纤维增强复合材料具有质量轻、强度高、耐腐蚀等诸多优点，已广泛应用于航空航天、汽车工业、机械制造、化工、纺织、医学、建筑材料和体育用品等领域。纤维增强压力容器是复合材料的典型应用实例。较传统的金属材料压力容器，纤维增强复合材料压力容器具有更高的承载能力和更轻的质量。随着材料科学和计算机技术的发展，纤维缠绕设备及其控制技术日益成熟。国内外学者和专家围绕如何提高复合材料容器的强度展开许多研究。　　本文围绕纤维缠绕厚壁筒的张力分析和张力设计开展理论研究，并借助有限元分析软件ANSYS对理论结果进行验证。　　建立新的环向缠绕张力设计模型及其缠绕张力分析的数值模拟方法。基于离散叠加方法给出环向剩余张力对内层张力的放松量，建立实现任意剩余张力的环向缠绕张力设计方法。通过有限元模型结合温度参数法采用逐层位移耦合的计算策略模拟缠绕过程，由给定缠绕张力计算剩余张力。本文离散分析方法更符合实际工艺过程，且适用于芯模和缠绕层不同材料的张力设计。该数值模拟方法也可用于多种材料的厚壁缠绕结构的端部以及筒身部分带缠绕角的螺旋缠绕张力分析。　　纤维螺旋缠绕厚壁筒的张力分析与设计研究。依据缠绕纤维的正交各向异性本构关系和弹性力学厚壁筒理论，考虑外层纤维张力对内层纤维张力的放松量，求解外压作用下芯模和纤维层应力场。根据纤维层-纤维向的应变转换获得纤维向应变和纤维纵向应力，采用叠加方法获得螺旋缠绕后均匀剩余张力的纤维缠绕张力。　　在内压作用下纤维缠绕厚壁筒的等强度设计研究。以实际模型为例，首先分析芯模的自紧设计。根据已有的圆筒屈曲理论，得到保证芯模不失稳的径向外压极限。考虑芯模的屈服极限，依据芯模本构关系和厚壁筒理论，获得保证内压作用下不发生爆破泄露的内压极限。　　加载内压，获得受内压的纤维缠绕厚壁筒缠绕层的张力分布。计算加载内压后实现沿壁厚方向等强度的缠绕张力。根据纤维张力变化量和径向外压极限，获得纤维剩余张力分布:再根据纤维缠绕厚壁筒的张力设计方法，设计初始缠绕张力。