复合材料具有比强度高、比模量大、耐腐蚀、抗疲劳性能好及可设计性强等优点。由复合材料制成的纤维缠绕复合气瓶以其工作压力高、重量轻、安全可靠性好的特点而被广泛地应用于各个工程领域。本文通过性能的对比分析选择了制造纤维缠绕复合气瓶的材料,根据网格理论完成了纤维缠绕复合气瓶的结构设计。建立了全参数化的复合气瓶有限元三维模型、建立各种压力工况(自紧压力、零压力、工作压力、水压试验压力、最小爆炸压力等)的载荷模型与边界约束条件；对纤维缠绕复合气瓶的应力计算结果进行了分析,结果符合标准要求；通过施加自紧压力,可以有效降低工作压力下气瓶铝合金内胆材料的应力水平,实现了在零内压条件下,气瓶内胆处于其压缩屈服极限应力为60%-95%的最佳应力范围,提高气瓶的疲劳寿命。为了验证纤维缠绕复合气瓶进行ANSYS有限元分析设计的正确性,同时也为了得到复合材料气瓶极限承载能力,及复合气瓶在各个压强下应变数据,根据标准的要求,进行了水压爆破试验、常温压力循环试验、高低温试验、高温蠕变试验、跌落试验、裂纹容限试验、火烧试验、枪击试验等多项验证性试验。结果表明,各项指标均满足标准规定要求,因此设计方案是合理可靠的。