碳纤维复合材料具有重量轻、模量高、比强度大、热膨胀系数低、耐高温、耐热冲击、耐腐蚀、吸振性好等一系列优点,在航空航天、汽车、战略性武器等领域已有广泛的应用。随着计算机技术和工业的发展,数值模拟方法逐渐成为科学研究的主要手段,这既减少了物理模型实验所需的大量人力、财力,也提高的科研效率。本文从碳/碳复合材料的微观结构入手,基于大型通用有限元模拟软件ABAQUS,构建了以“数字化+数值化+可视化+虚拟化”为特色的复合类材料服役性能和服役行为预测技术。综合碳/碳复合材料界面情况,以及界面对碳/碳复合材料性能上的影响,为了模拟足够精确的碳/碳复合材料微观几何形貌,借助于软件ABAUQS并操作INP文件,对RVE模型进行进一步的设计。在已有的界面单元基础上,设计出具有异质性的界面单元,通过计算预测出碳/碳复合材料在带有异质性界面情况下的材料性能,以丰富对碳/碳复合材料的研究工作,最终创建能够用于实现材料微结构的“性能导向型”设计与基于有限元方法进行数值模拟的数据库系统。碳/碳复合材料一般是用在极度恶劣的环境中,因此对于碳/碳复合材料性能的研究就不能局限于在单一载荷作用的情况下,这就提出了碳/碳复合材料在多场耦合作用下的服役行为研究。依据“从宏观到微观”与“从微观到宏观”相衔接的“分层多尺度”数值计算理论,课题的总目标是首先从宏观情况入手,通过理论研究与计算机仿真实现碳纤维增强复合材料在计算机上的多场耦合实验,再将宏观所得的多场耦合数据继承到微观结构上进行材料微观性能的研究。本文工作是对宏观多场耦合的初探,为后续研究提供技术参考。