BMC (Bulk molding compounds)材料又叫做团状模塑料，化学名称为不饱和聚酯团状模塑料。BMC材料主要由不饱和树脂、短切玻璃纤维、填料以及添加剂经混合而成。上世纪60年代英国和前西德开始应用BMC材料。之后的70-80年代日本和美国都在针对BMC材料的研究上取得了较大的进展。施耐德电气的一些电气元件由BMC材料制成。他们需要研究BMC材料的失效预测。本文采用了多尺度力学建模与仿真，对BMC材料的力学行为进行建模并且用Ansys进行仿真。首先介绍了BMC材料基材的微观结构识别和BMC材料的微观结构识别。通过拉伸实验，得到基材的力学性能曲线。获得不同的成分对基材力学性能的影响。最终得到结论，基材在线性阶段时有较好的各向同性。到了非线性阶段，不同基材的差别开始明显出现。之后介绍了超声波法检测BMC材料。超声波法作为一种无损检测法，能够检测出短切纤维的整体分布方向。另外检测了同一个零件不同部位的试样。通过这个不同部位的比较，证明了在预测一个BMC材料的零件的失效分析时，不同部位需要细化区别对待。在比较了复合材料等效模量的发展历程后，本文采用了二次Mori-Tanaka模型来描述含有孔洞和增强纤维的BMC材料。在模型里，考虑了纤维的断裂、脱落和孔洞的增大所引起材料性能的改变。顾及了如何简化考虑纤维的分布，采用离散化的手段将纤维分类。同时又将所有纤维统一到全局坐标系中。运用了两种失效判别法，即根据纤维脱落的百分比和孔洞增大产生的能量变化来判断材料是否失效。纤维脱落百分比准则基于统计理论，当复合材料中的受损纤维达到一个阈值时就认为材料失效。孔洞能量准则基于固体力学中的相互势能理论，当孔洞增大所引起的相互势能达到一个阈值时就认为材料失效。通过模型建立BMC材料宏观与微观力学特性的关系，得到BMC材料的力学性能演化过程。接下来根据上述的二次Mori-Tanaka模型，用Matlab语言实现模型的描述。其中比较核心的程序涉及到如何将纤维分类，如何统一纤维的坐标系，如何描述等效模量等等。最后运用Ansys软件来仿真简单材料及零件的力学行为。将二次Mori-Tanaka模型所得的力学性能演化过程运用到Ansys仿真模型里。同时在Ansys仿真中加入Tsai-Hill准则和Tsai-Wu准则作为失效判据。本文涉及到的仿真包括虚拟拉伸实验、虚拟弯压实验。比较了20F型BMC与15B型BMC的力学性能差异。在虚拟弯压实验中还应用了同时由20F型BMC与15B型BMC组成的试样。实现了快速预测不同位置组成材料不同的零件的失效。最后对比实验结果与仿真结果。仿真结果与实验结果比较符合，但仍需继续改进。