C/SiC编织复合材料具有耐高温、抗氧化、耐磨损以及热稳定性良好等优点,在航空航天等领域具有广泛的应用前景。编织复合材料的力学性能与其微、细观结构密切相关,研究人员发现C/SiC编织复合材料内部不同程度地存在孔洞、微裂纹、断丝等制备缺陷,目前,制备过程产生的缺陷对C/SiC编织复合材料力学性能以及失效行为的影响规律与机理尚不明确。因此,本文开展C/SiC编织复合材料的图像有限元建模方法,并基于该方法研究缺陷对C/SiC编织复合材料力学性能的影响规律,揭示缺陷对该材料失效行为的影响机理。本文首先基于高精度的CT显微系统获取了 C/SiC编织复合材料的CT数字图像,通过优化的图像处理与分割程序统计获取了 C/SiC编织复合材料CT数字图像的灰度值信息,从而得到最优的图像二值化分割阈值,再通过膨胀、腐蚀以及边界提取等一系列图像处理,经过后续人工优化将数值图像的信息导入ABAQUS中得到C/SiC编织复合材料含缺陷CAE模型,并通过多尺度仿真方法将参数从C/SiC单向纤维传递至C/SiC编织复合材料中得到计算材料参数,从而建立编织复合材料的图像有限元模型。基于建立的图像有限元方法(image-based Finite Element Method),研究了不同类型缺陷对于C/SiC编织复合材料力学性能的影响,分析了含不同类型缺陷的材料在均匀温度场和梯度温度场下的应力、应变场分布特征。计算表明:均匀温度荷载作用下,孔洞缺陷的存在会改变基体中部分区域的受力状态,使材料内部出现较大的拉伸应力。同时,孔洞缺陷的存在造成各个方向上纤维和基体的应力水平升高、材料内部出现显著的应力集中。计算同时表明:材料内部孔洞式缺陷造成的应力增大现象最为显著,其次是是贯穿式缺陷,缺口式缺陷影响较小。进一步,通过编写材料渐进损伤分析的用户子程序UMAT,研究了常温下C/SiC复合材料的损伤累积与失效行为,探究了缺陷对C/SiC编织复合材料强度与失效模式的影响规律。计算结果表明:缺陷类型对破坏过程造成的影响较大,孔洞式和缺口式缺陷的破坏均从缺陷的尖端处逐渐扩散至界面,最后由于界面的破坏导致整个模型的破坏,而孔洞式缺陷模型中相邻的小孔洞缺陷会逐渐连通形成一个更大的孔洞缺陷;而贯穿式的破坏是由端部界面开始破坏后逐渐扩散导致模型的破坏。其中孔洞式缺陷模型强度最高,贯穿式模型强度最低。本文还基于C/SiC编织复合材料的服役环境,模拟了高温下C/SiC复合材料的损伤累积与失效行为,计算结果表明:孔洞式缺陷模型最先从缺陷的尖端处以及模型上端出现破坏,缺口式缺陷从缺陷的尖端和界面先出现破坏,贯穿式缺陷的破坏过程类似于缺口式缺陷。缺口式缺陷模型的强度最高,贯穿式缺陷模型的强度最低。最后,基于CT原位力学加载系统,设计并开展了 C/SiC复合材料的原位测试试验。研究了单向拉伸荷载作用下材料微结构的演化行为、原位研究了材料内部缺陷对该材料渐进损伤与失效的影响,分析缺陷对材料的影响以及缺陷自身的演变情况。试验结果表明:仿真结果同试验结果吻合度较高。