纤维覆层金属结构兼具纤维复合材料和金属材料的优异特性,如耐疲劳、耐高温、耐潮湿等,在船舶制造、汽车工业、航空航天等领域得到广泛运用。水下冲击波作为舰船面临的动态载荷之一,会对其结构造成高应变率下的损伤和变形,因此提高结构在水下冲击下的防护性能将成为有效提升其生命力的关键。基于上述背景,本文选取多种覆层形式的纤维覆层金属结构作为研究对象,基于一维水下冲击波实验,结合非接触测量技术对碳纤维板/布覆层金属（CFLRAL/CFFRAL）结构的动态响应及损伤特性进行研究,分析了冲击波强度、覆层形式对该类防护结构动态响应及损伤特性的影响。主要研究内容及成果如下:（1）通过一维冲击波加载实验,研究水下冲击下碳纤维覆层金属结构的力学响应,明确了纤维覆层金属结构在水下冲击下的动态响应历程。该类纤维覆层金属结构在水下冲击下,其结构未发生损伤时挠度由加载中心向四周逐渐减小,且呈近似对称分布。针对冲击波强度对CFLRAL结构动态响应特性的影响,开展了CFLRAL结构在不同冲击波强度下的实验研究。结果表明,结构中心点动态变形过程主要分为上升阶段和回落阶段,其中上升阶段响应速度大于回落阶段。结构CFLRAL1-4最大挠度随冲击波强度增加线性递增,回弹量随冲击波强度线性递减。（2）对面密度相同的CFLRAL结构在不同冲击波强度下的损伤模式及损伤机理进行实验研究。单层及双层碳纤维板覆层形式对CFLRAL结构的损伤模式影响较大,单层碳纤维板位于结构近水侧或芯层时,在高冲击波强度下,易发生基体开裂和纤维断裂,损伤破口对空气侧铝板造成挤压引起结构厚度方向严重毁坏;单层碳纤维板位于空气侧时,其损伤主要以基体破碎、纤维断裂和分层为主,由于破口朝向空气侧,近水侧铝板几乎不受碳纤维板破口的影响,表明铝板损伤受碳纤维板覆层形式影响较大。双层碳纤维板分布于铝板两侧时,近水侧面板仅出现轻微基体开裂,芯层铝板发生塑性大变形,空气侧面板损伤主要以纤维断裂为主,表明近水侧碳纤维板厚度较小时对铝板破坏造成的威胁较小,同时减轻了空气侧面板的损伤程度。结果表明碳纤维板覆层形式是面密度相同的CFLRAL结构出现不同损伤模式的主要原因。（3）考虑水下冲击波强度、覆层形式对CFFRAL结构在水下冲击下力学行为的影响。CFFRAL结构的最大挠度随冲击波强度增加线性递增,结构CFFRAL1的最大挠度大于CFFRAL2。结构CFFRAL2回弹量随冲击波强度增加线性递减。对面密度相同的结构CFFRAL1和2在水下冲击下的损伤模式进行研究。在实验冲击波强度范围内,结构CFFRAL1和2中铝板均只发生塑性变形,结构CFFRAL1碳纤维布在水下冲击下损伤集中在加载中心区域,结构CFFRAL2碳纤维布损伤集中在固支边界处。碳纤维布损伤随冲击波强度大小可分为三类。较低冲击波强度下,损伤以浅表纬向纤维丝断裂为主;中等冲击波强度下,纬向纤维束断裂并开始出现浅表经向纤维丝断裂;随着冲击波度强度持续增加,纬向纤维束断裂程度加重,经向纤维丝断裂数量增加甚至整束断裂。碳纤维布的丝束在加载区域上的跨度越大越容易发生损伤,并且纬向纤维发生损伤的时间早于经向纤维。