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为了解释微米、亚微米量级实验中发现的尺度效应,人们建立了应变梯度理论。本文基于前人得到的低阶应变梯度塑性(CMSG)理论研究金属基复合材料中颗粒团簇现象和界面强度的问题。(1)基于CMSG理论,编写四节点四边形单元、十节点四面体单元等子程序实现材料的弹塑性本构,并且运用颗粒增强复合材料验证子程序的正确性。(2)工程实际中颗粒增强复合材料往往存在颗粒团簇现象,本文应用有限元方法研究颗粒团簇分布对碳化硅颗粒增强铝基复合材料宏观响应及颗粒损伤演化的影响。通过采用随机顺序吸附算法生成颗粒团簇分布的细观结构模型,为了消除模型边界的影响,我们采用周期性边界条件施加单轴拉伸载荷。在加载过程中分别采用UMAT子程序编写的本构关系和USDFLD子程序编写的损伤失效准则来定义基体的塑性变形和颗粒的损伤。主要研究颗粒均匀分布、颗粒团簇分布等模型在受单轴拉伸作用下的损伤演化过程,进而分析了颗粒的大小、颗粒的均匀与非均匀分布对其损伤演化的影响。(3)金属基复合材料有着高比刚度和高比强度的优点,但同时表现出比单一材料更复杂的力学行为,增强相附近会产生应力集中并引发材料损伤,如增强相断裂、脱粘和损伤等,所以对界面强度的分析显得尤为重要。本文开发了一个程序,可以自动生成二维有限元模型,包括接口,其中碳化硅颗粒的位置和尺寸都是随机分布的。在拉伸、剪切和复合拉伸/剪切载荷作用下,对碳化硅颗粒增强铝基复合材料的变形和损伤演化进行了有限元模拟。通过一系列的数值模拟实验研究颗粒体积分数、界面强度和加载方式对其损伤演化的影响。