平纹机织复合材料因其优良的面内性能及抗冲击特性被广泛的应用在航空航天、汽车工业、体育及医疗等领域。在生产及服役的过程中,机织结构在低速冲击作用下会产生具有高危害性的目视不可见损伤,加之平纹机织复合材料内部结构复杂,具有非常显著的非均质性及各向异性,传统的单一尺度模型无法充分表征平纹机织复合材料复杂的损伤机制。因此为了能够明确平纹机织复合材料在低速冲击载荷下的损伤机制,更好的发挥其优良特性,本文基于多尺度方法,构建了一个包含微观、细观及宏观三个尺度的多尺度模型框架,对平纹机织复合材料层合板在低速冲击后的损伤特征进行了研究。首先,在纤维交错排布假设的基础上建立了微观尺度下的纤维束单胞模型。对纤维和基体分别施加了相应的损伤起始及刚度退化准则,讨论了纤维体积分数对纤维束刚度及强度的影响,并分析了纤维体积分数为80%的纤维束微观单胞模型在六种典型位移载荷下的损伤演化过程。其次,基于三维卷曲模型建立了细观尺度下平纹机织复合材料的高保真单胞模型。结合三维Hashin失效准则以及基于断裂能的渐进退化准则,对高保真细观单胞模型在经向拉伸、经向压缩、面内及面外剪切载荷作用下的应力应变响应及损伤演化过程进行了研究,并和试验结果进行了对比。在得出了高保真细观单胞在四种载荷作用下的整体应力应变响应后,本文采用基于体积平均法的局部均匀化方法将高保真细观单胞转化为含有0°及90°单层的等效交叉层合板模型(ECPL),分别研究了ECPL细观单胞模型在经向拉压载荷下的应力应变响应,并对损伤演化过程进行了讨论。最后,将所建立的ECPL细观单胞模型采用阵列方法扩展为宏观尺度上的平纹机织复合材料层合板模型,结合VUMAT用户子程序对层合板在不同冲击能量下的低速冲击损伤进行了仿真模拟。搭建了平纹机织复合材料层合板低速冲击试验平台,通过试验验证了有限元模型的准确性。在此基础上又讨论了平纹机织复合材料层合板在不同冲击能量下的低速冲击损伤响应。研究结果表明:随着冲击能量的增加,层合板层内及层间损伤面积均不断增加。在冲击背面层合板层内损伤最为严重,主要失效形式为纤维拉伸及基体拉伸损伤,其中纤维拉伸损伤主要沿0°及90°方向扩展,而基体拉伸损伤则主要呈菱形分布。层间损伤较为严重的区域主要集中在层合板中间,在低能量冲击时分层损伤的形状主要呈十字形,并随着冲击能量的增大向菱形转变。