钢内胆环缠绕气瓶具有轻质、高强度、耐腐蚀及生产成本低等优点而广泛用于汽车行业。然而在使用过程中，气瓶容易产生不同的缺陷，影响气瓶使用安全。缺陷主要分为两类：一是内胆缺陷，主要来源于充装气体不符合要求而产生的腐蚀性缺陷和反复加载产生的疲劳缺陷；二是缠绕层缺陷，主要是由于摩擦、划伤等外界因素造成的缺陷。本文主要对内胆和缠绕层缺陷展开研究，考虑了三个位置缺陷（内胆中部、缠绕层中部、缠绕层端部），两种缺陷尺度（深度和长度）。首先考虑缺陷单独出现在内胆中部内壁面，然后在其基础上，同时考虑出现在缠绕层的情况，最终得到本文研究的三种缺陷模型（内胆中部存在缺陷模型、内胆和缠绕层中部存在缺陷模型、内胆中部和缠绕层端部存在缺陷模型）。本文利用ANSYS建立了无缺陷和有缺陷3D气瓶模型，研究工作状态下应力分布，然后采用设定路径分量叠加的方法得到软件无法直接得到的缺陷气瓶工作状态下的实际应力、应力强度、等效应力和界面应力等分布，比较分析不同位置缺陷和尺寸对气瓶强度性能的影响。参照分析设计标准中疲劳分析的方法，计算不同余压和缺陷尺寸下气瓶的疲劳寿命，比较不同缺陷位置、余压、缺陷深度和长度对疲劳寿命的影响：结果发现，相同余压下，缺陷位于筒体中部（仅内胆中部缺陷或者内胆和缠绕层中部存在缺陷）时，缺陷深度存在一临界值，在临界值以内气瓶疲劳寿命与缺陷深度无关，而超过临界值，缺陷深度将直接决定气瓶的疲劳寿命；缠绕层端部缺陷对疲劳寿命的影响与端部无缺陷时的变化趋势完全不同，此时疲劳寿命随缺陷深度的增大而减小。爆破和疲劳试验进一步验证了模拟和疲劳分析结果的合理性和准确性。分析还寻找到了气瓶最大环向应力和疲劳寿命与余压和不同位置缺陷尺寸的变化规律，比较了不同缺陷模型对气瓶疲劳寿命的影响；拟合了缺陷气瓶内胆外壁上最大环向应力和疲劳寿命与余压和缺陷深度的关系，为缺陷气瓶寿命预测提供了一种评估方法。