复合材料以其高比刚度、高比强度和可设计性等特点，广泛应用在航空航天领域。复合材料构件结构与材料一体成型，结构具有分层特性，材料分布不均匀，导致在设计过程中，几何模型的设计精度差，难以做到几何真实性表达，研制周期长；在批量分析过程中，存在从设计模型到分析模型的转换问题，导致信息割裂。针对这些问题，本文提出了一种集成复合材料层合板构件设计和分析的全周期等几何建模方法，以NURBS为数学结构，建立了复合材料层合板多尺度几何模型，从宏观结构到细观和微观材料尺度对复合材料进行表达，实现结构和材料一体化设计，提出了一种复合材料构件的等几何仿真分析方法，实现CAD到CAE的无缝衔接，并开发了复合材料全周期等几何建模仿真软件系统，验证复合材料建模仿真结果。　　基于复合材料层合板设计要求，建立了复合材料设计与分析统一的全周期等几何建模系统框架，将设计分析过程分为概念模型设计、结构几何模型设计、材料模型设计和等几何有限元分析共四个模块，以NURBS为数学结构，建立多尺度复合材料概念模型和结构材料一体化几何模型，实现构件的几何真实性表达，并提出了复合材料的等几何分析方法，完成从CAD到CAE的一体化设计，实现复合材料设计与分析的全周期数字化。复合材料的概念模型是基于产品的设计要求，提取结构特征参数、材料区域分布信息和结构失效强度，为后续的设计和分析奠定基础。　　研究了复合材料层合板的结构分层和材料分区特性，提出了复合材料层合板构件的多尺度几何模型建立方法。从宏观尺度上，建立了基于概念模型特征点阵的复合材料结构几何模型，表达产品曲面外形，并满足复合材料构件外形设计的反复性要求。在细观尺度上，以结构几何模型为研究对象，建立了基于概念模型材料分布信息的材料几何模型。并设计基于T样条的对缝拼接算法和预埋孔轮廓扫描算法，并对复合材料的阶梯铺层区域实行过渡层合拟合建模，实现了对复合材料生产制造使用情况的几何真实性高度还原。最终建立了结构材料一体化几何模型，完成了从宏观、细观到微观的结构材料一体化设计。　　以几何模型为基础，提出了基于NURBS的复合材料等几何有限元分析方法。建立了复合材料的等几何分析数学模型，并基于概念分析模型，以结构材料一体化几何模型为直接输入，得到仿真分析结果，验证是否满足设计要求。复合材料的等几何分析完成了从CAD到CAE的跨越，实现了无缝衔接。　　开发了复合材料全周期等几何建模仿真软件系统。系统完成了以Paraview为渲染核心，实现了概念模型、结构模型设计、材料模型设计和等几何分析设计的工作流程，并以机翼蒙皮为实例验证了系统在复合材料的建模和仿真的可行性。