人类对资源的消耗需求在日益增加。目前人类将资源勘探的目光转向了海洋。海洋立管作为油气开采中重要的结构,承担着连接、运输的作用,由于传统金属立管不再能满足深海勘探的需求,复合材料由于其质量轻、耐腐蚀、耐疲劳、高比强度、高比刚度等优点,被应用到海洋立管结构中。但因为复合材料自身生产时会有缺陷,在复杂的工作环境中,很容易发生损伤破坏,不仅会带来经济损失,甚至会对环境造成严重的污染。作为各向异性材料,复合材料在受到外载后会产生不同的失效模式,而且各种失效模式并不是单一发生,而是耦合出现。因此,对于复合材料海洋立管在不同载荷作用下的损伤研究是有重大意义的。针对复合材料海洋立管加载后的纤维失效、基体失效、分层失效各种失效模式,本文基于渐进损伤理论,使用有限元商用软件ABAQUS的二次开发功能,使用FORTRAN语言,编写相关的子程序USDFLD,选择三维Hashin失效准则作为层内失效判断准则,用内聚力单元模拟层间损伤,Quads准则作为层间失效准则,层内损伤扩展采用参数折减模式,层间损伤扩展采用B-K准则。建立含金属内衬层的复合材料海洋立管有限元模型,进行拉伸、弯曲、扭转及拉弯扭组合载荷作用下的渐进损伤计算,得到各种模式下的损伤结果并进行分析。最后选择合适的铺层方式采用一次二阶矩方法对结构进行可靠性分析,并得出以下结果:复合材料的铺层顺序改变会影响复合材料海洋立管损伤的起始载荷大小、结构的刚度、承载能力、损伤扩展区域,而且各种损伤模式不是单一出现,而是多种损伤模式耦合出现。其中层间损伤的出现会加剧其他失效模式的扩展演化。铺层方式为[45/-45/45/-45/45]时,对于结构层内损伤都有不同程度的减少,但金属层与复合材料层之间胶层材料的损伤增加,在选用该铺层方式时应综合考虑。对于纤维失效模式,E1是起主要作用的参数;对于基体拉伸失效起主要作用的是E2,对基体压缩失效起主要作用的参数是E2、G13;对分层失效可靠性的主要影响参数是各个方向上的剪切模量G13、G12、G23。