纤维增强复合材料因其优良的力学性能被广泛应用在航空航天及民用领域。然而，纤维增强复合材料为非均相复杂体系，其成型工艺及质量均不稳定，且相应的力学理论不完善，不能提供充分的优化设计和安全性论据。材料在服役过程中出现不可预料的失效行为。复合材料力学行为是由宏观-细观-微观多层次相耦合产生的。突发的灾难性断裂行为是受细观尺度所确定的力学过程制约的，宏观的断裂行为是细观裂纹的演变和累积。因此，纤维增强复合材料细观力学破坏研究具有重要的科学意义和工程价值。　　 本文主要以光学显微镜为观测手段，以单纤维、二维多纤维和混杂纤维模型样品为研究对象，系统地研究了模型样品的细观拉伸破坏行为。基于实验研究，采用有限元模拟和数值分析方法分析了细观拉伸破坏中的应力集中，预测了材料参量对应力集中的影响，得到下述主要结论：　　 1.随着基体模量和界面强度的增加、拉伸速率的降低，纤维临界断裂长度随之减小，相应地，界面剪切强度增大。断点周围应力集中随界面强度降低而减小。由断点产生的不同类型的应力中，界面剪切应力是导致纤维断点周围的基体在偏振光下产生双折射现象的主要原因。纤维断裂后，随着应变增大，基体经历了从单纯的拉仲断裂到剪切断裂与拉伸断裂并存的转变。　　 2.随着纤维间距增加，纤维断裂行为从束状断裂到协同断裂，最后转变为随机断裂行为。纤维间距增大导致单根纤维承载加大，其有效承载长度随之减小，致使纤维临界断裂长度减小，相应的临界断裂时的界面剪切应力增大。纤维断裂行为的纤维间距依赖性受界面强度影响。界面强度降低，纤维间相互作用下降。　　 3.纤维间距、纤维模量、界面摩擦系数、断裂纤维/未断纤维上预应力比值及脱胶长度等参量均对应力集中因子有一定影响。脱胶长度和纤维间距是决定应力集中因子的重要因素。　　 4.对混杂纤维样品，纤维间距增加，纤维断裂模式的转变与非混杂纤维样品类似，其转变点主要由弱界面强度纤维决定。混杂纤维间界面强度差异对纤维断裂行为的影响很大。弱界面强度纤维上的应力集中和承载强度同时影响其上断点数。对界面强度差异很大的混杂纤维样品，纤维间距较小时，强界面强度纤维断裂产生的应力集中导致邻近的弱界面强度纤维断裂，由应力集中引起的断点较多。随纤维间距增加，弱界面强度纤维上由应力集中引起的断点减少。虽然间距增加使每根纤维的负载增大，但由于其界面强度较弱，弱界面纤维上负载变化并不明显。因此，产生了纤维间距增加，弱界面强度纤维断裂长径比增大的特殊现象。此外，未断纤维的纤维直径和拉伸模量的差异使断裂纤维在其上形成的应力集中因子不同。