在固体火箭发动机的安全处置过程中,需对其碳纤维复合材料壳体进行车削加工。因此,在切削过程中,对夹紧力的控制与动态测量就成为含能复合材料安全生产与加工的重要保障。所以,应需要一种能够实现卡盘夹紧力实时监测与控制的测量系统,该系统可以对不同工况条件下碳纤维复合材料壳体夹紧力的性能参数有一个实时的了解。本文首先对卡盘体内部各关键构建的受力情况进行研究,并利用ANSYS有限元分析软件对测力元件的力学特性进行了分析与建模。确定了测力元件的几何形状与其应力应变敏感区域,对碳纤维复合材料壳体夹紧力监测与采集系统的工作原理与构成进行了阐述,结合实验参数对传感器的桥路选择进行了分析。尔后对碳纤维复合材料壳体夹紧力测量传感器进行了标定,得到了输入载荷与输出应力应变信号的线性关系式。提出了一套针对碳纤维复合材料壳体夹紧力的监测与采集方法,详细说明了该测量系统中采用的各种仪器设备的参数与功能。最后,利用数显力矩扳手作为三爪卡盘输入驱动力矩的测量装置,通过实验数据,拟合得出三爪卡盘静态夹紧力与卡盘体小锥齿轮上输入驱动力矩的线性关系式。在切削过程中,从卡盘与工件因自重产生的离心力与刀具切削力两个角度出发,得出了切削碳纤维复合材料壳体时卡盘夹紧力的变化与损失情况。并分析了其产生原因与作用机理,为碳纤维复合材料壳体的实际加工与装夹提供了可靠的参考依据。