纤维增强复合材料由于比强度高、吸能好的特点而被广泛的应用于航天、航空以及工程防护领域。三维结构复合材料在厚度方向引入了增强纤维，克服了层合板易分层、冲击容限低的缺点，可以有效的改善材料力学性能，提高材料的抗弹道性能，因此得到了越来越广泛的关注和研究。 本文以Kevlar纤维/乙烯基树脂、无碱E玻璃纤维/乙烯基树脂三维正交机织复合材料为研究对象，展开一系列的实验研究。利用MTS开展了准静态实验，包括面内经向和纬向的拉伸实验和面内和离面的压缩实验；利用SHPB开展了动态实验，包括离面方向的冲击压缩实验，得到材料的应力应变关系，对不同方向上材料的应变率效应和强度效应进行了分析，得到了材料应变率相关的强度模型，并分析了材料在不同加载条件下的破坏模式。 考虑3D-OWC的结构特点，在假设纤维束横截面为矩形截面、纤维为基体均为线弹性材料的基础上，建立了单胞模型，利用该模型，推导出纤维体积分数和织物参数之间的关系，并利用材料力学方法推导出弹性模量计算公式。纤维体积分数和弹性模量计算公式简单明了，计算值和实验值较为吻合，适合工程应用。 弹道研究方面，对两种材料进行了600-1100m/s范围内的弹道侵彻实验，研究并对比了两种材料的弹道性能，分析了3D-OWC的破坏模式，并详细讨论Z纱对吸能机制的影响；在各向异性本构模型中引入损伤场，结合Hashin材料强度模型，利用商业有限元软件LS-Dyna开展3D-OWC材料弹道侵彻数值模拟研究，计算了弹体的剩余速度和侵彻速度时间曲线，并结合面内x方向纤维和面内基体损伤发展的模拟结果，分析了材料的破坏模式，进行了非常有意义的研究工作。