豐富的纖維增強(qiáng)材料和樹脂系統(tǒng)品種為復(fù)合材料部件設(shè)計(jì)人員提供了自由的選擇空間。然而對(duì)材料特性的熟悉程度是滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)先決條件，不過，成本才是關(guān)鍵的因素。一個(gè)過度設(shè)計(jì)的復(fù)合材料產(chǎn)品是無(wú)法與成本較低的材料體系相抗衡的。而一個(gè)恰當(dāng)設(shè)計(jì)的復(fù)合材料部件不僅意味著在滿足應(yīng)用要求的前提下選取正確的材料和工藝，還要在很多時(shí)候考慮到諸如安裝，維護(hù)和使用壽命的成本等因素，做到投入與產(chǎn)出的平衡，從而使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在市場(chǎng)上更有競(jìng)爭(zhēng)力。眾所周知，纖維增強(qiáng)材料的主要作用是提高材料的機(jī)械性能，如提供適當(dāng)?shù)膭偠群蛷?qiáng)度，而樹脂基體的功能則更強(qiáng)調(diào)物理特性，主要表現(xiàn)在保證材料的韌性和耐沖擊、耐候性、防火、耐紫外線以及防腐蝕性能上。
 
      設(shè)計(jì)一款復(fù)合材料時(shí)要考慮的因素是纖維和樹脂的比例問題，因?yàn)樗鼪Q定著部件的重量和成本，并對(duì)部件的機(jī)械性還能在多大程度上得以優(yōu)化產(chǎn)生影響。纖維和樹脂的比例基本上可分為三類：20:80的比例一般用于低成本的非結(jié)構(gòu)件制造；70:30則用于一些高端的拉擠結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品；60:40是制造先進(jìn)復(fù)合材料常見的比例。
 
      另外，一旦要使用纖維增強(qiáng)材料，設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮纖維類型，纖維形式和纖維的方向或架構(gòu)這三大因素。纖維方向是指位于制品尺寸較長(zhǎng)的部分的纖維的方向。通常情況下，纖維的架構(gòu)方式取決于其承受的主荷載的方向，道理就如同土木工程師設(shè)計(jì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理。方向相同的話是平行（縱向0 °）、另外還有環(huán)向（縱向90 °）、和螺旋向（通常位于± 33 °***± 45 °之間）。然而，纖維的方向其實(shí)相差很大。例如，在利用纖維纏繞工藝制造管道和壓力容器時(shí)，一個(gè)呈54 °的纏繞角度能滿足制品在環(huán)向和縱向（或軸向）上的雙向強(qiáng)度要求。但是，如果要特別強(qiáng)調(diào)管制品的軸向強(qiáng)度的話，此時(shí)的橫向跨度強(qiáng)度就被淡化，那么 ± 20 ° / ± 70 °的纖維方向?qū)⒛芴峁└邚?qiáng)度的彎曲模量。
 
      復(fù)合材料的性質(zhì)容許設(shè)計(jì)師可以根據(jù)特定部件的性能要求，來定制纖維結(jié)構(gòu)。一塊層壓板可以被設(shè)計(jì)成各向同性或各向異性，平衡或非平衡的，對(duì)稱或不對(duì)稱等多種形式，全在于所設(shè)計(jì)的部件需要承受多大的力。此外，不同的纖維方向還決定了管道制品的壁厚范圍，從而能夠開發(fā)出質(zhì)量更輕，形狀更為復(fù)雜，以及更大規(guī)模的增強(qiáng)性部件。
 
      值得注意的是，層壓板的層間粘接也是***關(guān)重要的，不當(dāng)?shù)膶娱g處理（分層）是相當(dāng)致命的，可能導(dǎo)致整個(gè)復(fù)合材料部件設(shè)計(jì)功虧一簣。因?yàn)椴划?dāng)?shù)恼辰涌赡軙?huì)導(dǎo)致層壓板在受力或受到?jīng)_擊時(shí)出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)者必須充分考慮材料的機(jī)械應(yīng)力/載荷，附著力，重量，剛度，工作溫度和韌性的要求，以及諸如電磁透明度和輻射性等變量。不僅如此，復(fù)合材料部件的設(shè)計(jì)還包含諸如表面處理，疲勞壽命，部件的整體配置，以及對(duì)報(bào)廢或返工的估計(jì)等一系列復(fù)雜而細(xì)致的因素。
 
      成型工藝也是影響復(fù)合材料部件設(shè)計(jì)的因素之一。例如，纖維纏繞工藝和鋪帶工藝對(duì)增強(qiáng)材料的形式有不同的要求，而且利用這兩種工藝所成型的部件結(jié)構(gòu)與采用手糊成型的層壓板或真空袋固化的預(yù)浸料也有很大的差別。樹脂傳遞模塑工藝（RTM）比起其他工藝更適用于三維預(yù)浸料。每一種成型工藝都有各自的優(yōu)勢(shì)和技術(shù)局限性，因此設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)雖然擁有非常靈活的選擇空間，但是必須努力平衡材料性能和經(jīng)濟(jì)成本，以實(shí)現(xiàn)較大的性價(jià)比。
 
      三明治結(jié)構(gòu)，作為一種常見的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，是以輕質(zhì)芯材為核心，兩側(cè)被復(fù)合材料層壓面板夾持的結(jié)構(gòu)。這些重量輕便的板結(jié)構(gòu)在所有的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中，擁有很高的硬度與重量比和強(qiáng)度與重量比，因此具有極強(qiáng)的耐彎曲和屈曲性能。適用的夾芯材料包括閉孔泡沫材料（closed-cell foams），輕木和各種形式的（鋁，紙或塑料）百葉窗型透明蜂窩結(jié)構(gòu)（celled honeycomb）。含空心小球的泡沫芯材重量更輕。目前，三明治結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代飛機(jī)和船舶制造，以及在諸如貨物集裝箱和模塊化建筑領(lǐng)域中也有較大的應(yīng)用潛力。