随着科技的不断发展,复合材料结构已由诸如机翼蒙皮等非承力部件发展到飞机尾翼等主承力部件。所以,复合材料结构服役环境愈发恶劣,由复合材料失效引起的安全事故比比皆是。经典的复合材料力学主要从宏观尺度分析复合材料力学行为,忽略了细观因素(诸如基体开裂等),难以合理揭示其失效机理。而现有的复合材料细观力学难以合理高效地完成相关问题的分析,从而制约了细观力学在实际工程中的应用。因此,迫切需要建立有效的细观力学模型来分析细观尺度下的损伤演化及失效行为。针对连续纤维增强型复合材料,本文在细观尺度下构造了四边形参数化单元,使用参数化单元对复合材料的重复单胞模型(Repeating Unit Cell,RUC)进行离散,克服了原始方法由于矩形网格引起的纤维与基体之间的应力集中问题。在此基础上,利用相邻单元之间的应力和位移连续性条件以及周期性边界条件建立了参数化有限体积直接平均细观力学模型(Parametric Finite-Volume Direct Averaging Micromechanics,Parametric FVDAM)。利用该模型研究了纤维增强型复合材料的细观力学行为以及细观损伤演化,为纤维增强复合材料的结构优化设计、力学性能分析以及安全使用等工程应用提供了理论依据和技术保障,具体研究内容如下:针对纤维增强型复合材料,使用参数化FVDAM理论建立了细观力学分析模型。参数化FVDAM利用参数映射的思想建立了任意凸四边形的参数化单元,消除了以往矩形单元计算所带来的纤维与基体之间的应力集中问题。利用该模型分析了纤维增强型复合材料等效模量以及细观应力场分布,与有限元方法以及高精度通用单胞力学模型(High-Fidelity Generalized Method of Cells,HFGMC)的求解结果进行对比,验证了模型的可行性。引入改进的统一粘塑性Bonder-Parton模型对基体材料非线性行为进行描述,建立了纤维增强聚合物基复合材料非线性细观力学模型,研究了纤维体积含量以及加载速率对纤维增强聚合物基复合材料的力学行为的影响。在重复单胞中预制细观损伤,研究了细观裂纹与连续纤维增强复合材料非线性力学行为的关系。为了探究连续纤维增强复合材料细观损伤演化,引入突降式刚度退化模型,结合失效准则,建立了细观渐进失效分析模型。研究了不同加载模式下连续纤维增强复合材料的细观裂纹扩展规律,揭示了纤维增强型复合材料的细观失效机理。