植物短纤维增强的复合材料因其环保、质轻、力学性能优良而被广泛应用于制造航空航天结构件，汽车内饰结构等。但由于纤维的随机分布以及纤维与基体间存在的界面等因素，其力学性能较为复杂。本文用数字图像相关法、基于场投影法的反解方法、细观力学方法，对云杉短纤维增强聚丙烯复合材料（云杉/PP）的宏微观内聚力定律进行研究。在数字图像相关法中，Newton-Raphson迭代法能考虑子窗变形，但该方法对初值较为敏感，一旦初值不够精确，容易导致计算不收敛。本文改进初值传递机制，提出多重初值传递方法，在RGDIC (Reliability-Guided Digital ImageCorrelation)法的初值传递策略中加入了种子点再搜索机制和自动识别收敛性机制，使得暂时不收敛的计算点，将有最多8次被重新计算的机会，提高了云杉/PP复合材料的裂纹尖端非均匀变形场计算结果的收敛性。本文对基于场投影进行反解的方法做了容错率分析，通过有限元数值测量场反解算例分析，表明该方法对误差的容忍度较低，又由于实验测量误差只会比有限元数值测量场的误差更大，因此该方法直接用于实验测量较为困难。本文从实验中得到分离量，只用反解法计算牵引应力，从而提升了该方法的容错率，并将其与数字图像相关法结合，对云杉/PP复合材料裂纹尖端宏观内聚力区的牵引-分离关系进行了反解。采用双线性内聚力区模型，对纤维基体界面的性能进行了研究。用Mori-Tanaka方法，根据已求得的材料裂纹尖端宏观内聚力区的牵引-分离曲线，对材料宏微观的各力学参数和能量进行分析，确定了界面内聚力模型参数，为该材料有限元法数值模拟提供了实验依据。