随着航天和汽车等领域科技的快速发展,人们对材料性能的要求越来越高,传统的单一型材料已经远远不能满足人们的需求,因此复合材料发展成为一种必然趋势。复合材料是由多种单一材料经过加工而成的新型材料,其不仅具备各组分材料的特点,而且还表现出一些新的属性。碳纤维复合材料因其突出的力学性能,得到了广泛关注。碳纤维增强金属层合板是由金属薄板与碳纤维织布在不同的铺设角度下,使用树脂粘接而成的复合材料,已经在许多领域得到应用。虽然树脂质量轻,加工成型简单,但是其界面结合强度低,耐热性能差。因此在实际生活中,在树脂粘接层内部容易发生损伤,造成层间分离,从而影响整个结构的性能,这严重制约着层合板的进一步发展。因此,对层合板粘接性能的研究至关重要。为了提高层合板的粘接性能,本文自制了一种新型Mg-Al-Zn钎料,为了进一步提高钎料的粘接能力,在其中加入一定比例的石墨烯纳米片作为增强相。石墨烯的制备过程是首先用改进的Hummers法将天然石墨氧化为氧化石墨烯,然后在还原剂的作用下将氧化石墨烯进一步还原为石墨烯纳米片。使用钎料将AZ31镁合金薄板和碳纤维织布热压成纤维/镁合金层板,并对其性能进行测试。通过双悬臂梁和三点弯曲实验,测得当使用未添加石墨烯的钎料作为粘接层时,其I型和II型断裂能分别为0.732 kJ/m~2和5.89kJ/m~2;当添加石墨烯作为增强相时,其I型和II型断裂能分别为0.825 kJ/m~2和6.20 kJ/m~2。这比树脂粘接的0.262 kJ/m~2和5.81 kJ/m~2有了大幅提升。并且在此基础上进行了不同体积分数下的层板拉伸试验。当碳纤维体积分数为30%时,使用未添加石墨烯钎料粘接的拉伸强度为313.5MPa,添加石墨烯后的拉伸强度为331.2MPa,这比使用树脂粘接的299.0 MPa分别提高了4.8%和10.7%。而当体积分数为37%时,其拉伸强度比树脂粘接的分别提高了29.2%和35.7%。为了预测层合板在中速冲击下的响应状态,首先使用双悬臂梁试验与模拟退火算法相结合的反演分析,得到可用于模拟的内聚力模型参数。本文分别选取了20m/s、35m/s和50m/s的速度对层合板进行冲击仿真模拟。并且对比了不同构型层合板的冲击效果,从结果中可以看出,整个模拟仿真效果良好。