玻璃纤维（GFRP）复合材料以其优异的性能在航空航天、军工重要零部件结构和汽车制造等行业中被广泛的使用。当结构中损伤超过阈值缺陷时常采用修补技术进行加固来保障结构安全性,而修补结构在服役过程中也会产生各种结构损伤进而影响整体结构的安全性和稳定性,因此对于修补结构的检测显得尤为重要。本文以风力叶片玻璃纤维复合材料修补结构件为研究对象,提出采用碳纳米传感器健康监测技术与超声检测技术相结合的方式对复合材料修补结构中的损伤进行检测和评估,研究了碳纳米传感器的制备方法,通过基于碳纳米传感器健康监测技术对GFRP加载损伤过程进行了全过程监测,同时使用接触超声法对加载载荷后的复合材料试件进行了缺陷检测和分析。本文对碳纳米传感器健康监测技术以及复合材料无损检测技术在国内外进展进行了详细的分析。介绍了碳纳米传感器在复合材料中的传感机理,阐述了碳纳米传感器的详细制作工艺流程并制备了相应传感器。介绍了复合材料传感器预埋位置以及一体化成型工艺步骤。成功制作了带有丰富传感器的玻璃纤维复合材料检测试件。分别对4件复合材料修补试件进行了准静态拉伸、分级加、卸载、拉-拉疲劳和拉-压疲劳等四种方案的力学性能测试,同时对该过程进行碳纳米传感器实时监测。通过实验结果的分析,完成了基于碳纳米传感器复合材料修补损伤的实时监测,使用该技术能够准确的监测到在外力作用下材料内部缺陷萌生时的细小结构损伤变化,具有较高的监测灵敏度,并对损伤演变过程进行实时监测及预警。使用超声检测技术对加载载荷后试件进行检测。对复合材料超声反射法和透射法检测原理进行了详细阐述,分析了缺陷对回波信号的影响,使用COMSOL有限元仿真软件进行建模,对超声在复合材料内部传播行为进行了可视化,分析不同大小分层缺陷对检测信号影响;对于在疲劳实验健康监测中产生缺陷的试件进行实际检测并使用超声C扫描技术对结果进行验证,使用时频分析和快速傅里叶变换对信号进行分析。结果显示:超声无损检测技术能够准确检测出试件中不同深度、不同大小的分层缺陷以及纤维断裂,大尺寸分层信号傅里叶变换幅值较高,而小尺寸分层信号傅里叶变换幅值较低,使用时频分析能够快速、准确的识别出缺陷信号的到达时间和幅值,接触法和C扫描得到结果基本一致。超声检测技术能够快速、便捷的对复合材料中损伤进行定位和定性表征。本文将传感器健康监测技术和超声无损检测技术相结合对GFRP进行检测,研究结果为碳纳米传感器复合材料健康监测技术的实际应用打下良好基础。