材料连接中，采取何种连接方式要视情况而定。
通常来讲，对于需要传递较大的集中载荷和强调可靠性的部位，多采用机械连接方式。
对于需要传递均布载荷或承受剪切载荷的部位，多采用连接效率较高的胶接连接。
[3]混合连接则适用于要求多余度连接的部位，如中等厚度板的连接。
2 碳纤维复合材料连接形式和影响因素2.1 胶接的连接形式和影响因素2.1.1 胶结的连接形式从结构强度的观点考虑，胶接连接设计应遵循以下基本原则：[4]选择使胶层在最大强度方向受剪力的连接形式，尽量避免胶层在法向受力，以防发生剥离；尽量避免连接端部层压板发生层间剥离；在高温工作时，所选胶粘剂和连接件的热膨胀系数尽量一致；尽量减小连接引起的应力集中；尽量增大胶结面积，增大受载能力。
以上原则的目的是使接头强度高于或不低于被连接件。
因此，为满足基本要求，应从连接形式、接头几何参数的选择等方面入手。
综合以上，碳纤维复合材料胶接的连接主要有单搭接、双搭接、阶梯形连接、斜面连接四种形式。
选择采用何种连接方式时，要考虑构件的强度要求。
当胶接件比较薄（小于1.8mm）时，可采用单搭接。
但是当两个胶接件刚度不等时，单搭接的偏心效应较大，应尽量避免使用单搭接。
对于中等厚度板（3至6.35mm），采用双搭接或双搭接板连接比较合适。
当胶接件很厚时（大于6.35mm），由于偏心载荷产生的偏心力矩增大，须选用斜面或阶梯形连接。
2.1.2 胶接接头强度的影响因素接头的主要作用是将剪切载荷（或者拉伸载荷（P）从一个构件传递到另一个构件。
影响连接强度因素包括连接形式、被胶结件的弹性模量和厚度、被胶结件的刚度不等、胶粘剂韧性、胶层厚度、被胶结件热失配、温度和湿度、胶结缺陷等。
[5]2.2 机械连接的连接形式和影响因素2.2.1 机械连接的连接形式碳纤维复合材料的机械连接形式，根据受力形式可以分为单剪和双剪两种，按照有无起连接作用的搭接板，主要有对接和搭接两类，其中每类又分为等厚度和变厚度连接两种情况。
选择复合材料的连接形式时，应注意以下原则：单剪连接会产生附加弯曲，从而造成接头承载能力的减小和连接效率的降低，因此连接设计尽可能选择。
双剪连接，尽可避免选用单剪连接；若采用单剪连接等不对称的连接形式，则应采用排距尽可能大的多排紧固件，使偏心加载引起的弯曲应力降低的最小；[6]由于碳纤维复合材料的塑形较差，会造成多排紧固件连接载荷分配不均匀，因此，设计多钉连接形式时，应尽可能选用不多于两排紧固件的连接形式。
紧固件尽可能选用平行排列，避免交错排列，以提高连接强度。
[6]合理的斜削型连接可以提高连接强度，但是若设计不合理，斜削型接头的承载能力反而比等厚度连接的还差。
设计的关键是斜削搭接板厚度和紧固件直径的选择。
2.2.2 机械连接接头强度的影响因素影响机械连接接头强度的因素主要有以下几种：材料参数包括碳纤维材料的强度、取向及形式（单向带、编织布），树脂类型、纤维体积含量及铺层顺序等；机械连接的几何参数如搭接或对接、单剪或双剪等连接形式，排距/孔径、列距/孔径、端距/孔径、边距/孔径、厚度/孔径等几何尺寸，孔的排列方式等；紧固件参数螺栓、抽钉、铆钉、凸头或沉头等紧固件类型，紧固件及垫圈的尺寸，拧紧力矩和孔的配合精度等；载荷因素包括静载荷、动载荷或疲劳载荷等不同的载荷类型，载荷的方向，加载的速率等；环境因素湿度、温度、介质等。
[7]3 碳纤维复合材料连接方法研究进展对碳纤维复合材料进行机械连接时，在孔洞位置容易产生应力集中，同时材料的微观结构也会存在损伤，通常会引起构件低应力破坏。
而碳纤维复合材料的汽化温度高达3000摄氏度以上，难以采用传统的熔化方法进行焊接。
[8]目前，国内外对于碳纤维复合材料间的连接多采用引入中间过渡层的连接方法，比如固相扩散连接、活性金属钎焊和玻璃连接等，下面分别进行简单介绍。
3.1 固相扩散连接固相扩散连接是在高温高压下，中间层材料发生原位化学反应，界面处元素相互扩散，结果是在连接界面处形成稳定的界面层，从而获得高温高强接头。
中间层材料多采用高温合金和陶瓷粉体，或者是陶瓷的有机前体。
[8]国内外诸多专家研究了分别使用硼和石墨混合粉、金属钨粉和碳粉、钨改性酚醛树脂和钨粉混合物等作为中间层材料，在不同压力和温度下对碳纤维复合材料进行反应扩散连接，结果表明连接件在1500摄氏度以上高温环境中，最大剪切強度可以达到16Mpa以上。
[9]3.2 活性金属钎焊活性金属钎焊是利用Si、Ti、Zr、Pd等活性元素与碳纤维复合材料基体发生反应，通过在界面处形成稳定的反应层或改善界面润湿性而获得高强度接头的连接方法。
[9]使用金属化合物TiSi2对3D碳纤维复合材料进行连接。
在TiSi2熔点附件保温2分钟，可以获得SiC、TiC和TiSi2等反应物。
[11] 在1164摄氏度时，接头的平均剪切强度可以达到34.4Mpa。
陈波。
[10]等研究表明高温钎料中增加活性元素Ti、Cr、V的含量，会在连接界面处生产扩散产物TiC、Cr23C6、V2C，从而起到改善钎料的润湿性，增加接头连接强度的作用。
[9]3.3 玻璃连接玻璃连接可以通过调整玻璃组分，制备出与连接母材膨胀系数相匹配的玻璃材料。
[12]C .Isola等首先使用硅溶胶高温裂解在材料表面形成成β-SiC 层，再采用SABB玻璃对碳纤维复合材料进行连接，研究表明在1200摄氏度附近，保温60min可获得性能较好的接头。