纤维增强热塑性复合管疲劳性能研究

纤维增强热塑性复合管(FRTP)由于较小的弯曲刚度、较轻的自身质量和良好的抗腐蚀性能等优点，在海洋工程领域具有广阔的应用前景。本文以FRTP为研究对象，首先通过开展拉-拉单轴疲劳实验得到S-N曲线，并基于剩余刚度理论确定FRTP刚度衰减模型。通过Abaqus有限元软件建立FRTP三维有限元模型，利用Fortran语言编写UMAT子程序模拟其在σ_max=80%σ_s、65%σ_s、55%σ_s、40%σ_s等4种应力水平疲劳荷载下的疲劳过程。从应变和变形两方面进行疲劳分析，基于刚度衰减模型对60%σ_s应力水平疲劳荷载下的FRTP疲劳过程进行预测。结果表明管道刚度随着荷载循环周次的增加而逐渐衰减，在疲劳寿命前期，荷载应力水平越高，刚度衰减越快。