碳纤维复合材料(CFRP)以其轻质、高强、易于成型、具备高可设计性和低维护成本等一系列优点在航空航天、交通运输、建筑、体育用品等方面得到了广泛应用。然而由于复合材料层合板结构薄弱的层间性能,以及显著的各向异性,致使其在遭受外界低能量冲击时,内部极易发生分层损伤,由此造成材料性能下降并带来严重的安全隐患。而这类损伤无法从外部观测到,并很难对其进行预测。针对此问题,有效的监测手段就尤为重要。光纤Bragg光栅传感器(FBG)是近年来发展迅速的一种高效监测仪器。其具有体积小、对应力、温度敏感性强、精确度高、抗电磁干扰、电波干扰能力强等优良性能。因此适于对碳纤维复合材料进行实时无损监测。本文首先从光纤FBG传感器特性出发,探究了FBG的传感机理,并验证其温度、应变敏感性。采用真空辅助树脂注塑工艺(VARI)制备预埋FBG的碳纤维复合材料层合板。试验表明,光纤FBG与层合板有较好的相容性,并且预埋在层合板内部的光纤具有良好的探测敏感性。固化监测研究了FBG传感器反映固化过程中的应力、温度变化趋势,并能准确捕捉到凝胶时间,以波长漂移的形式表征固化后残余应力。为实时监控、调整工艺提供了可行性。本文还分析了复合材料层合板的破坏机理,以冲击能量、冲击次数、埋设距离、埋设方位等参数为变量,对预埋FBG的层合板进行了一系列冲击实验。实验结果表明FBG传感器所监测到破坏情况与冲击理论及其他监测手段所反映的结果相符合,并且该监测手段在不对材料造成破坏的基础上更具敏锐性和准确性。试验表明,FBG传感器能够以波动峰值和波动差值为形式及时反映材料所遭受的冲击能量和内部破坏情况,并能在多次冲击的情况下仍保持良好的监测效果。而布设位置越靠近冲击点则监测效果越好,因此在实际应用中,需同时考虑监测效果和布设成本,以便最优化布设距离。在此基础上,本文还通过在不同位置布设多根FBG传感器同时对复合材料进行低能量冲击监测,探讨了FBG传感器仅依据波动差值推算冲击位置的可行性。