超磁致伸缩材料是一种具有磁能-机械能相互转换的功能材料,被广泛地应用于军械,电器,航天等领域。目前,已经存在大量的关于超磁致伸缩材料的研究成果,如力-磁-热多场耦合特性、磁滞特性、磁电复合材料以及功能器件等等,发现其中关于超磁致伸缩材料的多物理场耦合的非线性特性理论研究工作仍然存在不足,同时尚未发现关于在电场调控下磁滞特性的理论研究工作以及关于三层非对称结构的磁电层合材料的磁电效应的理论研究工作。因此,针对上述几个问题,本文展开了以下工作:首先,利用连续介质力学理论以及热力学方程,对超磁致伸缩材料的吉布斯自由能进行泰勒展开和求导运算得到了应变和磁场的多项式;然后对多项式进行化简,便得到了超磁致伸缩材料的力-磁-热多场耦合非线性本构模型,并进一步推导了三个材料参数。该模型不仅形式简洁,而且首次引入不同温度下的饱和磁化强度系数,克服了已有本构模型不能准确描述不同温度和预应力共同作用下的磁致伸缩曲线和磁化曲线的缺陷,而且利用已有的实验结果对模型进行了有效性验证。本章内容能够为工作在温度稳定区域的实验研究提供相关的理论基础。其次,基于上述建立的模型并结合电场调控磁电复合材料的磁性特性的实验结果,推导得到了在电场调控下磁性层的磁滞表达式以及具有磁滞特性的磁电耦合系数表达式。同样,利用已有的实验结果对得到的两个表达式进行了有效性验证。接着,又计算了在给定电场和不同温度下具有磁滞特性的磁致伸缩应变、磁化强度、压磁系数以及磁电耦合系数随磁场的变化曲线。本章内容可以为在电场调控下和多物理场作用下的存储器件的研究工作提供理论性指导。最后,从增强磁电耦合效应的角度出发,以复合材料的磁致伸缩层的组成成分为切入点,为非对称结构的磁电层合材料建立了其磁电系数理论模型。该模型的推导方法不同于以往的等效电路的研究方法,避免引入一些复杂而又难以确定的物理参数,降低了计算难度。同理,利用已有的实验结果对模型进行了有效性验证。接着,又分析了压电材料的厚度比、预应力以及温度对磁电效应的影响。由上述分析可知,对磁电器件施加适当的预应力和适宜的温度会产生较强的磁电效应。