纤维聚合物复合材料的丰富物理内涵和广泛应用范围迫切需要关于其性能的探究。复合材料的力学性能及失效方式极大地受细观纤维/基体界面粘结程度及失效方式的影响。对具体的纤维/基体体系,定量研究基体和增强纤维之间的荷载传递行为及失效机理,确定表征界面粘结的参数,对理解和控制纤维增强复合材料的性能及其结构响应非常重要。理论研究复合材料中纤维/基体间界面失效前的粘结行为时,内聚力模型是恰当的工具,因为它能把复合材料的界面失效自然地作为纤维和基体之间的分离来模拟。本文在研究纤维增强聚合物基体复合材料的界面受剪切或拉伸变形所产生的宏观界面响应时,采用了两种不同界面失效方式(塑性屈服及软化失效)的内聚力模型,以明确界面内聚力模型在不同函数形式和参数下所对应的界面宏观表现,作为研究复合材料性能及其结构响应的基础。本文开展了如下方面的工作:研究了纤维/基体界面的剪切失效过程。以单纤维复合材料为研究对象,界面采用具有弹性-软化特性的内聚力模型,用解析法区分在荷载传递过程界面所呈现的不同状态,分析不同界面状态下复合材料中组份及界面的应力分布及特点。通过理论与实验数据的拟合,获得了实验所用特定复合材料体系的界面内聚力参数。研究了弹性极限荷载、脱粘荷载及其与界面参数的关系。以单纤维碎断实验中纤维初始断裂并伴随有限界面脱粘长度的现象为研究对象,采用界面具有完好粘结及弹性-软化失效的内聚力行为两种模型,使用解析法建立纤维初始断裂前与断裂后的能量平衡方程,推导了纤维/基体界面Π型断裂韧性的计算公式。提出了临界脱粘应变的概念。分析了纤维断裂前后的能量分布及应力分布的变化,计算了脱粘长度并分析了其影响因素。通过与实验数据的比较能近似确定出给定体系中界面的Π型断裂韧性数值。研究了固化对界面性能的影响。采用纤维/基体界面的弹性-软化内聚力模型,使用解析的方法,首先得到了单纤维聚合物基复合材料高温固化后的残余应力。确定出固化后界面的状态与固化温度及界面参数的关系。采用线性界面卸载及再加载规律,分析了固化后界面从不同状态卸载及再加载时的本构关系,研究了固化后的复合材料在随后力荷载作用下的界面响应。结合实验数据分析了复合材料固化温度不同所形成的界面性能的区别。研究了纤维/基体界面的法向失效过程。以单纤维复合材料的横向拉伸状态为研究对象,采用界面具有弹性-软化失效的内聚力模型,通过构造界面位移函数,使用解析法研究了单纤维复合材料在横向拉伸作用下界面法向失效过程。分析了界面在?型断裂过程中的界面应力、界面位移、软化角度及脱粘荷载及其影响因素。与有限元结果的比较验证了所提出的解析模型的可行性。将经典Cox荷载传递理论与界面常剪切应力的K-T模型相结合,以微脱粘实验过程为研究对象,用解析法研究了界面为弹性-塑性屈服内聚力行为时,长、短纤维拔出的界面剪切失效及裂纹扩展过程,以及脱粘荷载与界面参数及纤维长度的关系。总结了采用双线性弹性-软化内聚力模型所得纤维拔出的理论结果,并与弹性-塑性屈服内聚力行为所得结果进行了比较,可作为研究复合材料性能及其结构响应时选择界面模型的参考。