非粘结柔性立管是一种多层结构的柔性管,是连接海洋油气田水下井口和海面浮式采油设备的关键装备之一。随着海洋油气资源开发深水化的推进,钢质铠装层的重量制约着深水油气开发进程。利用碳纤维增强螺旋带代替柔性立管中的钢质铠装层,以实现柔性立管的轻量化设计,能够有效解决深水油气开发过程中柔性立管承载能力和自重之间的矛盾。由于碳纤维复合材料失效形式的复杂性,对于碳纤维抗拉铠装层的力学行为分析已成为现在研究的重点,本文拟采用渐进损伤分析方法对轴向拉伸作用下的碳纤维抗拉铠装层的失效行为进行研究。主要研究内容如下:（1）运用数值方法与有限元方法相结合对碳纤维铠装层进行抗拉刚度的分析计算。在理论计算中,忽略碳纤维复合材料的各项异性,与钢质铠装层采用相同的理论计算模型进行分析;采用ABAQUS软件建立有限元模型,通过理论结果与有限元结果的一致性表明本文选取的有限元模型是正确的。结果表明,随着轴向位移载荷的增大,钢质铠装层与碳纤维铠装层的的拉伸刚度均基本不变,且钢质铠装层的有限元结果大于理论计算结果,碳纤维铠装层的有限元结果均小于理论计算结果。结构尺寸相同情况下,碳纤维铠装层的刚度系数略小于钢制铠装层结构,但其重量仅为后者的1/5左右。材料均为碳纤维增强结构时,含缺陷的铠装层拉伸刚度小于无缺陷铠装层的拉伸刚度。（2）对复合材料带孔层合板进行渐进损伤分析与实验验证。选取Hashin准则和Tan提出的刚度退化方式进行有限元模拟,通过ABAQUS用户子程序VUMAT编程,结构采用实体单元建模,C3D8R单元类型划分网格,对轴向拉伸作用下的带孔层合板进行渐进损伤分析,用万能拉伸试验机对带孔层合板进行轴向拉伸实验,通过结果对比验证有限元模型的正确性（3）对含缺陷的碳纤维抗拉铠装层进行渐进损伤分析。选取与层合板分析相同的失效准则与刚度退化准则,分析轴向拉伸作用下的含缺陷的碳纤维抗拉铠装层的失效情况,分析了在不同缠绕角度、不同缺陷大小以及不同缺陷位置条件下的失效情况。结果表明,缠绕角度越大、缺陷越大,铠装层越容易发生失效,且极限载荷越小;缺陷位置与铠装层中心偏离越大,极限载荷越小。