纤维缠绕复合材料气瓶凭借其轻质高强、耐疲劳、耐腐蚀特性好、可设计性强和使用寿命长等优势,已广泛应用在航空航天、汽车船舶、石油化工、能源储运等国民经济支柱产业中。由于复合材料的多相性和各向异性,气瓶在固化过程中会产生残余应力和变形,严重影响复合材料气瓶的结构性能。本文主要研究Ⅳ型复合材料气瓶的固化行为,内容分以下几个方面:（1）本文首先介绍了复合材料气瓶的分类,以及复合材料气瓶缠绕成型工艺、固化成型工艺。然后介绍了树脂在固化过程中的变化,以及固化过程中残余应力产生的原因。根据国内外研究现状,总结出目前存在的问题。本文首先介绍了复合材料力学基础理论知识、强度准则以及固化基础理论。为后续爆压设计,固化仿真模拟奠定基础。介绍一种复合材料健康监测方法,监测复合材料内部应变变化,并标定了温度、应变与FBG传感器波长之间的关系。（2）从树脂的种类出发,分析不同树脂的适用性,采用DSC试验求出两种树脂的固化动力学方程,为复合材料固化仿真中固化度的计算提供方法。分析4206树脂的特征温度,总结出树脂的固化范围。采用标准试拉伸验,测量两种温度下树脂的拉伸强度及模量值,作为有限元计算的参数输入。（3）使用ABAQUS结合子程序模拟单向板的固化过程,分析了单向板固化过程中的温度、固化度以及残余应力分布,并与试验对比误差在10%左右。分析不同固化工艺制度下单向板的固化度和残余应力分布,以减小残余应力为目的,优化出适合复合材料固化的温度范围,并对固化后的复合材料单向板进行拉伸试验,测量出复合材料的拉伸强度。（4）采用以上树脂固化动力学方程以及纤维和树脂的材料参数作为输入,对复合材料气瓶的固化过程进行仿真,得出复合材料气瓶温度、固化度和残余应力的分布,对不同固化工艺制度进行比较,优化出残余变形较小的固化工艺制度。采用有限元仿真预测复合材料气瓶爆压值,对比了考虑固化过程的爆压预测值与不考虑固化过程的差别,并进行水压爆破试验。验证得到:考虑固化过程的复合材料气瓶预测值与实际爆压值更接近,固化后的预测爆压比未考虑固化过程的精度提高6.25%。本文研究成果对碳纤维复合材料气瓶成型工艺设计具有重要的科学意义和应用价值。