纤维增强复合材料以其具有的一系列优点而被广泛地应用于航空航天飞行器。但层合复合材料结构在制造和使用过程中可能会产生层间分层,从而降低整个结构的强度和稳定性。因此,准确模拟和评估层间分层,对提高层合复合材料结构的安全性具有重要意义。当前,基于内聚力模型的界面单元已逐渐成为层合复合材料结构层间分层研究的一种有效方法。对于每一种内聚力模型,其描述张力-位移关系的模型参数,对层间分层的模拟结果具有重要影响,如何确定这些参数是使用内聚力模型的一个关键问题。基于此,本文提出一种基于人工蜂群算法的试验与数值模拟相结合的参数反演分析方法,反演双线性内聚力模型的表征参数,并基于双线性内聚力模型探讨含分层损伤复合材料层合板的分层扩展和剩余强度。本文的主要研究工作包含以下几个方面:(1)制备复合材料双悬臂梁(DCB)标准试件进行I型断裂韧性试验,观察复合材料分层扩展,获取加载点的载荷位移数据信息。结合双线性内聚力模型理论,利用ABAQUS平台建立与试验相对应的二维双悬臂梁结构的内聚力界面模型,通过数值模拟获取在预设初始内聚参数下的载荷位移曲线。(2)基于双悬臂梁的试验和数值模拟得到的载荷位移信息,通过试验与数值相结合的反演分析方法,运用人工蜂群算法优化反演出内聚力模型界面参数,并验证人工蜂群算法在内聚力模型参数反演问题上的准确性、抗噪性和寻优性能。试验结果和数值结果显示,运用反演参数模拟得到的加载点载荷-位移数据与实际试验结果一致,所建立的内聚力模型能够较好地表征界面力学行为。(3)设计和制备一系列复合材料层合板试验件,开展含分层损伤层合板压缩剩余强度试验,同时基于双线性内聚力模型理论模拟界面分层,采用三维Hashin失效准则并编写UMAT子程序进行渐进损伤失效数值仿真分析,获取试验和仿真情况下的层合板破坏模式、破坏载荷和剩余压缩强度。试验结果和数值结果表明,不同分层尺寸和分层位置对含分层损伤层合板的剩余强度影响明显,基于内聚力模型理论的数值方法可以较好地进行剩余强度预报。