碳纤维编织复合材料具有密度低、比强度高、比模量大、抗疲劳及可设计性强等特点，是汽车结构轻量化的理想材料。然而传统工艺的成形效率低、成本高、不适合大批量生产，限制其在汽车领域的大规模应用。本文研究的碳纤维增强复合材料热冲压技术，是采用模具外预热板料并快速转移至可温控模具内进行热冲压成形的新工艺方法，可完成复合材料壳体零件的一步成形，具有设备成本低、成形效率高、表面质量好、便于大批量生产等优点。本文工作主要采用理论分析、有限元数值模拟和实验研究相结合的方法开展进行。主要研究内容如下：
通过对纤维和树脂的成形原理进行深入研究，得出了碳纤维复合材料的纤维单元变形机制。针对双层碳纤维增强PC/ABS树脂基复合材料板，进行单向、斜拉伸实验性能测试，获得了碳纤维复合材料的基本力学性能数据，确定出保证成形质量的剪切角最大值为48.5°。通过树脂应力松弛实验，拟合得到PC/ABS树脂粘弹性模型参数。
基于ABAQUS有限元软件建立了一种新的碳纤维编织复合材料有限元模型。并进行了碳纤维编织复合材料球形件与汽车发动机罩的热冲压模拟，分析了不同温度以及不同纤维铺向对冲压成形性的影响，通过对剪切角进行测量，得出碳纤维复合材料热冲压变形过程受温度直接影响，且沿不同方向的变形情况存在显著差异。
设计开发了一条适用于碳纤维编织复合材料可温控的汽车发动机罩热冲压的成形线，成功试制出了发动机罩，单件成形周期为12min。并研究了不同温度以及不同纤维铺向对热冲压成形性的影响，确定了合理成形温度区间为130℃-150℃，45°试件比0°试件剪切变形更为均匀，成形质量更好，其最大剪切角为16.5°。通过模拟与实验结果对比得出，所建立的模型能够很好地表征碳纤维复合材料在热冲压过程中的剪切行为，剪切角预测误差不超过2.0°，验证了所建立的编织复合材料模型的有效性。
采用ABAQUS有限元软件对实验成形件的弯曲刚度、扭转刚度、侧向刚度和抗凹刚度进行仿真模拟，得出碳纤维编织复合材料汽车发动机罩静态刚度优异。并通过抗凹性实验与有限元模拟研究了复合材料叠层对抗凹性的影响，从而进一步评价了碳纤维编织复合材料汽车发动机罩热冲压成形件的性能。