在织物增强复合材料成型过程中,编织物增强体经历了从二维平面到三维几何形状的变化过程,呈现出非线性大变形以及强烈的各向异性等特点。成形后编织物的剪切变形程度会影响到树脂的浸润效果以及纤维含量,而纤维的取向可以影响到复合材料固化后的力学性能。已经有实验证明编织物双拉耦合效应和拉剪耦合效应是存在的,但在工程应用中为了计算方便经常忽略耦合效应。因此,为了建立更准确全面的本构模型,本文通过理论分析、数值模拟以及实验研究对平纹编织物的双拉耦合效应和拉剪耦合效应及其在冲压成形模拟中对预测结果的影响进行了系统的研究。本文的主要研究内容和成果如下:根据双轴拉伸实验,在连续介质力学的基础上针对平纹编织物建立了一个考虑双拉耦合效应的各向异性超弹性本构模型。将应变能解耦为考虑双拉耦合效应的拉伸能和纯剪切能。详细给出了应变能密度函数中材料参数的确定方法。将该双拉耦合模型嵌入到有限元程序中,实现指定双拉比下的拉伸数值模拟。将模拟结果与双拉实验数据进行对比可知双拉耦合模型可以描述编织物的各向异性非线性大变形以及双拉耦合行为。最后将此耦合模型和非耦合模型都应用到双球冲压成形的数值模拟中,通过改变压边力大小和编织布铺设方向来考察双拉耦合效应对成形仿真的影响。根据可引入面内拉伸张力的镜框剪切实验,建立了一个考虑拉剪耦合效应的各向异性超弹性本构模型。将应变能解耦为未考虑双拉耦合效应的拉伸能和考虑拉剪耦合效应的剪切能。然后将该拉剪耦合模型用于指定的面内单拉和双拉状态下的剪切数值模拟。与拉剪耦合实验数据进行比对可知拉剪耦合模型可以描述编织物的拉剪耦合行为。将此耦合模型和非耦合模型应用到半球和双球冲压成形的数值模拟中,通过改变编织布铺设方向来考察拉剪耦合效应对成形仿真的影响。为了进一步验证耦合模型的有效性,对0°/90°和±45°两种方向的平纹编织布进行四面体冲压成形实验。利用同时考虑双拉耦合效应和拉剪耦合效应的本构模型,实现四面体冲压成形数值模拟仿真。然后比较两种方向编织物四面体冲压成形后边界轮廓、剪切角的分布、最大剪切角的值以及位置的实验数据以及耦合模型和不考虑耦合效应的模型计算数据。通过对比分析表明在计算带有尖角的复杂形状例如四面体形状的冲压成形时,选用考虑耦合效应的本构模型更为合适。本文所提出的考虑双拉耦合和拉剪耦合作用的编织物各向异性超弹性本构模型对优化编织物复合材料成型工艺和提高编织物复合材料零部件力学性能预测的准确性具有重要的理论意义和工程应用价值。