管道外腐蚀是导致管道破坏的重要原因之一,尤其是长期处于复杂载荷条件下的埋地管道和海底管道。随着众多学者和专家对管道修复技术的不断研究,复合材料修复腐蚀缺陷管道技术以修复时间短、修复工艺简单以及修复成本低等特点被越来越多地应用到管道修复上。为了更深刻地认识管道的复合材料修复技术,本文采用一种新型的有限元模型,结合试验对复合材料修复层强度和复合材料修复腐蚀管道失效模式进行研究。(1)本文针对复合材料修复管道进行拉伸试验,研究了复合材料修复后管道在拉伸载荷下的失效模式,并用试验结果去验证有限元模型的准确性。(2)建立了新型的有限元模型,通过引入Cohesive粘结单元来模拟复合材料层与腐蚀管道的脱粘现象,通过编写ABAQUS子程序来定义复合材料Hashin强度失效准,从而来模拟复合材料层的失效。通过新模型去研究不同载荷下复合材料修复管道的极限载荷和失效机理。(3)通过多层管理论和广义虎克定律,分析内压下腐蚀管道缠绕复合材料修复层的应力分布,根据复合材料失效准则,分析腐蚀管道修复的最小厚度。(4)基于理论分析和有限元对比,分别研究复合材料层铺设角排布方式、复合材料层厚度以及复合材料层长度对修复效果的影响,从而对复合材料层修复参数进行优化设计。