纱线的结构与力学性质间的关系的表述是一个经典问题。理论上对纱线结构的表达已有:紧密式和开启式堆砌形式、强捻和弱捻结构形式、混合和复合结构形式和更复杂分形结构形式。这些纱体的结构形式所对应的力学行为是不同的,需要在结构表述明确的条件下,对其力学行为进行客观的解释和通过力学建模来表征的。本文以PBO(聚-p-亚苯丙二噁唑)长丝、间位芳纶长丝、阻燃维纶长丝以及阻燃涤纶长丝和阻燃粘胶长丝为研究对象。通过构建经典力学模型、统计分布模型以及用Matlab软件对纱线典型曲线的合成,对三组分复合纱线的断裂强力进行分析。为复合纱结构设计,纤维含量的筛选、成纱工艺的确定,提供可靠数据和科学建议,为复合纱线的拉伸性质参数估计提供理论方法。首先分别测量单丝的线密度和直径,由此计算纤维的密度,并对所得值的准确性进行验证,再对此五种长丝单丝采用中断切断称重法、显微镜与图像分析结合法对纤维的直径进行测量,以及对其拉伸性质进行试验,对比其间拉伸曲线及拉伸四参数(断裂强度、断裂伸长率、初始模量和断裂比功),结合典型拉伸曲线分析得到,间位芳纶和阻燃粘胶长丝在主体的后段为准线性行为,PBO和阻燃维纶均为非线性拉伸行为,而PBO上凸、阻燃维纶下凹,阻燃涤纶为非线性双台阶拉伸行为;对五种长丝的四拉伸参数之间关系进行分析,只有断裂强度与断裂比功存在线性相关,其他均无相关;选用Gauss分布和Weibull分布模型对纤维的断裂强度分布进行拟合,结果表明Gauss分布是表示柔性纤维强度分布的最准确分布。通过测量长丝之间及长丝与金属辊间的摩擦系数,得到长丝之间的静、动摩擦系数,其数值主要与自身的材料有关,当两种静、动摩擦系数大小不同的材料进行摩擦时,其摩擦系数会比各自单种材料摩擦系数的平均值还高,即摩擦系数介于两者之间且偏向大者。在纤维拉伸性能明确的基础上,分别对三组分复合纱线的结构和拉伸性能进行测量。并通过染色切片法和Hamilton转移指数表征了纤维在该复合纱中的径向分布的,由此实测结构并结合纤维的力学性能最优或阻燃性能最优的三组分复合纱线模型,以及纱线结构参数,可以得到力学最优与阻燃最优两种理想复合纱结构模型。通过对三组分复合纱的典型拉伸曲线的合成,分析了其与实测拉伸参数的差异,表征纱体的拉伸行为特征,对纱线断裂强度分布进行拟合求解,结果表明更符合Gauss分布。结合复合纱线的结构,对应各组分单丝的力学性质,分别采用经典的Vangheluwe拉伸模型和修正后的Vangheluwe模型,结合矩阵法求解非线性方程常数的方法进行三组分复合纱拉伸行为的拟合,证明修正后的Vangheluwe模型改善了应变为零时模量不为零的缺陷。