填充型多孔导电复合材料广泛应用于电子皮肤、智能传感、人机界面等领域,传统实验研究难以预测这类材料的导电性能,而且很难进行精确的材料设计。计算机模拟技术能在科学理论基础上预测材料形态、结构及性能,为材料设计提供分析工具,成为材料研究的重要技术。开展多孔复合材料导电性能理论建模与数值模拟,预测逾渗、导电及压阻性能,对复合材料设计与理论研究具有重要的指导意义。针对于此,本文采用蒙特卡罗方法建立多孔复合材料逾渗模型,提出计算方法,并基于有限元方法对Ansys进行二次开发,建立有限元分析模型,计算复合材料电流密度,研究不同体系逾渗值及电流密度的影响因素,主要工作如下:(1)基于蒙特卡罗方法建立了三维多孔单填料逾渗模型,开发了计算逾渗值的搜索算法,研究了模型逾渗值随填料以及气孔尺寸、孔隙率的变化规律。基于Ansys开发了复合材料几何建模功能,采用有限元方法计算了模型电流密度。计算结果表明:多孔模型比无孔单填料模型的逾渗值更小;多孔模型填料的长径比越大,逾渗值越小,电流密度越大;气孔半径越大,电流密度越小。(2)构建了三维多孔混合填料模型,研究了模型逾渗值以及电流密度随填料含量、孔隙率的变化规律,研究结果表明:多孔混合填料模型比多孔单填料以及无孔混合填料模型的逾渗值更小;当填料含量相同时,多孔模型电流密度更大;混合体系电流密度随球状填料半径的增大呈现先增大后减小的趋势,当球状填料半径为棒状填料的2倍左右时,电流密度最大。(3)根据研究得到不同阶段的势垒特征,基于隧道效应和压阻特性理论提出了拟合电阻变化率的分段模型,并通过PI/CNTs多孔导电压敏材料电阻的实验与模拟研究对分段模型的可靠性进行了验证,结果表明:当形变小于20%时分段模型的相对误差仅为6.5%,明显小于传统模型,证明了分段模型能够更好地描述多孔复合材料压阻特性。