起圈织物增强复合材料是一种新型机织复合材料,其预制体与树脂间的毛圈改善了纤维与基体的连接方式,能有效提升复合材料的抗分层、抗冲击能力,具有广泛的应用前景。本文以起圈织物增强复合材料层合板为研究对象,通过有限元仿真和力学性能试验的研究方法,对该材料的细观力学及冲击性能展开了研究,主要内容包括:1.根据起圈织物预制体的纱线走向与织造参数,基于合理基本假设,对起圈织物复合材料的细观结构进行了研究,分别建立了单、双面起圈织物复合材料层合板的单胞模型。2.在细观力学研究中,通过引入周期性边界条件,建立了起圈织物复合材料层合板的等效弹性性能预测模型,对层合板的等效弹性性能进行了有限元分析。其次,通过编写UMAT子程序,选取三维Hashin准则和von-Mises准则作为失效判据,通过渐进损伤的有限元分析方法,对层合板的损伤演化过程和强度进行了有限元分析预测。最后,将有限元分析结果与试验结果作了对比,验证了本文有限元方法的合理性。3.通过真空吸胶成型工艺,制备了起圈织物复合材料层合板试验件,针对层合板展开了多项力学性能试验研究,并与相同织造参数的平面机织复合材料层合板作了对比分析。试验结果表明,起圈织物复合材料的层间剪切性能和冲击后压缩性能都有所提高。4.基于ABAQUS/Explict显式动力学模块,通过调用VUMAT子程序,对层合板胶层采用Cohesive单元建模等方式,建立了起圈织物复合材料层合板在低速冲击下的有限元模型,对层合板的冲击性能和损伤失效过程进行了有限元分析研究。