三维正交机织复合材料作为三维纺织结构复合材料之一,凭借其质量轻、强度高的优点成为航空发动机风扇叶片潜在的应用材料。基于安全性的考虑,风扇叶片必须能够抵御鸟体的撞击,因此本文对此类新型材料的力学行为与抗鸟撞击性能进行了研究,主要展开了以下几个方面的研究工作:（1）进行了三维正交机织复合材料经向与纬向的准静态力学试验,获得了材料的准静态力学性能参数,发现准静态拉伸试验件的破坏区域均在工作段的中间部分,失效模式为破坏区域处表层基体破碎并伴有纱线的断裂与抽出;准静态压缩试验件的破坏表现为表层基体崩碎,破坏区域内纱线受剪切载荷作用发生断裂,试验件沿轴向以一定倾斜角发生错位。（2）建立了三维正交机织复合材料的单胞模型,模型中假设中间层纬纱、经纱与捆绑纱的截面形状均为矩形,表面层纬纱的截面形状为幂椭圆形,并对接结纱部分进行了简化修正,将其拆分为中间过渡段纱线与捆绑区域段纱线进行建立。单胞有限元模型预测计算得出的经向与纬向的拉伸弹性模量能与准静态拉伸试验下测得的拉伸弹性模量能较好的吻合,误差在8%内。（3）进行了三维正交机织复合材料的动态拉伸试验,发现随着应变率的增加,三维正交机织复合材料经向与纬向的极限强度增大,失效应变减小,并且经向与纬向强度的应变率效应并不相同。建立了考虑复合材料不同方向应变率效应的修正模型,通过动态拉伸试验数据对该模型中复合材料经向与纬向强度应变率效应参数进行了计算拟合。（4）进行了三维正交机织复合材料鸟撞试验,试验结果表明三维正交机织复合材料在鸟撞载荷的作用下通过自身的纱线变形能甚至断裂能对鸟弹动能进行吸收,基本能抵御高质量高速度明胶鸟弹的冲击,该材料表现出较好的抗鸟撞性能。随着鸟弹质量以及撞击速度的增大,靶板厚度方向最大位移量同样增大,材料的残余变形量增大,鸟弹尺寸对鸟撞试验的影响较小。使用考虑复合材料不同方向强度应变率效应宏观本构修正模型后的仿真计算结果能与实际试验结果能够较好吻合,验证了修正模型的准确性。