层间正交角联锁织物是3D立体机织物的一种，以此种织物结构制备的碳纤维增强复合材料的织物结构具有质轻、韧性好、抗层间破坏性能好等优点，适用于制备碳纤维复合材料义足。本课题根据义足性能的设计要求，选用碳纤维作为增强体设计织造碳纤维层间正交角联锁结构增强体预制件。为解决碳纤织造过程中，易起毛、钩丝、断裂等问题，利用平行纺纱技术，纺制出两种不同外包纱的包缠纱，碳纤维/丙纶长丝包缠纱、碳纤维/维纶包缠纱，两种纱线都能将碳纤维均匀包覆；设计出层间正交角联锁织物上机图，在此基础上，通过改变经纱与纬纱的交织规律，设计出Y型层间正交角联锁织物上机图，运用TexGen软件模拟本课题层间正交角联锁结构和Y型层间正交角联锁织物，形成了整套的层间正交角联锁织物预制件的织造技术，为整体义足织物预制件的研发做了大量基础性工作。
　　用真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺制备复合材料，对制备完成的复合材料板进行三点弯曲及层间剪切强度测试，并对比四种复合材料板（经纬向都为丙纶包缠碳纤维、经向为丙纶包缠碳纤维纬向为碳纤维、经纬向都为碳纤维和经过硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯表面处理的碳纤维）的性能差异，综合分析其整体力学性能，碳纤维经过丙纶包缠后截面呈圆形，提高了纤维的取向度和集束性，有利于在树脂的浸润，复合材料板的弯曲强度和层间剪切强度都有很大的提高，硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯可以附着在碳纤维表面增加纤维表面积，改善树脂和纤维间的界面强度。用SolidWorks中的simulation模块对复合材料板的三点弯曲进行模拟有限元模拟分析，板材的理论最大弯曲载荷与实际弯曲载荷的误差小于10%，证明了有限元模拟的准确性，在此基础上，对整体义足按照1500N的载荷进行加载，计算的最大弯曲强度小于板材的弯曲破坏载荷，即整体义足满足正常使用的标准。