深海油气资源勘探开发是未来能源的主要来源途径,是保证我国未来经济高速发展和国家繁荣必不可少的重要条件。脐带缆是采用水下生产系统进行油气资源开发的关键设备,在深海油气资源开发中起着至关重要的作用。为了突破与掌握脐带缆设计与制造的关键技术,我国在“十一五”期间确立了针对脐带缆设计、制造、测试的863专项课题。本论文开展的脐带缆截面设计和分析是该项目的重要组成部分。脐带缆中含有一种和多种功能单元,其结构特征是螺旋、非粘结的复合结构。由于构件之间会出现接触摩擦与滑动现象,使得对脐带缆的截面设计和结构分析变得十分困难。本文首先对国外脐带缆设计研究进行了比较全面的跟踪,重点对脐带缆截面设计与分析开展了系统的调研和总结,掌握了脐带缆截面功能设计与加强设计方法。其次,考虑到拉伸刚度与弯曲刚度是脐带缆初步设计中的重要设计指标,并是脐带缆在环境与安装载荷下静动态响应的重要分析输入参数,因此重点基于三维有限元数值模型,对动力脐带缆进行截面拉伸和弯曲力学性能分析,并开展相关实验研究,验证了建模方法和数值模型的正确性。最后,基于以上方法开展了深水脐带缆截面设计与分析,对脐带缆中存在的接触和摩擦问题进行了详细的分析和讨论,结果显示摩擦对拉伸性能影响不大,对弯曲性能有着显著的影响。