相比较于经典的二维层合板,三维机织材料在平面内和厚度方向均有纤维束分布,形成特定的空间网状结构,具有出色的抗冲击性能和较高的损伤容限,因而广泛应用于航空、航天、航海、以及汽车等重要领域。三维机织材料凭借复杂的编织结构和多种多样的组分材料类别,具有良好的可设计性,同时,这也增加了对其损伤机理的研究难度。本文从损伤理论入手,结合准静态实验,给出了层层角联锁三维机织材料在剪切载荷作用下的损伤演化过程,文章具体的内容如下:首先,详细介绍了本课题的研究背景和意义,重点回顾了三维机织材料的强度准则和损伤演化模型。其次,开展了准静态载荷作用下的面内剪切实验,结合数字图像相关技术采集试件表面的全场位移和应变,通过光学显微镜和上海光源同步辐射技术获得其表面形貌特征和内部渐进损伤过程。最后,使用有限多相元法建立了层层角联锁三维机织材料的全尺寸细观有限元模型,借助用户子程序VUMAT编写了位置判断模块并定义了材料的本构关系。充分考虑了三维机织材料的组分差异并根据不同的失效模式(纤维束的纵向断裂、纤维束间的横向开裂和基体开裂)应用相应的损伤准则,引入损伤因子来表征组分材料的损伤状态,并最终预报了材料的剪切模量,与实验结果具有较好的一致性。