复合材料层合板具有优越的比刚度、传热性能、抗压性和极高的通用性,在航空领域有着普遍应用。在多物理场作用下,复合材料层合板会产生层间分层损伤,这些分层损伤的扩展会导致复合材料层合板产生永久性的损坏,并失去完整的功能性。本文建立一种用于分析分层扩展的力-热渐进扩展逐层方法（Thermo-mechanical Progressive Extended Layer Wise Method,TP-XLWM）,并对在不同形式温度载荷作用下复合材料层合板分层损伤的扩展过程进行了研究,主要内容包括以下三个方面:首先,将力-热内聚力模型和扩展逐层方法结合,考虑复合材料层合板分层界面的温度载荷和机械载荷的传递,建立可以用于分析复合材料层合板分层扩展的TP-XLWM。通过进行接触算例分析,研究了复合材料层合板分层界面处的热载荷和力载荷的传递过程。然后,研究了双悬臂梁在机械载荷和温度载荷作用下的分层扩展过程,并与三维有限元模型和梁理论的计算结果进行对比,验证了TP-XLWM的正确性。将TP-XLWM用于研究不同工况下双悬臂梁和复合材料层合板的分层渐进扩展机理,讨论了网格尺寸、界面强度、长宽比、铺层角度、初始分层长度等参数对分层扩展的影响规律。最后,将Peerlings损伤定律引入TP-XLWM,修正了力-热内聚力模型中的损伤演化关系。通过大量数值分析结果得到了力-热内聚力疲劳模型中的疲劳参数,进而分析了热-力疲劳载荷下复合材料结构分层损伤扩展问题。在数值算例中,研究了不同的网格长度、加速倍数、界面强度、循环温度载荷大小对复合材料层合板分层疲劳扩展过程的影响,得到了复合材料层合板的温度-寿命曲线。