论文以三维编织复合材料健康监测为研究方向,使用碳纳米管线作为传感器嵌入三维编织复合材料,建立一种新的基于碳纳米管线传感器的三维编织复合材料健康监测系统。其中,碳纳米管线和三维编织复合材料相互结合的整体模型以及碳纳米管线自身模型特征的研究成为健康监测系统中最为关键的技术环节之一。本论文阐述了碳纳米管线传感器同三维编织复合材料相结合的方法,主要包括贴附材料表面监测、轴向嵌入材料内部监测和编织嵌入材料内部监测。在贴附材料表面监测的方法中,提出"网格结构"的设计模型,根据贴附式网格结构布局和算法设计,定义网格模型的碳纳米管线状态表达式和网格模型的交点表达式,为未来碳纳米管线传感器对材料表面监测的进一步研究工作提供理论基础。在轴向嵌入材料内部监测的方法中,分别介绍了将碳纳米管线以三维五向、全五向、六向三种不同方式轴向嵌入到三维编织复合材料内部的具体方法。在分析应力源、应力波特征的基础上,提出基于"人工免疫"智能算法的传感器优化配置技术,它能提高搜索碳纳米管线传感器最优位置的收敛速度,同时较好的保持传感器对全局的覆盖率,节省传感器的轴向嵌入数量。和其它智能优化算法相比,.免疫算法在保证快速收敛的同时较好地保持了种群的多样性,能有效克服诸如"早熟"收敛陷入局部搜索的问题。在编织嵌入材料内部监测的方法中,首先,设计出一种基于"矩阵论"的预制件中碳纳米管线空间节点坐标的计算方法,依此利用C#语言开发实现了一款名为Matrix3DBraid 1.0的图形可视化计算机仿真程序,该程序具有批量计算所有纱线节点坐标的能力,同时实现全体节点坐标存储。其次,根据仿真程序MatriX3DBraid1.0输出的节点坐标,可以制作节点空间坐标列表,从而可以得到某根碳纳米管线传感器L的各个节点坐标,利用Bezier.和B样条曲线对这些节点进行三维空间拟合可以得到L的空间表达式,并对空间表达式L求定积分计算出三维编织复合材料中碳纳米管线的长度S;再次,通过试验比较三维编织复合材料中碳纳米管线空间表达式L的测量值和模拟仿真值,给出误差分析统计结果,进而验证该理论方法的有效性。通过研究碳纳米管线在三维编织复合材料健康监测系统中的嵌入模型及特征,网格结构模型、轴向分布式优化配置、编织嵌入式空间表达式L和长度S,这些都将为课题组未来进一步研究三维编织复合材料损伤源定位、损伤程度评估等科研工作奠定重要的工作基础,对继续开展基于碳纳米管线传感器的健康监测技术研究工作具有重要意义。