The Automated Fibre Placement (AFP) process has gained traction as an efficient manufacturing method for large and complex composite structures. An AFP machine uses a computer-controlled arm with a head at the end capable of constant placement of uncured pre-impregnated carbon fibre tows grouped together to form bands. While AFP offers benefits through automation, certain defects inherent to the manufacturing method are induced. Primary defects observed by the aerospace industry are misaligned tows, often the result of trying to steer the tows. This defect occurs when a tow deviates from the intended path causing a combination of both side-to-side gaps and overlaps. In this first of a two-part paper, we experimentally investigate the effects of steered tow defects on the mechanical performance of carbon-epoxy composite structures made with AFP. The orientation, size and number of steered tow defects embedded in the laminates are varied, and their mechanical effects are examined by static tension, static compression and fatigue tests. The major experimental result is that compression is more critical than tension with the largest strength reductions reaching 25% and 10%, respectively. The configuration of the defects has a significant effect on the results. For example, the greater the number of defects, the lower the compressive strength for 45° oriented defects but the opposite is observed for 90° oriented defects. An increased defect width leads to a higher compressive strength in 45° configurations while it is the opposite for tensile tests. The experiments give insight into the behaviour of AFP panels and help to understand their failure modes.

自动纤维铺放 (AFP) 工艺作为一种用于大型复杂复合材料结构的有效制造方法已获得广泛关注。AFP 机器使用计算机控制的手臂，末端有一个头部，能够持续放置未固化的预浸碳纤维丝束，它们组合在一起形成带。虽然 AFP 通过自动化提供了好处，但也会引起制造方法固有的某些缺陷。航空航天工业观察到的主要缺陷是未对准的丝束，通常是试图操纵丝束的结果。当丝束偏离预期路径导致两侧间隙和重叠的组合时，就会发生这种缺陷。在这篇由两部分组成的论文的第一部分中，我们通过实验研究了转向丝束缺陷对用 AFP 制成的碳-环氧复合材料结构的机械性能的影响。嵌入在层压板中的转向丝束缺陷的方向、大小和数量各不相同，并且通过静态拉伸、静态压缩和疲劳测试来检查它们的机械效应。主要的实验结果是压缩比拉伸更关键，最大强度降低分别达到 25% 和 10%。缺陷的配置对结果有显着影响。例如，缺陷数量越多，45° 取向缺陷的抗压强度越低，但 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。嵌入在层压板中的转向丝束缺陷的大小和数量各不相同，并且通过静态拉伸、静态压缩和疲劳测试来检查它们的机械效应。主要的实验结果是压缩比拉伸更关键，最大强度降低分别达到 25% 和 10%。缺陷的配置对结果有显着影响。例如，缺陷数量越多，45° 取向缺陷的抗压强度越低，但 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。嵌入在层压板中的转向丝束缺陷的大小和数量各不相同，并且通过静态拉伸、静态压缩和疲劳测试来检查它们的机械效应。主要的实验结果是压缩比拉伸更关键，最大强度降低分别达到 25% 和 10%。缺陷的配置对结果有显着影响。例如，缺陷数量越多，45° 取向缺陷的抗压强度越低，但 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。并通过静态拉伸、静态压缩和疲劳测试来检查它们的机械效果。主要的实验结果是压缩比拉伸更关键，最大强度降低分别达到 25% 和 10%。缺陷的配置对结果有显着影响。例如，缺陷数量越多，45° 取向缺陷的抗压强度越低，但 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。并通过静态拉伸、静态压缩和疲劳测试来检查它们的机械效果。主要的实验结果是压缩比拉伸更关键，最大强度降低分别达到 25% 和 10%。缺陷的配置对结果有显着影响。例如，缺陷数量越多，45° 取向缺陷的抗压强度越低，但 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。主要的实验结果是压缩比拉伸更关键，最大强度降低分别达到 25% 和 10%。缺陷的配置对结果有显着影响。例如，缺陷数量越多，45° 取向缺陷的抗压强度越低，但 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。主要的实验结果是压缩比拉伸更关键，最大强度降低分别达到 25% 和 10%。缺陷的配置对结果有显着影响。例如，缺陷数量越多，45° 取向缺陷的抗压强度越低，但 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。45° 取向缺陷的抗压强度越低，而 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。45° 取向缺陷的抗压强度越低，而 90° 取向缺陷的抗压强度则相反。增加的缺陷宽度导致 45° 配置中更高的压缩强度，而拉伸测试则相反。这些实验可以深入了解 AFP 面板的行为，并有助于了解它们的故障模式。