纤维增强复合材料由于其高比强度、高比刚度和轻质化等优点正逐渐取代传统金属材料而被广泛应用于航空航天、汽车、风电和船舶等领域。不同于金属材料,纤维增强复合材料层合板由不同纤维方向的单层构成,每个单层由纤维和基体组成,表现出很强的各向异性,因此其损伤过程和破坏机制异常复杂。在实际工程应用中,为满足制造、检修及使用上的要求,复合材料层合板往往不可避免地需要各种开口,而这些开口会引起很高的应力集中。由于应力集中导致裂纹产生和扩展,从而影响材料的承载能力,因此研究清楚复合材料的损伤过程和破坏机制具有非常重要的意义。宏观上现有的大部分文献都将纤维增强复合材料均质为各向异性连续介质。根据各向异性板理论,层板缺口尖端的最大应力集中因子理论值非常高,大多数含缺口的有限元模型都是网格依赖的。实际上,由于基体比纤维强度低,在很低的载荷下,从实验中观察到含缺口的层合板在缺口尖端会出现沿纤维方向的基体开裂,这种纵向劈裂的扩展会钝化缺口,从而降低应力集中,进而提高材料承载能力。不能有效模拟纵向劈裂的有限元模型总是网格依赖的。不幸的是,传统的损伤模拟技术如材料属性退化方法,不能有效模拟劈裂及之后的纤维应力松弛。本文基于有限元软件Abaqus用户子程序VUMAT建立了一种基于能量的连续损伤力学模型,采用三维Hashin准则来预测每层的基体开裂和纤维破坏,同时在潜在的损伤区插入内聚力接触而不是传统的内聚力单元模拟层间脱层和层内纵向劈裂,这种方法允许不同层具有不同的网格结构,每层的结构化网格可以与其纤维方向一致从而准确模拟基体裂纹扩展。缺口尖端内聚区应力的有限元模拟结果和其解析解的吻合验证了这种方法的适用性。应用该模型分别模拟研究了含中心缺口准各向同性复合材料层合板单向拉伸载荷下的铺层效应、厚度效应、缺口尺寸及形状效应以及面内混合载荷下含缺口层合板的破坏机制。通过分析模拟结果,本文对上述影响效应和层合板破坏机制进行了解释和探讨。有限元模拟结果在损伤过程、失效载荷及失效模式等方面与实验结果取得了很好的一致性,从而证实了模型的可靠性。