采用均质法和单胞有限元法,研究了斜纹机织碳纤维/环氧树脂复合材料的三维本构模型,并应用于轻量化电动汽车结构的设计计算中。通过光学显微镜观测获得T300碳纤维/环氧树脂复合材料层合板细观结构几何参数,依据参数建立了代表体积元的几何模型;结合有限元分析方法与层合板理论对代表体积元模型进行受力分析,获得了复合材料三维本构模型参数,并运用单向拉伸与三点弯曲物理试验对所建立的本构模型进行了验证;通过二次开发,把该三维本构模型用于轻量化电动汽车结构件的设计中,并根据汽车安全测试标准对所设计的结构进行了强度校核。研究表明:运用所建立的三维材料本构模型进行的仿真实验结果与真实拉伸和弯曲试验结果相吻合,误差分别为4.04%和7.79%,可用于轻量化结构的设计;研究开发的电动汽车,轻量化效果明显,在满足车身强度要求下整车质量减轻了12%。