近十几年来，船舶舱口盖设计与制造水平不断提高，新技术和新装置在舱口盖上被广泛应用。钢材因其力学性能佳和价格低廉，一直都是制造舱口盖的标准材料。然而传统钢质舱口盖也有着一些不可克服缺点，如重量大、耐腐蚀性差和日常维护成本高等。相对钢质舱口盖而言，使用复合材料制造的舱口盖具有重量轻、强度高、耐腐性好及结构可设计性等优点，这些都给复合材料舱口盖在今后广泛应用带来了巨大潜力。为此本文提出将复合材料应用于大中型船舶舱口盖中，并从宏观和细观这两个结构尺度，对复合材料舱口盖结构及力学性能进行分析和研究。宏观尺度方面，即将复合材料视为各项异性均质板材，对复合材料舱口盖进行结构分析。首先选取一典型钢质舱口盖，然后通过结构分析得出其受力特点，之后根据受力规律，初定复合材料舱口盖组分材料及层合板铺层方案等，并对复合材料舱口盖进行结构分析。本文还分析了不同组分材料、不同铺层方案及不同宏观结构形式的复合材料舱口盖，且估算和对比了钢质和复合材料舱口盖的制造成本。通过对复合材料结构分析和成本估算，验证了复合材料舱口盖应用潜力。细观尺度方面，即将复合材料视为非均匀材料，根据应变能等效原理和复合材料基体和纤维的失效准则，研究了单向纤维和平纹编织的刚度和强度。首先根据几何模型建立三维RVE有限元模型，分别对增强纤维和基体赋材料属性，以及对RVE施加周期性边界条件，最后进行计算，并通过应力与应变关系获得RVE的弹性常数。此外，通过不断增加对RVE的边界位移，根据组分材料失效准则判断，直至材料失效，得到RVE强度，进而得到材料宏观力学性能。使用细观力学有限元法模拟得到材料的力学性能结果与实验及理论方法对比，结果吻合很好，并对舱口盖细观结构优化具有指导作用。