纤维金属层板(FMLs)作为一种由金属薄板与纤维层交替铺层形成的超混杂复合材料,兼备金属和纤维增强复合材料的共同优点,同时具有高的比强度、良好的抗冲击性能及抗疲劳裂纹扩展性能,在航空航天领域具有重要应用前景。纤维金属层板的结构多样且成型周期长,破坏模式的复杂性都使得材料力学性能评价工作量巨大。本文基于真空热压罐制备的玻璃纤维增强铝合金层板GLARE,利用数值模拟和试验相结合的手段对层板整体的力学性能和各组分的损伤机制进行分析。首先,对铝合金、纤维层和界面层分别采用延性损伤准则、Linde模型和内聚力模型,建立GLARE层板的三维渐进损伤模型,并通过单搭接头试验、浮辊剥离试验、双悬梁臂(DCB)试验及端部切口弯曲试验(ENF)等获得了铝合金/预浸料间的真实界面基本参数。其次,数值模拟了单向、正交和准各向同性的GLARE层板的拉伸、弯曲、层间剪切性能和破坏行为。考虑预浸料层内厚度方向上的失效,在层间剪切模拟中修正了Linde模型。模拟结果与实测的曲线变化趋势吻合,力学性能值在合理的误差范围内。再次,利用修正的模型预测了GLARE层板结构从3/2依次扩展到4/3、5/4和6/5的基本力学性能。最后,根据Homan疲劳裂纹萌生寿命理论利用MSC.Fatigue计算GLARE的疲劳裂纹萌生寿命,预测结果与试验基本一致,验证了该理论的可行性。本文建立的模型有效预测了GLARE的力学性能及损伤行为,有助于实现层板的最优化设计和建立专家系统,为新一代国产大飞机的选材提供依据。