随着科学技术的迅速发展,船舶与海洋结构物面临着更加复杂的工况,其中包括水下武器的袭击、水动力载荷、交变温度场等一些极端的工况,因而对船舶结构的水下抗冲击性能的要求不断提高。随着船舶轻量化要求的提出,对船舶结构的材料要求变得更加严格。与传统的金属结构相比,碳纤维复合材料具有更好的耐腐蚀性和更大的刚度。而碳纤维复合材料夹层板因优越的强度-质量比、软芯层优越的吸能能力等优点在船舶领域得到了广泛应用。为了使碳纤维复合材料夹层板能够适应船舶结构工作的不同工况,只有充分研究碳纤维复合材料夹层板结构的水下抗冲击性能,才能充分发挥其水下防护能力。本文选取近年来兴起的碳纤维增强复合材料中的碳纤维T700层合板作为面板,选取吸能效果优越的不同密度的PVC泡沫作为夹层板的芯层,通过胶接构成本文研究的夹层板结构。本文首先对近年来广泛运用的非药式水下冲击波加载装置的工作原理进行了简单介绍,并对该装置的优点进行了概括。在此基础上对碳纤维复合材料夹层板的水下抗冲击性能进行实验研究,具体内容如下:(1)对实验中三种不同密度的PVC泡沫芯层进行准静态力学实验,获得其应力-应变曲线。(2)对实验后不同夹层板结构在不同无量纲冲量下的典型失效模式进行定性总结,并从能量的角度对其失效机理进行分析并比较其中差异。(3)针对碳纤维复合材料夹层板的变形特点提出无量纲变形量对不同夹层板结构的水下抗冲击性能的强弱进行评价,并在此基础上定量讨论水下冲击波加载参数、夹层板芯层属性和面板铺层对夹层板结构水下抗冲击性能的影响。(4)将本文得到的碳纤维复合材料夹层板结构的典型失效模式和前后板中心点变形量与近年来公开发表文献中相同加载装置下总质量相等,面板面密度相等的铝合金夹层板进行对比,结果表明碳纤维复合材料夹层板结构具有更强的水下抗冲击性能。