海洋资源开发进入快速发展期,中深海域资源丰富,是进行勘探开发的重点区域,在此过程中,固体浮力材料（SBM）是至关重要的一环。三相复合SBM是由基体树脂、空心微珠及大尺寸中空球复合组成,材料的密度低、强度高,适合作为中深海域装备的浮力材料。相较深海区域,中深海领域对浮力材料的强度要求降低,更关注材料性能的可靠性和稳定性,而目前三相复合SBM基体树脂一般沿用两相复合SBM的环氧树脂,同时空心玻璃微珠（HGM）型号、中空球种类等也未根据中深海工况及三相复合SBM特性进行选择与确定。基于此,本文采用实验法对常用树脂的力学性能与物理性能进行检测,定量对比树脂性能特点与差异,并应用调研法或实验法对比HGM的类型与中空球的材质与粒径,对比结果表明,HD85＿PU有较好的强度、模量,同时具有较高的失效压缩应变,材料兼具刚性与塑性性能,并且材料固化时放热反应平缓,峰值温度低,满足工艺需求,结合中深水实际工况与材料特性综合考虑,确定选用HD85＿PU作基体相、S15型HGM作空心微珠相、20mm的PP中空球为第三相进行后续三相复合SBM的制备。其次,本文在准静态范围内对HD85＿PU进行不同应变速率下的拉伸实验,发现HD85＿PU具有明显应变速率敏感性,材料刚度、强度与应变速率呈正相关,断裂伸长率与应变速率呈负相关;随应变速率变化,材料的破坏模式规律依次由软段大分子链主导过渡到软硬段协同作用及由硬段主导。然后,本文研究了HGM对树脂基体的性能影响,结果表明随S15型HGM含量的增加,两相复合SBM的密度、压缩模量、屈服强度、破坏压缩应变与极限强度均呈下降趋势;在两相研究的基础上,完成了聚氨酯基三相复合SBM的试制,应用两个理论公式对材料强度进行预测,两个公式的预估值较实验值均偏大,指数定律的相对误差为45.42%,Turcsanyi公式的相对误差为19.50%,在后续材料设计中可应用Turcsanyi公式对三相复合SBM强度性能进行大致预测。最后,应用Python对ABAQUS进行二次开发建立中空球随机分布的等比例模型,数值模拟预测材料在单轴压缩工况下的屈服应力为15.569 MPa,与实验所测屈服强度13.982 MPa相差1.587 MPa,相对误差为11.35%,模型具有一定可靠性;应用模型计算材料在静水压强下的应力变化,在10.50MPa的静水压下,材料的最大应力达到35.73MPa,超过基体的屈服强度,预测材料可在1050m水深下进行作业。