纤维增强复合材料具有比强度和比模量高、耐疲劳性能好、破损安全性高、耐腐蚀及可设计性强等特点,在石油、化工、汽车、航空航天及军工方面都得到广泛应用。由于复合材料筒体在高温高压环境下使用时受力比较复杂,因此,对复合材料筒体在瞬态超高压条件下的研究是十分必要的。本文对复合材料筒体进行应力应变理论分析;针对3种不同复合材料筒体,进行准静态整体拉伸实验和瞬态超高压实验,研究筒体在两种不同载荷下的断裂模式与失效行为;建立复合材料筒体有限元模型,并结合瞬态结构动力学理论,采用ANSYS数值模拟软件分析筒体在瞬态变化高压下的总体受力变形及关键节点受力变形情况。通过理论分析、实验研究及数值模拟,得出以下结论:(1)在筒体准静态整体拉伸实验中,碳纤维螺旋缠绕筒体整体拉伸性能高于玻纤螺旋缠绕筒体和玻纤环向缠绕筒体,裂纹沿纤维缠绕方向扩展。在筒体瞬态超高压实验中,3种筒体在最大内压380 MPa左右作用下筒体两端均有环向裂纹存在,并且有烧蚀现象。(2)3种筒体试样在准静态整体拉伸和瞬态超高压作用下的主要失效模式均为脆性断裂,而前者主要的失效特征为纤维从基体中拔出,呈分层断裂;后者的主要失效特征为纤维脆断及少数断裂纤维微屈曲。(3)在应力应变分析的基础上,理论计算得到的玻纤环向缠绕筒体、玻纤螺旋缠绕筒体、碳纤螺旋缠绕筒体的爆破压强分别为45.7 MPa、49.9 MPa和53.2MPa,而有限元模拟得到的爆破压强分别为43.4 MPa、47.9 MPa和50.8 MPa,理论计算结果与有限元结果符合性较好。(4)数值模拟结果表明,在复合材料筒体与外层厚壁金属圆筒间隙为0.1 mm时,3种不同复合材料筒体径向变形位移均小于0.1mm,可以方便取出。