颗粒增强金属基复合材料具有高强度、高耐磨性及良好的高温性能,因此在航空航天、汽车、电子等领域具有广阔的应用前景。颗粒增强金属基复合材料的力学性能受制备工艺、增强体和基体之间界面状态及增强颗粒本身的属性(例如:类型、尺寸、体积分数、形状)等因素的影响。实验发现,当两种粒度的粒子混合后,混合粒子增强的铁基复合材料的强化效果明显好于单一粒度粒子的强化效果。而采用两种类型粒子混合后,混合类型粒子增强的铁基复合材料的强化效果在粒子镀铜处理后也明显好于单一类型。针对这些实验现象,本研究的目的是通过有限元模拟尝试探索混合粒子强化的机理。本研究以TiC、TiN颗粒增强铁基复合材料为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件,建立TiC、TiN颗粒增强铁基复合材料的三维多粒子有限元模型,模拟研究TiNp/Fe、(TiC+TiN)p/Fe复合材料的准静态拉伸过程。首先分析TiN颗粒尺寸、分布对TiNp/Fe复合材料力学性能的影响,进而在此基础上分别对混合两种尺寸粒子及混合两种类型的粒子作为增强体强化的复合材料的力学性能进行研究。通过对相同体积分数15%下,不同粒度(10μm、15μm、30μm)强化的TiNp/Fe复合材料模拟结果研究发现,粒子尺寸越小,复合材料的屈服强度越高。增强粒子尺寸为10μm与15μm相比,复合材料的屈服强度提高3.5%,提升幅度较大,而粒子尺寸15μm与30μm相比时,屈服强度提高0.9%,提升幅度较小,这说明小尺寸颗粒不仅可以承担载荷,而且对提高基体的强度贡献更大。研究单一粒度的TiN粒子分布对复合材料力学性能的影响时,发现相比于随机分布,粒子均匀分布下增强的复合材料的力学性能更好。对于混合尺寸颗粒增强铁基复合材料来说,当两种颗粒等比例混合时(10μm+15μm,10μm+24μm,15μm+24μm),复合材料的力学性能介于两种单一粒度颗粒增强的复合材料之间,但是更接近于大尺寸颗粒增强的复合材料的力学性能,说明混合强化对强度的提高是不利的;当两种粒度的粒子(10μm+15μm)以非等比例混合时,小尺寸颗粒含量越高,复合材料的力学性能越好。相比于随机分布,均匀分布混合粒子增强的复合材料力学性能的提高效果明显好于单一尺寸粒子均匀分布时的提高效果。当TiC、TiN颗粒以等比例混合时,(TiC+TiN)p/Fe复合材料的力学性能介于单类型粒子增强的复合材料性能之间,当TiC、TiN颗粒以不同比例混合(1:3,1:1,3:1)时,高弹性模量TiC颗粒的含量越高,其增强的复合材料的力学性能越好,模拟规律符合混合定律及未镀铜处理的混合类型强化的铁基复合材料。