纤维增强复合材料因具有较高的比强度和比刚度、较好的可设计性等众多优点,在各类工程结构中应用越来越广泛。在实际工程应用中,复合材料层合板多数情况下处于多向应力状态,此时材料的失效机制非常复杂,刚度、强度等的性能退化也更加复杂。本文通过分析复合材料层合板在三种不同荷载下损伤起始、损伤扩展和最终破坏模式,来研究复合材料的渐进失效过程。本文的主要研究内容如下:(1)层合板单轴拉伸的有限元分析。基于三维Hashin准则作为单层板的失效判据,用失效应变来判定层合板失效破坏,并考虑刚度退化,建立开孔复合材料层合板的三维渐进损伤破坏模型。得到纤维和树脂损伤因子随位移荷载变化的曲线。并分析不同铺设方式以及铺设角度与层合板失效强度之间的关系。研究在轴向拉伸荷载作用下,层合板的开孔直径以及开孔位置对层合板极限承载能力的影响。(2)层合板双轴拉伸有限元分析。采用ABAQUS有限元软件,并结合用户材料子程序(UMAT),建立双轴拉伸载荷作用下的复合材料十字架型层合板的有限元模型。研究不同载荷比作用下,十字架型试件的渐进失效过程。并分析不同铺设角度对十字架型试件失效强度的影响,得到不同铺层的层合板在不同载荷形式下的位移荷载曲线。(3)层合板低速冲击有限元分析。在ABAQUS/Explicit平台上,结合VUMAT子程序建立子弹打靶三维有限元模型。得出在不同冲击能量下,冲头与层合板间接触力和系统动能随时间变化的曲线。并分析层合板冲击过程不同载荷时刻的应力云图。(4)螺栓连接层合板低速冲击有限元分析。使用ABAQUS有限元软件建立螺栓连接层合板低速冲击有限元模型。模型包括四个部分:冲头、螺栓、层合板单层和层与层之间的粘结层。通过模拟计算,得出在不同冲击能量和边界条件下,冲头的速度和冲头与层合板间接触力随时间变化的曲线。并研究冲击过程中下表面的基体拉伸破坏情况。