多相复合材料的宏观有效性质是与其各组分的物理、力学性质,组分之间的界面性质,及其微观结构(如,各相的形状、尺寸和空间分布、体积分数等)等密切相关的。对于纳米复合材料,由于其夹杂尺寸很小,材料中不同相之间的界面面积与复合材料的体积之比相对较大,所以界面能和界面应力对纳米复合材料宏观有效性质的影响也将变得十分显著。　　细观力学为预测复合材料的宏观有效性质提供了一种有效的方法。本文发展了经典的Eshelby等效夹杂方法,通过构造和求解某种特定的边值问题,求出应变的体积平均,进而用于推导热弹性复合材料的有效比热。此外,研究界面应力对纳米复合材料力学性能的影响还需要建立两类基本方程:表/界面本构关系和表/界面处的平衡方程,即Young-Laplace方程。由于在以往大多数文献中,采用了基于Cauchy应力的线弹性界面本构关系,而对于Young-Laplace方程,又未加区分Lagrange描述和Euler描述的差异,因此这些文献忽略了残余界面应力对材料宏观有效性能的影响。本文在黄筑平提出的“三个构形”理论框架的基础上,把预测纳米复合材料力学行为的表/界面能理论推广到计及温度效应的情形并应用于热弹性纳米复合材料宏观有效性能的预测中。　　首先,本文推导了多相热弹性复合材料的有效定容比热和有效定压比热的解析表达式,并根据最小势能原理和最小余能原理估算了有效比热的上下界。　　其次,给出了由第一类Piola-Kirchhoff界面应力表示的热弹性界面本构关系和Lagrange描述下的Young-Laplace方程,从而把表/界面能理论推广到计及温度效应的情形。针对球形颗粒填充热弹性纳米复合材料,采用Hashin复合球作为代表性体积单元,推导了在参考构形下复合球内部由残余界面应力诱导的残余弹性场,计算了从参考构形到当前构形的变形场,并基于以上结果得到了热弹性复合材料有效体积模量和有效热膨胀系数的解析表达式。结果表明,残余表/界面应力对复合材料的热膨胀系数是有影响的。　　此外,本文还利用将夹杂及其界面整体视为“等效夹杂”的方法,通过推导该“等效夹杂”的Helmholtz自由能,并利用细观力学方法,给出了具有尺度效应的热弹性复合材料的有效模量、有效热膨胀系数和有效比热的解析表达式。通过算例对比了本文基于表/界面能效应模型推导的结果与文献中基于界面应力模型的结果,表明残余表/界面应力对热弹性纳米复合材料的宏观性质是有影响的。　　最后,本文研究了单向纤维复合材料的有效性质,给出了考虑残余界面应力影响的5个独立的横观各向同性复合材料有效弹性性质参数以及有效热膨胀系数。其中,通过构造轴对称变形和反平面应变两种加载模式,采用“复合柱”模型推导了有效单轴模量和Poisso娃比、平面应变体积模量和径向剪切模量,以及采用广义自洽法推导了有效横观剪切模量。有效热膨胀系数是在Walpole坐标基下推导得到的,并通过结合“等效夹杂”的方法引入残余界面应力的影响。与现有文献结果不同,由于本文采用了黄筑平的界面能理论,因此所给出的预测结果能够考虑界面残余应力的影响。