跨海大桥桥墩和海上平台工程实践中,为了防止或者减轻船舶撞击带来的危害,通常设置超大型的复合材料防撞装置,但是其在中低能量冲击下会出现整个防撞装置的损伤,一旦损伤只能进行整体更换。为了降低碰撞后修复成本,本文提出梯度设计的多层GFRP波纹增强聚氨酯泡沫夹芯板,以实现逐层破坏。本文设计和制备了多层波纹增强泡沫夹芯板,并开展了准静态平压和落锤冲击数值模拟分析及实验研究。主要完成的工作包括:(1)本文提出了一种多层波纹复合材料增强泡沫夹芯板制备方法,通过对沟槽型真空注射成型工艺的流道进行设计,实现了多层波纹增强泡沫夹芯板的一体化制备。(2)为研究其准静态平压性能,设计并制作了梯度变化(123和234铺层)和等强度(222铺层)的三层GFRP波纹增强聚氨酯泡沫夹芯板,以及单层波纹增强泡沫夹芯板和纯泡沫板,对其进行了准静态平压试验,并使用商业有限元软件Abaqus对其进行准静态平压仿真,计算结果和试验结果吻合良好。(3)为研究其动力响应,对123铺层、234铺层、222铺层三层板以及纯泡沫板进行了低速落锤冲击试验,并使用Abaqus对其进行落锤冲击仿真,计算结果和试验结果基本吻合。(4)数值模拟结果和试验结果均表明,本文梯度设计的多层板能准确按照由弱到强的顺序逐层发生压溃并吸收能量,使得其在中低能量冲击下仅外部薄弱层发生压溃,内部保持完好。而等强度设计的多层板在实验和仿真中出现了不同的破坏模式。