纤维金属层合板（Fiber Metal Laminate,FML）因其充分结合了金属和纤维复合材料的优点,具有高刚度、高比强度和出色的抗疲劳性能,被广泛应用于航空航天、汽车等领域。然而层状复合材料由于各向异性的特点,存在各种复杂的制造缺陷和服役损伤,如基体分布不均、固化压力不足,冲击后出现大面积分层和材料失效。其中分层损伤的存在被认为是层状复合材料中最有害的缺陷之一。在FML中,决定其抗分层性能的一个关键因素是金属-复合材料界面（Metal Composite Interface,MCI）单元的强度。与纤维断裂、基体损伤或金属断裂相比,MCI单元失效不需要太多能量。然而,MCI单元强度会显著影响FML的刚度、强度、抗疲劳性以及失效模式。为了增强FML中MCI单元的强度,通过借鉴三维纤维织物中通过在厚向增加纤维分布进而提高层间强度的方法,提出了将纤维和开孔金属板在厚度方向相互编织的设计方法,以达到避免FML在冲击过程中出现大面积分层损伤的目的。本文基于纤维和金属相互穿插的编织方法设计了新型纤维金属杂化层合板（Fiber Metal Hybrid Lamina Composites,FM-HLC）,利用真空灌注成型工艺进行了材料制备。并在Abaqus/Explicit中利用用户自定义子程序建立了基于Hashin失效准则的三维渐进损伤材料模型。采用实验研究和数值模拟相结合的手段研究了FM-HLC在不同冲击载荷作用下的抗冲击性能和失效机理。采用空气动力枪系统对平板I型编织试样进行不同速度冲击实验,使用高速相机获取了试样两侧的变形历程和冲击后的剩余速度,探讨了冲击速度及叠层方式对FMHLC的变形失效模式、能量吸收以及弹道极限的影响,揭示了FM-HLC在冲击载荷下阻止分层损伤传播的机理。研究结果表明FM-HLC在子弹冲击下表现出整体的塑性变形以及局部的破坏。当冲击速度接近弹道极限时,FM-HLC的变形失效模式受到叠层方式的影响。随着冲击速度的增大,不同叠层方式的试样出现相近的失效模式。根据试样冲击后的微观形貌分析证明了所提出的“纤维与金属相互编织”方法在抵抗层合板分层损伤方面是非常有效的。同时,基于FM-HLC有限元模型对不同形状子弹冲击进行了对比研究,柱形子弹由于初始接触面积大导致在冲击开始阶段冲击力明显大于球形和锥形子弹,在相同冲击速度下柱形子弹对试样造成了更严重的损伤,吸能更多。采用落锤冲击试验机对不同编织方式和不同曲率的FM-HLC进行了低速冲击实验,使用数字图像相关技术（Digital Image Correlation,DIC）获取了试样非冲击侧的全场变形信息,结合冲击过程中的载荷、能量、位移和速度等参数随时间的变化以及冲击后的变形失效模式,探讨了编织方式、冲击速度和曲率半径对FM-HLC结构冲击响应的影响。不同编织试样实验结果表明纤维含量的增加可以显著提高FM-HLC的抗冲击性能。在不同冲击速度下,FM-HLC冲击区域出现大量塑性变形及破坏,非冲击区域结构较为完整,并未出现明显破坏和分层。表明“纤维-金属相互编织”设计方法可以显著减少层合板在受冲击过程中由于界面失效引起的分层现象。不同曲率试样实验结果表明随着曲率半径的减小,FM-HLC抗冲击性能明显提升。此外,基于FM-HLC有限元模型探究了金属类型和入射角度对FM-HLC抗冲击性能的影响,结果表明使用强度更高的金属材料会明显提升FM-HLC的抗冲击性能;试样的塑性变形随入射角的增大而逐渐减小,整体响应时间增大,吸能减少。采用弹道摆锤系统对不同编织方式和不同曲率的FM-HLC进行了了爆炸载荷作用下的动力学响应研究,获取了不同冲量下FM-HLC的典型失效模式,探讨了装药距离、编织方式和曲率半径对FM-HLC抗爆性能的影响。随着装药距离的增大,FM-HLC受载区域整体塑性变形逐渐减小,试样变形失效模式从花瓣状撕裂转变为不规则椭圆状变形。随着90°方向纤维含量的增加,试样在两个方向变形范围趋于一致,中心挠度也逐渐减小。当曲率半径逐渐减小时,由于冲击波作用方式的不同,导致FM-HLC变形范围和中心挠度逐渐减小。本文通过对FM-HLC在不同冲击载荷作用下的变形失效模式的研究,揭示了FMHLC的细观损伤机制及能量耗散机理,明确了“纤维金属相互交织”的设计方法对结构中裂纹扩展的影响,确定了材料细观损伤与结构宏观变形失效之间关系,给出了FM-HLC抗冲击的优化设计方法,为FM-HLC在可能的应用领域提供了支持。