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出于轻量化的需求,复合材料在航空、汽车、军事以及体育用品等领域被广泛的应用,复合材料虽然展现出比重小,比强度、比模量高以及可设计性强等诸多优点,但也暴露出难以承受冲击的弱点。不同于热固性复合材料的弹脆性特点,热塑性复合材料展现出很大的塑性特性。低速冲击下热塑性复合材料的动态响应和热固性复合材料区别很大,其在受到冲击后出现明显的塑性变形。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强复合材料作为一种典型的热塑性复合材料,被应用于各种抗冲击领域,在其服役过程中往往受到各种形式的冲击。因此,非常有必要对其冲击载荷下的响应规律进行研究。本文采用试验研究结合数值模拟计算的方法,对UHMWPE纤维增强复合材料低速冲击响应特性进行研究。首先,本文对UHMWPE纤维增强复合材料成型工艺进行了调研,确定了相关的成型工艺参数。在此基础上分别制备了20层、30层和40层三种厚度的层合板,并通过改装的Hopkinson压杆,依据ASTM D7136试验标准对层合板进行低速冲击试验。冲击后对层合板损伤机理进行了分析,可以发现,塑性变形与层间分离是UHMWPE纤维层合板的主要损伤形式。并且在恒定的冲击载荷作用下塑性变形量随着层合板层数的增加近似线性的减小,呈现出一定的厚度效应。然后,本文以各向异性弹塑性理论和内聚力单元理论为基础,建立了与试验相对应的UHMWPE纤维层合板低速冲击有限元模型,利用LS-DYNA对层合板的整个冲击过程进行了模拟,数值模拟结果与试验结果对比,吻合较好,验证了有限元模型的可靠性。通过对结果进一步分析可以发现,冲击过程中UHMWPE纤维层合板展现出优良的吸能特性;层间分层区域大致呈花生状,且相邻两子层之间界面层分层区域的主轴方向均和两层中远离冲击面的子层纤维方向一致。最后,本文在验证了有限元模型可靠性的基础上,运用数值模拟的方法,以20层厚度层合板为对象,分别讨论了冲击能量、铺层方式以及界面层强度三个因素对UHMWPE纤维增强复合材料层合板低速冲击响应特性的影响。研究发现:冲击能量和铺层方式以及界面层强度都是UHMWPE纤维层合板冲击动态响应的敏感影响因素。在0°/90°正交铺层的UHMWPE纤维层合板中加入45°、-45°子层对后层合板各项性能都有很大的改变,但是其加入位置却对层合板性能没有影响;界面层强度直接影响到层合板的强度以及层间损伤程度,且随着界面层强度提高,层合板抗冲击性能先增大后减小。