纤维缠绕复合材料的等效刚度性能的计算方法研究是管道、压力容器、火箭壳体等纤维缠绕结构分析和设计中的重要内容。纤维缠绕复合材料在不同缠绕层形成纤维束交叉波动的微观特征,会影响到缠绕结构的宏观刚度性能,传统基于层合板理论的等效刚度性能计算方法,忽略了纤维束交叉波动的影响。本文基于细观力学有限元,提出一种可考虑纤维束的微观交叉波动特征的纤维缠绕复合材料等效刚度性能的计算方法,开展了以下的研究工作：首先,建立了纤维缠绕结构在两种尺度下等效刚度性能的计算方法。在纤维束尺度,根据纤维束中纤维排列的特点,建立六边形代表体积元,施加周期性边界条件,然后采用均匀化方法计算得到其等效刚度参数；在缠绕结构尺度(单个缠绕图案),根据缠绕结构的微观几何特点建立代表体积元,获得缠绕结构的微观应力场,采用均匀化方法得到缠绕结构的宏观等效刚度性能。该方法只需通过组份材料的刚度性能和纤维束的微观几何结构特点,就可计算得到缠绕结构的宏观等效刚度性能。其次,分析了纤维柬的交叉波动对缠绕结构刚度性能的影响,与层合板理论计算结果相比,发现纤维束的交叉、波动降低了纤维缠绕结构的面内刚度,且等效方法可得到缠绕结构面外的刚度。最后,讨论和揭示了纤维束缠绕角、纤维束宽度、纤维束波动程度和纤维体分比对纤维缠绕复合材料等效刚度性能的影响规律。