复合材料具有密度小、比强度高、比模量高、抗疲劳和抗腐蚀性能好等优点,在新一代飞机中复合材料已经成为四大航空材料之一。飞机在服役的过程中不可避免的会遭到外来物的撞击,复合材料内部容易产生不易察觉的损伤,如纤维断裂、分层和基体裂纹等损伤,甚至产生严重的结构损伤。本文以玻璃纤维编织复合材料层板为研究对象,研究层合板厚度和混杂效应对防护结构的高速冲击损伤特性的影响规律和转化机理。首先,使用真空热压成型工艺制备出了五种连续厚度的玻璃纤维编织复合材料层板,然后制备出了2 mm厚的含一层304不锈钢网和含三层304不锈钢网的混杂层合板。其次,利用一级轻气炮系统进行冲击实验,使用半球形头弹撞击五种厚度的玻璃纤维编织复合材料层合板。通过高速摄像机记录撞击过程和使用拟合公式计算其弹道极限速度,并通过显微镜分析层合板损伤及其机理特征。研究发现,层合板弹道极限随厚度的增大呈线性增大。较厚板的能量吸收率略大于薄板的能量吸收率。层合板的主要损伤模式为纤维束拉伸断裂与剪切断裂破坏、基体裂纹、破碎和分层损伤。产生分层损伤的原因有两点:一是拉伸应力波在层合板中多次反射造成分层损伤;二是各纤维层变形量不同导致层间基体发生剪切破坏造成分层损伤。较厚板相比较薄板更容易产生大面积的分层损伤。最后,对2 mm厚的玻璃纤维复合材料层合板和含一层、三层304不锈钢网的玻璃纤维/金属网混杂层合板进行高速斜冲击实验。研究发现,加入三层不锈钢网的层合板弹道极限最高,不加的次之,加入一层304不锈钢网的层合板最低。不含304不锈钢网的层合板损伤面积随着速度的增大,呈现出先增大后减小,最后趋于常值的趋势。加入304不锈钢网之后,层合板在被冲击时会造成更大的分层损伤,吸收更多的能量。较低速度斜冲击时,层合板抗变形能力较弱,产生韧性破坏,主要损伤模式为基体裂纹、基体破碎、分层、纤维拉伸断裂和金属丝拉伸断裂。速度远大于弹道极限时,层合板受到应变率强化作用的影响,层合板抗变形能力增强,产生脆性破坏,主要损伤模式为基体裂纹、基体破碎、分层、纤维剪切断裂和金属丝剪切断裂。