復(fù)合材料中使用的材料（即纖維和樹脂體系）的選擇以及形成結(jié)構(gòu)的制造工藝，對于最終復(fù)合材料工程和物理材料性能的發(fā)展至關(guān)重要。纖維通常是大多數(shù)性能的關(guān)鍵。有多種纖維可供選擇，但一般而言，最終選擇的結(jié)果歸結(jié)為成本、重量和性能。下圖顯示了幾種常見纖維類型之間的應(yīng)力/應(yīng)變關(guān)系。
纖維也有多種形式，即連續(xù)單向、機(jī)織布或短纖維墊，其中最有效的纖維形式（重量與性能）是連續(xù)單向，然后是機(jī)織布，最后是短纖維墊。纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料性能的影響通過纖維體積比和相對性能來說明。
樹脂體系主要用于粘合、保護(hù)和協(xié)助纖維進(jìn)行外部載荷轉(zhuǎn)移。基于混合物的簡單微觀力學(xué)規(guī)則方法，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主要性能（軸向強(qiáng)度和剛度）與纖維性能和纖維體積比成正比，在設(shè)計(jì)時(shí)通常的目標(biāo)是同時(shí)具有高纖維剛度和纖維體積比以提高結(jié)構(gòu)效率。
在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制造過程中，纖維體積比取決于過量樹脂的去除。隨著纖維體積比的變化，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的機(jī)械和物理性能會(huì)成比例發(fā)生變化。因此，為了實(shí)現(xiàn)特定的工程變形（以剛度為主）或承載能力（結(jié)構(gòu)強(qiáng)度），例如，由于纖維形式而降低的相對剛度，或由于低纖維體積比而降低的強(qiáng)度將需要更厚的截面制成。
值得注意的是，高性能纖維通常比基體更輕，然后結(jié)合更大的整體橫截面尺寸，將使得結(jié)構(gòu)更重。這也與較高的材料和勞動(dòng)力成本直接相關(guān)，成本估算會(huì)在后續(xù)的文章中進(jìn)一步介紹。
剛度效率指數(shù)計(jì)算公式如下，在下表中則清楚地顯示了剛度效率的影響。從表中可以看出：剛度效率指數(shù)與纖維體積分?jǐn)?shù)和取向有關(guān)；在增強(qiáng)纖維體積分?jǐn)?shù)為70%的復(fù)合材料，軸向（Axial）剛度效率指數(shù)最高，可達(dá)1.0。對于體積分?jǐn)?shù)30%的復(fù)合材料，隨機(jī)取向（Random 3D）的剛度效率指數(shù)最低，僅為0.05。
制造工藝的選擇以及可供選擇的多種工藝將取決于設(shè)備可用性、成本、時(shí)間、材料選擇、產(chǎn)品數(shù)量等。然而，無論選擇何種工藝，復(fù)合材料性能的發(fā)展將基于鋪層、纖維取向和纖維體積比。對纖維類型、纖維形式、樹脂系統(tǒng)和制造工藝的選擇將決定復(fù)合材料的性能……
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