考虑化学效应的多场耦合问题的广泛存在于航空航天、新能源、新材料与生物医学等前沿领域。关于力化学耦合问题本构等方面的理论已有大量研究,但是数值求解手段有限。本文基于显式率型的广义变分原理,建立了力化学杂交单元列式,并与传统不可约单元进行了比较。本文主要研究工作如下:为了便于数值算法的开发,提出了一种显式的率型泛函表达,通过对该泛函的变分,可得描述所研究力化学耦合问题的等价数学形式。基于所建立的显式率型泛函,构建了力化学耦合问题的不可约有限元列式。在提出的力化学率型泛函基础上,建立了可以等价全部控制方程与边值条件的显式率型的Hellinger-Ressinar广义泛函及其变分原理,并通过对率型化学吉布斯自由能的勒让德变换,建立了三变量以及四变量的力化学耦合杂交单元列式。以平面四边形四节点与八节点单元为研究对象,基于ABAQUS的用户定义单元（UEL）子程序,实现了以假设位移与浓度为基础的不可约力化学耦合单元（CMQ4、CMQ8）算法,以假设位移、浓度与应力为基础的杂交应力单元（CMQ4H1、CMQ8H1）算法。以不可约单元的加密条件下的收敛解为参考解,对建立的单元进行了收敛性与抗网格畸变性能测试,结果均表明,相较于不可约单元,杂交单元有着更快速的收敛性,并且对于畸变网格不敏感,此外,提出的CMQ8H1单元有着最优的表现。本研究从基础理论入手,并对数值算法进行了开发实现与测试,所讨论问题的手段对于力化学耦合等多场耦合问题的数值解算,以及杂交元等先进数值算法在多场耦合中的应用具有重要借鉴意义。