随机短纤维增强复合材料在建筑领域有广阔前景,对其宏观有效模量的预测是该领域的热点问题。通过数值模拟方法预测随机短纤维复合材料宏观有效模量具有节省成本和计算精确的优势,随着有限元软件的发展和计算力的提升,数值模拟法将得到更为广泛的应用。界面的损伤脱粘是短纤维复合材料失效的一种重要形式。本文拟通过理论方法建立考虑界面损伤脱粘的单纤维解析模型,并通过数值模拟方法实现随机短纤维复合材料界面的损伤脱粘,进而研究长径比、体积率和界面刚度等参数对材料宏观有效模量的影响。本文将内聚力模型引入剪滞理论,推导了弹性阶段和损伤阶段的界面切应力分布和纤维正应力分布,给出了临界损伤荷载和临界脱粘荷载的计算公式。数值模拟的关键步骤是界面内聚力参数的获取和三维代表体积单元的建立。将理论公式与拉曼光谱试验结果拟合获得了界面内聚力参数。为建立三维代表体积单元,改进了随机吸附算法中的纤维距离计算方法,避免了极端情况下的交叉。结合随机吸附算法和ABAQUS动力显式求解器实现了更高体积率有限元模型生成。提出了基于Halpin-Tsai公式的改进显式公式,可直接用于计算完美界面情况下考虑纤维长径比的随机短纤维复合材料有效模量,理论预测结果同有限元和试验结果进行了对比,发现该公式能较好地预测整体有效模量。通过有限元模拟研究了界面和长径比对单纤维代表单元的轴向和横向有效模量的影响,建立了临界长径比和临界界面刚度的关系式,可用于判断纤维对轴向有效模量的增强效果。根据随机吸附算法编写了Python程序,参数化生成了随机短纤维代表体积单元的有限元模型,并采用较为新颖的界面划分方式,将内聚力界面引入随机短纤维复合材料代表体积单元,实现了位移边界条件下纤维界面的损伤脱粘。研究了不同界面参数、长径比、体积率情况下的有效模量和界面损伤情况。模拟结果表明,长径比对弹性阶段的有效模量影响较大,体积率对损伤阶段的有效模量影响较大,界面刚度的大小对材料的有效模量有显著的影响,弱界面对材料的有效模量有削弱作用。