碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因具有高比强度、高比模量、可设计性好、制造工艺简单等优点,而广泛应用于航空、航天、航海等领域。但是CFRP层合板的抗冲击性能较差,受冲击后,CFRP层合板内部容易产生基体开裂和分层等损伤,这些损伤会导致结构强度和寿命大幅下降,严重影响其继续使用。本文以CFRP层合板为研究对象,主要研究内容如下:(1)CFRP层合板的静态加载试验及相应的数值模拟:在圆形层合板表面制作反射涂层,达到镜面反射的效果,搭建基于网格反射法的试验平台,测量得到层合板发生弯曲时的相位场、转角场、曲率场和离面位移场;在方形层合板表面制作散斑,搭建基于三维数字图像相关方法(3D-DIC)的试验平台,计算得到层合板表面离面位移场、应变等。将两种试验得到的结果与数值模拟的结果进行对比,验证了反射法与3D-DIC在研究CFRP层合板面内位移时的可靠性,从而可知层合板的弹性参数与经典理论预测的结果相符。(2)CFRP层合板低速冲击试验研究:基于改进的霍普金森压杆,对四周固定的CFRP层合板进行低速冲击试验。采用3D-DIC测量了四种不同铺层的CFRP层合板在低速冲击作用下的动态响应,通过研究层合板在子弹冲击作用下的损伤形式、吸能情况及动态力学响应,来分析铺层方式、子弹形状、冲击速度对层合板抗冲击力学性能的影响。(3)利用ANSYS/LS-DYNA软件对层合板低速冲击试验进行数值模拟,建立了相应的计算模型,结合试验的基本参数对铺层顺序、铺层角度、子弹形状、冲击速度等影响因素进行了分析,得到了相应的变化规律;采用红外线扫描技术对典型损伤的CFRP层合板进行内部损伤检测,并将检测结果与数值模拟结果对比,分析了层合板在冲击作用下的损伤规律。