复合材料具有高比强度、高比模量和低成本等许多传统材料不具备的优点。其在航空航天、建筑、交通、机械和医学等许多领域都得到了越来越广泛的应用。复合材料的性能除了受基体和增强相材料性能影响之外,在很大程度上还受到界面性能的影响。但是由于界面的特殊性,现有的实验手段很难定量的测出界面的性能,理论分析一般也将界面简化,甚至不考虑界面的影响。显然,这不能真实的反应复合材料的特点。本文在经典剪滞理论的基础上,引入双线性Cohesive模型表征纤维/基体之间的非理想界面的力学性能,重新分析了纤维增强复合材料界面间的应力传递机理,得到了全新的应力分布结果。利用该理论分析结果,解释了有关单丝段裂实验过程中的一些现象,并讨论了不同界面参数和模型参数对复合材料宏观性能的影响。此后,在该理论分析的基础之上,引入Cohesive单元表征界面,利用ABAQUS的Python脚本语言编程建立了模拟单丝段裂实验的三维有限元模型,并结合相关单丝段裂实验结果,提出了一种估测Cohesive界面刚度参数的新方法。有限元分析结果和理论分析结果同相关实验结果对比,吻合良好。利用Python脚本语言编程建立了随机分布单向碳纤维增强的环氧树脂基复合材料的二维有限元模型,模拟了该材料的吸湿过程,同实验结果进行了对比。然后建立了该材料的二维胞元模型,引入双线性Cohesive模型表征纤维/基体界面的力学性能,得到了由湿度扩散引起的材料内部应力场,结合能量法,对该复合材料在湿度扩散的条件下,界面性能等因素对复合材料宏观刚度的影响进行了分析讨论。本文研究可以进一步理解纤维/基体界面性能和湿度条件对复合材料力学性能的影响,同时对复合材料力学性能的研究、优化设计提供一定理论和数值分析依据。