在挤压铸造的金属基复合材料中，由于基体和纤维的热膨胀系数相差很大，所以在制备过程中由高温（工艺温度）冷却至室温时复合材料中会有热残余应力产生。短纤维增强金属基复合材料中的热残余应力可以达到很高的水平，这对复合材料的力学行为会产生很重要的影响。本文采用三维弹塑性有限元计算方法，对短纤维增强金属基复合材料的热残余应力及其对力学行为的影响了进行了系统的研究。 本文在分析计算中综合考虑了界面性能、纤维位向以及纤维间相互作用的影响，分别采用单纤维模型、双纤维模型和斜向纤维模型，对δ-Al₂O₃／Al-5.5Mg、δ-Al₂O₃／Al-5.5Zn和δ-Al₂O₃／Al-12Si三种Al合金基复合材料的热残余应力进行了计算和分析；对存在热残余应力时复合材料的应力—应变曲线进行了模拟；还基于能量等效原理的有限元方法，考虑了热残余应力及纤维位向的影响，推导了短纤维增强金属基复合材料弹性模量的预测公式。 计算和分析表明，金属基复合材料中热残余应力的分布是空间不均匀的，对复合材料的力学行为产生明显的影响，与不考虑热残余应力相比，其模拟的复合材料应力—应变曲线与实验曲线吻合得较好。分别用单纤维模型和双纤维模型模拟三种复合材料的应力—应变曲线与实验曲线的比较表明：当纤维体积分数较小时，单纤维模型具有相当好的模拟结果，而当纤维体积分数较大时，则应采用双纤维模型或更符合实际情况的模型。采用本文推导的公式预测三种复合材料的弹性模量值，更接近实验结果，说明公式具有较强的预测能力。