纤维增强复合材料因其优良的比强度、比刚度、疲劳抗性、环境适应性、可设计性等特点被广泛应用于航空航天等尖端工业领域。随着技术水平,各种廉价纤维原材料以及低成本成型工艺的相继出现与发展,纤维增强复合材料的应用范围逐渐扩展到汽车工业、体育用品、基础设施建设等诸多民用领域。特别在电力行业,近几年,在国网智能电网以及国家大力提倡绿色、可持续能源利用的大背景下,人们越来越多的关注于将先进纤维增强复合材料应用于各种传统电力产品的制造上,以克服其自身缺陷,提高设备的可靠性及工作寿命。由于大部分电力设备长期工作在室外,雷电冲击对复合材料结构破坏特性的评估,及其力学性能的影响是亟需研究的课题之一。因此,本文围绕雷电冲击对纤维增强复合材料构件的影响进行了如下方面的工作：以广泛使用的单向编织型碳纤维织物作为增强体、环氧树脂作为基体制作单向试样件。采用实验方法得到材料横向、纵向及厚向力学、电学和热解动力学相关基础参数,并对测试结果的准确性进行了评估,为后续实验及仿真分析奠定基础。采用实验方法研究了两种铺层设计的碳纤维编织／环氧树脂复合材料层合板在干燥环境下受到不同强度模拟雷电冲击后的电击破坏特性及剩余力学性能,并对材料电击破坏特性与力学性能进行了系统分析与机理解释。研究显示,雷电冲击对复合材料造成了三种典型破坏形式,并随着电击强度的增加及铺层角度的改变呈现出不同形态的变化。微观扫描分析发现电击会对树脂与纤维界面造成严重破坏。此外,雷电冲击会改变试样件的力学失效位置与作用机理,两种试样件的剩余模量与强度均随着雷电冲击次数的增加而呈现相同幅度的下降趋势。本文研究了湿热效应对这两种铺层复合材料试样件在受到雷电冲击后的破坏形态影响,以及试样件的力学性能在这种湿热-雷击耦合冲击下的变化特性。结果显示,湿热效应会改变材料的导电特性并且显著增大三种典型破坏区域的面积,但铺层角度对破坏形态的影响则趋于不明显。微观扫描结果显示纤维与树脂间粘结强度在湿热作用下显著降低并在雷电冲击下严重破坏,出现层间与层内的分层开裂现象。力学测试首次发现湿热效应对特定铺层的试样件会产生特殊的硬化作用。此外,铺层角度也会影响湿热效应对材料力学性能的作用效果。本文研究了一种特殊设计的碳纤维布／玻璃纤维布混合铺层编织复合材料层合板在干燥及湿热条件下受到不同强度等级模拟雷电冲击后的破坏特性。与碳纤维复合材料相比,混合铺层试样件受电击冲击后表现出三种不同的破坏形式。湿热效应会严重降低玻纤与碳纤的层间粘结强度。在雷电冲击下,玻纤、碳纤及内部分层破坏区域均显著扩大,并出现完全脱胶现象。这种混合铺层结构因其表层玻璃纤维对雷电能量产生了聚积作用严重加深了雷电对其造成的破坏程度。本文建立起一套完整的复合材料雷电冲击损伤仿真计算模型,可以对材料的温度场、电场、应力场、热烧蚀场同时进行分析。在烧蚀计算结果的基础上,本文首次采用基于原位强度的LaRC破坏准则并结合复合材料渐进失效理论编写出一套复合材料受雷电冲击后剩余力学性能表征的计算方法。仿真结果与实验数据吻合较好。这套方法可以应用于低强度雷电冲击对复合材料结构力学性能破坏的评估。