现今,在飞机、汽车和军工等高端制造领域对材料体系日益重视性能、可靠性和轻量化的综合表现背景下,异形复合材料已逐渐引起广泛的关注和应用。编织型预制体作为新型复合材料增强相之一,因为其结构的可变性较强、制备周期短、编织样式多等优势,在制备异形复合材料领域中拥有广阔的应用前景。然而,由于异形编织复合材料的制备过程中缺乏系统的理论支撑,如编织型预制体的力学性能及其三维成型过程中的变形行为特征并未得到具体的表征,因此制约了异形编织复合材料的应用范围,这也成为现阶段高质、高效制备异形复合材料领域亟待解决的难点之一。本文以理论分析和实验验证为研究方法,面向异形编织复合材料制备中的难点,对编织型预制体三维成型前后的力学性能和变形行为特征展开具体的研究。首先,在第二章节中,以编织型预制体的面内剪切力学特征为切入点,采用偏置拉伸实验为研究方法,建立了编织型预制体面内剪切理论力学模型。通过与实验结果的对比分析可知,此模型可以较好地描述编织型预制体的面内剪切行为特征,并且面内剪切行为是编织型预制体的固有特性,与预制体的尺寸无关。但是,由于编织型预制体在预制体的横向和轴向方向上并不对称,因此面内剪切强度也在这两个方向展现非对称性,这与预制体的编织角度密切相关。因而,第三章节以编织角度和轴向纱线纤维含量为变量,采用拉伸实验为研究手段,全面分析了三向编织型预制体的力学性能特征,建立了预制体基本参数与力学性能之间的映射关系。首先,三向编织型预制体的强度展现“双峰”的特征,一个源自轴向轴线的强度,另一个是偏置纱线的面内剪切强度。预制体的强度与编织角度成反比,与轴向纱线纤维含量成正比,预制体受力过程中的温度也展示相同的趋势。此外,温度的上升主要在偏置纱线面内剪切中的彼此挤压过程。通过这两个章节的研究,完善了编织型预制体力学性能特征的相关理论,为预制体三维成型过程中的变形行为探索奠定了理论基础。本文的第四、五两章节主要讨论了编织型预制体三维成型阶段中的变形行为特征及其相关力学模型。首先,在第四章节中,以三向编织型预制体为实验研究对象,分析了编织型预制体的变形行为及成型缺陷。作为变形行为之一,纱线滑移分为沿纱线的径向和纵向两个方向,径向方向上的纤维滑移过大会导致成型区域中不规则的空隙和纱线翘曲;纵向方向上的纤维滑移过大同样会导致纤维纱线的空缺。此外,轴向纱线和偏置纱线所表现的纱线滑移程度并不相同,成型压力的变化对轴向纱线滑移并未产生影响。另外,在非成型区域可以观察到面内剪切行为,其程度与成型压力成反比。第五章节,在第四章节对预成型过程中变形行为的定性研究基础上,创新性地提出编织型预制体三维成型过程中纱线的力学模型,揭示了预制体编织角度对变形行为影响的规律性。同时,针对沿纱线纵向的滑移提出了基于预制体和冲压体参数的预测模型,通过与实验结果的对比分析可知,此模型可以较好地预测轴向纱线的滑移量,并且能够部分地预测偏置纱线的滑移量。另外,针对面内剪切行为和局部纱线的整体滑移行为,提出了预测这两种行为的程度、位置变化规律的方法。本文的研究成果不但证实了编织型预制体可用于高质、高效制备异形复合材料,而且创新性地提出编织型预制体在成型过程中的纱线力学模型,揭示了变形行为特点及其规律性。为后续多层编织型预制体快速三维成型奠定了理论基础,并且为预制体的编织工艺提供了理论指导。