1.1目的及意义

随着纤维增强复合材料在航空、航天、兵器、汽车工业以及其他领域日益广泛的应用，研究在动载荷作用下复合材料的力学性能、变形和破坏机理越来越受到工程界和学术界的关注。实际生活中经常会遇到各种类型的冲击载荷,复合材料层合板对冲击载荷的作用很敏感,容易受冲击而损伤,由此导致复合材料构件的强度或承载能力下降。因此,研究复合材料的动态力学行为以及冲击问题,分析和预测复合材料在冲击载荷下的力学性能,正确认识复合材料层合板在冲击载荷下的损伤演化和破坏机制,对于评定复合材料的抗冲击损伤性能,复合材料结构的损伤容限验证、分析以及确定复合材料结构的设计许用值,保证结构的安全性,无疑具有非常实际的意义。众所周知，碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，但是碳纤维虽然拉伸强度强，但剪断强度弱，抗冲击性能差的缺点，加工时需要进行复杂的应力计算；陶瓷材料的机械强度高、耐磨耐腐蚀性好、热稳定性好，但是缺点是脆性也大、抗冲击性能差，因此本项目拟通过在纤维复合材料引入陶瓷材料改善其抗冲击性能，以获得具有低质量高强度高耐热性及高抗冲击性能的复合材料。

1.2国内外研究现状

复合材料层合板在组装或使用时，会受到冲击损伤，表现出并不明显的表面轻微损伤，但是其内部己经产生了存在隐患的基体裂纹、分层、纤维断裂等微观损伤，会严重影响复合材料层合板的强度、耐久性及稳定性气通过纤维混杂，使増强体具备多种纤维的优点，从而可以提高复合材料的冲击性能。

２００１年，naki研究了玻璃纤维／碳纤维混杂复合材料的冲击性能、冲击后压缩性能。对平纹玻璃纤维织物和斜纹碳纤维织物进行铺层设计，设计了５种层间混杂结构，以及用作对比的单一碳纤维复合材料和单一玻纤维复合材料。得出的结果有：（１）相比纯碳、纯玻璃纤维复合材料，玻璃纤维雕纤维混杂复合材料的开口敏感性低；（２）在混杂结构中，当碳纤维织物在外层玻璃纤维在内层时，冲击后压缩性能最高，开口敏感也最低，经纱和结纱方向的损伤区域和裂纹最少；（３）当玻璃巧维在外层碳纤维在内层时，冲击持续时间最高。

２００５年，jeremy研究了碳／芳纶纤维混杂夹也复合材料的冲击、冲击后压缩和拉伸刚度性能。设计了Ｈ种织物，分别为碳纤维平纹、芳绝四枚锻纹和碳／芳纶斜纹织物；制备了７种混杂夹也复合材料；实验结果发现当碳纤维织物中混入芳纶纤维后，吸能性能最好，冲击强度提高。

２０１０年，meitin实验研究了混杂复合材料层合板的冲击性能，设计了两种不同的玻纤／碳纤维混杂复合材料。能为分析法、载荷－位移曲线，显示了冲击能量和吸收能量之间的关系，来确定混杂复合材料的穿透和穿孔阈值。用光学仪器检查了损坏试样的横截面，并讨论评估了损伤程度，如纤维断裂、分层。发现：碳纤维在表层时阈值高，比玻璃纤维在表层时高３０％。

２０１５年，yang对玻璃纤维顧纤维层间混杂复合材料的低速冲击性能进行了实验研究。分别用实验方法和有限元方法来研究了在冲击速度3m/s、5m/s、7m/s下，混杂效应对复合材料性能的影响。实验结果表明：和纯碳复合材料相比，当混杂质量比为37:63时，混杂复合材料的冲击能量吸收最大，抗冲击性能最优。通过添加玻璃纤维编织碳纤维层压板，穿孔阈值从3.5米／秒提高到了5.5米／秒。在低速冲击载荷下，因玻璃纤维断裂伸长率高，混杂复合材料板的冲击性能可以得到有效的改善（提高面板的穿透力）。此外，由于玻璃纤维层和碳纤维层变形不同步，抗分层性能得到改善。层间分层可以吸收一部分的冲击能量，因此可以提高复合材料的穿孔阈值。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施