三维机织复合材料凭借其沿厚度方向出色的力学性能、较高的损伤容限以及良好的可设计性等优势被广泛应用于航空航天等领域。三维机织复合材料的结构件能够被广泛应用的前提是能对其力学性能进行正确分析与评价,这些结构件在细观尺度上往往含有大量结构迥异的代表性体积单元,采用有限元方法逐个计算工作量巨大,而解析模型很难有效处理众多细观参数与力学性能的定量关系。此外,三维机织复合材料的力学性能评价与损伤失效机理研究仍是一个挑战,其强度和失效模式的数值预报仍有诸多不确定因素。因此,本文采用理论模型与数值模拟相结合的方法,首先,提出了一种三维机织复合材料面内刚度高效预报方法以满足实际应用。之后,研究了三维机织复合材料在准静态拉伸与压缩载荷下的力学性能以及渐进损伤失效行为。首先,提出了一种综合使用解析法和机器学习手段预报三维机织复合材料面内刚度的方法。该方法通过将六步法单胞分解成两种类型的子单胞,分阶段实现面内刚度预报。第一阶段,在Chamis解析模型基础上,利用循环神经网络建立起关于单根纤维束子单胞面内刚度与结构参数的代理模型;第二阶段,分别采用修正的混合律模型以及经典层合板理论预报子单胞面内刚度;第三阶段,采用等应变/等应力模型得到完整单胞面内刚度,完成高效预报方法的建立。通过一定的单胞算例,验证了高效预报方法的有效性。其次,研究了三维机织复合材料在准静态拉伸下的渐进损伤失效行为。提取材料在细观尺度下的代表性体积单元（RVE）,并建立了高保真的单胞有限元模型。分别采用Hashin准则和Puck准则作为纤维束损伤起始准则,采用最大应力准则作为基体损伤起始准则。采用线性损伤演化规律表征组分材料的演化过程,依据Murakami-Ohno损伤模型将损伤变量引入刚度阵中实现刚度衰减,从而分别建立起基于Hashin准则与Puck准则的渐进损伤模型。编写UMAT材料本构子程序,在商业软件ABAQUS中进行数值实现,对材料的力学性能进行预报,获得应力-应变曲线以及组分材料的渐进损伤失效过程,比较了不同准则得到的结果。此外,讨论了Hashin准则的纵向拉伸判据中损伤贡献因子对材料拉伸强度的影响。最后,研究了三维机织复合材料在准静态压缩下的渐进损伤失效行为。在细观尺度上建立了一种纤维束采用Pinho失效准则,基体采用最大应力准则的渐进损伤模型,以同时考虑纤维束纵向拉伸破坏、纵向压缩扭结破坏、横向开裂以及基体破坏。应用该渐进损伤模型对三维机织复合材料压缩损伤行为进行了研究,重点分析了纤维初始不对齐角对材料压缩强度和失效应变的影响。针对三维扭结模型在纤维初始不对齐角为0°情况下预报单向复合材料单轴纵向压缩性能的奇异性问题,提出了一种综合考虑纤维束纵向压缩剪切破坏以及压缩扭结破坏的渐进损伤模型,并详细分析了纤维初始不对齐角对三维机织复合材料压缩破坏模式的影响。