碳化硅陶瓷骨架增强铝复合材料（SiC3D/Al）的碳化硅相和铝相在空间中具有三维连通的组织特征；在穿甲子弹高速冲击条件下，复合材料的损伤演化特征与陶瓷材料具有明显差异，表现出优良的抗冲击毁伤性能。本文采用7.62mm穿甲弹丸高速侵彻SiC3D/Al复合材料靶板，结合实验室霍普金森压杆动态加载试验，并应用数值模拟技术从宏观和微观两个尺度深入探讨了SiC3D/Al复合材料在冲击载荷作用下损伤演化过程；系统分析了复合材料的宏、微观损伤机制及材料微结构对损伤演化的影响规律，探索开展了含损伤复合材料抗第二发弹打击性能的预测方法研究。研究取得的主要成果如下：提出了SiC3D/Al复合材料在高速弹丸作用下的宏观损伤机制，即：复合材料靶板弹着点处形成上、下相对的断裂锥，两个断裂锥之间存在集中损伤区，其演化扩展控制了弹靶作用中驻留过程；双锥周边结构完整，但沿径向分布网络状破碎区，影响靶板抗第二发弹打击能力。宏观损伤机制的建立为延长弹靶作用表面驻留耗能，提高复合材料靶板抗弹性能明确了方向。建立了SiC3D/Al复合材料冲击加载下微观损伤机制，即：冲击外载荷引起碳化硅/铝微界面附近出现剪应力集中并产生初始损伤；在最大剪应力方向上，损伤主要沿着陶瓷/金属界面或穿过陶瓷相而扩展，形成具有变形协调能力和一定宽度的带状碎裂区；在靶板内复杂应力场作用下，带状碎裂区形成网状而吸收大量冲击能量，避免了传统陶瓷中高速脆断行为的发生。微观损伤机制的建立揭示了复合材料靶板具有高损伤耗能能力和高结构完整性能的内在原因。掌握了复合材料陶瓷相含量、金属相特征和陶瓷/金属界面特征对复合材料动态力学性能和损伤演化特征的影响规律和影响机制。从提高复合材料靶板结构完整性和增加靶板损伤耗能出发，提出了复合材料具有高延性金属、中等陶瓷/金属界面结合力和80%vol陶瓷含量的理想微结构特征，为新型高抗毁伤复合材料的设计提供了有益参考。建立了基于复合材料微观形貌的靶板损伤度统计方法，获得了首发弹丸侵彻后靶板损伤度径向分布函数，提出了基于损伤度、残余动态硬度的含损伤靶板抗第二发弹打击能力的预测方法。成功预测了特定“SiC3D/Al+钢”复合结构装甲在首发弹侵彻后，不同位置抗第二发弹的性能，预测结果实弹靶试结果吻合，为复合装甲抗多发弹性能预测提供了重要手段。