光纤传感器具有尺寸小、便于成网、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、易布设且能够适应高温等恶劣服役环境等优点，广泛应用于各类结构的在线实时监测中。近年来，随着光线传感技术的发展和航空安全的需要，由光线传感器和高性能复合材料共同构成的新型智能复合材料结构日益受到重视。在智能复合材料结构中，可以利用光纤传感器对飞行器结构的温度、变形等物理量进行实时监测，从而起到实时评估结构安全性的作用。光纤作为传感元件广泛地应用于智能复合材料中。光纤自身的力学行为以及光纤作为埋入式传感材料与基体材料形成界面对智能复合材料结构的力学行为成为了一个重要的力学问题。在智能复合材料结构中，光纤将面临着复杂的服役环境，其自身的力学行为（变形、断裂等）和光纤与基体材料之间界面的损伤和破坏一方面将影响光纤的传感性能，同时也可能影响到整体结构的安全性。基于此，本文以埋入式光纤为研究对象，采用实验研究方法，对不同载荷条件下裸光纤自身的力学行为和光纤埋入基体材料后界面的失效行为进行系统的研究，以期为光纤传感技术在航空复合材料与结构中的应用奠定基础。本文主要研究工作和成果包括：（1）裸光纤的拉伸力学性能和寿命。对裸光纤的拉伸性能进行了实验研究，分析了率效应对裸光纤力学性能的影响，发现应变率越低裸光纤的强度也越低；通过裸光纤循环疲劳寿命和静疲劳寿命的实验研究，获得了裸光纤的S-N和S-T曲线。（2）通过对实验结果的分析，获得了裸光纤在静疲劳、动疲劳和循环疲劳三种不同荷载作用下的应力疲劳指数，上述三种不同载荷作用下，裸光纤的应力疲劳指数分别为17.86、11.83、5.88。根据静疲劳实验结果进行了Weibull模数分析，发现随着加载应力的减小，Weibull模数β也不断减小，并且通过拟得出了裸光纤的静疲劳解析式。(3)从细观角度出发，设计了实验方案，研究了在不同加载条件下光纤埋入基体材料后的界面结合强度。实验研究结果表明：光纤埋入树脂基体材料后，最薄弱的界面是光纤自身涂覆层与包层之间形成的界面，其界面结合强度也受到率效应的影响，当拔出速率大于10-1.5时，界面结合强度随拔出速率的减小而减小，当拔出速率小于10-1.5时，界面结合强度随拔出速率的减小而提高。通过拔出循环疲劳和静疲劳进行了实验研究，获得了界面疲劳寿命的S-N和S-T曲线。（4）根据光纤界面性能实验结果数据分析和讨论了界面在不同加载机制下的破坏机理，采用了二参数Weibull模数分析方法对界面拔出的循环疲劳寿命以及静疲劳寿命进行了分析和研究，结果表明随着加载应力的减小，Weibull模数也逐渐减小。光纤拔出过程中界面应力传递主要通过界面剪切力和摩擦力进行，拔出速率较大时，影响界面结合强度的主要是界面剪切力，反之，则是摩擦力起主要作用。光纤的循环拔出寿命主要影响因素是摩擦，而光纤拔出的静疲劳寿命的主要影响因素则取决于应力腐蚀。