多孔材料由于其优良的力学性质及传热性能,在工程应用中被广泛应用。然而多孔材料的几何结构复杂多变,其等效线弹性性能以及等效超弹性性能的本构理论研究中仍有许多问题未解决,进而影响了在工程中的设计使用。大孔隙率的多孔结构在进行对流换热过程时,由于复杂结构和流体流动的双重困难,其对流换热系数和压降无法准确计算,这是采用该种结构作为换热器件的障碍之一。因此,研究多孔结构的等效线弹性性质、等效超弹性性质以及传热性能,对多孔结构在相关领域的工程设计应用有重要的参考意义。在多孔材料的等效线弹性性能研究中,本文从真实的孔隙材料结构出发,针对随孔隙率增大开孔程度也逐渐增大的结构形式,提出了一种考虑孔隙率、基体泊松比影响的等效弹性常数的简单幂次形式预测模型。本文中采用参数化建模方法,建立了符合真实结构几何特征的三维模型,并对三维模型的适用性和可靠性进行了验证。在这之后,本文通过数值方法得到这些模型在不同孔隙率及基体材料泊松比下的等效模量,与本文提出的简单预测模型进行对比,验证了本文中模型的准确性,并讨论了该模型的孔隙率适用范围。对于多孔结构的超弹性性能,本文首先给出了已有的基于连续介质力学理论的多孔材料超弹性经典理论模型。为了验证该模型是否适用于本文中具有开孔特性的多孔结构,本文通过数值方法对建立的多孔材料模型进行了计算,获取其在不同工况下的超弹性响应。之后,本文推导了在不同工况下的变形度量张量以及主伸长率并代入经典模型,并将经典模型的预测结果与数值结果进行了对比。根据对比结果,讨论了在体积变形、等体积变形以及一般变形下开孔程度对超弹性性质的影响,并对产生影响的原因进行了解释。本文中多孔结构的传热性能主要分为热传导和热对流两个方面,研究方法主要是数值仿真。在热传导方面,本文通过对已有多孔材料的三维模型进行稳态热传导仿真,得到了在不同孔隙率下的多孔材料的等效热导率,找到了有最佳预测效果的经典模型。在对流换热方面,通过对不同横截面形式的规则多孔结构进行强制对流换热仿真计算,研究了截面形式对多孔材料在强制对流情况下的对流换热系数以及压降的影响。除此之外,本外还对一种几何特征与真实结构较为接近球形孔隙的大孔隙率结构进行了对流换热仿真研究。