颗粒增强金属基复合材料因具有极高的强度和良好的延展性,优异的导电、导热性能和抗磨损能力,广泛应用于航天航空、汽车、电子工业等领域。研究颗粒增强材料的力学行为与结构性能,具有重要意义。第二相强化是其主要的强化方式,它是通过合金中弥散的微粒阻碍位错运动,可有效提高金属材料的力学性能,提高其服役安全。为此,本文以颗粒增强铜基复合材料为例,开展了如下研究:（1）通过三维离散位错动力学模拟方法,对颗粒增强铜基复合材料进行了微柱压缩模拟。本研究将第二相颗粒视为位错不可穿透的球形微粒,采用位错绕过机制模拟颗粒与位错的交互作用过程。首先模拟了单个位错源与颗粒的交互过程,研究了滑移面相对于颗粒中心距离和滑移系取向对材料屈服强度和应变硬化率的影响。进而模拟了多位错与第二相颗粒交互作用,发现多位错模型材料的屈服强度和应变硬化率相比于单位错模型更低,同一滑移面中位错源反应生成新的位错结构和不同滑移系位错间的协同作用是导致屈服强度和应变硬化率降低的关键。（2）进一步研究了颗粒阵列分布材料中颗粒状态（颗粒体积分数、颗粒形状、颗粒分布）对材料力学响应的影响。发现颗粒体积分数越大,材料屈服强度与应变硬化率越高。相比于球形颗粒,立方体形颗粒更易使材料中产生位错缠结和位错网状结构,使材料屈服强度与硬化率增高。颗粒均匀分布模型材料的屈服强度高于颗粒随机分布模型。并基于Orowan机制分析了位错与第二相颗粒交互作用对材料力学响应的影响,揭示第二相颗粒强化的微观机理。（3）对颗粒增强铜基复合材料进行压缩-卸载-再拉伸的模拟,研究了第二相颗粒对位错运动的影响过程。首先模拟了单个位错源与位错的交互过程,发现位错环会在反向加载时全部湮灭,并且位错湮灭阶段的应变硬化率低于正向加载时生成位错环的应变硬化率。进而模拟了多位错与阵列分布颗粒交互作用,发现位错环、位错缠结等结构是产生包辛格效应的原因,并分析了颗粒增强结构对背应力和有效应力的影响。