混杂纤维复合材料是指将两种或两种以上的纤维混杂在同一树脂基体中而制成的复合材料,混杂纤维复合材料不仅充分保留了单一纤维复合材料的优点,同时还增加了材料和结构的可设计性。现阶段混杂纤维复合材料都是基于不同种类的纤维混杂,如碳纤维/玻璃纤维、碳纤维/芳纶纤维、碳纤维/玄武岩等,但关于同类型纤维混杂研究很少。另外,铺层方式（夹芯结构、夹层结构）、混杂比等均会影响HCFRP的力学性能,由于混杂规律和混杂机理的尚不成熟,因此有必要对纤维混杂比和铺层方式与HCFRP力学性能之间的关系进行探究。本文以日本东丽公司T1100GC和M55J碳纤维预浸料,通过改变混杂比和铺层方式制备了HCFRP,以实验、理论、仿真相结合的方法,系统的研究了HCFRP的力学性能。（1）研究了HCFRP的三点弯曲性能及其弯曲破坏模式。研究表明,混杂比为47%时,外层为T1100GC碳纤维的夹芯混杂结构（C型混杂）复合材料的弯曲性能较优异;混杂结构影响三点弯曲破坏模式,两种纤维失效位移的差异改变了断裂纤维中的应力集中与应力恢复,干扰了裂纹的发展,因此,在设计碳纤维复合材料铺层时,失效位移大的纤维位于层合板外层,失效位移小的纤维位于层合板芯层时,层合板的弯曲性能较优异。（2）研究了HCFRP冲击性能（摆锤冲击、低速冲击）及CAI性能;采用超声C扫描检测了不同HCFRP低速冲击后的损伤面积。研究表明,外层为M55J碳纤维的C型混杂HCFRP的冲击强度和CAI最优,其中混杂比为27%时,HCFRP的冲击强度最高,混杂比为36%时,HCFRP的CAI最高;混杂结构影响冲击损伤机制的裂纹起始能和裂纹扩展能,裂纹起始能受外层纤维影响,裂纹扩展能受内层纤维影响,失效位移小的纤维裂纹起始能大,失效位移大的纤维裂纹扩展能大,因此,在设计碳纤维复合材料层合板铺层时,失效位移小的纤维位于层合板外层,失效位移大的纤维位于层合板内层时,层合板的冲击性能较优异。（3）采用ABAQUS模拟了单一碳纤维复合材料和HCFRP自行车车架在弯曲载荷和冲击载荷作用下的应力大小和分布,并采用T1100GC和M55J碳纤维预浸料制备HCFRP自行车车架。HCFRP自行车车架的应用分析表明,可以根据车架部位不同受力方式设计不同的混杂结构。