近年来,纤维增强塑料复合管因其耐腐蚀、耐热、强度高、质轻、运输安装便捷、维护成本低等优势,已成为油气集输管道的主要选择。然而,在管道运输、安装及服役过程中,纤维增强塑料复合管会经受拉伸、弯曲、扭转、内压等一系列单一载荷及复杂载荷的作用,因此要求管道具有优异的承载性能。而管道的承载性能又取决于其结构及生产工艺。作为一种新兴的复合管道,纤维增强塑料复合管在生产制造过程中通常采用的是经验法/试错法,存在一定的盲目性且生产成本高,无法有效确定影响管道性能的关键因素并保障性能的稳定性。有限元分析技术可大大节省试验测试过程中人力、物力及时间的损耗,更为高效地分析不同因素的影响规律。因此,本文采用有限元分析方法对涤纶纤维增强聚乙烯复合管在不同载荷作用下的力学响应进行仿真模拟,探究复合管生产工艺参数对其不同承载性能的影响,建立起管道工艺参数与承载性能之间的联系,更好地指导复合管的生产及使用。主要研究内容与结果如下:基于涤纶纤维增强聚乙烯复合管的结构特征及材料特性,利用有限元分析软件建立了复合管的有限元模型并进行管道的承载模拟计算,对比实物管材的静液压试验、短期爆破试验数据结果,发现3.75MPa下复合管的管径变化模拟值和爆破压力模拟值与试验数据均吻合良好,相对误差分别为2.6%、3.302%,表明所建涤纶纤维增强聚乙烯复合管有限元模型精度较高,可用来模拟研究复合管在不同工况下的承载性能。基于涤纶纤维增强聚乙烯复合管有限元模型,分析了复合管在不同载荷下各结构层的应力分布,并探究了纤维缠绕角度、管道径厚比、纤维铺设层数等工艺参数对其承载性能的影响。研究发现,涤纶纤维层是复合管的主要承载结构,其应力大小决定了复合管是否失效,因此采用最大应力准则作为涤纶纤维增强层的失效依据,即复合管的失效判据。经模拟分析,确定了可获得最优承压性能的工艺参数为纤维缠绕角度±56°、管道径厚比D/t<14、纤维层数4层。在承载过程中,适当增加纤维缠绕角度或减小管道径厚比均可提高复合管扭转性能及弯曲性能;由于复合管本身具有良好的抗拉伸性能,工艺参数对其影响不大。在单一载荷分析的基础上,进一步研究了扭转与拉伸、内压与拉伸复杂载荷作用下复合管的承载情况。研究发现,相比于纯扭转或纯内压状态,拉伸载荷的介入会使涤纶纤维层应力的变化趋于平缓。扭转与拉伸载荷综合作用下,最外层纤维应力值最大且易发生断裂;而内压与拉伸载荷同时作用时,则是最内层纤维应力值最大易发生断裂,说明在组合载荷下,扭转及内压载荷的作用占据主导地位。分析工艺参数对管道复杂载荷下的承载性能可知,纤维缠绕角度越小、管道径厚比越大均可提高组合载荷下复合管的拉伸性能。通过分析复杂载荷作用时各载荷间的相互影响发现,扭转载荷的变化对复合管的拉伸性能无影响,而适当的内压载荷介入可以提高复合管的拉伸性能。