● 摘要
自上世纪六十年代以来，先进碳纤维增强树脂基复合材料因其具有比强度和比刚度高、可设计性强等许多优异特性，被广泛应用于航空领域。然而，在生产、使用和维护过程中，复合材料结构不可避免地遭受低速冲击，这使得复合材料结构的低速冲击和修理成为必须解决的重要技术问题。总体说来，论文主要研究工作归纳如下：
1）对航空结构中常用的几种复合材料体系的多组层板进行低速冲击试验，多角度分析复合材料层板的抗冲击损伤性能，对比了层板材料体系、环境等多个因素的影响，从而可为评价复合材料层板的抗冲击损伤性能提供指导。
2）基于连续损伤力学的复合材料渐进损伤分析模型采用基于应变描述的Hashin准则来判断损伤，引入指数形式的材料损伤状态变量对复合材料损伤情况进行描述，并考虑材料的剪切非线性效应。通过编写VUMAT材料用户子程序可以实现层内各类损伤的判断和演化，并使用界面单元模拟层间区域，对复合材料的低速冲击进行模拟，计算结果与试验结果吻合较好，证明了该分析方法的有效性。
3）利用试验和有限元方法相结合对实际工程中大量应用的复合材料加筋板的抗冲击损伤性能进行了研究，分析了筋条的存在对加筋板冲击损伤结果的影响；加筋板有限元模型仅在冲击点附近进行了局部细化以节省计算成本，加筋板的模拟结果与试验结果具有较好的一致性。
4）结合试验和有限元方法对四种不同形式的复合材料加筋板的力学性能进行了研究，分析了不同损伤和修理方案对复合材料加筋板力学性能的影响，模拟结果与试验结果吻合较好，各修理方案较好地恢复了加筋板的压缩性能，并对修理容限进行了定性分析。