分层损伤是热塑性复合材料AS4/PEEK层合板失效破坏的重要原因之一,对弯曲载荷下层间应力、应变及位移和自由边缘效应的定量分析是评价该层合板结构失效及破坏的重要基础。本文在C.T.Sun等人单参数弹塑性本构关系的基础上,推导了相应的有限元列式,编写了相应的ABAQUS用户子程序。建立了[0/90]3s、[±25]s4和[0/±45/90]2s层合板的有限元模型,在弯曲载荷下,分析了这些层合板的层间应力、应变及位移和自由边缘效应;给出了层间应力、应变及位移在长度方向x,宽度方向z及厚度方向y的分布。结果表明:在弯曲时,三种层合板在受拉和受压一侧都存在明显的自由边缘效应;对[±25]s4层合板,层间剪应力在±25层间自由边缘处有较高的应力集中,是分层的主要原因。利用子模型技术,建立了含纤维-基体两相材料的细观层间弹塑性子模型,分析了AS4/PEEK层合板在弯曲时,自由边缘分层对几何层间附近纤维-基体界面应力分布的影响。结果表明:在几何层间界面处,相邻纤维之间的纤维-基体界面附近的应力值较大;自由边缘效应在靠近自由表面半个单胞直径范围内急剧影响层间应力分布;纤维离几何层间界面越近,纤维-基体界面附近的应力越大。