纤维增强复合材料层合板和纤维金属层合板（FMLs）因其具有比强度高、比模量高、可设计性强、制备工艺简单以及良好的抗疲劳性等优越的力学性能被广泛用于航空航天、汽车舰船、交通运输和现代保护设备等领域。本文采用冲击加载的方式，分别从实验和数值模拟两个方面对芳纶纤维/环氧树脂（Kevlar/Epoxy）复合材料层合板和芳纶纤维-铝合金层合板（ARALL）的动态响应进行了系统的研究。基于编织Kevlar/Epoxy复合材料层合板的平头弹冲击实验，分析了结构在不同冲量下的变形失效模式及抗冲击性能。实验表明复合板的变形失效模式主要表现为：1.弹性变形；2.复合板表面嵌入失效及整体塑性大变形；3.背面纤维的拉伸断裂及分层失效。基于实验研究，应用LS-DYNA971有限元程序对不同铺层数的复合板在冲击载荷作用下的动态响应过程进行了数值模拟，子弹作用区域边缘处首先发生近似圆形的嵌入失效，而在板背面呈近似正方形的破坏区域，模拟结果与实验吻合较好。计算中重点分析了纤维板铺层数对结构动力响应的影响，在一定冲量范围内，通过对复合板层数的优化，能够有效地减小后面板挠度，提高结构的能量吸收效率，增强结构的抗冲击性能。通过ARALL的球头弹冲击加载实验，分析了不同冲量下ARALL的变形失效模式。实验表明：1.试件的变形区域划分为未变形区域、整体大变形区域及局部变形/失效区域；2.背面铝层出现了“对角线撕裂”和“十字撕裂”两种撕裂模式；3.相比于冲击面复合材料层，背面复合材料层遭受了更严重的分层损伤和基质破裂。基于实验结果，应用多尺度混合建模的方法，通过HYPERMESH和LS-DYNA971建立了ARALL的有限元模型并进行了数值模拟研究，该模型可以清晰的反映出纤维层和结构整体的变形失效模式：基体的失效、纤维拉伸断裂、层间相对滑移、分层及整体大变形。该方法采用整体建模与纤维尺度建模相结合的方式，在保持较好的计算精度的同时可以有效减少网格数，为大尺寸纤维复合结构的数值模拟计算提供了一种新的建模方法。