三维编织复合材料由于其优异的耐高温性能,在航空航天领域作为防热材料用于飞行器的鼻锥等.复合材料是通过自身的烧蚀来保护内部结构,经受严酷的外界环境的考验.飞行器能否完成既定的任务很大程度上依赖于烧蚀材料的性能.因此研究复合材料烧蚀过程中材料内部温度场的分布有着及其重要的工程应用价值.通常采用的方法是用实验测定不同编织参数的复合材料内部烧蚀温度场分布以及后退量.但是由于实验本身的破坏性的而且费用昂贵,因此有必要采用计算机数值模拟方法来建立不同编织参数和烧蚀内部温度场之间的关系,并形象地显示温度变化趋势,帮助研究人员分析内部温度的分布特点和变化规律.为了得到不同编织参数的试件在实验条件下的烧蚀温度场数据,首先从具体的编织过程出发,分析纱线的运动轨迹,建立由编织参数如编织角、纤维体积百分比、纤维单丝直径、纤维单丝数等决定的材料的单胞几何结构模型及其尺寸计算方法;然后从该几何模型出发,运用热力学分析方法和复合材料的特点,将结构几何模型法和热阻法相结合,预报了三维四向和五向复合材料在不同温度条件下的等效热导率;接着依据复合材料的烧蚀特性,将烧蚀过程中的试件划分为炭化层、热解层和原材料层,各层分别考虑其热导率特性,结合给定的烧蚀边界条件,运用有限差分法计算出烧蚀过程中的温度场分布.最后用抽象的三维可视化模型,利用OpenGL的可视化技术将得到的烧蚀温度场数据以及烧蚀后退量等信息直观形象地显示出来.与实验测量数据相对照,该论文的单胞模型、等效传导率预报、温度场计算结果均能满足工程应用的要求,从而证明了这种方法是有效的.该论文为计算机模拟显示烧蚀温度场提供了一种有效的解决方法和手段.