本文的研究包括两部分内容:第一部分建立了细观有限元和细观理论模型,研究了三维机织复合材料的平均刚度和局部应力。第二部分预测了风机叶片根部的螺栓套在两种载荷形式下的疲劳寿命。第一部分:1.分别建立了三维机织复合材料的微、细观有限元单胞模型,用微观模型计算纤维束的弹性常数和纤维直径尺度的局部应力;用细观单胞研究了复合材料的平均刚度和纤维束直径尺度的细观应力。对于细观模型,将表面单胞与内部单胞区分开来,研究了两者之间的差异,着重讨论了弯曲载荷下简化的细观单胞分析方法。2.建立了三维机织复合材料的微、细观理论模型,分别预测了纤维束和复合材料的平均刚度。根据材料细观结构上的差异,将细观模型分解为几个部分,各部分之间考虑了变形和受力协调,得到各单胞在面内拉伸、剪切和弯曲载荷下的平均应力分布,并将结果与有限元分析的相比较。第二部分:首先采用静强度设计法校核了一种疲劳当量载荷下风机叶片根部缠绕螺栓套的复合材料的安全系数。进一步采用基于Palmgren Miner线性累积损伤法则的安全寿命估计方法,并考虑纤维间断裂的判别准则,计算了螺栓套复合材料缠绕层在一种假定疲劳载荷下的寿命。