中文摘要：

一是将几种不同构型的钛基复合材料看成非均质各向异性材料，从基体、纤维、界面的细观尺度损伤演化和破坏机理出发，建立钛基复合材料在冲击载荷作用下计及应变率、温升率效应的的动态本构关系；二是将宏细观损伤有机结合起来，深入研究钛基复合材料及其细观结构在冲击载荷作用下的动态损伤及其演化关系。三是在以上工作的基础上，通过实验和数值计算对材料结构参数进行优化设计，进而给出钛基复合材料其宏观力学量、动态损伤与细观结构之间的定量关系，最后提出用于空天飞行器的高效防热和抗冲击性能的轻质钛基复合材料的新构型与设计建议。

结论摘要：

以钛基复合材料为研究对象，理论上基于Eshelby等效夹杂理论和Mori-Tanaka理论,讨论了基体内有裂纹/孔洞、基体和颗粒的界面部分/完全脱粘、增强颗粒的破碎等三类损伤形式对复合材料弹塑性性能的影响。模型中将裂纹等效为钱币形夹杂；将破碎的颗粒和完全脱粘的颗粒均简化为与颗粒等大同形的孔洞；将部分脱粘的各向同性颗粒由一完好的横观各向同性颗粒来等效，脱粘的概率服从Weibull分布，建立了完全界面脱粘模型和部分界面脱粘模型。结果表明对复合材料TP650而言，当破碎颗粒达到总颗粒的40%时，复合材料的性能即等同为基体钛合金的性能。采用MTS810伺服式疲劳实验机和旋转盘式杆杆型冲击拉伸实验机（SHTB）对钛合金基体和复合材料TP650均进行了准静态和动态下的拉伸实验，建立了复合材料率相关的动态本构关系。并结合金相分析从位错等微观角度分析了复合材料的强化、损伤和断裂机理、复合材料的应变率敏感性以及造成复合材料应变率敏感性高于基体的应变率敏感性的原因。最后，采用有限元轴对称单胞模型讨论了不同颗粒形状、不同增强颗粒体积分数等对复合材料TP650弹塑性性能的影响。