纤维增强空心玻璃微珠/环氧树脂复合材料是一种新型的轻质多孔材料，研究空心玻璃微珠体积分数、壁厚比、玻璃纤维的体积分数对复合材料力学性能的影响，掌握其受载后的应力场分布是一项重要的基础研究工作。本文通过建立复合材料的代表体元模型，对空心玻璃微珠及玻璃纤维填充环氧树脂复合材料的力学性能进行了仿真分析，从微观层面上分析其应力场分布，结合实验结果对此类复合泡沫的力学性能进行全面研究。建立了玻璃纤维两种均匀排列形式的复合材料仿真模型，分别研究了玻璃微珠不同体积分数、壁厚比、玻璃纤维不同体积分数情况下，复合材料代表体元的VonMises应力分布、弹性模量及泊松比，并从微观层面分析了复合材料的受力机理。基于混合法则拟合得出了空心玻璃微珠及玻璃纤维填充环氧树脂复合材料弹性模量的一般性预测表达式，并将两种排列形式的模拟结果与理论预测结果进行了对比分析。然后，进一步研究了玻璃微珠体积分数、壁厚比及玻璃纤维体积分数对复合材料弹塑性性能的影响，得出了复合材料的应力-应变曲线，分析了其受载后变形规律。最后，制备了一种空心玻璃微珠质量分数、四种玻璃纤维质量分数的空心玻璃微珠及玻璃纤维填充环氧树脂复合材料，通过拉伸、压缩和弯曲实验研究了其弹性模量、屈服极限等力学性能，分析了影响此类复合材料力学性能的主要因素及原因。