近年来随着复合材料在航空、航天以及清洁能源等领域的广泛应用，复合材料结构的疲劳性能已成为限制其发展的一个重要因素。在复合材料疲劳过程中，其内部的破坏模式很复杂，复合材料的材料性能疲劳退化规律的研究成为复合材料疲劳行为的热点方向。本文主要研究分为三个部分，第一部分研究单向板在疲劳载荷作用下横向弹性模量的衰减退化规律，从复合材料破坏模式入手分析了疲劳载荷和铺设角度对横向弹性模量的影响，构建了一个描述单向板横向弹性模量疲劳衰减的量化模型并利用试验结果进行了验证；第二部分是研究在疲劳载荷作用下正交对称层合板子层间载荷再分配对损伤层内裂纹扩展速率的影响，在对子层间的影响进行说明的同时量化地证明了损伤层内裂纹受到相邻层的抑制，构建了影响函数将损伤层的材料属性疲劳退化模型进行修改，得到层合板中损伤层各弹性模量的疲劳退化模型。为了验证该模型的合理性，本文设计通过以正交对称层合板拉伸弹性模量作为验证量，理论计算正交对称层合板拉伸弹性模量疲劳退化曲线对比试验所得拉伸弹性模量疲劳退化曲线，理论分析与试验结果较为吻合，论文构建的影响函数能较好的描述层合板中子层的影响关系。第三部分利用ABAQUS的UMAT子程序功能将层合板单层弹性模量衰退模型引入有限元模型中计算，通过与试验结果对比表明有限元数值解较好的吻合了正交对称层合板拉伸弹性模量的疲劳退化规律。论文构建的有限元分析模型能较好的预测复合材料正交对称层合板的拉伸弹性模量疲劳退化规律。