由于具有比强度和比刚度高、材料力学性能可设计、易于整体成型等优点，先进复合材料是轻质高效结构设计的理想材料，在航空航天、风力发电等领域的重大装备结构中得到越来越广泛的应用。鉴于复合材料结构成型技术水平的限制，以及设计、检测、运输和维修等方面的需要，飞行器复合材料结构必须安排一定数量的工艺分离面，以便于将两个或两个以上结构件有效连接为一体。连接结构是大型复合材料结构的关键环节，对保证复合材料结构的完整性具有重要作用。
复合材料结构的连接形式主要有3种，分为机械连接、胶接连接和混合连接，其中机械连接包含螺栓连接、销钉连接、铆钉连接等方式。螺栓连接因具有可靠性高、承载能力强、便于重复拆装、使用维护简便等优点，是飞行器复合材料结构的主要机械连接方式。
复合材料螺栓连接的主要失效形式有5种，分别为螺栓松动、净截面破坏、剪切破坏、劈裂拉断和挤压破坏。由于开孔造成的应力集中等问题，使得连接结构成为飞行器结构的薄弱环节。相关统计表明，80%的结构失效是由连接结构失效造成的，复合材料连接结构的设计是制约复合材料在飞行器结构进一步应用的瓶颈。
由于复合材料螺栓连接结构本身的特点及所受载荷和使用环境的复杂性，复合材料螺栓连接结构的完整性与耐久性分析非常困难。因此，智能实时监测复合材料螺栓连接结构的服役状态，并在线诊断评估其可靠性、完整性，对保障飞行器复合材料结构的安全服役具有十分重要的意义。
以永久集成在结构表面或嵌入结构内的分布式传感器网络为基础的结构健康监测（SHM）技术是确定结构完整性的革命性创新技术。SHM技术通过在被监测结构上内置传感器网络，在线实时获取结构状态及服役环境等信息，从而实时掌握结构的健康状况，并在此基础上对可能发生的损伤和故障进行预判，以便能够及时采取措施，建立基于结构实际健康状况与性能的视情维护策略，从而提高装备结构的安全性并降低运营维护成本。
近年来，一些学者针对复合材料螺栓连接结构的监测方法进行了较为深入的研究，利用不同传感监测技术对复合材料螺栓连接结构状态变化进行表征。这些监测方法虽然能够对螺栓连接结构状态变化及失效模式进行表征，但在实现传感器与结构一体化集成、对结构状态进行实时监测并识别不同失效模式等方面仍存在局限性。因此亟须发展集成度高、具备多失效模式识别能力的复合材料螺栓连结构传感监测技术，以推动SHM技术在大型复合材料结构中的应用。
近年来，涡流检测技术被应用到结构健康监测，其主要形式为设计并制造基于涡流检测技术的柔性涡流传感薄膜并将其粘贴在待测结构上进行实时监测，包括面向飞机金属螺栓连接结构健康监测的花萼状涡流传感器等。斯坦福大学和厦门大学的学者们提出了一种基于矩形柔性涡流传感薄膜的金属螺栓连接结构在线监测方法，该涡流传感薄膜由一个矩形激励线圈和一个矩形接收线圈构成，可用于监测金属螺栓连接结构孔周围及沿孔深度方向的损伤。
另一方面，随着纳米技术的不断发展，碳基纳米压阻传感器在结构状态监测方面的研究逐渐增多，尤其以压力和应变监测为主的碳基纳米压阻传感器越来越多地应用到结构健康监测中，包括利用碳纳米管（CNT）传感器网络对玻璃纤维增强树脂复合材料螺栓连接结构的状态变化进行监测；由全喷墨打印技术制成的纳米压阻传感器来表征典型航空航天结构部件在剧烈温度变化下的小尺寸裂纹；由纳米石墨烯片（GNP）和高分子聚合物基体聚乙烯吡咯烷酮（PVP）制成的可植入式纳米压阻传感器网络与超声方法相结合能够准确成像CFRP层压板中的异常情况，并持续监测结构健康状态且保证复合材料的结构完整性。
厦门大学的研究人员针对CFRP螺栓连接结构失效特点，研制具有工艺制备简单、与结构集成度高、监测灵敏度高的柔性涡流阵列传感薄膜和碳基纳米压阻传感器，以实现对CFRP螺栓连接结构不同损伤模式的精确辨识与损伤参数的定量化监测。
