随着复合材料应用研究的深入，颗粒增强复合材料以低廉的价格、优越的性能在光机构件、电子封装的应用上引起了人们的广泛关注。本文针对颗粒增强复合材料的热力学性质(热物理性能、热应力)进行了研究，主要内容如下：(1)基于复合材料有效热物理性能(热传导系数、热膨胀系数)的均化解析结果，同时考虑各组分材料的参数、体积比的随机性以及参数之间的相关性，利用随机因子法推导了有效热物理性能均化解析结果的均值和均方差；通过算例进行了演示，并采用蒙特卡洛法验证随机因子法处理随机均化问题的有效性；最后用两种方法考察了各参数的随机性及参数之间的相关性对随机有效热物理性能的影响。算例显示：随机因子法能快速的输出结果，其结果的精度可与蒙特卡洛法结果的精度相媲美。(2)热膨胀系数作为材料的一种性能，是热残余应力产生的直接原因，热膨胀系数的不确定性将影响材料的热残余应力的大小和分布。本文借助有限元软件ANSYS建立了复合材料的二维热力学模型，通过改变基体材料的参数以及颗粒的尺寸、体积分数、形貌等因素分析材料的热残余应力。有限元分析结果表明：由于颗粒与基体之间热膨胀系数的差异，在降温过程中复合材料内部会产生较大的热残余应力，其界面附近基体一侧则有最大热残余应力出现。