现今全球面临能源紧张和环境污染等问题,迫使人们想方设法实现航空航天、汽车等领域产品的轻量化,达到减少油耗、保护环境的目的。碳纤维树脂基复合材料（CFRP）因为其诸多优良特性,如低密、耐热、耐磨、比强度高等,已广泛应用于航空航天、汽车、轨道交通等行业装备中,采用该类复合材料代替金属材料进行飞机、汽车等的轻量化设计已成为一种趋势。但由于CFRP零部件生产周期长、生产工艺复杂,制品成型速度低于金属件,使其还不能满足汽车行业大批量、高效率生产的需求,所以到目前为止CFRP还没有大规模用于汽车行业。本文通过对单向CFRP预浸带的模压成型工艺研究,推动汽车产业轻量化设计进程,使得单向复合材料在汽车零部件上进行大规模的应用,满足制造产业的大批量、高效率的生产需求。但是不同于金属材料模压成型的是,碳纤维复合材料在模压加工复杂结构的零件时,会由于其具有的物理性质,如各向异性、热力耦合性等,与传统的金属材料模压成型理论大相径庭,因此探索碳纤维复合材料的成型理论一直是众多学者的研究重点。本文以半球形零件作为研究单向复合材料满铺性的对象,设计模压模具结构与电加热系统,搭建模压实验平台,对单向CFRP预浸带进行模压成型实验和有限元仿真分析。通过对模具的结构设计以及温度场分析,明确了本文设计的模具能实现加工区域所需的温度值,可为下一步的模压成型实验提供条件。通过对单层碳纤维预浸带的模压成型实验和有限元仿真。建立了宏细观单层CFRP的模压仿真模型,对单向CFRP进行了模压仿真分析以及实验,并将模压实验结果与模拟结果进行比较,发现两者表现出的特征相似度高,验证了该模型的有效性。发现单层单向预浸带不能够满足半球形零件的成型需求,整体的满铺性较差,其出现的缺陷主要为纤维丝束的劈裂及折弯圆角区域的纤维堆积。对于不同厚度的预浸带成型结果,发现单层厚度越小,纤维分布越均匀,但满铺性越差。通过对叠层单向碳纤维预浸带的半球形零件模压实验和仿真,研究了不同单层厚度和不同纤维结构对成型零件质量的影响。通过建立三维有限元模型模拟十字相交CFRP的成型,然后对不同单层厚度的单向预浸带进行模压实验,研究不同铺层厚度的单向CFRP对模压质量的影响,并与相同厚度的编织复合材料的模压结果进行对比分析。结果显示,单向预浸带的厚度越小,叠层纤维之间的孔隙也越大,纤维排布的致密性越差,而单向预浸带厚度越大,层间纤维的孔隙越小,但会出现纤维的堆叠;模压件的内表面质量要优于外表面质量;在对厚度偏小的半球零件进行模压成型时,同样的预浸带厚度,从纤维的分布排列及出现的缺陷上看,单向碳纤维预浸带的满铺性要优于编织碳纤维预浸带。