作为机械轻量化设计的重要选材之一,纤维增强复合材料在工程装备与产品中的应用日益广泛。对于复合材料层合板,由于复合材料组分材料存在各向异性和较大的性能分散性,在强度分析时,受到载荷、环境和层合结构等诸多不确定因素的影响,需要考虑较多的随机变量,通常情况下随机变量的统计信息与正态分布不尽相符,多呈非正态分布;基于层合单元的蔡-希尔强度准则和蔡-吴强度准则的功能函数多为非线性函数;层合板的失效单元之间以及各失效路径之间均存在失效相关性;此外在层合板失效过程中,往往伴随着载荷的转移和再分配等问题。这些给复合材料层合板的可靠性分析带来了一定困难,传统的可靠性分析方法并不能有效解决这些难题。因此,对复合材料层合板可靠性分析方法的研究至关重要。首先,介绍了复合材料层合板可靠性分析的国内外研究进展,由于复合材料层合板可靠性分析涉及多变量、非正态、非线性功能函数和失效相关性等问题。针对分析难题引入通用生成函数法,提出了复合材料层合板可靠性分析的通用生成函数法。其次,分别构造描述载荷、抗力和抗力序列等概率分布的通用生成函数,定义相应通用生成函数的复合算子。通过通用生成函数的复合运算,根据复合材料层合板的首/终层失效假定,结合层合单元的Tsai-Hill强度理论,建立层合板可靠性分析模型。该方法适用于含有众多随机变量(包含非正态随机变量)且功能函数为非线性的结构系统可靠性分析,考虑了层合板失效路径之间因含有共同失效单元,以及失效路径内部各失效单元因共享同一随机载荷源而引起的失效相关性,通过K-means聚类和同类项合并技术显著缩减了计算成本从而提高效率。结合本方法给出具体算例,分析结果表明:可靠度值与传统一次可靠度方法相比更接近蒙特卡罗法仿真结果。最后,对具体的玻璃/环氧树脂(1200tex/NPES-901)层合板进行拉伸试验,获得材料参数。基于首层失效假定,对铺设角为(90°/0°/90°)的层合板,进行了理论可靠性仿真。在不同拉伸载荷作用下,对铺设角为(90°/0°/90°)的层合板进行了单向拉伸实验,试验的可靠度结果与理论仿真结果进行了对比,验证了本方法的准确性。