碳纤维增强树脂基复合材料比强度和比刚度高,在受冲击载荷后,容易发生分层失效,压缩强度严重降低,威胁到航空器的安全。因此,研究表征复合材料抗分层扩展能力的层间断裂韧性的测试理论和方法具有重要价值。本文主要研究复合材料Ⅱ型层间断裂的测试方法。美国材料测试委员会（ASTM）颁发了ASTM D7905,采用三点弯曲（ENF）实验获得复合材料Ⅱ型层间断裂韧性。然而,ENF实验存在两个缺陷:1)在ENF实验中,试样的裂纹扩展是非稳态的,无法获得材料的断裂韧性阻力曲线;2)进行ENF实验时,当裂纹扩展到加载点处时,由于加载点应力集中,弯曲断裂有时会先于裂纹扩展,进而实验无法获得裂纹扩展数据。为克服这些缺点,DAVIDSON和MARTIN提出了采用四点弯曲实验（4ENF）。基于简单梁理论的分析表明:4ENF实验裂纹能够实现稳态扩展,只需采集试验机的力便能获得Ⅱ型断裂韧性,而不需要测量裂纹长度。此外,4ENF实验一旦发生裂纹扩展,一般不会发生弯曲折断。因为这些优点,4ENF实验曾被认为是测试Ⅱ型层间断裂韧性中有潜力的方法。然而,4ENF实验研究表明:采用4ENF和ENF测量相同复合材料的Ⅱ型层间断裂韧性存在10%以上的相对差别。为此,本文主要研究了引起这种差异的原因,并提出了对称双边缺口试样,克服4ENF的缺陷。本文的主要研究内容有:（1）基于二维弹性理论与有限元分析,给出了高精度4ENF能量释放率解。高精度解与简单梁公式得到的能量释放率不同,是裂纹长度和材料各向异性的函数,当裂纹长度与试样厚度a/h超过40时,两者的相对差别小于1%。（2）系统地研究了摩擦和几何非线性对4ENF的影响。结果表明:夹具与试样之间的摩擦影响大约在5%～10%。试样的几何非线性影响大约为3%～7%。试样裂纹面之间的摩擦影响为4%～6%。在试样的几何尺寸达到设计要求时,试样厚度带来的几何非线性影响为1%左右。加载点与支点相对位置带来的几何非线性影响为1%左右。（3）为克服4ENF实验的缺点,本文提出了对称双边缺口四点弯曲试样,通过理论分析给出了该试样的高精度能量释放率解析解。提出了采用对称双边缺口四点弯曲试样测试复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的柔度法,测试得到的Ⅱ型层间断裂韧性准确可靠。相比于ASTM D7905提出的ENF实验,本文提出的双边缺口四点弯曲试样能够获得Ⅱ型层间断裂韧性R阻力曲线。综上所述,本文给出了4ENF高精度的能量释放率解,定量地给出了摩擦和几何非线性对4ENF能量释放率的影响程度。提出了对称双边缺口四点弯曲试样,给出了该试样的高精度能量释放率解和Ⅱ型断裂韧性R阻力曲线测试方法。实验结果表明:采用该方法获得的Ⅱ型层间断裂韧性结果可靠。本文的研究为复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的测试提供了新方法,具有一定的理论和工程意义。