三维编织复合材料由于重量轻、比强度、比模量高、热膨胀系数低、不分层、抗疲劳等多种优点,已经成为航空航天等领域优先使用的先进承载结构材料之一。材料的结构健康监测是航天复合材料长期运行的重要保障。论文基于碳纳米管（Carbon Nano Tubes,CNT）纱线传感器嵌入材料内部进行结构健康监测,实现实时监测试件应力及损伤状况,针对CNT纱线传感器优化配置目标多、目标函数不连续问题,采用非支配邻近免疫多目标优化算法及改进算法进行求解。通过实验和有限元模拟验证了算法的正确性。为结构健康监测奠定了技术基础。以四步法三维六向编织工艺为依据,通过对CNT纱线传感器制备方法的分析研究证明直径100μm的CNT纱线传感器更适合于三维编织复合材料的嵌入,分析了CNT纱线传感器的最大可嵌入数量、位置。通过对损伤试件的应力实验及数据分析,构建了损伤源应力集中分布数学模型,建立了损伤源定位模型。通过构建非支配邻近免疫多目标优化算法实现了CNT纱线传感器优化配置问题的求解,得出不同试件嵌入传感器的最优数量和位置结果。为CNT纱线传感器优化配置奠定了理论基础。论文采用四步法三维六向编织工艺将CNT纱线传感器按照优化配置的结果嵌入到三维编织复合材料预制件中。为解决CNT纱线传感器固化问题,采用VARTM工艺进行预制件固化,提出了“高温蜡封装保护端线精准定位保护的真空导流模压成型”方法,实现了预制件和CNT纱线传感器的固化,取得了良好效果。为CNT纱线传感器的固化奠定了技术基础。论文通过无损试件轴向拉伸、压缩应力实验验证了优化配置嵌入的CNT纱线传感器的正确性。通过损伤源定位算法对有损小型试件（长、宽尺寸小于10cm）进行分析,证明了经过优化配置后嵌入的CNT纱线传感器可实现损伤源定位,定位最大误差小于0.6mm。对较大尺寸损伤试件（长、宽尺寸大于10cm,小于100cm）进行损伤源定位实验,定位最大误差小于1mm,证明了CNT纱线传感器优化配置原则可适用于三维编织复合材料的损伤监测,并具有较高损伤定位精度。论文依据三维编织复合材料纱线运动规律,构建了全尺寸3D模型。以3D模型为基础,分析了材料间粘结参数及模量,构建了全尺寸细观结构有限元模型。通过有限元模型分析了CNT纱线传感器轴向拉伸、压缩承载下的应变情况,实验结果表明嵌入试件内部的CNT纱线传感器能够有效反映试件整体受力情况,验证了CNT纱线传感器优化配置算法的合理性和结果的有效性,论文研究为我国航天三维编织复合材料的健康监测提供理论基础。