先进复合材料由于其优异的力学性能在航空航天领域得到了广泛的应用,复合材料的损伤与疲劳寿命分析一直是复合材料力学研究领域的重点和难点。本文针对复合材料损伤和疲劳寿命问题,展开了相关试验和数值研究,主要研究内容包括:（1）针对复合材料层内损伤,基于连续介质损伤力学方法,建立了包含应力分析、损伤起始准则和损伤演化的三维本构模型。引入了单参数非线性本构关系表征剪切非线性行为,分别采用最大应变失效准则、基于物理失效机制的Puck准则预测纤维损伤和基体损伤的起始,考虑了就地强度对Puck准则的影响,同时结合黄金搜索算法和反二次插值法,显著提高了断裂面角度搜索的效率和精度,建立了基于能量观点的双线性损伤演化模型。通过复合材料开孔拉伸试验和销钉连接挤压试验验证了模型的准确性。（2）基于建立的层内连续介质损伤力学模型,将最大应力准则和Puck准则扩展为疲劳失效准则,结合材料性能逐渐退化模型、正则化疲劳寿命分析方法和疲劳损伤累积理论,建立了复合材料层内疲劳损伤分析模型。采用该模型对复合材料层合板和销钉连接件的疲劳寿命进行预测,并进行试验验证。结合试验和数值方法对复合材料层合板和销钉连接件疲劳加载下损伤演化和失效过程进行研究。（3）建立了复合材料层间静态和疲劳分层损伤本构模型,对于静态分层损伤,采用双线性模型的内聚力本构关系,以二次应力准则判断分层损伤的起始,通过B-K准则表征分层损伤演化。选取经典DCB、ENF和MMB算例进行数值研究,结果表明本文建立的分层模型能够有效模拟单一型和混合型分层损伤的起始和演化。对复合材料单搭胶接接头进行拉伸试验,结合数值和试验方法研究单搭接结构的变形规律、损伤扩展和失效机理。基于内聚力单元静态本构关系,结合断裂力学疲劳裂纹扩展理论,提出了层间疲劳分层模型,选取DCB和4ENF疲劳分层算例进行数值计算,验证建立的层间疲劳分层模型。开展单搭胶接接头疲劳试验,利用层间疲劳分层模型建立分析单搭接接头的数值模型,试验结果和数值结果较为吻合,结果表明模型能有效预测复合材料单搭胶接接头层间疲劳损伤扩展行为。（4）开展了复合材料层合板低速冲击与冲击后压缩试验研究,系统研究了低速冲击响应、低速冲击损伤和冲击后剩余压缩强度。采用红外热成像法对低速冲击和冲击后压缩的热场变化规律进行研究,结合DIC、载荷-位移曲线、应变-载荷曲线研究薄板和厚板在压缩载荷下的失效机理。结合本文建立的复合材料层内连续介质损伤力学模型和层间分层损伤模型,建立三维有限元模型,实现了低速冲击和冲击后压缩的全程分析,试验结果和数值结果较为吻合,表明建立的有限元模型能够有效预测低速冲击和冲击后压缩力学行为。（5）开展了含冲击损伤层合板疲劳试验研究工作,采用红外热成像法对损伤演化进行在线监测,采用超声C扫描评估分层损伤的演化。疲劳加载过程中,同时测量试验件的刚度,从刚度退化的角度表征含冲击损伤层合板疲劳损伤的演化过程。建立了数值模型,以冲击结束后的损伤状态作为初始状态,结合本文建立的层内疲劳损伤和层间疲劳分层模型,对含冲击损伤层合板的损伤演化和疲劳寿命进行分析。结合数值和试验结果,对含冲击损伤层合板的疲劳损伤演化规律和失效机理进行深入研究。