碳纤维复合材料层合结构具有轻质高强、耐疲劳和可设计性好等独特的优点,已经广泛应用于航空航天、交通运输、建筑等各个领域中。但是复合材料也有限制其发展的致命缺陷,即使在低能量冲击作用下,复合材料层合结构的内部会出现分层、基体开裂等损伤。单次冲击可能不会对复合材料造成很大的伤害,但是多次冲击后,这些损伤累积会大大降低层合结构的压缩强度。为了提高复合材料层合结构的抗反复冲击性能和损伤容限,本文将聚氨酯弹性体喷涂到复合材料表面,研究聚氨酯涂层对复合材料层合结构抗反复冲击性能的影响,通过对比裸板和聚氨酯喷涂复合材料层合板的反复低速冲击损伤形态,分析聚氨酯喷涂复合材料层合板冲击后剩余压缩强度,聚氨酯的引入对提高复合材料层合结构的抗反复冲击性能和损伤容限有着十分显著的作用,具有重要的工程应用价值。本文首先制备了不同铺层厚度的复合材料层合板,对其表面进行喷砂、砂纸打磨和刷涂粘合剂处理,并利用聚氨酯低压无溶剂喷涂技术对复合材料表面喷涂不同厚度的聚氨酯,研究了喷涂压力、喷涂速度和聚氨酯初始温度等喷涂工艺对聚氨酯涂层表面质量的影响,通过剥离试验分析了不同表面处理方法对聚氨酯和碳纤维复合材料表面界面结合性能的影响,并得到了最佳的表面处理方式。然后,采用落锤冲击试验对不同厚度的复合材料层合板和对应的聚氨酯喷涂复合材料层合板进行反复低速冲击,结合冲击响应、冲击后超声波C扫的损伤面积、试样的损伤形貌,对比分析了含聚氨酯涂层的复合材料层合板和没有聚氨酯涂层的复合材料层合板的抗反复冲击性能,分别讨论了聚氨酯涂层厚度和层合板厚度等不同结构复合材料抗反复冲击性能。最后,对不同冲击次数的聚氨酯喷涂复合材料层合板进行冲击后压缩试验,研究不同冲击次数后层合板的剩余压缩强度,研究结果发现随着冲击后损伤面积的增大,复合材料剩余压缩强度出现拐点,在拐点之前剩余压缩强度下降很小。分别讨论了聚氨酯厚度和层合板厚度对聚氨酯复合材料层合板冲击后压缩性能的影响。利用全场应变采集系统(DIC)观察不同损伤状态聚氨酯喷涂复合材料的压缩过程,揭示了聚氨酯喷涂复合材料的压缩破坏模式和损伤机理。