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天然纤维增强复合材料在大量吸湿后会发生显著的力学性能退化。现有的实验证据表明该力学性能退化过程很大程度依赖于外部环境的相对湿度和温度。本文针对天然纤维复合材料，提出了一个本构模型用于预测其在不同环境下(即不同相对湿度和温度)吸湿和力学性能退化过程。我们将力学性能的退化视作为一个损伤过程，并通过一个内变量加以描述。基于非平衡态热力学分析，定量化地确定了复合材料吸湿过程中的能量耗散，例如纤维和基体的脱粘。进一步，我们将能量耗散率和外部环境的相对湿度和温度进行关联。通过对比现有的木质纤维和亚麻纤维增强复合材料的实验结果后发现，我们的模型预测可和实验结果吻合较好。