复合材料蜂窝夹层结构因具有重量轻、比强度和比刚度高等优点,广泛应用于飞机、汽车、船舶等交通领域。蜂窝夹层结构在实际使用时可能会受到静态和动态载荷。尤其是低速冲击载荷会对结构产生目视不可见的内部损伤,从而造成安全隐患。在实际应用中,可能会发生低速重载冲击。因此有必要对低速重载冲击下蜂窝夹层结构的损伤机理和冲击后的压缩失效机理展开深入研究。本文对碳纤维和玻璃纤维混杂蒙皮和NOMEX蜂窝构成的夹层结构冲击损伤和剩余压缩强度展开研究,主要研究内容如下:基于各向异性材料的本构关系,对复合材料纤维拉伸和压缩失效理论、基体拉伸和压缩失效理论展开研究。因数值模拟中应变相较于应力具有连续性特点,采用应变来定义损伤起始准则。引入了层间失效判据来预测复合材料的分层损伤。通过对复合材料的损伤起始准则和损伤演化的研究,构建能准确预测复合材料冲击损伤的三维渐进失效模型。为后续的冲击以及冲击后压缩仿真提供理论基础。在建立了三维渐进失效模型的基础上,研究不同冲击能和不同边界条件对低速重载冲击下夹层结构失效模式、冲击力和能量吸收与耗散的影响。同时对仿真结果的准确性以及可靠性进行验证。利用已验证的仿真模型来进一步讨论蒙皮厚度和冲头直径对夹层结构抗冲击性能的影响。将冲击前后的试件进行面内和面外压缩实验。通过记录破坏时的极限压缩载荷来讨论冲击能和边界条件对夹层结构剩余压缩强度的影响。采用损伤累积的分析方法探讨夹层结构在面内压缩载荷下的失效机理和变形过程。本文采用有限元仿真和实验相结合的方法来系统性讨论混杂复合材料蜂窝夹层结构在低速重载冲击下的损伤阻抗和损伤容限问题。分析了边界条件和相关冲击参数对夹层结构的失效模式、冲击力和能量吸收与耗散的影响。为合理评估蜂窝夹层结构的损伤特性以及优化设计提供参考。