三维编织复合材料具有良好的结构设计性、优越的机械性能、较高的性价比和很强的仿形能力。因此，三维编织复合材料作为一种结构材料受到广泛的关注，并已在航空、航天、生物医学工程以及汽车工业等领域得到了广泛的应用。三维面芯四向编织复合材料是在普通三维编织复合材料结构基础上提出的新型结构材料，它既具有普通三维编织复合材料的性能特点，又有着自身性能上的优势，在未来新材料的应用中将起到至关重要的作用。为了更加有效的设计和使用三维面芯四向编织复合材料，需对它们的真实细观结构和力学性能进行深入的研究。本文对三维面芯四向编织复合材料提出了一种单胞划分方法，并建立其细观几何模型和有限元模型；根据所建立的模型采用刚度平均法和有限元法预测了其力学性能，并与实验数据进行了对比分析。主要研究内容可分为以下三个部分：第一、根据纱线的编织原理，建立了一种三维面芯四向编织复合材料力学模型，用体积平均化的方法分析了三维面芯四向编织复合材料的弹性性能。并与实验结果进行对比，验证分析模型和分析方法的合理性。第二、建立三维面芯四向编织复合材料的单胞有限元模型，并施加用周期性边界条件以保证单胞边界面的应力连续和位移连续。分别采用最大主应力准则和蔡-吴张量准则判断基体和纤维材料的失效模式，并通过用户自定义材料（User-defined material, UMAT）子程序实现损伤单元的刚度折减，模拟拉伸工况下的损伤过程，预测材料的拉伸强度。第三、研究三维面芯四向编织复合材料的RTM成型工艺，结合改进的螺旋式树脂注射装置，制备了符合要求的三维面芯结构试验件并进行了拉伸实验，分析实验现象及实验数据，验证有限元分析的结果及本文模型和分析方法的合理性。