随着编织工艺的快速提升、制作成本的降低以及工业发展对材料特殊性能的需求，编织复合材料的应用越来越广泛。本书对编织复合材料进行参数化设计、力学性能分析和工程应用等方面研究，给出了编织复合材料从结构设计到性能评估的系统方法。本书共8章，内容涉及2.5D和三维编织复合材料结构的细观尺度建模、参数化设计系统开发和力学性能预测等方面。
本书可供编织复合材料研究和应用的科研工作者、高年级本科生、研究生和相关工程技术人员参考。

王旭鹏，西安理工大学教授，工学博士，博士生导师，艺术与设计学院副院长，陕西省高校青年杰出人才，国家一流专业建设点（工业设计）负责人。先后主持/参与军委科技委重点和一般项目、国家自然基金面上和青年项目、教育部青年项目、陕西省重大理论与现实问题项目、陕西省青年杰出人才配套项目、陕西省教育厅自然专项等纵向科研项目20余项；出版专著1部《机构碰撞动力学》；主持获批航空工业科学技术二等奖1项、陕西省高等学校科学技术优秀成果二等奖2项；在国内外期刊发表科研论文50余篇，其中SCI检索30余篇；授权发明专利20余项。兼任陕西省机械工程学会工业设计分会理事、陕西省机械工程学会机械设计分会理事，中国人类功效学会生物力学专业委员会委员；担任国内外多个SCI、EI期刊编委及审稿人。
研究方向：机械系统动力学；运动生物力学；"医工"交叉创新设计与仿真；计算机辅助工业设计。

第1章　绪论 001
1.1 概述 001
1.2 国内外相关领域研究现状 003
1.2.1 三维编织复合材料微观结构研究现状 003
1.2.2 三维编织复合材料力学特性研究现状 005
1.2.3 齿轮传动系统研究现状 008
1.3 现有研究中存在的问题 010
1.4 本书主要研究内容 010
参考文献 011

第2章　三维编织碳纤维复合材料基本理论 019
2.1 三维编织技术 019
2.2 碳纤维复合材料 021
2.3 碳纤维复合材料力学性能分析方法 021
2.3.1 碳纤维复合材料纤维束力学性能分析方法 021
2.3.2 碳纤维复合材料力学性能分析方法 025
参考文献 032

第3章　三维编织碳纤维复合材料细观结构参数化设计 033
3.1 三维五向矩形单胞结构参数化模型 033
3.1.1 三维五向矩形编织工艺规律 033
3.1.2 三维五向单胞参数化建模方法 037
3.1.3 纤维体积分数计算 039
3.2 2.5D 编织复合材料参数化模型 041
3.2.1 2.5D单胞模型 041
3.2.2 2.5D单胞参数化建模方法 043
3.3 三维五向圆形编织复合材料参数化模型 050
3.3.1 三维五向圆形横向编织纱线运动规律分析 050
3.3.2 三维五向圆形横向编织复合材料单胞参数化模型构建 052
3.3.3 编织复合材料单胞物理特性参数化分析 062
参考文献 067

第4章　三维编织碳纤维复合材料参数化设计系统开发 068
4.1 系统开发流程 068
4.1.1 工作环境搭建 068
4.1.2 人机交互界面设计 069
4.1.3 具体程序设计 070
4.2 系统设计思路 070
4.2.1 模型参数计算 070
4.2.2 单胞实体建模 074
4.3 参数化设计系统应用 078
4.3.1 编织参数与单胞几何参数关系讨论 078
4.3.2 单胞几何模型实例 080
参考文献 082

第5章　Abaqus软件介绍 083
5.1 Abaqus软件概述 083
5.2 Abaqus软件基本模块 083
5.2.1 Abaqus建模前处理 084
5.2.2 Abaqus建模求解设定 087
5.2.3 Abaqus建模后处理 087
5.2.4 Abaqus简单实例分析 087
5.3 Abaqus软件复合材料领域专用模块 093
5.3.1 EasyPBC插件介绍 093
5.3.2 EasyPBC复合材料分析实例 094
参考文献 098

第6章　三维编织碳纤维复合材料力学性能预测 099
6.1 复合材料刚度预测 099
6.2 单胞有限元分析 111
6.2.1 组分材料弹性性能 111
6.2.2 周期性边界条件 112
6.2.3 复合材料宏观力学性能 117
6.3 复合材料力学性能有限元分析 119
6.3.1 细观单胞有限元模型 119
6.3.2 力学响应结果及后处理 122
参考文献 126

第7章　三维编织碳纤维复合材料力学性能影响规律研究 127
7.1 2.5D 编织复合材料力学性能影响规律 127
7.1.1 经向纱密度对复合材料力学性能的影响规律 127
7.1.2 纬向纱密度对复合材料力学性能的影响规律 129
7.2 三维矩形编织复合材料力学性能影响规律 131
7.2.1 编织角对复合材料力学性能的影响规律 131
7.2.2 纤维体积分数对复合材料力学性能的影响规律 134
7.3 三维圆形编织复合材料力学性能影响规律 137
参考文献 139

第8章　三维编织碳纤维复合材料应用研究 140
8.1 2.5D 编织复合材料齿轮 140
8.1.1 2.5D编织复合材料齿轮啮合强度 140
8.1.2 2.5D编织复合材料齿轮弯曲应力-脉动法 149
8.2 三维五向编织复合材料齿轮 154
8.2.1 三维五向编织复合材料齿轮啮合有限元模型 154
8.2.2 三维五向编织复合材料齿轮啮合强度 157
8.2.3 三维五向编织复合材料齿轮传动性能 163
8.2.4 三维五向编织复合材料齿轮与金属齿轮性能对比 169
8.3 三维五向编织复合材料减速箱 171
8.3.1 三维编织箱体的编织工艺原理和三维建模 171
8.3.2 三维编织复合材料箱体约束施加和载荷计算 177
8.3.3 三维编织复合材料箱体模型网格划分与材料定义 177
8.3.4 三维编织复合材料箱体有限元静力学分析 177
8.3.5 三维编织复合材料箱体有限元模态分析 181
参考文献 184