纤维增强复合材料作为轻质高强的优质材料广泛运用于航空航天、汽车制造、建筑等行业。由纤维增强复合材料制成的部件往往需要面对复杂的多轴服役工况,例如航空发动机叶片在工作期间就同时承受着离心力与气动载荷带来的弯矩与剪切。如何正确认识与评估多轴载荷工况下的部件强度问题对于推动复合材料应用,促进复合材料结构优化设计有着重要的指导意义。目前国内外对复合材料双轴载荷下的试验研究尚无统一标准,针对拉伸-剪切双轴载荷试验研究更是少之又少。基于这一现状,本文以纤维增强复合材料为研究对象为获得合理可靠的拉伸-剪切双轴载荷试验装置与试验试样开展了以下研究工作:首先,采用真空树脂导入工艺（VARI）制备得到了平纹玄武岩纤维层合板,并对其进行了基本力学性能试验,获得了其面内基本弹性性能参数与强度。基于纤维束控制方程结合层合板微观图像,编写了纤维束路径Python脚本,利用TexGen建立了代表性体积元（RVE）模型,利用Hypermesh对代表性体积元模型进行了周期性网格划分,利用ABAQUS进行有限元分析得到了该单胞的各方向弹性参数,对比基本力学性能试验测得参数,验证了代表性体积元的有效性。其次,开展了纤维增强复合材料的拉伸-剪切双轴载荷试验试样形式设计,对平板试样和V型缺口试样进行了对比。最终选取V型缺口试样作为试验试样,基于宽度与厚度对V型缺口试样开展了结构优化设计。设计了拉伸-剪切双轴载荷试验装置,针对试验装置中的夹持单元开展了有效性校核,有限元分析结果验证了夹持单元设计的合理性。最后,基于设计的拉伸-剪切双轴试验装置与试验试样,针对平纹玄武岩纤维层合板开展了拉伸-剪切双轴载荷试验,研究了不同剪切载荷对于试验件拉伸强度的影响,结合试验件断口微观图像结合三维数字相关技术（DIC）对不同剪切载荷下的试验件开展了失效机理研究。