竹子作为一种天然的生物复合材料,从微观到宏观形成了多层次的分级结构。同时,竹材又是一种可再生、可降解的天然复合材料,它具有生长快、产量高、高性能等特点。目前,研究竹材的方法一般将竹材视为均质各向同性材料,但未从微细观结构层次进行分析,必然使其研究结果与实际结构差异较大。本文将竹材视为维管束和基体组成的单向复合材料,采用宏细观力学相结合的方法,运用ABAQUS有限元软件和有限元相关理论,研究了毛竹的细观结构和宏观层面的力学性能之间的关系。主要研究结论如下:1.根据对竹材拉伸实验结果的分析,运用复合材料混合定律对竹材细观力学参数的进行预测。通过分析维管束的分布特征及梁单元理论的运用,用Python语言编写建立拉伸模型的脚本,接入ABAQUS建立有限元拉伸模型并对其进行分析,得出维管束参数与实验预测数据吻合良好;2.视纤维及其周围基体为纤维束,作为建立微观层面的RVE代表性体积单元,并根据维管束的形态特征,创建GUI用户交互界面,通过改变维管束中纤维束个数和参数,建立维管束细观力学模型;3.以维管束作为RVE代表性体积单元,根据试件中间截面建立宏观拉伸力学模型并进行有限元分析,得到拉伸模型的相关参数与拉伸实验进行对比分析,间接验证了维管束力学参数的可靠性。