良好的力学性能是聚合物材料优异物理性能的基础,而通过计算机模拟方法实现力学性能的快速准确预测是工业应用领域的研究热点。本文提出了介观动力学和弹簧格子模型(LSM)相结合的连续介观模拟方法,并将该方法应用到几种常见的聚合物材料体系进行力学性能的研究,模拟结果与实验或理论结果吻合良好。模拟中,针对不同的研究对象和研究内容对LSM进行了优化改进,并提出了合适的力学模型来描述力学行为。在涉及到分子链运动情况的模拟中采用了常见的分子动力学方法。本文的内容分为以下五个部分：(1)采用连续介观模拟方法研究了二元聚合物共混体系的力学性能,模拟中采用介观动力学方法获得了体系的介观结构,并将其结构作为LSM的输入进行力学性能测试。力学测试中主要研究了不同共混比体系的杨氏模数、应力分布及破碎位点分布。针对不相容共混体系,本章提出了聚合物共混体系的界面硬度模型,并将基于该模型得到的杨氏模数与真实的聚苯乙烯(PS)／聚丙烯(PP)共混体系作比较,模拟结果与实验可以很好地吻合。在破碎过程研究中,将强度理论中的最大应力破碎规则整合到LSM中并形成了基于概率破碎规则的LSM,即PLSM。基于PLSM实现了PS/PP共混体系分相结构中破碎位点的预测。随后通过改变两种组分之问强度的强弱关系及界面强度大小,将破碎位点的预测扩展到了一般常见聚合物共混体系,为改进该体系力学性能提供了理论指导。(2)采用连续介观模拟方法研究了基于“软-硬”两种嵌段的嵌段共聚物纳米复合体系的力学行为,形貌结果显示选择性分布的纳米颗粒可以改变双连续结构相域尺寸。随后将得到的结构作为LSM的输入进而研究硬度,破碎应变及应力松弛行为。通过整合粘弹性模型中的Zener模型将LSM的研究范围扩展到了粘弹性力学行为。结果显示软硬组分之间的应力传递与结构密切相关,而纳米颗粒的加入会改变其传递关系并使得纳米粒子的选择性分布对体系的力学响应起重要作用。在海岛结构体系中,纳米颗粒分布在硬组分分散相可以使体系硬度提升的同时保持体系的高延展性和应力松弛能力；而双连续结构体系中,加入纳米颗粒容易破坏材料的应力松弛能力。本章通过粘弹性LSM实现了聚合物纳米复合体系的介观结构,特别是纳米颗粒的分布情况与该体系宏观力学响应的关联。(3)多嵌段共聚物由于分子结构的差异而表现出与传统两嵌段或三嵌段共聚物不同的形貌结构和力学行为,本章采用连续介观模拟方法研究了该体系的力学性能。模拟中将多嵌段体系界面上高分子链的桥(Bridge)和打结(Loop)结构整合到基于密度分布的LSM界面强度,结果显示链长不变时体系的拉伸强度随着嵌段数目的增加而快速升高,而相域尺寸则随之变小。为了考察该体系力学性能的各向异性现象,本章通过随机粒子数统计方法构建了单一取向的层状结构模型体系。对该模型体系进行拉伸测试后发现,体系的硬度与拉伸取向密切相关,模拟结果符合实验趋势,且与Voigt和Reuss模型吻合。基于该体系界面上高分子链的结构特征提出了LSM界面强度模型,在界面强度不同时,模型体系呈现两种完全不同的破碎机制,并分别对应着真实体系的脆性断裂和韧性断裂过程。(4)采用连续介观模拟方法研究了嵌段共聚物相容剂对相容性较差的聚合物二元共混体系力学性能的影响。本章将原有两组分聚合物体系LSM扩展到多组分聚合物体系,并提出了多组分体系下改进的硬度、强度模型及破碎过程处理方法。通过在适当范围内不断增加嵌段共聚物相相容剂的用量,考察了相容剂含量对体系杨氏模数及拉伸强度的影响,同时也对不同体系的破碎位点进行了分析。结果表明,相容剂的加入对体系杨氏模数的影响较小；拉伸强度方面,未加入相容剂的二元共混体系表现出较低的拉伸强度,而适量添加相容剂可以显著提升材料的拉伸强度,随着相容剂含量的增加,共混体系发生破碎位点转移并最终改善材料的整体性能。本章通过LSM中破碎位点的分析解释了嵌段共聚物相容剂的增容过程。(5)采用分子动力方法研究了层状交替的晶态非晶态结构体系的单轴拉伸形变过程,模拟基于粗粒化聚乙烯醇(CG-PVA)模型,并通过异相成核的方法获得了规整的单晶结构区域,进而得到与实验体系类似的晶态非晶态层状交替结构单元。在力学测试中,考察了不同拉伸速率时的应力应变曲线及结晶度变化,结果发现应变速率的提高会加速晶区结构的破坏；针对拉伸速率相对较慢的体系,分析了拉伸过程中的密度分布,结晶度分布及晶区分子链取向变化。结果显示屈服点对应着晶区分子链取向的转变,晶区高分子链存在记忆效应并在单轴拉伸下重新结晶。此外,在界面处的非晶区发现应力诱导结晶现象。