薄板结构在冲击载荷作用下的动能耗散机制涉及到宏微观两个方面：在宏观尺度层面，碰撞动能通过板结构的弯曲振动模态进行能量再分配，其动态响应受控于板理论的动力学特性；在微观接触界面，能量耗散机制主要表现为两种机制的竞争——其一是受材料屈服强度和载荷决定的塑性变形，其二是受表面形貌随机分布特性决定的摩擦。值得注意的是，工程实际中接触界面的粗糙特性与材料或几何非线性的协同作用显著增加了接触摩擦问题的复杂度。本文针对球-板碰撞问题，考虑弹塑性接触和粗糙表面接触，结合板的动力学特性，深入研究了典型的球-板碰撞过程中接触动力学行为，重点解析碰撞过程中球板接触关系、接触力时程，以及能量耗散规律，为揭示薄板结构的冲击能量耗散机理提供理论依据。本文主要研究结果如下：

(1)本文针对球-板弹塑性碰撞问题，同时考虑球-板弹塑性接触关系和板的弯曲动力学微分方程，建立了双参数碰撞动力学方程。本文在双参数空间内将弹性碰撞和弹塑性碰撞进行了统一，并对最大接触深度、最大接触力、速度恢复系数进行了半解析求解，准确地预测了球-板碰撞恢复系数。本文全面分析了球-板弹塑性碰撞过程中能量损耗机制，结果表明塑性损耗和弯曲波损耗之间存在竞争关系，当薄板柔度较大(板厚度较小)能量损失由弯曲波主导，而当板屈服强度较低能量损失由塑性变形主导。

(2)真实的接触面为粗糙表面，其接触行为由若干表面微凸体的接触组成。本文基于单个正弦型微凸体的法向和切向准静态接触模型，提出了正弦型微凸体的粗糙表面接触摩擦统计模型。本文进一步考虑微凸体之间的法向和切向相互作用，建立了粗糙表面接触摩擦离散模型。该模型准确反映了粗糙表面的切向与法向接触刚度比，揭示了相互作用对表面接触行为的影响机制。微凸体通过对周围基体造成额外位移产生相互作用效应，并降低其他微凸体的接触力，从而降低粗糙表面的接触力和接触刚度。同时，经典的接触摩擦理论往往认为表面切向与法向刚度比为常数，而本文的粗糙表面数值模型结果表明刚度比并非常数，且与相互作用强度总体呈正相关。

(3)接触面粗糙度对接触行为有显著影响，而有关碰撞动力学研究往往采用平整表面接触模型，鲜有考虑实际表面的粗糙度。本文将粗糙表面接触模型应用于刚性球-粗糙板弹性碰撞问题中，得到了弹性法向接触压力分布、接触力-位移关系、表面接触刚度等。结果表明刚性球面-粗糙平面的接触压力分布、接触力-位移关系与Hertz接触相比有显著不同。基于此，本文耦合薄板弯曲动力学方程，建立了刚性球-粗糙板的法向弹性碰撞模型，讨论了粗糙度对碰撞速度恢复系数的影响，结果表明表面粗糙度越大，碰撞持续时间越长，且弯曲波损耗越大，碰撞速度恢复系数越小。