碳纤维复合材料层合板具有强度和刚度高、质量轻、耐腐蚀等优越性能，在航空航天、风力发电、高速列车、船舶和汽车工业等领域应用越来越广泛。然而无论材料性能多么优越，其在制造、运输以及服役过程中难免会产生各种损伤，如由于疲劳产生的裂纹、鸟类或冰雹等撞击产生的分层或穿透性损伤等，从而导致层合板综合性能下降。为了避免直接更换材料而带来的高昂成本，对损伤的复合材料层合板进行修补研究具有重要的工程应用价值。修补后层合板性能恢复状况的检测评估一直是研究的重点，但是目前研究较多的检测评估方法是通过破坏性的静力拉伸、压缩和弯曲实验得出修复结构的极限强度，与完好结构对比评估其性能恢复情况，这种破坏性的评估方法无法满足现场修复或非拆卸部件修补的评估要求。本文针对此类问题，从航空航天工程的应用背景出发，主要研究复合材料层合板胶接修复工艺技术，并建立基于应变模态的动态压电应变无损检测系统和基于静态应变的弯曲实验无损检测系统评估复合材料层合板损伤和修复状态下的性能。本文主要内容如下：　　（1）研究了复合材料层合板宏观力学性能，根据层合板单层的应力-应变关系推导出层合板结构整体的应力和应变的本构方程，为弯曲实验检测提供理论依据。同时还从理论上分析了分别基于结构固有频率和应变模太性能检测的优缺点，固有频率方法和应变模态法都可以检测出损伤或修复的的状态，但是前者无法对损伤和修补部位进行定位，而后者不但可以定位，还可以对损伤和修复进行定量分析，为压电检测实验提供理论指导。　　（2）复合材料层合板胶接修复工艺技术的试验研究。主要研究损伤孔表面处理、树脂胶配比比例、胶层厚度、补片直径和厚度、温度固化曲线等修补工艺参数对修补效果的影响，根据确定的合理修补工艺参数完成修复实验件的制作，为后续检测实验作好准备。　　（3）建立了以应变模态为参数的碳纤维层合板动态压电应变检测系统，通过 PVDF压电片采集层合板动态压电应变信号，经过信号的解耦、滤波降噪和小波变换处理得到层合板结构的幅频信号，找出各阶频率对应的幅值进行三次样条插值处理得到层合板损伤和修复结构一阶、三阶和四阶应变模态曲线图，进一步处理得到应变模态变化率图。通过对比分析在不同补片的直径、单双面修补方式、损伤孔径的影响因素下层合板修复结构的应变模态局部突变程度和应变模态变化率改变情况，对层合板修复结构性能恢复的效果进行评估。　　（4）采用非破坏性悬臂弯曲实验的方法测量层合板在不同弯矩载荷力作用下表面静态应变，根据应变的变化情况评估修复结构性能恢复效果。以相对损伤率作为性能评估参数，损伤程度较小的孔径经单面修复即可满足使用性能要求，而损伤程度大的层合板即使双面修复也不能满足使用性能要求，没有修补价值。增大补片直径可以降低平均相对损伤率，提高修复结构性能恢复效果，但是补片直径继续增大，平均相对损伤率减少的幅度会持续降低，性能恢复的效率变差。