碳纤维复合材料压力容器具有安全可靠性高、使用寿命长、承压能力大等特点,在航空航天、医疗、新能源汽车等领域的应用前景较为广阔，近年来,科研人员围绕碳纤维复合材料压力容器的结构设计、性能优化、损伤及检测等方面进行了大量的理论与试验研究。本文中首先简单闸述了碳纤维及其复合材料压力容器的失效包括内衬失效、基体变形与开裂、纤维断裂等方式。

　　研究人员基于材料性能衰减准则和内聚元的方法探究碳纤维复合材料气瓶的损伤，利用ABAQUS软件中的UMAT子程序建立渐进损伤模型，模拟复合气瓶的实时承载力和复合材料的失效行为。将低压CNG-4气瓶暴露于火中，利用轴对称模型分析气瓶的热机械性能，建立气体泄漏和爆炸的关系并精确预测爆炸时间。

　　运用热重-红外联用技术分析了碳纤维/环氧树脂复合材料的热解行为，发现该复合材料会在180~ 480℃分解，其分解行为符合四级动力学模型，为复合材料压力容器的火灾风险评估提供了依据。研究人员考察了不同因素对航天领域低温存储容器的碳纤维/聚醚醚酮复合材料的渗透性进行了研究，发现压力和纤维层厚度对未损坏复合材料的渗透性没有影响，而低温损伤样品的渗透速率取决于其微结构的破坏程度。

　　碳纤维复合材料压力容器可以根据需要在碳纤维缠绕层设置在线安全监控系统，提高安全性与可靠性。利用声发射检测技术探测恒压和循环内压下碳纤维复合材料气瓶的损伤，研究发现声发射技术可以有效探测气瓶损伤的开始和积累，恒压下碳纤维缠绕层损伤较高的随机性，这是由碳纤维的随机断裂造成的。

　　研究人员将光导纤维嵌人到纤维缠绕层中用以检测压力容器损伤，嵌入的光导纤维可以检测加压过程中复合材料层的应力，根据其产生的后散射光可以确定损伤的位置和程度。以车载CNG-4复合材料气瓶为研究对象，根据数字图像相关方法和布拉格光纤光栅检测缺口和层离等结构缺陷，其中数字图像相关法有利于光纤检测器的定位，而布拉格光纤则可用来检测整个气瓶的位移和应力分布，使得气瓶设计和使用过程中产生的缺陷被发现。

　　内衬与缠绕层界面的分离与破坏是造成压力容器失效的主要原因之一,因此内衬与缠绕层界面处理技术是今后重点的研究方向之一，可以从改善树脂与碳纤维的浸润性、优化内衬与碳纤维中间涂层等方面着手。