芳纶纤维增强橡胶复合材料作为一种应用广泛的典型橡胶复合材料,其宏观有效性能和受载破坏规律由细观层面结构特征来决定。芳纶纤维作为橡胶复合材料的重要增强相,其与橡胶基体的界面粘结性能是影响宏观复合材料力学性能的主要因素之一。因此,本文基于双线性内聚力模型表征纤维/橡胶基体间的界面粘结性能,分析了在界面处的应力传递机理和纤维/橡胶脱粘的破坏机理,探究了界面刚度和纤维长径比对应力传递的影响。在研究单纤维/基体脱粘机理的基础上,进一步研究了纤维体积含量和界面性能对宏观复合材料有效性能的影响,解释了纤维的增强机理和纤维/橡胶复合材料的宏观力学行为。首先,基于cohesive双线性内聚力模型建立了单纤维增强橡胶复合材料的力学模型,研究了界面刚度和纤维长径比对单纤维拔出橡胶基体的拉力-位移曲线的影响。分析了非理想界面下纤维拔出过程中,弹性阶段和非线性阶段的纤维轴向应力分布。利用SDEG值表示界面的破坏程度,研究了在整个受载阶段的复合材料界面的剪应力的变化规律,解释了纤维拔出在非加载端最先发生破坏的现象;仿真结果给出了纤维在受载过程中的界面破坏位置的产生、及裂纹发展直至界面的完全损伤。其次,基于Python-ABAQUS二次开发,利用随机序列吸附算法完成纤维位置的布局。基于cohesive内聚力模型利用C++语言编写了批量添加COH2D4界面单元的程序,建立了含非理想界面的随机分布芳纶纤维增强橡胶复合材料（AFRC）力学模型。基于Python语言编写了周期性边界条件对力学模型自动施加的脚本。研究了cohesive双线性模型参数对AFRC宏观有效弹性模量及应力应变曲线的影响,以及网格密度对AFRC有效弹性模量的影响。研究表明,内聚力模型参数中界面刚度K对应力应变曲线在弹性阶段的影响最大,初始裂纹位移1δ和最终裂纹位移δd影响应力应变曲线的非线性阶段;同时指出,纤维体积含量对AFRC有效弹性模量的影响也是有条件的:在弱界面刚度区域,纤维体积含量的增加会导致AFRC有效弹性模量的降低;在强界面刚度区域,纤维体积含量的增加使得AFRC有效弹性模量增加。最后,对制备的橡胶试件在岛津万能试验拉伸机上进行单轴拉伸实验,获得了不同纤维含量的复合材料应力应变曲线,与建立的随机纤维分布力学模型仿真结果进行对比,估算了非理想界面下的cohesive模型参数。