海洋柔性管缆包括海洋柔性立管、动态海缆和脐带缆,由于其在油气开发中的重要性,它的各种失效破坏形式一直是人们关注的问题。管缆的疲劳分析在这些问题的研究中具有过程复杂、成本高、不确定性大等特点,较一般管缆问题研究更加困难。同时与工程中其他结构的疲劳研究相比,管缆疲劳的应力幅计算目前还没有很好的手段。因此,通过半物理仿真试验研究管缆疲劳是最有效的方法。本文对海洋柔性管缆疲劳半物理仿真试验的方法详细展开。首先介绍基本材料疲劳理论和海洋柔性管缆结构。根据不同管缆的结构特点,讨论其各构件的疲劳应力幅计算方法,并论述疲劳试验研究的必要性。然后叙述了已开展完成的管缆纯弯曲疲劳试验,包括2根不同海洋柔性管道和1根动态海缆的测试。对这些试验的方法和结果局限性分析后提出半物理仿真试验的意义。将管缆在位时受到载荷转换到试验模拟加载值是开展试验的重要前期工作,其主要过程为对管缆在位进行整体分析,然后进行疲劳载荷计数统计并制定相应试验加载模块。管缆的疲劳试验装置是一个集成多个子系统协调工作的整体,包括加载机构、控制系统、监测系统、油源系统和附属设备。防弯器作为试验时保护试件过度受弯破坏的重要构件,同时也会影响管缆试件的受力变形状态,文中介绍了防弯器的力学分析和设计方法。加载机构、控制系统及油源的设计都与管缆试件进行试验加载时的受力变形状态直接相关,因此管缆试件受力的变形协调分析是装置设计的重点内容。用理论分析、数值模拟和试验验证分析完试件试验加载与变形协调关系后,对试验系统中各部分详细设计。最后计算得出试验装置中作动器、油源等主要部分具体参数要求,并给出加载机构部分示意图。