三维角联锁机织复合材料制备成本低、成型效率高,为三维纺织结构复合材料的一种,具有抗分层、抗冲击和较高的厚度方向刚度和强度,并可以制备外形相对复杂的工程结构。作为工程结构材料,在使用过程中不可避免地涉及到疲劳加载,疲劳损伤的逐步累积会在某一次循环次数下导致材料的突然断裂,且往往毫无征兆,危害性极大,因此对其疲劳行为进行研究具有十分重要的意义。本文建立三维角联锁机织复合材料全尺寸几何结构模型,引入疲劳破坏准则,计算弯曲疲劳破坏和刚度降解,并用实验验证全尺寸结构模型,揭示弯曲疲劳破坏机制。依据层层接结三维角联锁机织复合材料的结构特点,建立能真实反映其细观结构特征的大型精细实体几何结构模型。基于非弹性滞后能疲劳破坏准则,构建有限元疲劳破坏模型,计算三维角联锁机织复合材料在三点弯曲低周交变循环载荷下的应力分布、变形、能量吸收,揭示疲劳过程中三维角联锁机织复合材料内部应力分布特征和变形特征,分析各个组分在疲劳过程中所承担的角色；基于界面裂纹生成和扩展理论计算三维角联锁机织复合材料在三点弯曲低周交变循环载荷下的纱线与树脂的疲劳破坏扩展过程,并结合实验结果分析该复合材料在循环载荷下发生疲劳破坏的破坏机理及结构效应。通过分析发现：(1)三维角联锁机织复合材料在弯曲载荷作用下应力集中在中间加载区域的顶层和底层,尤以经纱应力集中最为明显；(2)疲劳破坏主要集中在经纱上,其次为树脂。而在单根经纱上破坏主要集中在连接平直段的屈曲段以及倾斜段,树脂破坏集中在与纱线的界面处；(3)裂纹同时在材料长度方向和厚度方向且沿着经纱与树脂界面扩展。在疲劳过程中,裂纹扩展与材料破坏相互伴随发生,使得材料力学性能下降加剧；(4)实验结果和有限元模拟结果均显示材料刚度呈现阶段性下降：第一阶段持续时间较短,但性能下降较为明显；第二阶段力学性能缓慢下降,持续时间较长；第三阶段材料最终失效,时间较短。本课题研究在揭示三维角联锁机织复合材料弯曲疲劳破坏机理基础上,可进一步应用于三维机织复合材料及其他种类三维纺织结构复合材料的抗疲劳性能设计。