装甲的制作自古有之,在古人所制众多种类的铠甲中,纸甲、绢甲这类纤维增强复合材料的铠甲,在当今这个武器杀伤力越来越大的时代,依然具有生命力,为各国竞相研究的热点。为了更深入的理解纤维增强复合材料的防弹机理,理解纤维增强复合材料中界面对抗侵彻性能的影响,研发出性能更高的防弹复合材料,本文建立了碳纤维复合材料的多尺度数值模型,进行了微观与宏观的跨尺度模拟研究,在不同尺度之间进行参数传递,建立微观组织与宏观防弹性能之间的对应关系,以找到最佳防弹性能下的碳纤维与树脂之间的界面结合性能。在微观层面,实现了界面参数的获取;在细观层面,实现了弹丸冲击的细观模拟以及界面参数优化;在宏观层面,实现了层合版铺层角度对抗侵彻性能的模拟研究,做到了碳纤维增幅复合材料跨尺度多层级的抗侵彻模拟研究。在微观尺度上进行的分子动力学模拟结果显示,对碳纤维/聚乙烯的界面拉伸/剪切性能,拉伸/剪切速率和约束层厚度会造成较大影响,且两者影响方式相似,都是通过影响树脂的自由响应层来影响界面性能的。拉伸/剪切速率越大,约束层厚度越大,界面结合强度越高。温度对界面拉伸/剪切性能亦有影响,温度越高,界面结合强度越低。一并研究了不同羟基、氨基接枝率下的界面拉伸/剪切性能。建立了碳纤维/聚乙烯细观冲击模型,将微观模拟所得界面参数,传递到细观模型的内聚力单元中并模拟了不同界面性能下的抗侵彻性能。发现,细观冲击对于纤维/树脂复合材料的影响呈现局部性,且应力主要是沿着纤维分布。损伤模式有纤维断裂、基体裂纹、界面脱粘等。在弹丸冲击下,界面脱粘主要发生在直接受弹丸冲击的纤维上,沿着纤维呈现轴向分布,且分布范围较广。纤维的中央处发生了较大损伤,说明纤维在受弹丸冲击时,纤维屈曲也是导致界面损伤的一种模式。靶板吸能数值随着羟基的接枝率先增加后减小,在羟基接枝率1.43/nm2时吸能最大。靶板的抗侵彻性能并不是随着界面结合强度的增大而增大。随着子弹冲击速度的增加,靶板的吸能比率逐渐降低。建立了陶瓷/纤维复合装甲抗弹丸侵彻性能的数值模型,并进行了试验研究,模拟与试验结果较为吻合。将细观模型作为等效体积单元（RVE）得到了宏观碳纤维层合板的材料参数并传递到宏观模型中,进行了纤维铺层角度和不同陶瓷种类/厚度的模拟优化,找到了最佳的纤维铺层角度,发现45°层的合理使用会增加纤维板的防弹性能,并发现采用B4C陶瓷,厚度10mm时,防弹性能最佳。