随着复合材料越来越广泛地应用于汽车船舶、医学军事、电子产品、压力容器等工业领域中,特别是航空航天、风力发电等特殊领域中,复合材料的使用占比已经成为了衡量结构设计先进水平的一项不可忽视的指标。以航空领域为例,由于复合材料具有高比强度、高比刚度、性能可设计性等优点,使得其在飞机结构占比中越来越高。对于中服役的飞行器,其所包含的复合材料结构零件不仅在生产制造、加工装配、维修使用等各个环节中容易受到各类冲击损伤,而且服役过程中经常要面对外物冲撞、飞沙走石等颗粒的连续多次冲击。有时,其所造成的损伤不易察觉而成为系统运行的严重隐患,因此探索通过无损检测手段发现复合材料层合结构在连续低速冲击中的损伤以及揭示连续低速冲击中复合材料层合结构的损伤失效机理具有重要意义。本文基于自主设计搭建的复合材料层合结构连续冲击和模态测试试验系统,研究分析了自己制备的碳纤维增强树脂基复合材料层合梁结构在连续低速冲击中的损伤机理和模态频率变化。首先,本文调研了复合材料结构无损检测技术和冲击试验的发展现状,通过碳纤维预浸料和热压罐工艺技术,制备了能够满足试验需求的碳纤维增强树脂基复合材料层合梁试件,设计和搭建了由连续冲击试验系统、模态测试系统和多物理量辅助测量系统组成的复合材料层合梁连续多次冲击-模态试验系统,可以在实现连续冲击复合材料层合梁试件的同时记录每次冲击的冲击速度变化、冲击动态响应等,实现了激光测振技术在复合材料连续冲击试验中的应用。其次,基于本文搭建了复合材料层合梁连续多次冲击-模态试验系统,本文通过连续冲击试验系统开展了相同速度下的单向铺层复合材料层合梁试件的连续冲击试验研究;通过多物理量辅助测量系统分析了复合材料层合梁试件在连续冲击过程中能量吸收和动态响应的变化,揭示了连续冲击过程中复合材料层合梁试件的损伤形貌、破坏过程和损伤机理;通过无接触模态测试系统探究了连续冲击过程中复合材料层合梁试件的模态频率的变化规律。最后,基于试验结果,通过ABAQUS软件建立了分段均质化简化的单向铺层复合材料层合梁试件连续冲击后的自由振动有限元模型,并计算得到仿真模型的模态频率,通过LMS Test lab软件对模态测试数据分析计算得到试验模态频率,通过仿真模态频率和试验模态频率之间的对比,验证了试验的有效性和准确性。