该论文首先在引言中综述了纤维增强复合材料在低温下的力学和物理性能.主要研究内容包括以下两个部分:环氧树脂在低温下的断裂性能:该部分采用三点弯曲的方法研究了英国Rutherford实验室设计的用于浇铸大型超导磁体的一系列环氧树脂缺口试样在室温、液氮(77K)和液氦(4.2K)下的断裂功,实验结果可以用来解释这些材料浇铸的样品在承受冷冲击时的实验现象.实验过程中各种环氧树脂表现出的不同屈服情形的载荷-变形曲线可以用来对材料的脆性和韧性进行分类,也可以用来证实有的环氧配方在低温下仍存在着一定的塑性变形.由于两种半韧性环氧树脂在室温下存在较大的塑性变形区,已经偏离了线弹性断裂力学有限变形的假设,对于其断裂功和裂纹几何尺寸的相关性也进行了进一步分析和讨论.该部分还进一步评价了采用K<,IC>或断裂功描述模量变化较大材料断裂性能的差异.用扫描电镜和光学显微镜分析了环氧树脂的断口形貌,这些结果更有助于了解环氧树脂裂纹的发生和扩展、以及裂纹尖端变形区的特点;纤维增强复合材料的低温粘弹性:纤维增强复合材料在低温下仍存在一定的粘弹性,其粘弹性是由复合材料基体决定的,同时受到纤维铺设方向和加载方式(弯曲或扭转)的影响.该部分从室温到液氦(4.2K)温区内分别采用悬臂梁和扭摆的实验方法,研究了单向碳纤维、玻璃纤维和Kevlar纤维增强环氧树脂及热塑性PEEK的线性粘弹性参数:储存模量和阻尼.分析了单向碳纤维/PEEK和玻璃纤维增强环氧在0°,30°,45°,60°,90°纤维方向的性能,以及低温下聚合物的第二、三玻璃化温度对于复合材料粘弹性的影响.讨论了低温下纤维/基体界面对于阻尼的贡献,以及不同程度的疲劳裂纹对于单向复合材料阻尼的影响.