随着陆地和浅海油气的日趋枯竭,人们将目光投向深海油气资源的勘探与开发。深海油气开发的关键装备是海洋立管,传统意义上的钢制立管难以满足深海油气开发,对比传统钢制海洋立管,柔性立管则具有众多,如抗疲劳能力强,热导率低以及耐腐蚀性能好等优势。目前热塑性复合材料柔性管主要被国外公司所垄断,基础理论和关键技术的研究目前开展的较少,本文研究热塑性复合材料柔性立管的力学性能、动力响应和疲劳分析。本论文以PEEK碳纤带为研究对象,利用ABAQUS有限元分析软件中Composite Layup模拟增强层,分析增强层分别在内压、外压、拉伸和弯曲单独作用情况下的力学性能,分析立管增强层在外压和拉伸作用情况下的力学性能,探究碳纤带缠绕角度和缠绕层数对于柔性立管强度的敏感性分析,完成了单独工况总计196个模型和组合工况总计49个模型的计算;利用等效截面理论,对PE复合材料柔性立管进行等效简化。在模型简化基础上,考虑工作海洋环境和极端海洋环境,利用OrcaFlex软件对柔性立管简化模型进行整体动力分析,首先进行柔性立管的静态分析,然后计算不同布局形式下柔性立管简化模型在浮式平台运动、管内流、波流和风等环境共同作用下的动力响应。基于有限元分析软件OrcaFlex中Fatigue Analysis模块,分析波浪不同作用方向工况,根据工作海域波浪-周期概率分布状况得出柔性立管简化模型的疲劳损伤,并对柔性立管进行疲劳寿命计算。柔性立管力学性能计算结果表明,纤维带缠绕层数和缠绕角度不同都会对柔性立管的力学性能产生显著影响,并给出各个工况下符合柔性立管力学性能要求的组合;通过柔度矩阵中的参数,得到12inPE材料柔性立管截面整体的等效弹性参数。在整体动力响应分析中,悬链线布局和缓波式布局下柔性立管有效张力的最大值都是出现在悬挂处,悬链线布局下柔性立管弯曲曲率最大值出现在触地点附近,而缓波式布局下柔性立管弯曲曲率最大值出现在浮子段处;管内流体密度对柔性立管整体模型线型分布产生影响;分别计算柔性立管在工作海洋环境和极端海洋环境下动力响应,得到柔性立管在计算时长的有效张力、弯曲曲率和最大应力。柔性立管疲劳计算结果表明,在柔性立管触地端处损伤量有最大值,所计算得到柔性立管疲劳寿命,在柔性立管触地端处寿命最短。