碳纤维增强复合材料具有良好的力学性能,在航空航天、机械、电气等领域应用广泛,但在使用过程中会产生分层损伤、纤维断裂、基体开裂。现阶段材料损伤后需对损伤部件进行更换,但是考虑到经济条件、局部区域更换不易,近年来对损伤后材料的修复愈合逐渐成为研究的热点方向。本文针对聚乙烯-甲基丙烯酸（EMAA）缝合编织复合材料试件,建立数值模型对试件断裂韧性和愈合修复性能进行研究,采用试验方法进行验证,对影响愈合性能的参数进行优化。首先,基于试验和数值方法研究了EMAA的含量对复合材料层间断裂性能和修复效果的影响。采用三维缝合增韧和分阶段固化工艺制备EMAA自修复碳纤维复合材料,基于I型层间断裂韧性试验,研究了复合材料在加载和修复状态下的裂纹扩展行为和断裂韧性性能。使用非线性弹簧模型研究离散桥联机理,采用双分区粘聚区模型以及修正弹簧参数,实现修复前后数值建模和仿真计算。试验和仿真研究结果表明:建立的数值模型能够准确地预测原始和修复后具有三维自修复网络复合材料的I型裂纹扩展阻力曲线和断裂韧性。EMAA的掺入提高了层间裂缝的实际韧性,层间韧性和修复效率都与EMAA的含量呈正相关。其次,基于EMAA缝线的间距、直径、面积分数含量等参数对层间断裂自修复性能的影响,对层间断裂自修复性能分别进行单参数优化、多参数优化。EMAA缝线间距为7.52 mm、直径为1.42 mm、面积分数含量为13.3%时,愈合效率最优为245%,比未优化时提高46.6%,并采用有限元模型验证优化结果的正确性。然后,基于试验和数值方法研究了EMAA对平纹编织碳纤维复合材料抗冲击性能和修复效果的影响。采用三维缝合增韧和分阶段固化工艺制备自修复冲击试件,基于低速冲击试验,研究了复合材料在未修复和修复状态下冲击力峰值和抗冲击性能。使用非线性弹簧模型进行数值模型的建模,进行修复前后数值建模和仿真计算。试验和仿真结果表明:建立的有限元模型能够准确预测EMAA修复剂对冲击性能的影响。EMAA的加入对修复前和修复后结构的抗冲击性能都有改善,且对冲击后的修复性能改善更显著。随着EMAA修复剂含量的增加,冲击力峰值和冲击时间,冲击性能都有所增强。最后,基于EMAA缝线的间距、直径、面积分数含量等参数对抗冲击损伤性能的影响,对抗冲击损伤性能分别进行单参数优化、多参数优化。EMAA缝线横向和纵向间距为5.25 mm、直径为1.93 mm、面积分数含量为9.81%时,吸收能量最小为3.716 J,比未加EMAA愈合剂优化时吸收能量为5.266 J,降低了29.4%,并采用有限元模型验证优化结果的正确性。