由碳纳米管(CNT)和高分子聚合物组成的复合材料因其具有两者的优点而受到越来越多的关注。高长径比碳纳米管具有优良的导电性能,将少量的碳纳米管分散到绝缘聚合物中,可以制备出具有导电性能的CNT/聚合物复合材料。将碳纳米管(CNT)和环氧树脂(EP)混合制备的碳纳米管/环氧树脂(CNT/EP)复合材料具备压阻性能,其电阻可随外部作用力的变化而变化,利用CNT/EP复合材料的压阻性能可以制作高灵敏度压力传感器。但是,压阻式复合材料传感器在具备高灵敏度的同时,其电阻和应变之间的关系通常是非线性的。另一方面,灵敏度和线性度是衡量压力传感器性能的两个重要指标,因此,在保持高灵敏度的同时提高CNT/EP复合材料压力传感器的线性度非常有意义。本研究采用有限元法对CNT/EP复合材料薄膜受压力时的情况进行了理论分析,通过选择不同的薄膜形状,优化薄膜受压时的压力与应变(P~?)关系曲线,在此基础上设计了一种膜片式CNT/EP复合材料压力传感器,并使该传感器的压力与电阻关系呈线性。首先,利用ABAQUS软件建立了不同形状的CNT/EP复合材料薄膜的有限元模型。通过有限元法对边界固支的CNT/EP复合材料薄膜受外部压力作用时的情况进行模拟分析,结果发现四周固定的CNT/EP薄膜承受面外方向压力时,其应变随压力非线性变化。其次,基于CNT/EP复合材料的电阻大小和其应变之间的非线性关系,本研究借助于有限元模拟,对菱形、长方形、椭圆形、正方形和圆形等五种不同形状的CNT/EP复合材料膜进行了分析,通过改变碳纳米管/环氧树脂复合材料薄膜的几何形状,获取不同的非线性压力-应变关系(P~?)曲线,使之与CNT/EP复合材料的非线性电阻-应变(R~?)关系曲线相协同,从而得到不同形状薄膜的电阻与压力(R~P)关系曲线,结果表明菱形膜片的线性度更好。最后,制备了一种特定设计的膜片式CNT/EP复合材料压力传感器样片,并对该复合材料压力传感器进行了实验测试,结果表明实验所得结论与理论预测趋势相符。经实验测试,此膜片式CNT/EP复合材料压力传感器在20~80k Pa的压力范围内具有良好的线性度。