复合材料格栅加筋结构具有轻质、比强度高、比刚度高等优点,越来越多地被引入航空航天结构应用中。复合材料格栅加筋结构制造过程是一个材料固化与构件成型同时完成的过程,容易出现孔隙、分层等制造缺陷。钻孔是碳纤维增强复合材料常见的加工工艺,机械加工损伤对复合材料格栅加筋结构力学性能的影响还没有得到充分的认识。复合材料格栅加筋结构在使用过程中受到异物撞击并可能导致复合材料结构内部出现纤维断裂、基体裂纹或分层等严重损伤。对于有湿热贮存环境的复合材料格栅加筋结构,随着时间的推移,水分进入结构造成机械损伤,逐渐累积的微裂纹也会破坏复合材料界面的完整性。国内外对损伤模型的研究集中在层合板和蒙皮桁条结构,少数格栅加筋结构的损伤模型仅对蒙皮含缺陷的情况进行分析,具有一定的局限性。随着复合材料格栅加筋结构在航空航天重要结构上的应用比例不断提高,加工及服役过程的损伤对结构力学性能的影响也越来越受到研究者的关注。论文针对复合材料格栅加筋结构传统硬模成型工艺加压不均匀、内部缺陷多等技术难题,基于硅橡胶软模成型工艺热膨胀挤压充分、易于脱模的特点,发明出一次翻模工艺和二次翻模工艺两种不同的工艺方法,并据此完成网格平板试验件的制备;更进一步,可组装出格栅加筋圆柱体及其它异型结构成型模具,为论文进一步的研究工作提供基础。对于格栅加筋结构层间损伤模型,现有的研究工作主要基于断裂力学的方法对蒙皮损伤界面分层的产生和扩展进行分析。本文通过引入指数软化内聚力理论模型,模拟层间损伤界面特性,并将层间损伤模型扩展到蒙皮与筋条界面以及筋条结构中。数值仿真结果和实验结果的对比分析表明,指数软化内聚力模型能够比较准确的模拟格栅加筋结构层间损伤情况。针对格栅加筋结构在生产加工过程中的各种分层问题,通过在试验件制备过程中预置分层缺陷,模拟实际钻孔过程、成型过程中不同缺陷类型。基于理论模型,建立复合材料格栅加筋结构的层间损伤仿真预测模型,试验结果与仿真分析结果的对比表明,仿真预测模型能够准确的对不同损伤结构的压缩剩余承载能力进行预测,验证了仿真预测模型的有效性。在此基础上,得到了格栅加筋结构和蒙皮结构压缩剩余强度随钻孔分层缺陷尺寸以及不同位置成型缺陷尺寸变化的规律曲线,对比分析表明格栅筋条提高了层合板抵抗分层缺陷的能力。为了验证新型环氧树脂成型的格栅加筋结构抗冲击损伤能力,在含成型分层缺陷复合材料格栅加筋结构仿真预测模型的基础上,基于前述层间损伤分析模型,建立冲击损伤分析模型,对冲击过程中的损伤情况进行预测。不同冲击位置的冲击试验和压缩试验结果验证了仿真预测模型的准确性。采用数值仿真分析的方法,获得格栅加筋结构和蒙皮结构压缩剩余承载能力随冲击能量变化的规律曲线,对比分析表明格栅筋条提高了层合板抗冲击性能。此外,针对格栅加筋结构的老化损伤问题,引入载荷承载能力与试件吸水率的正相关性,通过热传导模块来模拟水的湿扩散过程,建立复合材料格栅加筋结构老化损伤的仿真预测模型。格栅加筋结构老化试验和压缩试验结果验证了仿真预测模型的有效性;依据仿真分析结果,获得了格栅加筋结构压缩剩余承载能力随加速老化时间的规律曲线,对比分析表明格栅筋条结构并没有提高蒙皮结构的抗老化能力。论文针对钻孔分层、成型分层、冲击损伤及老化损伤对复合材料格栅加筋结构剩余承载能力影响的研究结果,能够给出该类结构在服役过程中的损伤容限,并为航空航天工程中重要的分层缺陷结构件检测、验收、修补技术标准提供理论指导和技术支持。