纤维金属层板具有轻质高强、耐腐蚀、抗冲击等优良特性,因此被广泛应用在航空航天等结构领域中。纤维金属层板在服役过程中难免会遭受外界物体的冲击,如:飞行中的鸟、冰雹、维修工具等。受到冲击载荷后内部纤维增强复合材料易发生脆性断裂与分层损伤,对纤维金属层板的整体强度与安全使用产生不良影响,因此研究纤维金属层板的抗冲击性能与吸能特性具有实际工程意义。纤维增强复合材料根据树脂类型不同分为热固性与热塑性,热塑性复合材料具有固化周期短、可重复利用并且韧性强等特点,因此本文研究热塑性纤维金属层板抗低速冲击性能并进行多目标优化,主要研究内容如下:首先,采用热压成形工艺制备热塑性纤维金属层板与单向0°、单向90°、斜向±45°三种不同铺层方向的复合材料样件。对纤维金属层板进行1.6m/s落锤低速冲击试验获取碰撞力并观察层合板整体损伤情况,同时对复合材料样件进行拉伸试验获取不同方向的拉伸强度与杨氏模量。在此基础上,建立纤维金属层板低速冲击仿真模型,数值仿真计算结果与试验结果相对误差在10%以内,验证了数值仿真模型的准确性。其次采用有限元仿真模型分别探究冲击器形状、铺层结构、纤维铺层角度与冲击角度对层合板抗冲击性能的影响。结果表明:在冲击前1.2ms,层合板冲击响应基本一致,在2ms以后,冲击器形状对层合板冲击响应结果的影响逐渐明显。冲击器形状越尖锐,层合板内部所受平均应力越大、整体变形位移越大。纤维金属层板的铺层结构对吸能量影响较小,对层合板整体变形位移影响较大。36J冲击能量下,4/3铺层结构的层合板整体变形位移为2/1铺层结构的61.4%。在相同冲击载荷下,正交铺层角度层合板内部复合材料损伤面积与变形位移最小,抗冲击性能最强,适合应用于飞机蒙皮、货舱地板等结构中;斜向铺层角度层合板通过复合材料基体压缩与纤维拉伸内部损伤失效可吸收更多的冲击能量,同时能够有效降低碰撞峰值力,适合应用于基于行人保护的防撞吸能结构。通过对比不同冲击角度下层合板冲击响应结果发现,垂向冲击以及小角度斜向冲击为危险的冲击情况。最后,以TFMLs 3/2正交铺层结构层合板为研究对象,以每层铝板厚度与纤维增强复合材料铺层数量为优化变量,层合板整体质量最小、碰撞峰值力最低、等厚度吸能量最大为优化目标,建立Kriging代理模型,采用非支配排序遗传算法（NSGA-II）进行多目标优化得到Pareto前沿解集。解集中每一个点均代表一种优化设计方案,通过对比发现:优化后层合板等厚度吸能量得到有效提高,同时还降低了整体质量与碰撞峰值力。等厚度吸能量与层合板质量目标呈现正相关,与碰撞峰值力最小化目标相矛盾。在实际工程应用中,设计者应根据具体冲击情况与设计要求确定不同目标函数权重,进而选择最优设计方案。