超厚三维正交机织复合材料是一种典型的三维纺织结构复合材料，XYZ三个方向的纱线形成稳定的立体结构，并以其优良的机械性能得到广泛的应用。本文的目的是研究超厚三维正交机织复合材料的机械性能并与之对应的二维机织层合板做比较分析。厚度为15毫米的三维机织预型件在东华大学纺织学院的全自动的三维剑杆织机上织造而成。该织造技术的特点是可同时形成多个梭口，一次投入多根纬纱，一个织造循环可形成预形体所需厚度；所得织物结构规整均匀，效率高。同时具有优良稳定的立体结构和力学性能。最后，用真空辅助树脂转移技术把树脂灌入织物制作成复合材料。材料成型后，分别利用Instron测试超厚三维机织复合材料和机织层合板的复合材料的拉伸强力及模量，压缩强度及模量，剪切强度，和三点弯曲强度。结果表明：三维结构的复合材料的所有静态力学性能都要高于二维层合板。究其原因，主要是因为三维机织复合材料的经、纬纱几乎没有屈曲，而Z方向的纤维含量仅为2.7％，这样就使得经向和纬向的纤维取向比二维铺层复合材料大大改善，纤维取向度高，纤维含量也不低，强力和模量自然就大，另一方面，由于三维机织复合材料中Z方向纱线的存在，从而对层间剪切破坏起到了阻挡的作用，这也使得三维结构的层间剪切性能优于二维层合板。同时，对超厚三维正交机织复合材料进行了三点弯曲疲劳实验，得到应变一循环次数曲线。通过研究发现复合材料的疲劳性能出众，同时，材料纬向的疲劳性能要优于经向的，这说明材料的纤维体积含量不仅对静态力学性能影响很大，对疲劳性能同样起到决定性作用。并通过理论分析对复合材料的剩余模量进行预测，模拟曲线与试验曲线对比，从一定程度上验证了本实验数据的合理性。