随着复合材料应用领域的扩展，复合材料力学性能研究逐渐成为航空航天领域的热门研究方向之一。复合材料层合板被广泛应用于现代飞机工业，然而在其制造和使用过程中，由于许多不确定因素，经常出现层间分层损伤，尤其是当结构经历交变循环的疲劳载荷时，损伤的累积会给结构的安全使用带来巨大的危险性，严重降低了结构的使用寿命。因此对于复合材料层合结构而言，分层损伤疲劳扩展是一个亟待解决的问题。本文采用非线性动力学有限元分析方法，首先基于Abaqus仿真软件平台建立含预置分层损伤复合材料层合板有限元模型，然后利用虚拟裂纹闭合法计算分层前缘的应变能释放率，选用基于能量释放率的分层扩展判据，分析了静载荷作用下的分层扩展行为。在疲劳分层扩展计算中，结合剩余强度模型弱化材料性能，通过Hashin失效准则进行单层板面内损伤识别，引入VUMAT子程序实现模型疲劳损伤失效的判断及材料刚度性能的折减，分别计算分析了一维和二维分层情况下层合板的分层扩展行为，通过对有限元仿真结果和实验结果的对比验证了分析方法的准确性。最后讨论了不同的加载水平、预置分层大小和铺层角度等因素对二维分层疲劳分层扩展的影响规律。