由于经典弹塑性理论中不包含任何材料内禀尺度参数，无法解释材料在毫米（多孔固体）、微米和亚微米（金属材料）量级时表现出来的尺度相关现象以及在薄膜塑性中出现的包辛格效应。本文基于连续介质力学框架下的微态弹塑性理论，研究了在毫米量级出现的弹性尺寸效应及在微米、亚微米量级出现的尺寸效应和包辛格效应。基于微态弹性理论及二阶梯度弹性理论，得到了含约束薄层简单剪切和单轴拉伸以及双材料剪切的解析解，并研究了两种理论之间的内在联系。微态理论中的耦合因子能扮演罚参数的角色，当其趋近于无穷大时，微态弹性理论退化至二阶梯度理论，但对于单轴拉伸问题，前者并不能在全域内完全退化至后者。数值计算结果表明基于微态弹性理论开发的有限元格式，可通过选取特定材料参数作为罚因子，用于近似求解二阶梯度理论的复杂边值问题。边界上施加的高阶边界条件及材料本身的不均匀性都能引起弹性尺寸效应。基于小应变各向同性硬化的微态弹塑性模型，数值研究了平压头和楔形压头的微压痕问题。推导了该模型的有限元计算格式，开发了二维平面应变单元，并嵌入有限元程序。直接将经典J2塑性流动模型的径向返回算法加以推广，得到适用于该模型本构的应力更新算法。薄膜的内禀尺度和硬化模量对真实硬度的影响显著，在相同的压入深度下，压痕力和硬度随着内禀尺度的增加而增大。在楔形压头微压痕问题中，对于软薄膜/硬基底系统，薄膜厚度越小，压痕力和硬度越大，硬基底强化效应增大；对于硬薄膜/软基底系统，压痕力和硬度随着薄膜厚度的减小而减小，软基底软化效应增大。建立了考虑背应力演化机制的微态各向同性/运动硬化塑性模型，该模型中广义流动应力方程、微观偶应力的本构方程及微观偶背应力的演化方程都与材料内禀尺度参数相关。给出了该模型的有限元数值格式，推导了广义一致算法模量。研究了含微结构材料在循环载荷作用下的尺寸效应、棘轮效应及塑性安定现象。薄膜厚度越薄，或试件尺寸越小，材料力学行为表现越硬。研究了表面钝化铜薄膜在平面应变拉伸作用下的尺寸效应和包辛格效应，并与实验数据进行了对比。在薄膜–钝化层界面和内晶界处会产生边界层，在边界层区域内存在显著的微观变形梯度及塑性变形；标量背应力的累积与预应变之间呈线性关系。