本论文以高超声速飞行器天线罩高性能、低成本、低损伤针刺成型技术为研究背景,提出了一种新型无网胎针刺预制体及其复合材料,通过实验和数值模拟方法对无网胎针刺预制体及其复合材料的结构和性能进行了系统的研究。提出了半切布和无网胎针刺织物的概念,设计制备了半切布和新型无网胎针刺织物。结果表明,相对于传统网胎针刺预制体,无网胎针刺预制体的纤维体积分数提高了22.8%;无网胎针刺预制体的针刺纤维束的直径和长度,分别比传统网胎针刺预制体增加了195.2%,132.3%。通过双悬臂梁（DCB）实验和双切口（DNS）实验研究了无网胎针刺复合材料的Ⅰ型断裂韧性和Ⅱ型层间剪切性能。研究发现,无网胎针刺复合材料的层间性能比传统网胎针刺复合材料显著增强,其中Ⅱ型层间剪切强度比传统网胎针刺复合材料最高提高了108.6%;DCB实验的最大失效载荷最大提高了107%,GIC最大提高了129%。利用双内聚区模型建立了无网胎针刺复合材料Ⅱ型层间剪切和Ⅰ型DCB模型。模拟的DNS和DCB实验的位移载荷曲线、Ⅱ型层间剪切强度和DNS实验应变云图与实验结果非常接近,误差范围小于11.6%。通过拉伸试验、弯曲试验研究了无网胎针刺复合材料的面内拉伸性能和弯曲性能。研究发现,新型无网胎针刺复合材料的拉伸性能和弯曲性能都比传统网胎针刺复合材料提高了很多,其中拉伸强度和拉伸模量最大提高了31.5%,32.8%;弯曲强度和弯曲模量分别最大提高了13.1%,26.7%。开展了不同铺层方式半切布的新型无网胎针刺复合材料抗冲击性能和冲击后压缩性能的研究。研究发现,新型无网胎针刺复合材料比传统网胎针刺复合材料的抗冲击性能更好,冲击后正面凹坑深度、背面突起高度以及冲击后损伤区域的面积最多分别减少了23.9%、63.2%、47.3%。另外,相对于传统网胎针刺复合材料,新型无网胎针刺复合材料有更好的冲击损伤容限,其冲击后压缩强度比传统网胎针刺复合材料最大提高了8.7%。