复合材料加筋结构因其承载效率高、连接件数量少、易于整体成型等优点被深入应用于飞机的机翼、机身等主承载构件中。复合材料帽型筋板是一种常见的复合材料加筋结构,其切面尺寸较大,筋条的两腹板通过凸缘与蒙皮相连形成一个闭合剖面。在使用环境中需要承受弯曲载荷的作用,容易发生损伤,对飞机结构安全产生极大威胁。本文通过在帽型筋板结构中添加一定长度的短切纤维预填块,来提高帽型筋板结构承载能力,并针对此类含预填块复合材料帽型加筋结构进行试验研究和有限元分析,主要内容包括:1.通过基础力学性能试验,得到了碳纤维层合板、短切纤维预填块、泡沫及结构中所使用胶膜的刚度和强度参数的测定。同时依据许用值理论,根据碳纤维层合板开孔拉伸试验、冲击后压缩试验及纵横剪切试验,得到CF3031/BA9916-Ⅱ层合板拉伸、压缩、剪切设计许用值。2.完成含预填块复合材料帽型加筋结构弯曲正压试验、反压试验,试验探究其承载能力及损伤机理,通过试验验证前文所确定的应变许用值的准确性,并试验探究不同筋条铺层层数对其弯曲承载能力的影响。3.建立含预填块复合材料帽型单筋板有限元模型,采用三维Hashin准则作为复合材料层合板失效判据,通过渐进损伤的有限元分析方法,仿真模拟结构在弯曲正压和反压两种工况下的承载能力、损伤机理及破坏模式,并与试验结果对比。4.通过ABAQUS软件,仿真研究损伤判据、短切纤维块长度、随机短纤维体积分数、筋条铺层层数、筋条铺层角度、筋条高度、腹板倾角及泡沫参数等参数变量对结构承载能力的影响。