纤维增强聚合物复合材料因其具有轻质高强、耐疲劳以及可设计性好的优点被广泛应用在土木工程、航空航天和高速列车等领域。然而复合材料在成型过程中由于参数控制不当或复合材料与模具之间的相互作用会导致构件在成型后出现裂纹、分层甚至翘曲变形等缺陷;在服役过程中,复合材料结构在长期疲劳荷载以及冲击荷载等外力的作用下易形成分层等损伤。其中分层等目视不可见损伤的形成和扩展将严重影响复合材料的使用安全性和服役寿命。因此,监测复合材料成型和服役损伤的演化并将其合理解决具有重要意义。目前仍缺乏对复合材料目视不可见损伤的高效监测手段。传统的无损检测方法不仅耗时耗力,还需要提前预测损伤的位置,因此并不适合应用在复合材料的健康监测中。近些年,碳纳米管（CNT）因具有优异的力学和电学性能被广泛用于提升纤维增强复合材料的力学性能,同时也为原位电阻测试方法提供了广阔的应用前景。本论文针对纤维增强复合材料成型及服役健康监测和分层损伤修复的问题,开发了基于多壁碳纳米管（MWCNT）的高性能传感器,考察了树脂状态和界面损伤对传感器电阻的影响规律,重点研究采用该传感器对复合材料成型过程和损伤的自监测;同时提出了一种针对碳纤维增强（CFRP）复合材料的分层损伤原位修复方法,分析了MWCNT改性的修复后CFRP层合板在压缩载荷作用下的损伤演化过程。本文的主要研究内容和结论如下:（1）首先,利用物理气相沉积法将MWCNT沉积在玻璃纤维上,制备基于MWCNT的传感器（MWCNT@GF传感器）。将传感器铺放在玻璃纤维织物层间,记录玻璃纤维/环氧复合材料的成型过程中传感器电阻的变化并探究干斑缺陷对电阻的影响,从而评估MWCNT@GF传感器对玻璃纤维增强环氧聚合物复合材料成型的监测效果。实验结果表明,MWCNT@GF传感器电阻变化的三个阶段与树脂的流动-渗透-固化过程对应良好,同时干斑的存在将显著影响传感器的电阻响应。这表明MWCNT@GF传感器具有监测的玻璃纤维增强环氧复合材料成型过程和干斑缺陷的潜力。（2）将MWCNT@GF传感器嵌入在玻璃纤维的中间层后制备了玻璃纤维/环氧复合材料T形接头。同时为了提升T形接头的层间性能,还设计了螺栓加固和纤维缠绕加固的方法。随后对T形接头进行拉伸试验以获得其承载力并测量拉伸过程中MWCNT@GF传感器的电阻变化,研究了MWCNT@GF传感器对T形接头的分层损伤的监测能力。结果表明,纤维缠绕加固可以在不显著增加T形接头自重的情况下提升其层间性能。在拉伸试验中监测到的电阻响应与复合材料T形接头的分层损伤对应良好,证明了MWCNT@GF传感器具有出色的分层损伤原位感知能力。（3）设计了一种针对CFRP复合材料的分层损伤的修复方法。首先探究了火焰烧蚀对碳纤维拉伸性能的影响并利用KH560和MWCNT对火焰烧蚀后的碳纤维表面进行改性,探究了利用MWCNT界面传感器对拉拔试验中碳纤维/树脂界面损伤的监测能力。随后利用火焰将碳纤维层合板分层区域的树脂碳化,对烧蚀区域的碳纤维表面进行上述改性处理后将修复剂注入烧蚀区域,待其固化后完成修复。对修复后的CFRP层合板进行压缩试验以评价修复效率,记录了MWCNT界面传感器在压缩试验中的电阻变化以探究其压缩损伤演化的监测能力。结果表明,KH560和MWCNT有效的提升了碳纤维/树脂界面剪切强度和层合板分层损伤修复效率,并且压缩荷载作用下电阻信号可划分为两个阶段对应不同的损伤机理,说明MWCNT界面传感器不仅可以提高CFRP层合板的分层损伤修复效率还可以提供良好的原位压缩损伤监测能力。