本文建立了一种梯度材料微观响应分析的新方法——计算微观力学方法(Computational Micromechanics Method，简称CMM方法)，该方法是一种基于材料真实微观结构、结合数字图像处理技术、网格自动生成技术的有限元分析方法。 CMM方法从梯度功能材料的真实微观结构出发，建立能反映材料微观结构细节特征的微观分析模型，利用数字图像处理技术和有限元网格自动生成技术，采用本文提出的“等值线网格剖分方法”，获得微观分析模型的有限元网格，在此基础上，利用现代有限元分析手段，从微观尺度上研究材料的响应。从根本上看，CMM方法通过用采用图示法代替符号法以解决复杂微观结构的描述问题、用数值法代替解析法以解决非线性问题所面临的求解困难，该方法可以较好的解决梯度材料在各种条件下的微观响应问题。 论文首先介绍了CMM方法的基本思路和步骤，然后，利用本文所建立的计算微观力学方法，以PSZ／NiCrAlY梯度功能隔热涂层材料为例，研究了隔热梯度涂层梯度材料相关的三个问题：梯度中间层的等效蠕变性能问题、热冲击微观响应分析问题和含单个界面微裂纹的涂层的断裂力学问题，同时，对后两个问题也利用传统的分析方法进行了研究。通过分析比较获得的结果，得到了一些有意义的结论。 本文的研究结果表明，CMM方法是一种有效的梯度材料微观响应分析方法，该方法充分考虑了材料微观结构对宏观性能及其内部各材料组份相互之间的影响，在研究梯度材料在动态响应分析和断裂力学分析方面具有传统的的方法所不可比拟的优越性，本文的方法不仅可以解决梯度隔热涂层的相关分析问题，也可以方便地加以推广用于解决包括新型压电材料、热电材料、生物材料等的各种不同类型材料的微观响应分析分析问题，具有一定的普适性。