纤维增强聚合物基复合材料具有高强度重量比、高刚度重量比、高疲劳耐受性、耐腐蚀性、可成型性,在航空航天等多种领域得到广泛的应用。复合材料结构在服役过程中主要受到疲劳形式的载荷作用而出现损伤,这极大降低了复合材料结构的服役寿命。面对复合材料高昂的制作成本,复合材料的修复技术得到了一定发展。而修复后的复合材料结构在继续服役状态下的安全性则越来越受到相关研究人员的重视,所以对于纤维增强复合材料修复结构需要采取一定措施进行健康监测。本文对常见的碳纤维复合材料结构进行了挖补法修复,修复后的结构承载能力可达到完整未损伤结构的82%。再利用碳纳米管和MXene两种高灵敏度的薄膜微纳传感器来监测纤维增强复合材料修复结构分别在静态拉伸和疲劳循环两种载荷下的受力状况。两种微纳传感器对试件的受载荷状态有着十分灵敏的反映,并与载荷有着很好的同步性,完全可实现对修复结构受载状态的精确监测。两种微纳传感器按一定阵列布置在复合材料修复结构上,用于监测试验期间修复结构应变的变化。得到了碳纳米管薄膜和MXene薄膜两种传感器的压阻响应,引入了传感器电阻变化率这一定义,通过传感器的电阻变化率可监测到修复结构的损伤萌生及扩展。并且通过有限元模拟仿真分析方法验证两种微纳传感器通过阵列分布对复合材料服役结构进行损伤定位的效果。试验表明,这两种传感器能够比较准确的判断复合材料的损伤位置和损伤程度,并能反映结构的强度极限,一定程度上保证了修复结构在继续服役过程中的安全性。为进一步了解纤维增强复合材料修复结构的损伤失效机理提供了更有效且完整的监测过程。