在三维正交机织复合材料中,经纱、纬纱和Z纱两两垂直,经、纬纱伸直平行排列,不存在其他机织物中的经纬纱卷曲,提高复合材料的面内刚度和强度。贯穿于结构厚度方向上的绑定纱束则提供了材料的稳定性,有效地克服了层压复合材料低断裂韧性和层间剪切强度的缺点,使三维机织复合材料有较高的冲击损伤抗力和低速冲击损伤容限,可广泛应用于航空航天、船舶、汽车、建筑等工程领域。本文旨在研究三维正交机织物结构的表征方法,并重构三维正交机织物的细观结构模型。主要工作是:(1)经纱、纬纱和Z纱均采用玻璃纤维织造三经四纬三维正交机织物;(2)切取三维正交机织物沿经向和纬向的连续横截面,在三维视频显微镜下拍摄和分析织物横截面中经纱、纬纱和Z纱的横截面形态、纱线空间构型;(3)用参数方程表征理想状态下织物中经纱、纬纱和Z纱截面尺寸及屈曲形态,并计算三维正交机织物的纤维体积含量;(4)基于三维绘图软件Pro/E,重构三维正交机织物的系统纱结构模型、单胞模型以及大尺寸织物模型;(5)比较织物结构模型与织物实际结构在横截面形态、纤维体积含量上的一致性,证明此模型能准确的反映织物的实际结构。同时阐述织物实际结构与复合后织物结构的差异,使其能更准确、更真实地反映三维正交机织物真实的细观结构。本课题采用的研究方法和结果将为三维正交机织复合材料的设计和研究提供依据,并为复合材料的冲击破坏研究提供新的细观尺度。