纺织结构以其独特的轻量化和柔韧性的结合而闻名。纤维纺织品预制件不仅在改变纤维性能和复合材料性能方面起着关键作用,而且是纤维复合材料增韧和成形的结构支柱。三维编织、三维机织以及三维针织等工艺是实现轻质量、低成本以及高批量立体纤维复合材料预制件的生产工艺。行列式编织、3TEX旋转编织、六角形编织以及基于maypole的阵列式旋转编织工艺的发展丰富了三维编织预制件的生产工艺,尤其阵列式旋转编织设备的开发使得多型变结构一体化连续三维编织织物的生产成为可能。本文基于阵列式旋转编织织物的成形原理,对编织过程中锭子的运动特征、纱线的交织方式、多型变结构三维编织织物的实现等方面进行研究,从而探究在阵列式旋转编织机上进行多型变结构三维编织织物成形的新工艺,比较了不同轨道拼接结构的三维编织复合材料的性能。具体研究内容如下:（1）根据最基本的轨道类型及其锭子的轨迹方向,研究不同轨道类型之间的交叉组合可能性,从而得到三种不同交织形式的基本轨道单元:斜轨道、484横折轨道、对角线轨道。根据变轨转盘在叶轮之间的运行状态,得到可描述轨道拼接过程中锭子排布周期的锭子排布特征,从而形成编织系统的总体轨道拼接拓扑模型。将四个槽口叶轮阵列排布在轨道中时,通过分析编织轨道拼接组合过程中纱线的交织关系,保证编织机上的锭子排布数量最大化。（2）为了对阵列式旋转编织机编织过程的锭子运动进行有效控制,在已知轨道中锭子排布周期数的基础上,研究编织过程中锭子在不同轨道结构形式中的具体排布,以保证锭子之间在不同的轨道结构配置中不发生干涉。通过建立Sc P和Mt P处锭子位置的数学模型,首先将484横折轨道形式分解出相应的基本轨道交叉片段,然后,通过定义484横折轨道中各类型轨道交叉片段的位置和锭子在轨道中的运动方向,得到18种不同轨道交叉点处的锭子之间的运动关系,从而确保锭子能够满锭排布于轨道的槽口中且相互之间不发生干涉。（3）通过增加额外轨道的方式实现不同锭子排布规律间的不停机切换。不同的锭子排布形式可用于生产具有不同交织结构的编织物。为了实现轨道中锭子排布规律的顺利转换,以锭子排布A（"10101010"）转换到锭子排布B（"10100101"）为例,计算需要增加的额外轨道数,并经过22个步骤详细分析,完成初始状态和最终状态的相互转换。通过研究得到了一种更简洁的锭子排布规律相互转换方法。（4）研究阵列式旋转编织过程中不同轨道拼接构型（拼接方式）对编织物结构的影响。轨道拼接构型和锭子排布形式是三维编织过程中必要的设计变量,通过分析不同的轨道拼接构型而得到的不同锭子排布形式,实现阵列式旋转编织轨道中的满锭排布,进而研究相应纱线交织密度以及纱线拓扑结构的差异性。通过变换轨道拼接构型改变轨道拼接点的方位或者在三维编织预制件中加入轴向纱,消除纱线拓扑结构的差异。（5）构建多型变结构三维编织织物的结构模型。给出基于轨道变换法的轨道拼接机理:连通处于织物截面形状内的轨道,同时堵死织物截面形状以外的轨道。根据轨道交叉点处变轨转盘的状态分析编织过程中增加或减少纱线的方法,得到变结构编织过程中轨道的交叉变换规律及纱线数量变化规律。以“矩形-圆形-矩形”变结构三维编织物为例,当需要改变三维编织物的横截面形状时,在锭子运动至变轨转盘区域前,变换目标截面形状边缘的变轨转盘状态,可实现轨道的交叉变换,此时,参与编织的纱线数量的变化量是叶轮数量的变化量的两倍。（6）通过研究阵列式旋转编织机编织过程中叶轮、变轨转盘、锭子三者之间的位置关系,并根据锭子经过变轨转盘前后的位置与时间,将同一轨道中两相邻锭子的位置表示为锭子的运动轨迹,得到纱线在编织空间区域中的拓扑结构,进而得到相应的单胞模型。基于多尺度均匀化理论,建立三种轨道拼接构型的矩形截面三维编织复合材料的拉伸强度预测模型,编织相应立体织物和制备复合材料试件,通过测试试件的拉伸性能,验证矩形截面三维旋转编织复合材料仿真模型的有效性。综上所述,本文围绕以连续整体的方式不停机生产多型变结构编织预制件的多样性展开研究,为阵列式旋转编织机进行多样性变结构编织织物的成型、阵列式旋转编织机的优化设计、不同纱线交织形式的编织复合材料设计等提供了理论参考。