复合材料比强度和比刚度高、设计潜力大,在飞机上的应用越来越广泛。由于复合材料呈脆性,受到压缩时的失效模式复杂,其失效模式与断裂机理直接联系,最终影响结构的吸能特性。此外,薄壁结构在轴向压缩载荷下的稳定性决定了薄壁结构是否可以继续承载。通过结构设计控制复合材料薄壁C型柱的轴向压缩失效模式,并建立能够模拟其失效模式及吸能特性的有限元模型,具有重要的意义。本文围绕复合材料C型柱进行了如下研究:首先,本文设计了一种复合材料薄壁C型柱。通过静力分析,对其螺栓连接方式进行了设计。此外,对C型柱的铺层方式和缘条宽度进行了设计,并引用缘条渐变和丢层的薄弱环节设计。其次,对复合材料薄壁C型柱进行轴向压缩试验。结合载荷-位移曲线和失效过程进行分析,研究铺层方式、缘条宽度和缘条渐变以及丢层薄弱环节设计对C型柱轴向压缩失效模式的影响。通过分析平均压缩载荷、总吸能量和比吸能,研究C型柱的吸能特性。研究发现,其压缩失效是局部屈形和材料脆性断裂相耦合的复杂过程。其中,铺层方式对C型柱失效模式和吸能特性影响较大,缘条宽度主要影响C型柱的稳定性,缘条渐变和薄弱环节可提高C型柱在压缩过程后期的载荷水平,可实现分级吸能的设计目标,具有吸能设计潜力。最后,对复合材料薄壁C型柱进行轴压失效有限元分析。首先进行特征值屈曲分析,研究了其压缩稳定性和屈曲模态。紧接着,研究复合材料的层内和层间模型,建立复合材料C型柱层合壳模型,研究结构在压缩过程中的失效模式和吸能特性。该模型在局部失效模式上,能够很好的捕捉倒角和薄弱环节处的破坏过程,并且能够模拟试件分层;在整体失效模式上,能够很好的模拟试件的倾斜和横向断裂以及横向堆叠,并且对载荷-位移曲线和吸能特性参数拟合度良好,模型具有有效性和可靠性。