碳纤维增强复合材料具有轻质高强、易加工等优点,被广泛运用到航空航天、船舶、汽车等领域。在实际应用中,复合材料结构常常需要打孔,因此层合板不可避免地出现应力集中。同时工程应用中材料往往承受复杂的组合载荷作用,相对于单向拉伸或者单向压缩载荷,组合加载更能反映复合材料结构中层合板的真实受力情况。本文对组合加载作用下的含双边缺口碳纤维增强复合材料层合板进行了渐进性失效分析。首先,本文采用改进的Arcan夹具对含缺口碳纤维增强复合材料层合板进行了组合加载实验。利用该夹具,可以实现不同程度的拉伸-剪切组合受力状态。通过数字图像相关方法测量层合板表面的应变场,在缺口尖端观察到了沿纤维方向的劈裂。对失效后的试件进行热揭层实验处理后,观察到了两种明显的破坏机理。其次,用有限元软件ABAQUS建立了层合板渐进性失效模型并进行了破坏分析。模型采用基于强度的三维Hashin准则预测基体裂纹和纤维破坏,损伤演化则采用基于能量的线性退化方式,模型中基体和纤维破坏通过VUMAT子程序来实现。为了准确模拟层合板的各种失效模式,在每层缺口处沿纤维方向预插入基于表面的内聚力接触来模拟层内劈裂,同时在层间也采用内聚力接触来模拟分层。研究了不同加载角度下,层合板的最终失效强度和失效模式,通过与实验结果对比验证了模型的可靠性。最后,基于上述有限元模型,建立了不同尺寸的层合板模型,模型保持层合板面内尺寸的比例不变,进行了面内尺寸效应分析。