在航天領域，芳綸纖維/樹脂基復合材料憑借其高比強度、高比模量及耐腐蝕等特性，成為制造衛星結構件、火箭殼體等關鍵部件的首選材料。然而，航天器在服役過程中需長期承受極端溫度波動、復雜機械載荷、高濕度及宇宙輻射等多維耦合環境的綜合作用，導致材料內部產生微裂紋、界面脫粘及基體老化等損傷，最終引發熱-力性能的顯著退化。本文從單一因素影響機制、協同作用效應及實驗分析模型三個維度，系統闡述芳綸纖維/樹脂基復合材料在多維耦合條件下的性能退化規律。

溫度是影響復合材料性能的核心因素之一。在高溫環境下，芳綸纖維分子鏈的熱運動加劇，分子間作用力減弱，自由體積增大，加速水分擴散。研究表明，當溫度升高至80℃時，環氧樹脂基體的拉伸強度由66.5MPa驟降至19.4MPa，塑性增加60%，剛度顯著下降。同時，芳綸纖維的結晶度和取向度在熱老化過程中發生動態變化：380℃左右出現晶粒尺寸長大及晶體取向度增加，引發二次結晶，導致纖維模量大幅提升，但過度熱老化會破壞纖維微觀結構，引發模量衰減。低溫環境下，樹脂基體剛度增加至室溫的2.11倍，塑性降低60%，而芳綸纖維的拉伸強度隨溫度降低呈線性增長趨勢，但壓縮性能因纖維屈曲效應顯著弱化。

機械載荷與溫度的協同作用進一步加劇性能退化。在拉伸載荷作用下，芳綸纖維與樹脂基體的界面粘結性能因后固化效應得到改善，但壓縮載荷會導致纖維扭結帶形成，引發非線性延展行為。實驗表明，當載荷增加至材料極限強度的70%時，比磨損率隨滑動速度提升呈指數增長，摩擦系數則因真實接觸面積擴大而降低。此外，循環載荷會加速裂紋擴展，芳綸復合材料雖具備優于玻璃纖維復合材料的疲勞性能，但在拉-拉疲勞試驗中仍表現出強度衰減，需通過表面處理增強界面結合以抑制微裂紋萌生。

濕度與溫度的耦合效應對復合材料性能的影響具有雙重性。一方面，水分擴散會削弱界面結合，導致拉伸強度下降5%-30%；另一方面，增塑作用可提升沖擊韌性。在100%相對濕度條件下，芳綸纖維的平衡含濕量達6%，引發樹脂基體吸濕膨脹，產生界面應力。當溫度升高至177℃時，濕態拉伸強度下降30%，壓縮強度降幅更達70%。通過動態熱機械分析（DMA）發現，濕熱環境會降低玻璃化轉變溫度，加速后固化反應，但過度后固化可能導致基體脆化。

宇宙輻射與熱-力載荷的復合作用對材料長期服役性能構成嚴峻挑戰。γ射線輻照會誘導芳綸纖維分子鏈斷裂，表面生成溝槽和條紋，雖能提高樹脂浸潤性，但過量輻照會導致微纖剝離，形成弱界面層。實驗數據顯示，經高劑量率輻照后，復合材料界面剪切強度下降15%-20%。此外，輻射與溫度的協同作用會加速樹脂基體老化，引發黃變及力學性能衰減。

為準確預測材料性能退化規律，研究者建立了多尺度分析模型。基于老化動力學的物理數學模型通過阿累尼烏斯方程關聯反應速率常數與溫度，結合剩余強度均值曲線描述中值退化趨勢。針對高置信度、高可靠度需求，提出包含置信度因子和可靠度因子的修正模型，實現小子樣條件下老化壽命的精準預測。數值模擬方面，有限元分析顯示，在熱-力耦合場中，復合材料層合板的應力集中區首先出現分層損傷，隨后裂紋沿纖維-基體界面擴展，最終導致結構失穩。

芳綸纖維/樹脂基復合材料在多維耦合環境下的熱-力性能退化是溫度、載荷、濕度及輻射等因素共同作用的結果。單一因素影響機制的研究為協同效應分析奠定了基礎，而多尺度分析模型的建立則為材料設計及壽命預測提供了理論支撐。未來需進一步優化界面改性工藝，開發耐輻射樹脂基體，并完善加速老化試驗標準，以推動航天復合材料在極端環境下的可靠應用。