C/C穿刺复合材料由于其具有优异的力学性能,在航空航天等领域具有广阔的应用前景,正日益受到人们的重视。由于穿刺复合材料具有复杂的细观结构,利用传统的理论方法很难表征该复合材料的力学性能,从而在很大程度上制约了该材料的发展。而有限元方法则显示出其较理论方法的优越性,通过有限元方法建立有效的复合材料单胞模型,进行数值计算,能够精确地预测复合材料的有效力学性能。本文首先编写了Umat用户材料子程序,把细观组分材料的损伤模型和损伤演化模型引入到材料的本构中,用来预测纤维增强材料在拉伸载荷下的损伤失效模式及等效强度。然后通过对单向纤维增强复合材料的单胞模型进行渐进损伤分析,验证了该Umat子程序的有效性。然后利用有限元方法研究了C/C穿刺复合材料的刚度性能。根据C/C穿刺复合材料细观结构周期性特点,适当选取代表性体积单胞,建立了单胞的有限元模型来表征该材料的力学性能。对单胞施加周期性边界条件,进行刚度分析,获得了此穿刺复合材料的等效弹性模量、泊松比等弹性性能。最后研究了C/C穿刺复合材料在不同拉伸载荷下的破坏模式和拉伸强度。建立了不包含界面单元、包含较强界面单元和较弱界面单元三种形式的穿刺结构单胞的有限元模型,分别施加沿X, Y, Z三个方向的拉伸载荷,对穿刺复合材料损伤模式和拉伸强度进行了预测。结果发现,此穿刺材料强度分布比较均匀,X, Y, Z三个方向均有相应纤维束增强,材料在X, Y, Z三个方向的拉伸强度比较接近,没有出现比较薄弱的拉伸方向。纤维束和界面之间的界面强度不会对此穿刺复合材料结构的损伤失效模式和拉伸强度产生明显影响。