研究连接界面的损伤分析与失效评估是开展复合材料整体结构细节设计的重要内容。粘聚区模型(CZM)是目前研究复合材料结构界面失效问题最有效的手段之一。本文针对复合材料粘聚区模型存在的若干个关键问题展开研究，主要解决了复合材料粘聚区模型中强度参数的选取问题及在统一的粘聚区理论框架下缝线/Z-pin桥联问题。以此为基础，本文还全面系统地研究了复合材料整体结构的后屈曲失效问题。本文的主要内容包括：(1)提出了两种确定复合材料粘聚区模型中粘聚强度参数的细观模型，即基于周期代表性单元(RVE)技术的有限元模型和基于等效夹杂理论(EIM)的数值模型。采用所预测的粘聚强度值对混合模式弯曲(MMB)试验进行了仿真，仿真结果与试验值具有较好的一致性。(2)根据缝线/Z-pin拉脱过程的细观模型确定其桥联律，建立缝线/Z-pin桥联问题的粘聚区模型，进而提出了综合模拟缝线/Z-pin桥联作用与分层扩展的分区粘聚区模型，并用该分区粘聚区模型对缝合层合板的MMB试验进行了仿真。(3)对复合材料整体加筋板轴压后屈曲阶段的传载机理进行了分析，指出节点线与反节点线是最先可能失效的位置；采用基于Hashin准则的渐进损伤分析方法及粘聚区模型分别对无损伤复合材料整体加筋壁板(包括未缝合和局部缝合)和含穿透损伤的复合材料整体加筋壁板(包括未缝合和局部缝合)的后屈曲诱发的失效机理进行了分析。(4)提出了一种可用于表征后屈曲诱发的复合材料整体加筋壁板界面失效的六点弯曲试验方法，该试验能够真实的模拟加筋板在后屈曲阶段典型失效位置即节点线与反节点线处的局部变形情况；对加筋壁板在后屈曲阶段的初始失效问题进行了数值表征研究，针对不同的蒙皮/缘条厚度比提出了两种失效准则，为复合材料加筋壁板的细节设计提供了一种有效方法。(5)对某型复合材料盒段的设计提出了三种多墙盒段的结构方案，并对这三种方案的后屈曲承载能力进行了分析；对其中的上壁板紧固件连接且下壁板加缝合的方案进行了试验研究，研究表明结构的破坏载荷及破坏模式的有限元结果与试验结果吻合良好，从而验证了后屈曲设计分析方法。