原位自生颗粒增强钛基复合材料以其比刚度、比强度以及优异的耐高温性能,在航空航天和新能源行业备受瞩目。但是目前关于颗粒增强钛基复合材料中增强体与基体之间的界面结合状态和复合材料的断裂机理尚不明确。本文基于分子动力学模拟对TiC颗粒增强钛基复合材料中常见相及相界面的变形机理进行理论分析,并利用试验对分子动力学模拟结果进行验证,得出如下结论:通过对比Ti-Al之间的EAM势函数和2NN MEAM势函数,计算出Al、Ti、TiAl、Ti₃Al、TiAl₃的晶格常数和弹性常数,与实验值对比发现EAM势函数和2NN MEAM势函数在表征Al、Ti、TiAl、Ti₃Al相上比较准确,在表征TiAl₃相时与实验值存在差距。计算了Al、Ti、TiAl、Ti₃Al以及TiAl₃的三维杨氏弹性模量,并计算了在多个晶面内三维杨氏弹性模量的大小与形状,其中Al的三维杨氏模量呈球形,Ti、Ti₃Al呈纺锤形,TiAl呈方形;结合TiC和Ti N的2NN MEAM势函数,验证了TiC和Ti N的晶格常数和弹性常数,分析其三维杨氏弹性模量发现其杨氏弹性模量在<100>、<010>和<001>晶向上杨氏弹性模量较大;利用Ti-V之间的2NN MEAM势函数,计算Ti中固溶V元素后,其密排六方结构和体心立方结构之间的能量差异,结果发现当Ti中固溶V元素后其体心立方结构能量都更低,当V含量达到15%及以上时,体心立方结构的Ti才能稳定存在。研究Al在a-Ti不同固溶位置对其拉伸力学性能的影响,结果表明,固溶Al后,a-Ti的屈服强度有所增加,但是塑性有所降低,并且拉伸断裂主要分为三个阶段,弹性变形阶段、孪晶变形阶段、断裂阶段;建立Al在a-Ti不同固溶比例对其拉伸力学性能的影响,结果表明a-Ti中固溶Al含量的增加会增加其弹性模量,同时会对孪晶变形产生阻碍作用,从而对塑性产生一定的不利影响;建立不同固溶比例的V元素对b-Ti拉伸断裂的影响,结果显示随着V含量的增加会增强b-Ti的稳定性,还起到增强b-Ti杨氏弹性模量的作用,但是对其塑性变形亦产生不利影响。建立不同晶向下a-Ti（Al）与TiC界面,利用混合势函数,分析拉伸过程中的界面断裂机理,结果表明a-Ti（Al）与TiC界面的断裂位置产生在界面处的a-Ti（Al）侧,并表现出一定的脆性断裂;研究多晶a-Ti（Al）拉伸断裂过程,结果表明a-Ti（Al）的断裂机制为沿晶断裂,在界面处存在1/3<1（?）10>和1/3<1（?）00>位错的产生、扩展与湮灭过程,在沿晶断裂的过程中部分晶粒存在滑移变形。最后采用混合元素法使用粉末冶金的方式制备了B₄C增强TC4基复合材料,结果表明:TC4中的Ti会与B₄C反应生成纤维状的Ti B和颗粒状的TiC,随着B₄C含量的增加生成的纤维状Ti B会增大,拉伸断裂形式主要为脆性断裂,与分子动力学模拟结果基本一致。