三维五向编织复合材料是在传统三维四向的基础上增加了轴向纱而形成的新型材料,其材料强度和刚度得到了很大提高。因此,在航空、航天等领域得到了广泛的应用。三维编织复合材料在服役过程中不可避免地处于湿热环境中,而该材料中的碳纤维与环氧树脂基体之间存在吸湿膨胀的差异,不同的吸湿量产生的湿热残余应力对材料的压缩性能产生了较大影响。本文对三维五向编织复合材料在典型湿热环境下的压缩性能进行了实验和数值模拟的研究。首先,分别在40℃、60℃和80℃温度下对三维五向碳纤维/环氧树脂编织复合材料进行吸湿性能试验,实验结果表明,温度和编织角度对材料吸湿行为均有较大的影响,主要表现为试件在80℃条件下吸湿率大小和变化速率明显高于40℃试件,编织角度15°试件高于编织角度35°试件。对吸湿后试件进行轴向压缩实验,得到极限载荷、极限强度和压缩模量等力学参数,分析温度、老化时间和编织角度对试件承载能力和破坏形式的影响。从水分扩散对基体和碳纤维/基体界面影响方面,解释了湿热老化过程中复合材料压缩性能下降机理。其次,通过声发射检测技术对三维五向编织复合材料的损伤过程进行了分析。利用试件压缩过程采集到的声发射信号特征参数,采用信号特征参数法,并结合压缩过程的载荷-位移曲线对材料损伤扩展过程进行了研究。根据声发射信号的峰频和幅值,结合三维编织复合材料的损伤特性,对材料不同阶段损伤类型进行了分析。最后,根据三维五向编织复合材料细观结构特点,建立折线形单胞几何模型,采用商业有限元分析软件ABAQUS对三维编织复合材料的湿-热-力耦合行为进行了模拟分析。通过热传导模块等效材料吸湿扩散过程,不仅得到材料湿热耦合温度场与应力场分布,也得到了湿-热-力耦合行为的应力场分布。对纤维束和基体在不同时刻应力分布进行分析,对比模拟计算结果与实验所得数据,两者吻合较好。为材料在使用过程中压缩强度评价及损伤预测提供参考。