三维织造复合材料以其诸多卓越的力学性能在工程领域得到广泛的应用,受到材料工作者和工业界的广泛关注。三维织造复合材料内部呈空间立体网状结构,其宏观力学性能是由其细观织造结构决定的。三维织造层间增强的纤维棒复合材料是基于三维织造和二维层合结构的一种新型的复合材料,其内部各相材料相互交织,织造结构复杂,表现出高度的非均匀性和各向异性,这给材料宏细观力学性能分析和损伤机理的分析带来一定的困难。本文围绕着三维织造层间增强的纤维棒复合材料宏观静态和瞬态动力学性能分析这个主题,开展了三维织造层间增强的纤维棒复合材料刚度性能、预制.件变形、强度性能以及低速冲击损伤分析等内容的研究。第2章简要的回顾了三维编织复合材料实验研究概况和理论研究进展。阐述了三维编织复合材料力学性能的研究方法和手段。同时给出了当前三维织造复合材料的细观力学模型,刚度性能和强度性能分析的方法和模型,为本文对三维织造层间增强的纤维棒复合材料力学性能分析提供依据和思路：即以复合材料的细观层次力学性能研究为基础,如细观结构刚度性能,准静态拉伸和压缩力学性能等,以研究三维织造复合材料的宏观力学性能,如宏观状态下复合材料的抗冲击性能。第3章针对三维织造层间增强的纤维棒复合材料的织造结构的特点,提出了一种分层刚度计算模型,运用Eshelby-Mori-Tanaka等效夹杂理论,分别计算了各织造单层复合材料弹性性能常数,研究了纤维棒阵列间距与单织造层复合材料刚度性能的影响规律,并运用刚度体积平均法计算了复合织造结构复合材料的刚度性能,研究了0/90、45/135、0190/45/135织造复合材料的刚度性能与织造工艺参数之间的关系。纤维棒阵列间距对复合材料的刚度性能有较大的影响。建立了交叉型织造纤维束的受力分析模型,研究了纤维束内的应力分布。根据三维织造工艺和预制件结构特征,针对不同织造方案和不同阵列纤维棒位置,建立了预制件的变形计算模型,研究了纤维棒直径、阵列间距以及织造张紧力对预制件变形的影响关系,得到了织造工艺参数预制件横截面变化的影响规律。建立了织造过程中织造张紧力与预制件几何参数之间的关系模型。得到了合理控制预制件变形范围的织造工艺参数。第4章依据织造结构几何特征建立了三维织造层间增强的纤维棒复合材料代表性单元有限元模型,通过施加周期性边界条件,运用有限元模拟计算得到了不同织造结构的三维织造层间增强的纤维棒复合材料的弹性常数,研究了纱线填充因子对三种织造结构的复合材料弹性常数的影响规律。数值模拟结果与实验值吻合较好。得到了不同织造方案纤维束、纤维棒以及树脂基体的细观应力场。进一步地根据织造过程中交叉型织造纤维束的扭曲特征,通过引入随机函数理论,建立了考虑纤维束的扭曲效应的有限元模型。通过数值模拟计算研究了纤维束的扭曲效应对单纤维束以及三维织造复合材料的刚度性能和拉伸性能的影响。第5章针对三维织造复合材料各相材料的特点,通过引入Hashin损伤判断准则和损伤演化理论,建立了三维织造层间增强的纤维棒复合材料渐进损伤分析模型。对不同织造结构三维织造层间增强的纤维棒复合材料在单轴拉伸载荷作用下的损伤演化和失效进行了深入的研究。得到的应力应变曲线与实验结果吻合较好。分别对纤维束、纤维棒和基体的多种损伤模式进行了分析,获得了导致不同织造结构复合材料单向拉伸失效的主要损伤模式和失效机理。各织造结构复合材料的失效模式与实验试样断裂形貌吻合较好。与纤维棒圆周面粘接的基体是三维织造复合材料横向拉伸强度薄弱点,通过引入内聚力单元研究了界面强度对三维织造复合材料单向拉伸性能的影响规律。建立了三维织造复合材料的横向压缩损伤模型,研究了三维织造复合材料的压缩损伤破坏机理。依据分层刚度计算模型计算得到的各织造层弹性常数,建立了三维织造层间增强的纤维棒复合材料低速冲击损伤分析宏观层合有限元模型。通过引入Chang-Chang失效准则模拟了三维织造复合材料的低速冲击损伤破坏过程,研究了各织造层复合材料冲击损伤与动态响应之间的关系,分析了各织造层的冲击损伤模式。进一步研究了细观尺度下的单纤维束复合材料的冲击损伤演化模式。第6章制作了不同织造结构和工艺参数的试验件,进行了相关拉伸和压缩测试。得到了试验件的弹性常数和拉伸与压缩力学行为。通过显微镜观察试验件的断口形貌获得了试验件的宏微观失效模式。实验结果有效的验证了第3章中的刚度计算模型,第4章中的有限元分析模型和第5章中的渐进损伤分析模型。