三维机织物复合材料是以三维机织方法织造得到的三维织物作为预制体,通过复合工艺制备得到。三维机织物复合材料与传统二维织物层合板复合材料相比,具有更加优异的层间抗剪切性能。另外对于形状复杂的预制体织物,可实现一次织造成型,提高了复合材料的整体性。目前,三维机织物及其复合材料越来越受到国内高新产业的关注,在设计和应用上也取得了许多成果。本课题设计织造了三种不同机织结构的三维碳纤维圆筒织物预制体,使用VARTM成型工艺制备了碳纤维圆筒复合材料,对不同机织结构的碳纤维圆筒复合材料进行了力学试验测试,同时对三维机织圆筒复合材料进行了细观建模及仿真分析。首先,探究了三维机织圆筒织物的织造工艺和三维机织物的常见结构,选取了浅交弯联、浅交直联和贯穿正交三种机织结构,根据织物结构绘制了上机图,在三维圆筒织机上织造出了四层碳纤维圆筒织物。随后,使用环氧树脂作为基体材料,采用VARTM成型工艺,复合成型三维机织圆筒复合材料。设计了可充气膨胀的弹性硅胶气囊成型芯模,与不锈管芯模、石蜡棒芯模相比,制备了质量、外观更好的三维机织碳纤维圆筒复合材料。进一步,对制备的三维机织碳纤维圆筒复合材料进行了轴向压缩、三点弯曲试验,获取试样的压缩、弯曲强度等,记录了复合材料在变形过程中的破坏过程,对不同组织结构试样压缩和弯曲状态下的力学行为进行了分析。最后对三维机织碳纤维圆筒复合材料的细观结构几何关系进行了分析,利用Solidworks三维建模软件建立了具有代表性的三维机织碳纤维圆筒复合材料单胞模型,使用采用的渐进损伤分析方法仿真进行了单胞压缩性能的研究,分析对比了织物组织结构对复合材料渐进损伤行为的影响。