先进航空发动机的发展趋势是采用更大、更轻的风扇叶片,采用复合材料风扇叶片是既实现大涵道比又减重的途径之一。由于三维四向编织复合材料在厚度方向存在交织纤维束,纱线在空间上是互锁网状结构,因此具有高层间剪切强度和断裂韧性,抗冲击性能良好,在航空发动机风扇叶片领域应用前景十分广泛。而风扇叶片抗鸟撞性能直接影响发动机的工作,因此有必要研究三维四向编织复合材料在动态载荷下的力学性能以及受鸟撞时的损伤机理。本文对三维四向编织碳纤维增强树脂基复合材料的动态力学性能和鸟撞特性进行了研究,主要包括以下三个方面的内容:(1)利用分离式霍普金森压杆装置进行了材料的动态压缩试验,结合高速摄影仪,研究了应变率、压缩方向及编织角对材料动态力学性能及破坏模式的影响。试验结果表明:材料在受压的三个方向上均具有一定的应变率强化效应;编织角越大,纵向和横向受压时力学性能减弱,厚度方向受压时力学性能增强;不同方向受压时材料的失效形式不同。(2)利用MATLAB和HyperMesh软件建立了材料的细观结构模型,进行了纵向动态压缩试验的数值仿真。得出的应力-应变关系和应变率与试验的结果相吻合,证明了用细观模型仿真动态压缩试验的正确性。(3)利用空气炮系统进行了材料的模拟鸟撞试验,借助高速摄影仪和工业CT技术,研究了冲击速度、撞击位置和编织角对鸟撞结果的影响。结果表明:明胶鸟在撞击过程中表现出明显的流体特性;冲击速度对靶板的破坏情况影响很大;45°编织角材料平板抗鸟撞冲击性能最好;鸟撞改变了撞击区域的内部结构,纤维束和基体发生了脱黏。本文对该材料在航空发动机风扇叶片上的应用具有重要的实际意义。