复合材料凭借其高强、质轻、耐腐、抗磨的特点已经在航空、航天、能源、化工、机械、建筑等领域取得了广泛应用,具有广阔的发展前景。复合材料抽油杆凭借其优良的性能和经济性开始在各大油田投入使用,为实现大规模的生产与应用,其在载荷作用下的失效行为及机理需要进行深入研究。本文以复合材料抽油杆为研究对象,对其在弯曲载荷作用下面内和层间的失效行为进行了研究,从而为复合材料抽油杆的优化设计及实际应用提供了一定的理论指导。本文的主要结论如下:（1）将各向异性本构模型、基于应变的Chang-Chang损伤起始准则、连续线性损伤演化模型、单元删除准则、基于断裂能的内聚力模型和B-K准则等相结合,编制用户自定义材料VUMAT子程序,实现了复合材料抽油杆渐进损伤失效的数值计算。通过显微观察及工艺计算,确定了结构参数并建立了复合材料抽油杆有限元模型,参照国家标准进行三点弯曲实验,将计算结果与实验结果相对比,载荷位移曲线与宏观失效形貌均吻合良好,验证了有限元计算模型的正确性。（2）分析了复合材料抽油杆面内和层间的应力和损伤的分布及演化,对其失效行为进行了深入研究和定量描述。在加载过程中,粘结层主要受剪切应力S12和S23的影响发生分层失效;纤维方向应力的分布与演化能够很好的表征抽油杆面内失效过程。在弯曲载荷下复合材料抽油杆的失效顺序为:外层玻纤基体开裂、粘结层裂纹萌生、外层玻纤纤维断裂、粘结层脱粘、缠绕层失效、内层碳纤失效。（3）讨论了结构参数对复合材料抽油杆的失效行为的影响。内层碳纤直径的增加导致杆件抗弯刚度和极限载荷增大、极限位移降低;面内与层间损伤失效位移均逐渐降低。缠绕层数量的增加导致杆件抗弯刚度降低,铺层数量过多时极限载荷和极限位移出现突降趋势;面内及层间各失效位移均在一层时取得最大值。缠绕层厚度的增加导致杆件抗弯刚度、极限载荷、极限位移、基体和纤维失效位移均呈降低趋势;层间各失效行为变化不大,在保证工艺质量的前提下选择薄层缠绕较为理想。缠绕层角度的增加导致杆件抗弯刚度、极限载荷呈递减趋势,极限位移、基体和纤维失效位移先升高后降低;层间的损伤起始位移大致呈线性递增,裂纹萌生和脱粘失效位移基本保持不变,缠绕角度取40°较为理想。