随着科学技术水平的不断进步以及国防安全需求的不断提升,当今的航空航天类飞行器已经全面进入高速、高动压、高过载的“三高”时代。在如此严峻的力学环境条件下,飞行器极易受到冲击作用的影响,导致其受损、失效乃至发生爆炸,造成无法估量的后果。这主要是因为在航空航天类飞行器的内部除了高强度金属和电子元器件外,还包含有大量的脆性固体,如导弹战斗部内的含能材料、航天飞机机身隔热陶瓷以及战斗机的座舱风挡等。这些脆性固体在制造或合成的过程中不可避免的会在其内部引入孔洞、裂纹、杂质等缺陷,导致其对冲击作用比较敏感。在冲击作用下,飞行器内部含缺陷脆性固体的力学行为会直接影响飞行器本身的可靠性、安全性以及战场生存能力。因此,本文选取飞行器内部脆性固体的典型代表——聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,英文缩写PMMA,俗称有机玻璃)作为研究对象,并在其内部人为预置圆孔型缺陷,以所建立的脆性固体数学模型为基础,综合运用固体力学、冲击波物理以及材料科学领域内的专业知识和研究方法,采用实物实验与有限元模拟相结合的研究手段,全面对比研究了纳秒激光冲击方式(低压短脉冲)和分离式霍普金森压杆冲击方式(高压长脉冲)下,PMMA样品内圆孔型缺陷的力学响应及演化过程。所得研究成果,力求以小见大,获得飞行器内部含缺陷脆性固体在不同冲击方式下所遵循的一般力学规律。针对已有研究成果系统性不强,不同研究成果间难以进行直接的对比和参照,且数值计算结果与实验结果的一致性较差等缺点,本文开展了比较全面、系统的研究工作,所取得的主要创新成果如下:1)基于两台同步纳秒激光器和一台ICCD相机构建了具有超高时间分辨能力的激光加载-探测实验系统,并利用该系统首次获得了透明脆性固体内部应力波与圆孔型缺陷相互作用过程的高清图像。对直观的理解冲击作用下应力波在飞行器内部的传播起到了关键性作用。2)采用改进的SHPB加载-探测实验系统,首次获得了透明脆性固体内由圆孔型缺陷所诱发的不同类型裂纹的起裂和生长规律。为研究飞行器内部含缺陷脆性固体在冲击作用下的破坏过程提供了有力的参考。3)通过对比纳秒激光冲击方式和SHPB冲击方式下圆孔型缺陷的力学行为,详细分析了两种冲击方式的加载特性,并总结了不同冲击方式所引起的实验结果不一致的原因,在一定程度上弥补了现有研究成果系统性不强的缺点,对不同冲击方式下飞行器内部含缺陷脆性固体的力学响应特性有了较为深入的认识。4)数值仿真结果高度还原了两种冲击方式下的实验结果,证明了第2章所建数学模型对不同冲击方式下飞行器内部含缺陷脆性固体的力学响应行为是自洽的,在一定程度上弥补了现有研究成果中实验与仿真一致性较差的缺点,为后续相关研究工作提供了一套完整的数学模型。