纤维增强复合材料因具有一系列优点而越来越受到航空航天、汽车、军工、船舶以及体育器材等行业的重视,并得到了广泛的应用。然而,纤维增强复合材料作为多相材料,其材料属性往往是较复杂而难以确定的。对于其材料属性的影响因素、影响规律尚不是很清楚。然而利用实验和解析的方法能解决的问题也是有限的,且成本高、耗时,结果往往也不尽如人意。随着计算机技术和数值方法理论的逐步完善,越来越多的人开始利用数值模拟的方法来研究纤维增强复合材料,并取得了较为满意的结果。通过数值模拟的方法来研究纤维增强复合材料避免了实验的高成本、耗时等缺点,同时也脱离了解析方法解决问题局限性的限制。所以在纤维增强复合材料的研究中,数值模拟的方法越来越受到重视和认可。本文首先通过数值模拟的方法模拟了单向纤维增强复合材料中纤维束拔出的过程。随后,通过数值模拟的方法研究了材料从固化完成后的温度冷却至室温的过程。其中具体包括不同纤维体积含量对冷却完成后材料中的热残余应力分布的影响、无机刚性纳米颗粒改性基质对纤维和基质间粘结强度及热残余应力的影响、不同材料无机刚性纳米颗粒对材料冷却过程中纤维和基质间脱粘和残余应力的影响。通过数值模拟,得出了纤维束拔出过程中纤维拔出位移和施加在纤维上的载荷的关系曲线。通过纤维体积对材料中热残余应力影响的数值模拟得出了同一纤维体积含量、不同纤维体积含量模型中的热残余应力的分布,并找出了纤维体积含量对冷却过程中形成的热残余应力分布规律的影响。而在纳米颗粒改性基质的数值模拟中发现,通过无机刚性纳米颗粒对基质进行改性能够明显提高材料的强度,而且随着无机刚性纳米颗粒杨氏模量的提高而有所提高。通过不同模型冷却过程的模拟发现,纤维和基质的脱粘都是从材料的端部发生的,而且是由于纤维和基质间的沿纤维长度方向的切应力造成的。这些结论对于提高材料的强度、扩大纤维增强复合材料的应用领域具有重要意义。