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复合材料层压板由于具有比强度和比刚度高、可设计性好、抗疲劳性能优异等优点，在工程技术领域得到了广泛的应用。对于复合材料层压结构强度的有限元分析研究，目前较常见的是采用逐步失效处理方法，建立层压板损伤发生、扩展过程仿真模型。具体根据应力分析方法的不同，又分为二维1,2，和三维，逐步失效分析。与二维分析相比，三维分析由于能更加准确地计算孔边应力分布，并考虑到层间损伤及铺层次序的影响，而更具优越性。文献通过采用ANSYS软件的SOLID46单元建模进行三维应力分析，并与相应的失效判据、刚度退化方法相结合，成功地进行了复合材料层压结构的强度分析。文献介绍了一种层压板的准三维模型，与文献中的三维实体模型相比，该模型的优点是：不仅能比较准确地计算面内应力和层间应力，也能方便地通过面内单元和层间单元刚度的适当退化，在强度分析中更加形象和恰当地表示面内损伤、层间损伤及其演变过程。本文在采用这种准三维模型对层压板进行三维应力分析的基础上，发展了一种考虑层间应力的复合材料层压板静强度分析方法，模拟层压板损伤产生、发展直至破坏的完整过程，并给出强度值。
层压板静强度分析过程主要包括应力分析、失效分析和材料性质退化三个组成部分。由于各子层弹性性能的不同，以及自由边界的存在，层压板中除存在各子层的面内应力外，还存在层间应力。准确地计算这些应力是多轴应力下强度分析的前提。目前计算层间应力的方法主要有：有限元法、有限差分法、三角级数法等。本文采用一种准三维有限元模型，来对层压板进行应力分析。该模型包括四结点板元、刚性元和弹簧元，具体构造如图。建模时，在每层的中面上采用四结点板元划分网格。然后在每两层上下对应的板元结点的连线中点生成两个重合结点。将这两个结点与它们对应的上下两层的板元结点之间通过刚性元分别连接，重合结点之间则嵌入3个弹簧元。四结点板元的刚度由子层或单向板的刚度性质决定；刚性元的作用是确定板元结点与相应层间结点自由度之间的相互关系，并反映各层的厚度；3个弹簧元中，通过其中的两个来模拟层间的剪切变形，另一个用来反映层间拉压变形，只需以厚度中面为界取一半进行分析，此时厚度中面处的模型结构如图。分析时，各层面内应力。可通过自编程序读取有限元软件的结果文件直接得到。对于层间应力，将读取的各弹簧力除以该弹簧元的代表面积八即可得到相应的层间应力分量。
对于面内单元(即四结点板元)将复杂多样的损伤形式归纳为纤维失效和基体失效两种模式，与之对应有两种刚度退化方式。如果发生纤维失效，则也必会发生基体失效，该单元的弹性常数E11、E22和G12均退化为零。当发生基体失效时，E11不变，其它弹性常数退化为零。对于层间单元(即弹簧元组无当发生分层失效时，将该处3个弹簧元的刚度置a将层压板的静力失效看成是各单元逐渐发生失效的动态过程。
强度分析的具体步骤为：(1)健立复合材料层压结构准三维模型，对模型施加外载荷P调用NASTRAN进行应力分析。(2)据静力失效准则计算各面内单元的强度比，及层间单元的强度比确定最小强度比，将分别满足准则，对于面内单元，根据失效时纵向应力与纵向沿轴强度的相对大小判断其失效模式，单层材料的纵向应力等于或大于纵向的沿轴强度，认为发生了纤维失效，否则就是基体失效。对于层间单元，认为只有层间分层一种失效模式。对失效单元根据其失效模式，按所述进行刚度退化。(3)重复步骤每一次分析都可以得到一个失效强度，直到这个强度值下降到足够低的水平，此时认为层压板发生总体失效，失去承载能力。层压板的静强度为这些逐次失效强度中的最大值。
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