聚合物基复合材料由于其良好的力学性能,在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用。由于异相材料的加入,聚合物基颗粒增强复合材料的力学性能发生了显著的变化,如何根据细观结构预测材料的宏观力学性能是一项重要的工作。渐进均匀化理论为分析和预测复合材料力学性能提供了重要手段,它可以把细观和宏观两种尺度有机结合起来,从而得到宏观尺度上的有效性能参数以及细观尺度上的应力场和应变场。VCFEM方法能准确描述复合材料微结构的大小、形状以及空间分布的随机性,可以构造出一个任意形状的基元来作为宏观结构不同点处微结构特征的代表性材料单元。本文将VCFEM方法和渐进均匀化方法结合起来,从宏观和细观两个尺度分析和预测聚合物基颗粒增强复合材料的弹塑性能。在细观尺度,采用Voronoi元胞来表征细观结构,对线性增强弹塑性基体或夹杂材料,基于余能泛函建立了非线性求解方程,并利用增量有限元法进行迭代求解,从而得到了细观应力、应变场以及均匀化的宏观性能参数。在宏观尺度,将细观分析得到的弹塑性参数输入ANSYS软件进行宏观结构的力学分析。基于上述理论和方法,采用Visual C++开发了细观场弹塑性分析模块。利用该程序进行了下列数值模拟：1.计算了代表性材料单元在不同受力和变形条件下的弹塑性能参数,并与文献进行了比较,验证了程序的有效性和正确性。2.采用文献提供的参数,计算了不同体积分数下硼颗粒增强复合材料的等效弹塑性参数,其计算结果与文献基本吻合。3.计算了二氧化硅颗粒增强环氧树脂复合材料的等效弹塑性常数。对该复合材料构成的宏观构件进行了弹塑性力学分析,求得了结构的变形场。