С целью прогнозирования нелинейного поведения слоистых углепластиков с различными углами армирования рассматривается постановка стохастической краевой задачи неупругого деформирования слоистого композита случайной структуры. Материальные функции, определяющие неупругое поведение слоя находятся на основе решения совокупности обратных задач для перекрестно армированных пластиков с различными углами армирования. При этом используемые результаты экспериментов на одноосное растяжение образцов перекрестно армированного композита с разными углами укладки рассматриваются как опыты для монослоя с реализацией различных напряженно-деформированных состояний. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных. Рассчитаны эффективные кривые деформирования для других схем нагружения.