随着碳系填充型导电高分子材料在机器人皮肤领域的深入应用,综合性能良好的碳系填充型导电高分子材料成为材料科学与信息科学交叉领域的研究热点。由于实验研究中客观条件限制,填充体系内部导电网络结构无法精确控制,宏观性能中的微观结构变化难以重现,无法精确实现敏感材料体系设计,利用计算模拟技术可以精确控制体系内部微观网络结构,提供详细的微观结构信息。本文研究基于蒙特卡罗模拟的填充型导电高分子体系三维仿真模型构建方法,分析导电填料结构和特征参数与填充型导电高分子材料渗流特性及渗流阈值的内在关联机制,精准高效地指导碳系填充型体系优化设计,为设计具有高电学网络稳定性和力学网络重复性复合导电材料体系提供理论依据,进一步拓展填充型导电高分子体系应用范围。本文基于渗流理论以及隧道效应理论,分析碳系填充型高分子体系微观特征,利用蒙特卡罗方法能够不断产生随机构象的特点,研究导电填料在有限空间中的随机分布规律,建立填充型导电复合材料的三维数值模型。构建基于KD-Tree数据结构的近邻粒子查找算法以及基于图形理论的导电路径搜索算法,系统地研究了导电填料的维度、含量以及尺寸对炭黑填充型、碳纳米管填充型、以及炭黑-碳纳米管混合填充型导电高分子体系渗流特性与渗流阈值的影响。揭示两相导电填料间协同导电机制,对柔性电子皮肤领域具有重要的研究意义和应用价值。