利用人工速生林木材比强度大、保温抗震、可再生等天然特性,研究木材仿生缠绕加工利用新技术,开发具有优良保温、抗震、防腐等性能的高强度压力输送管,为水利工程和城市地下管网建设提供环境友好型的新型压力输送管道。根据缠绕特性设计了两种类型的复合板带,研究了复合板带的破坏形式、泊松比、弹性模量和拉伸强度,根据偏轴角公式和Hankinsion公式研究两种复合板带偏轴拉伸弹性模量和泊松比,基于Hankinsion公式、最大应力强度准则以及蔡-希尔强度准则研究两种复合板带偏轴拉伸强度。根据结构层复合板带的缠绕方式和缠绕角制备层合板研究管道结构层的力学性能。根据内衬层和外防护层的缠绕方式制备平板,与结构层的层合板制成夹心层合板,研究其力学性能,基于ANSYS有限元软件模拟结构层层合板和夹心层合板的力学性能。检测管道的环刚度、耐腐蚀性,基于ANSYS有限元软件模拟管道的环刚度试验,以复合板带的厚度和弹性参数、缠绕角度、内衬层的厚度和弹性参数、外防护层的厚度和弹性参数为主要输入变量,将模拟结果与试验值进行对比,分析误差。研究成果如下:(1)基于木基缠绕管道的缠绕单元、缠绕方式和结构层的特点,建立木基缠绕管道的结构层、内衬层和外防护层的刚度预测公式,根据刚度叠加原理,建立管道整体结构的刚度预测公式,并编辑计算程序。(2)未加纤维布的正交复合板带的偏轴拉伸弹性模量的试验值与Hankinsion公式的预测值误差较大,偏轴角公式可以准确预测木基缠绕管用复合板带在偏轴拉伸下的弹性模量的变化规律;纤维布的加入后,使弹性模量随偏轴角的变化更加复杂,导致偏轴角公式很难准确预测其弹性模量的变化;通过数值拟合的二次函数可以准确的预测正交复合板带泊松比实际变化趋势和泊松比数值;蔡-希尔强度准则可以准确的预测正交复合板带拉伸强度的变化规律,纤维布的加入,最大应力强度准则和蔡-希尔强度准则的预测值低于试验值且误差较大,因此不能准确预测其拉伸强度的变化。(3)斜交复合板带轴向弹性模量的试验值可以通过Hankinsion公式预测;偏轴角公式预测值能更加准确预测斜交复合板带环向弹性模量;通过拟合的二次函数可以精确的预测斜交复合板带轴向泊松比实际的变化趋势和泊松比数值,通过拟合的三次函数可以精确的预测斜交复合板带环向泊松比实际变化趋势和泊松比数值;Hankinsion公式和蔡-希尔强度准则能较为准确预测斜交复合板带轴向拉伸强度,蔡-希尔强度准则能够更加精确预测斜交复合板带的环向拉伸强度。(4)正交层合板的轴向弹性模量和环向弹性模量随着缠绕角的增大逐渐增大,且在不同的缠绕角下,环向弹性模量均小于轴向弹性模量;斜交层合板轴向的弹性模量始终大于环向弹性模量,斜交层合板的轴向弹性模量随偏轴角的增大逐渐降低,环向弹性模量随偏轴角的增大逐渐增大。在不同缠绕角下,斜交层合板的的轴向弹性模量大于正交层合板的轴向弹性模量,斜交层合板的的环向弹性模量大于正交层合板的环向弹性模量,随着缠绕角的增大,两种层合板弹性模量的差逐渐减小。正交夹心板和斜交夹心板的环向弹性模量随缠绕角的增大逐渐增大,夹心层合板随缠绕角的变化不是非常显著。用ANSYS有限元软件对正交层合板和正交夹心层合板的环向弹性模量进行模拟分析,环向弹性模量的ANSYS模拟值与试验值的相关性优于理论值,且试验值高于模拟值,模拟值高于理论值。(5)木基缠绕管道环刚度的均值为4461 N/m~2,平均误差为7.5%。计算值和试验值均在试验值范围内,与试验值的平均值相比,计算值的误差为0.9%,模拟值的误差为9.6%。木基缠绕管道的环刚度随着缠绕角的增大呈先减小后变大的趋势。木基缠绕管道的环刚度随着缠绕层数的增大逐渐增大。在质量分数为30%硫酸溶液中,拉伸强度、拉伸模量和弯曲强度、弯曲模量的保留率为50%时,对应的寿命分别为357 d、1512 d和481 d和817 d。在质量分数为10%氢氧化钠溶液中,拉伸强度、拉伸模量和弯曲强度、弯曲模量的保留率为50%时,对应的寿命分别为368 d、1479d和816 d和480 d,因此木基缠绕管道不适合输送强酸强碱介质。