随着三维编织复合材料在国民经济各个方面的广泛应用,研究三维编织复合材料的结构系统和成型工艺,进而定量分析它的各种性能已经成为一门新兴的科学。充分利用计算机强大的计算和图形处理功能,建立数字化的几何模型,对三维复合材料的力学研究和设计等课题有着重大的意义。本文从三维复合材料的编织工艺入手,对广泛应用的四步编织法工艺中携纱器的运动方式做了详细的分析。根据每编织工艺,总结了其编织过程中携纱器的运动规律,以此为基础将预成形件划分为内部、表面和棱角区域,归纳了预成形件中的纱线构造,定义了预制件的单胞模型,建立了纺织工艺参数与几何结构参数之间的数学模型,导出了编织工艺参数之间的关系式,为后继的算法设计提供了理论基础。根据纱线的空间结构和受力分析,得出纱线椭圆形横截面的结论。并且利用曲线拟合的方法得出了纱线的几何模型。以三维编织工艺中的四步法为例,详细阐述了三维复合编织材料的几何成型仿真算法的思路,针对四步法编织工艺的特点提出了固定网格法来分步模拟。首先解决了方形四步编织工艺算法的设计,然后分析了方形四步编织工艺和圆形四步编织工艺的异同点,利用展开截面的方法把圆形截面近似为方形截面,将两种不同截面编织工艺联系起来。在方形四步编织工艺算法的基础上进行开发,完成了圆形四步编织法的算法。并且结合关键代码对两种算法的实现过程做了重点说明。最后以AutoCAD VBA为二次开发平台,利用纱线的几何模型开发了B样条插值算法,处理所得数据并生成了预制件的实体模型,实现了三维编织预制件的几何成型仿真。