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复合材料因其优良的性能,在航空航天领域得到越来越广泛的应用。热固性树脂基复合材料面内力学性能优异,但受到低速冲击后材料内部易发生分层损伤。因此采用层间增韧的方式抑制其内部冲击损伤,对提高材料韧性具有重要意义。本文选用碳纤维环氧树脂复合材料(T700/6240)预浸料和自制热塑性酚酞基聚醚酮(Polyaryletherketone with Cardo,PEK-C)增韧膜,利用热压成型工艺分别制备含不同厚度、位置和数量增韧膜的复合材料层合板。采用I型断裂韧性实验、低速冲击及冲击后压缩实验、弯曲性能测试、层间剪切性能测试、扫描电子显微镜(SEM)观察和原子力显微镜(AFM)表征等方式,分析得到最优层间增韧结构。在此基础上对增韧膜进行结构化设计,利用离散增韧膜对冲击区域进行局部增韧,通过冲击及配合VIC-3D的冲击后压缩实验,研究离散增韧膜对损伤的控制作用。浸渍提拉法得到的增韧膜厚度随热塑性树脂溶液浓度的升高而升高,含不同厚度增韧膜复合材料层合板的I型层间断裂韧性、冲击后压缩强度(Compression After Impact,CAI)及层间剪切强度均有不同程度的提高。其中I型层间断裂韧性及层间剪切强度以膜厚为10μm最佳,分别提高了157.17%及17.57%;CAI以膜厚为30μm最佳,达到了186.67 MPa。弯曲性能持续下降,强度及模量由未增韧的1551 MPa和106 GPa降至30μm时的965 MPa、79 GPa。综合考虑增韧膜对材料面内力学性能和抗冲击性能的影响,得到最优层间增韧膜厚度为10μm。增韧膜分别铺设在层合板上下部、上部、下部和中部,冲击及冲击后压缩强度结果表明,增韧膜铺设在层合板中部时CAI增韧效果最优,相对于未增韧试样提高了42.39%。改变增韧膜在层间铺设的数量,通过弯曲实验和冲击后压缩实验分别得到弯曲强度、CAI与增韧膜层数之间的函数关系。综合考虑总增益和单层增益函数,最终确定最优增韧膜数量为11或12层。利用圆形和圆环形PEK-C增韧膜对层合板进行局部的离散增韧。配合VIC-3D对试样进行冲击后压缩实验,结果表明,圆环形增韧膜能够有效缓解压缩过程中的应力集中现象。含圆形增韧膜的试样损伤面积整体小于含圆环形增韧膜试样,在冲击过程中有效降低了层合板内部的损伤面积。截面损伤形貌表明BII和BIII中分层较少,圆环形增韧膜能够在压缩过程中起到抗裂纹扩展的作用。