平纹机织复合材料是由经向和纬向两股纤维编织而成,与单向铺层纤维增强复合材料相比,纤维的空间结构更加复杂,力学性能的可设计性强,力学性能更加优异,因此,受到了航空航天及车辆等领域的广泛青睐。为了更有效的应用平纹机织复合材料的优势,需要对其力学性能及损伤情况深入研究。为了探究平纹机织复合材料胶接结构的力学性能及损伤特征,本文从细观、微观及宏观三个尺度对平纹机织复合材料层合板进行了分析。首先,基于均匀化方法分别确定微观纤维束和细观代表性体积单元(representative volume element,RVE)子胞的等效材料性能参数,并引入相应损伤准则分别模拟了微观纤维束RVE及细观RVE模型的渐进损伤失效过程。模拟结果表明:微观纤维束RVE承受纵向拉伸及纵向压缩载荷时,纤维承受主要载荷,纤维和基体均会发生失效,承受横向拉伸及横向压缩载荷时,基体承受主要载荷,仅基体发生失效,纤维不发生失效;细观RVE承受纵向拉伸及纵向压缩载荷时,纵向纤维束承受主要载荷,基体损伤出现在纤维损伤之前,纵向纤维束的损伤均出现在纤维束弯曲处,且由边缘向中间扩展。在此方法基础上,将细观RVE子胞等效为单向复合材料层合板,同时基于Hashin失效准则和连续损伤力学模型来模拟平纹机织复合材料层合板层内的损伤起始和演化,并采用内聚力单元来模拟层合板层间和胶层的损伤。结果表明:平纹机织复合材料层合板的数值曲线与试验曲线吻合较好,验证了多尺度模型的有效性。最后,基于宏观尺度模型研究了胶接参数对平纹机织复合材料层合板胶接结构连接性能的影响,并基于遗传算法对已知胶接参数进行了单目标多参数优化。研究结果表明:随着搭接长度的增大,单搭和双搭胶接结构的极限失效载荷逐渐增大,搭接剪切强度逐渐减小,失效形式逐渐由胶层剪切失效过渡到层间分层失效;相同胶接参数下,双搭胶接结构连接性能优于单搭胶接结构;单搭胶接结构的最优搭接长度为25 mm,最优搭接宽度为20.64 mm,最优胶层厚度为0.24 mm;双搭胶接结构的最优搭接长度为25 mm,最优搭接宽度为26.92mm,最优胶层厚度为0.24mm。