聚合物基复合材料的比强度、比刚度高及可设计性等特点,使其在工程结构中得到了广泛的应用,已成为航空航天领域使用的四大结构材料之一。由于树脂、纤维和工艺的影响,复合材料出现缺陷的概率较大。复合材料结构,特别是层合结构对实际工程中很难避免的冲击损伤比较敏感。基于微纳传感器在复合材料结构健康监测领域的显著优势,本文将碳纳米纸薄膜和石墨烯/环氧树脂基薄膜作为应变传感器监测复合材料结构件的低速冲击损伤。在拉伸条件下,对矩形和圆形碳纳米纸薄膜进行了0°,45°和90°方向的测试,发现圆形碳纳米纸薄膜作为应变传感器具有较高且稳定的传感系数,稳定范围在155.30¹56.40之间。并将其作为全向传感器用于低速冲击损伤监测,同时,对比超声C扫描结果,发现碳纳米纸传感器不仅可以灵敏感知低速冲击损伤,并且通过分析全向传感器电阻变化率可以确定损伤位置。在利用碳纳米纸传感器监测[0]₁₀,[0₅/90₅]和[0/90]₅不同铺层结构的复合材料低速冲击损伤时,发现[0/90]₅铺层结构强度最大,对比有限元仿真结果,得出碳纳米纸传感器可以准确评估复合材料结构低速冲击损伤。布置在层合板上的石墨烯/环氧树脂基薄膜传感器,对1.274J和2.548J的较低冲击能量具有较为灵敏的响应,可以预判结构的冲击损伤。基于本文研究基础之上,通过建立冲击能量和微纳传感器电阻变化率之间的关系,结合有限元仿真分析方法,为建立复合材料结构件低速冲击损伤实时在线监测系统提供了技术支持。