热塑复合材料具有许多优于热固性材料的优点:较好的韧性、使用寿命长、可循环利用及生产周期短等。连续纤维增强热塑复合材料的优点更显著,但是,目前连续纤维增强热塑复合材料较成熟的加工工艺主要有拉挤成型、缠绕成型、二维织物或单向带的叠层模压成型等。而三维机织物作为纺织结构复合材料的预制件,具有良好的整体性,其复合材料抗层间剪切强度、抗冲击性等综合力学性能皆优于传统的层合复合材料,是理想的结构复合材料。以增强纤维和热塑纤维形成的混纤纱为媒介,能够很方便的加工成三维机织物热塑复合材料。本论文研究了在环锭细纱机上纺制玻璃纤维/丙纶包芯混纤纱的方法和工艺;建立了长丝强力随捻度变化的模型;研究了三维分层角联锁机织物复合材料和二维平纹织物层合复合材料的制作方法和工艺以及它们的拉伸、冲击性能。研究表明:在环锭细纱机上生产包芯纱是可行的,选择适当的捻系数后,生产出的包芯纱包缠效果好,且包芯纱较原玻璃丝强力降低不是很显著;加捻后长丝强力与加捻前强力比值为cos~2α,与实验值具有很好的吻合;三维分层角联锁机织物复合材料与二维平纹织物层合复合材料相比具有较好的冲击性能,单位厚度的最大载荷和吸收的总能量都有明显提高,而拉伸强度和拉伸模量较二维平纹复合材料低;玻璃纤维含量、玻璃长丝丝束细度等都对三维分层角联锁机织物热塑复合材料的力学性能有着重要的影响,一定范围内,玻璃纤维体积分数越高,三维分层角联锁机织物复合材料的力学性能越好,丝束细度越细,树脂越容易浸透,三维分层角联锁机织物复合材料力学性能越好。