复合材料结构因其具有高强度和高比刚度等优点,作为民用客机承力件的主要原材料被广泛使用,而结构件在复杂工况下工作可能会发生损伤并需要对其进行修补。由于复合材料蜂窝夹芯板在损伤修补后可能会在各个组成部件中产生不同程度和类型的损伤,因此修补结构的损伤机理研究和极限承载能力预测已成为复合材料强度评估研究中迫切需要解决的问题。本文针对复合材料蜂窝夹芯板及其典型的胶接修补结构建立渐进损伤模型,开展结构承载能力及损伤机理研究。建立考虑斜度影响的复合材料层合板胶接修补结构渐进损伤模型,选取结合Hashin失效准则与最大主应力准则的混合失效准则作为损伤判据,选取合适的刚度退化模型作为材料失效后刚度折减方案。通过编写VUMAT子程序,将失效准则和刚度退化模型加入到有限元分析中。研究不同斜度对拉伸载荷下层合板胶接修补结构承载能力的影响。结果表明:随着斜度的逐渐减小,修补效率呈线性增长趋势,当斜度为1:20和1:25时,极限承载强度的增加不明显。因此,对于拉伸载荷承载要求较高的修理件,选择1:20的斜度在层合板胶接修补工艺上较为合适。建立考虑温度影响的复合材料蜂窝夹芯胶接修补结构渐进损伤模型,模型不仅考虑了温度对本构方程的影响还考虑了温度对材料基础状态变化过程的影响。考虑到模型的复杂性在有限元分析中表现出的非线性问题,选用ABAQUS/Explicit求解器进行求解。研究不同温度对弯曲载荷下复合材料蜂窝夹芯修补结构极限承载强度以及损伤机理的影响。结果表明:温度升高,材料性能受损并根据脱粘系数进行相应折减,极限弯曲承载能力降低。胶层的升温脱粘会加剧补片与损伤件之间的分离,破坏修补结构稳定性。最后根据已验证的蜂窝夹芯修补结构的渐进损伤模型进行参数寻优分析。研究不同斜度和温度共同作用下对复合材料蜂窝夹芯胶接修补结构极限承载强度、失效位移和修复率的影响。渐进损伤结果表明:阶梯型胶接修补能有效提升损伤结构的极限承载能力,并优于贴补胶接法。修补结构中,胶层受温度影响最大,胶层强度和剪应力承载能力与修补结构稳定性相关,胶层承载能力降低导致修补结构局部失稳严重。本文建立的两种不同结构渐进损伤模型可以有效预测修补后复合材料结构极限承载能力和损伤扩展模式,对复合材料结构修补件的损伤机理研究具有重要意义。