民航飞机在运营过程中,经常会受到外来物撞击的威胁,因此研究飞机防护结构的抗冲击性能具有实际的工程应用价值。防护结构的重量往往是设计过程中最被重视的因素之一,因此高强度的铝合金在飞机强度结构上被大量使用。现有飞机上使用的防护结构主要是单层结构,而这种结构存在着多种缺陷,作为单层结构的潜在优化方式,双层甚至多层防护结构受到更多的关注。本文以2A12-T4铝合金薄板为研究对象,研究撞击物的入射角度、靶板的分层和板间间隙对防护结构的抗冲击特性的影响规律和转化机理。首先,利用一级轻气炮系统进行弹靶撞击实验,使用平头弹撞击三种等厚的2A12-T4铝合金靶板(单层、接触式双层、间隙式双层)。通过高速摄像机记录撞击过程和弹体撞击前后的速度变化,并通过计算模型计算其弹道极限速度。通过对实验结果进行分析,发现单层铝合金板的抗冲击性能高于接触式双层铝合金板,且间隙式双层靶板的抗冲击性能受到弹体的运动姿态与塞块干涉作用的影响呈现高中低三种情况。其次,选择J-C本构模型和失效准则,通过ABAQUS/Explicit有限元软件对实验工况建立弹靶撞击模型,将仿真结果与实验结果进行比较,验证仿真的有效性。在此基础上,仿真研究离散塞块对靶板抗冲击性能的影响规律,发现随着弹体与塞块之间的干涉面积增加,靶板的抗侵彻性能呈现先增加后减小的趋势。最后,使用数值仿真软件,建立平头弹斜撞击(15o,30o,45o)三种靶板的撞击模型。通过数值仿真计算,得到不同靶板的弹道极限速度、能量变化、撞击过程和失效机理。通过对比不同工况下的仿真结果,发现随着弹体入射角度的增加,靶板的抗冲击性能呈现先减小后增加的趋势,并且靶板的抗冲击性能随着靶板的分层与板间间隙的增加呈现下降趋势。本文对双层2A12-T4铝合金板的抗冲击性能进行了系统的研究,研究不同工况下,各个因素对靶板的失效损伤的影响,揭示了平头弹撞击下,双层铝合金板的抗冲击性能和失效模式的变化规律及转化机理。研究结果可以为飞机防护结构的设计提供参考依据。