近十年来,柔弹性导电复合材料因其高弹性、高导电性的优越性能而备受关注,在开发可弯曲和可拉伸的电子和光电子产品中起着不可或缺的作用。以金属橡皮为代表的柔弹性导电复合材料的出现,将极大地促进相关产业的技术革新与智能化发展。与传统复合材料的连续界面不同,纳米复合材料中第二相的纳米尺度效应使得纳米第二相与基体间的范德华作用增大,形成了独特的“纳米第二相-基体”纳观界面。这一界面构成了纳米第二相与基体之外的“第三相”,其对材料的纳观结构以及宏观材料的整体力学行为和性能都具有显著的影响,因此对于该纳观界面本构关系的建立、力学行为及性能的研究是准确表征该类纳米复合材料力学行为的关键点。目前对纳米金球-聚乙烯基体界面力学性能的理论分析,以及分子动力学模拟尚未见文献报道,对金属橡皮这一新型材料的纳观界面的研究仍具有很大的挑战性。本文采用多尺度模拟方法,一方面,基于连续力学方法和蒙特卡罗方法,建立“单个纳米金球+聚乙烯基体”和纳米金球复合材料两种模型,研究纳米复合材料中“纳米第二相-基体”界面的力学行为及性能;另一方面,利用分子动力学模拟,比较“纯聚乙烯”和“纳米金球-聚乙烯”这两种模型,研究纳观界面和环境变量对纳米复合材料整体性能的影响。主要研究成果如下:(1)基于Lennard-Jones势,首次推导出了“球形纳米填料-基体”界面的内聚能量和内聚应力的解析式。(2)基于上述解析式,研究发现随着金球半径的增大,界面的内聚能量(每单位面积)和内聚强度均提高。并且在较小半径下,曲率效应作用很强,随着半径的增大作用逐渐减弱,最后可忽略不计。(3)以往的研究均基于稀溶液假设,不考虑金球之间的相互作用。本文首次探讨了周围纳米复合材料中的金球对界面的影响,并且提出了稀溶液假设的适用范围。(4)基于分子动力学模拟,研究金球半径和体积分数、温度、应变速率对材料力学性能参数(杨氏模量、屈服应力/应变、断裂应力/应变)的影响,通过比较得出“纳米金球-聚乙烯”体系区别于“纯聚乙烯”体系的纳观特性。