蜂窝芯体夹芯结构具有成熟的制备工艺和优异的吸能性能,在工程中得到了广泛应用。但由于蜂窝芯体夹芯结构的面板和芯体往往具有较大的结构和性能差异,使得夹芯结构在复杂的服役环境中,常因局部接触、冲击或过载而发生局部界面开裂和大面积脱粘,严重影响结构的使用安全。本论文研究了芳纶短纤维增韧夹芯结构的动态力学响应,并提出了一种纤维带增韧碳纤维/铝蜂窝夹芯结构的方法。本文具体工作如下:1.具有芳纶短纤维增韧碳纤维预浸料的制备工艺研究伴随着碳纤维复合材料的广泛应用,碳纤维预浸料的需要日益增加,目前常见预浸料所制备的层合板、夹芯结构等复合材料往往存在着抗冲击性能差、易分层、易脱粘的问题。为提高复合材料界面韧性,本论文使用面密度低、韧性好、强度高的芳纶纤维增韧碳纤维预浸料,在干法和湿法制备低密度芳纶短纤维薄膜的基础上,分别研究和设计了溶液法和热熔法制备芳纶短纤维增韧碳纤维预浸料的生产工艺,成功制备了同时满足绝缘、轻质、不限制气泡排除、材料利用率高且具有界面增韧性能的碳纤维预浸料,并将该预浸料用于制备碳纤维/铝蜂窝夹芯结构。2.芳纶短纤维增韧夹芯结构对加载速率依赖性的试验研究为验证所制备芳纶短纤维增韧碳纤维预浸料的有效性,将使用和未使用增韧碳纤维预浸料制备的碳纤维/铝蜂窝夹芯结构在三点弯曲条件下进行了对比,研究了两种夹芯结构在不同加载速率下的力学性能。试验结果显示,未增韧夹芯结构的力学性能对加载速率有明显依赖性,而使用增韧预浸料制备的夹芯结构对加载速率依赖较小;在不同加载速率下,增韧夹芯结构极限承载能力和能量吸收性能均明显优于未增韧结构。3.纤维带增韧碳纤维/铝蜂窝夹芯结构力学性能及增韧机理研究为进一步提高碳纤维/铝蜂窝夹芯结构的界面韧性和整体性能,在芳纶短纤增韧方法的基础上,提出了一种纤维带增韧夹芯结构的方法。在夹芯结构制备过程中,将碳纤维预浸带依次穿插铝蜂窝芯体形成瓦楞状结构,通过改变芯体结构,提高芯体与面板接触面积,从而提高夹芯结构面板与芯体的结合强度。通过三点弯曲试验研究了纤维带增韧夹芯结构的力学性能和破坏模态,试验结果显示,纤维带能够提高夹芯结构局部刚度,有效抑制结构皱折、压入和局部失稳破坏,显著提高了结构的极限承载能力和吸能性能。最后,作者对结构破坏模态和破坏界面进行了观测研究,发现纤维带对界面裂纹扩展具有隔断作用,揭示了纤维带增韧夹芯结构的增韧机理。