碳纳米管（Carbon nanotube,CNT）薄膜具有优异的比强度和比韧性,同时也具有优良的导电性和储能特性,在人工肌肉、电子屏蔽以及冲击防护等领域都具有广泛的应用前景。然而当前的研究主要集中在CNT薄膜的准静态力学性能方面,对其横向抗冲击力学性能的研究尚欠缺。本文主要通过实验研究了 CNT薄膜在中/低速压入穿透下的力学行为,并结合数值模拟方法分析了薄膜的动态失效特性。首先对单层和双层CNT薄膜进行了准静态横向侵彻实验,研究了薄膜在准静态侵彻过程中的力-位移信号以及变形特性,并通过改变CNT薄膜中间界面的状态,探究不同层数以及中间界面状态对CNT薄膜准静态力学性能的影响。指出水、润滑油和HVG可以通过减小薄膜层间摩擦而减弱双层CNT薄膜的抗穿透和能量耗散的特能。其次针对横向冲击情况,设计了碳纳米管薄膜在不同冲击速度下的力学实验,探讨了其抵抗冲击穿透和能量耗散的特性。结果表明:对直径为1 mm的钢珠,单层CNT薄膜的临界穿透速度约为25 m/s,最大吸能对应的速度约为30 m/s;双层CNT薄膜的临界穿透速度约为40 m/s,最大吸能对应的速度约为60 m/s。在此基础上,研究了中间层界面状态对碳纳米管薄膜抗侵彻力学性能的影响。指出中间层流体可以提升双层CNT薄膜抗冲击力学性能和吸能效果,这与准静态下的实验结果相反。并改变子弹与CNT薄膜前表面接触状态进行了不同速度的动态冲击实验研究,发现改变子弹与薄膜的前表面接触状态可提升薄膜的吸能能力。同时结合数值模拟和理论分析了单双层碳纳米管薄膜受冲击后的变形特性与能量吸收机理。模拟结果表明钢球在低速未穿透的情况下,双层碳纳米管薄膜层间摩擦对吸能影响较小。在高速冲击下,双层碳纳米管薄膜层间摩擦会显著增强薄膜的吸能能力。最后对环氧树脂界面的双层CNT复合薄膜进行了静态穿透与动态冲击的实验研究。结果表明,环氧树脂界面的双层CNT复合薄膜吸能特性远高于自由接触的双层碳纳米管薄膜。此研究对层状碳纳米管复合薄膜横向动静态力学性能进行了探讨,可以更好地理解碳纳米管薄膜的吸能机理,有利于防护结构的设计。