GLARE层板是由玻璃纤维预浸料与铝合金按一定顺序交替铺层,经胶接固化制备而成的一种轻量化混杂复合材料。与铝合金相比,其具有更好的耐疲劳性和损伤容限;与玻璃纤维相比,其具有更高的强度和抗冲击性能。兼具两种母体材料的性能优势,且具有较好的可设计性,以满足不同性能的应用需求。GLARE层板被视为轻量化装备结构的理想蒙皮材料,尤其是在航空飞机结构中已得到大量应用。在潜在的长时服役工况中,其不可避免的会遭受到疲劳损伤和随机冲击作用,阐明材料相关力学行为及其内在机理对其更为广泛的工程应用尤为重要。本文采用试验测试与有限元仿真相结合的方法,研究GLARE层板在低速冲击作用下的动态响应,考虑冲击能量和冲头形状的影响,通过图像灰度处理技术与金属化学刻蚀技术,采用凹坑特征参数和层间损伤形貌对层板冲击损伤进行表征,揭示冲击作用的变化规律及损伤差异。低速冲击数值模拟采用复合材料三维Hashin失效准则和Cohesive粘性接触面处理,考虑GLARE层板的纤维基体失效及层间损伤,对试验进行仿真模拟,并与试验结果进行对比以验证仿真模型可靠性。基于SPH算法对GLARE层板抗鸟撞行为进行分析,揭示随机撞击角度作用下层合材料的撞击响应及内部损伤演化过程,通过撞击凹坑特征参数及撞击中心偏移情况对各层损伤进行表征,获取撞击过程中的能量变化规律。结合GLARE层板潜在的飞机蒙皮结构应用,以飞机机翼前缘结构为研究对象,考虑内部支撑肋板的作用,探究其抗鸟撞结构响应,获取撞击全过程的鸟体SPH粒子撞击姿态与蒙皮材料受力状况,揭示不同撞击位置对结构损伤的影响。开展GLARE层板的疲劳特性试验研究,揭示其在不同应力比作用下的疲劳响应。考虑到飞机结构不可避免地含有结构开孔、紧固孔等缺口情况,探究含不同孔径中心圆孔GLARE层板的疲劳性能退化规律,阐明GLARE层板的缺口行为和疲劳损伤机制。基于疲劳寿命预测模型,根据疲劳试验数据进行拟合,获取缺口试样的S-N曲线。为满足实际工程应用,给材料及其结构的设计开发与服役使用提供参考,考虑疲劳寿命的统计学特征,构建不同存活率下的P-S-N疲劳寿命模型。