海底管道作为海洋工程运输系统中的重要组成,是“海洋石油生命线”。非粘结柔性管作为海底管道中的一种,由于在恶劣海洋环境下所表现出的良好特性(如自身重量低、安装成本低、结构顺应性强等),而在海洋工程领域广泛应用。非粘结柔性管具有多层结构,且管壁是一种复合材料,管道中层间摩擦、层间接触等导致非线性问题的出现,增加了对柔性管结构分析的难度。在深水工况中,非粘结柔性管所受到的力主要包括轴向压载荷和深水压力载荷。在此作用下会发生非粘结柔性管的屈曲失效,产生侧向屈曲和径向屈曲,导致管道失效,致使工程损耗巨大。因此,本文主要从径向屈曲和侧向屈曲两方面对非粘结柔性管的屈曲失效展开研究。具体包括:(1)通过分析非粘结柔性管在外部压力载荷和轴向压力载荷作用下的影响,结合Vaz理论,创建了非粘结柔性管金属铺层屈曲分析的力学模型。(2)运用非粘结柔性管金属铺层屈曲分析的力学模型,基于非线性有限元的方法,应用非线性有限元软件ABAQUS建立了非粘结柔性管金属铺层屈曲计算的有限元模型。(3)分析了影响屈曲计算结果的因素,如划分单元格时的网格密度以及滑移位移长度,得到了影响非粘结柔性管屈曲因素与临界荷载的关系。此外,还分析了两种不同等效梁对等效模型刚度的影响,最终采用单根螺旋钢缆来模拟整个金属铺层,最大可能的确保了计算结果的准确性。