三维织物增强是复合材料中一种非常有效的增强形式,随着复合材料的迅猛发展,关于三维织物的研究也随之迅速发展起来。在传统的二维织物的基础上,沿织物厚度方向引入捆绑纱(Z纱),加强了三维织物的层间联系,使其成为一整体,显著提高了织物的层间剪切强度和抗冲击性能,从而极大的提高了材料的抗损伤容限。三维织物在实际加工和生产中,可设计性好,生产成本低,因此以三维织物为基础的相关制件和产品较为容易实现。为满足目前防护服防刺和舒适性的要求,本文设计了一种基于三维正交结构的新型柔性轻质防刺织物。此类防刺织物是在三维织机上织造而成的,针对此类织物结构的特点,对三维正交织机的各大部位进行设计和改造,并搭建出了一台新型的三维织机。本文的主要工作内容如下:(1)根据设计方案将三维正交织机搭建起来,并进行调试,使其可投入织造;(2)设计织造参数,并织造出尺寸稳定、力学性能良好的三维正交织物;(3)将三维织物与二维织物和无纬布进行防刺性能测试比较,证明三维织物在防刺性能方面的优越性;(4)通过加大织物的紧密度和加捻等方式,优化了织造工艺参数,使织物的防刺性能得到提高;(5)用不同原材料进行对比实验,通过防刺测试,分析了织物层数、重量、叠合工艺等条件对整体防刺材料的防刺性能的影响。通过以上研究,本文得到以下结论:(1)在同样厚度的情况下,三维正交织物的防刺性能要明显优于二维织物和无纬布;(2)三维织物密度越大、排列越紧密,防刺效果越好;(3)同样的织造参数下,将纱线加一定的捻度后,其防刺性能得到提高;(4)将织物经纬向垂直叠放后的防刺效果比单向叠放的防刺效果好;(5)弹性背衬材料与三维织物组合的防刺效果优于吸能背衬材料与三维织物组合的防刺效果。