本文在三维编织技术的基础上，结合Python、Tkinter和VTK等技术，开发了三维编织计算机辅助设计分析和可视化系统，并提出矩形组合截面四步法二次三维编织算法和四步法变截面方型编织算法。　　 该系统可支持四步法方型、四步法圆型、二步法方型、二步法圆型和八步法方型截面的三维编织工艺，同时还支持四步法和二步法矩形组合截面的三维编织、四步法三维变截面编织工艺等。在上述编织工艺中，系统均提供了参数化编织的功能。在四步法和二步法方形编织中，该系统还提供了对三维编织预制件的横截面进行图形化界面设计的支持，便于用户对矩形组合截面进行设计和研究。　　 该系统根据三维编织对应的编织算法，利用计算机程序产生编织预制件的数据场文件。该数据场文件提供保存三维编织预制件空间模型的功能，为三维编织运动轨迹分析和空间模型可视化的重现等功能奠定了基础。同时，该系统还支持如下功能：　　 1.该系统提供了运动过程模拟和运动规律分析功能。系统通过读取预制件数据场文件，可以对纱线间隔指定步数的运动过程进行计算机模拟，并分析纱线的运动轨迹和运动路径。　　 2.该系统根据三维编织预制件数据场文件，可产生用于控制自动编织机操作的数据文件。　　 3.该系统提供对三维编织预制件的编织纱空间控制点进行多种样条插值处理的功能。该功能使可视化模型更接近编织纱线经过打紧和挤压后的状态。　　 4.在对编织预制件模型提出基本假设后，该系统可展现三维编织的可视化模型。用户可对该模型进行交互式操作（任意平移、旋转、缩放和切割等），尤其对模型的X、Y、Z轴向可进行精密的双向切割。同时提供了获取模型中指定点位置信息的功能，并具有测量模型上指定两点距离的功能。　　 5.该系统还提供了单胞分析功能。系统依据数据场文件，通过单元体分类分析，以不同的颜色对可视化模型中的不同纱线进行着色，并产生供用户进行交互式操作的、直观的可视化模型，极大地方便了用户对三维编织细观结构的分析。　　 本文针对矩形组合截面三维编织提出了四步法二次三维编织算法。该算法适用于口字、田字、日字、工字、士字、里字等复杂矩形组合截面的三维织物。　　 本文还针对变截面三维编织提出了四步法三维变截面方型编织算法。该算法可以产生横截面为矩形的多种变截面三维编织预制件。