复合材料在航空航天、汽车船舶、建筑工业等领域中发挥着至关重要的作用,然而复合材料在实际工程应用中不可避免的会受到外界冲击。遭受低能量冲击的复合材料结构件仅仅在其表面留下比较浅的凹坑以及裂纹,内部损伤难以目视检测,从而给整体结构的使用带来安全隐患。研究人员往往根据材料所受到的冲击能量来判断其是否失效,忽视了损伤与性能衰减,包括是否失效之间的关系。复合材料表面损伤直观、完整、充分地体现冲击程度。本文依据复合材料表面损伤对其进行冲击行为表征。本研究以不同厚度的玻璃纤维/环氧单向层合板、玻璃纤维/环氧多向层合板、碳纤维/环氧单向层合板、碳纤维/环氧多向层合板这四种不同类型的层合板作为研究对象。利用落锤式冲击试验机进行低能量冲击试验,单向层合板的冲击能量值确定为各自板厚的1~5倍,多向层合板的冲击能量值确定为各自板厚的2~6倍。用超景深显微镜观察冲击损伤形貌,观测记录层合板正面和背面的损伤特征信息,包括层合板正面凹坑深度、冲击损伤面积、凹坑长轴、裂纹长度、裂纹宽度以及层合板背面裂纹长度、裂纹宽度等。根据上述实验数据,文中采用模糊数学方法,进行损伤行为表征,以是否产生贯通伤为界定,判定试验件是否失效。将层合板表面的损伤特征作为评价因素指标,利用模糊数学中的模糊综合评价和贴近度法建立数学模型,建立复合材料低能量冲击后表面损伤与对应是否失效的判据。最后文中用MATLAB GUI软件结合复合材料冲击损伤形貌-失效表征数学模型,开发了复合材料层合板冲击损伤评定系统。结果表明,本文提出的基于表面损伤程度为判据,表征冲击损伤程度的数学模型精确、全面、适用性强;开发的软件实用,具有一定的理论指导意义和实际工程应用价值。