海洋结构在石油开发工业中常用于海洋石油勘探、生产、储存和层站等设施,近年来,也作为基本结构广泛应用于海洋风力发电等海洋工程领域中。海洋结构一般分为两大类——固定式结构和顺应式结构。深海油气资源的开采利用则需借助于顺应式结构,如张力腿平台、铰接塔平台等。顺应式结构在海洋环境作用下,水平运动响应突出,几何非线性效应显著。因此,将顺应式结构视为弹塑性体,使用连续介质力学模型,研究其在各种典型环境载荷作用下的动力学行为,可为海洋顺应式结构的设计奠定一定的理论基础。本文将张力腿平台的拉力索、铰接塔平台的塔柱或海洋风力发电机的主体结构简化为部分/全部浸入水中的柔性梁,其顶端承受轴向点载荷,并附有不计转动效应的集中质量块,而底端具有线弹性扭转弹簧约束。假定它可以承受轴向拉伸和横向弯曲变形,采用连续介质力学方法,在梁大挠度变形和精确转角的假定下,理论和数值研究了梁非线性自由振动和受迫振动时的动力响应,重点研究了浸入水中柔性梁与线性/非线性海波的相互作用对梁非线性动力学行为的影响。首先,在大挠度变形和精确转角的假定下,考虑轴向伸长和横向弯曲,建立了部分/全部浸入水中弹性梁的非线性运动控制方程及其相应的边界条件。在此基础上,给出了横截面转角近似下的非线性动力控制方程以及线性动力控制方程和相应的边界条件。应用Morison方程计算了梁在水中所受的水动力,并给出了定性波和随机波的波速和波加速度的表达式。其次,为动力控制方程选择了较合适的数值求解方法:空间域的有限差分法和时间域的Runge-Kutta法,给出了具体的差分格式。再次,分析了梁在真空中、静水无阻尼和有阻尼三种情形下的非线性自由振动。研究了不同初始条件对振动特性的影响,并对大挠度模型梁与横截面转角近似梁及线性梁的自由振动进行了比较。然后,研究了基于Airy线性波理论和基于二阶Stokes波理论的梁的受迫振动,对比了两种波浪理论下结构的非线性振动特性,讨论了二阶Stokes波的非线性项对运动特性的影响。在两种波高下,针对不同激励频率,考察梁在零初始条件下包括主共振和超谐共振在内的动力学特性,并分别对各波浪理论下三种梁模型的动力响应进行了分析比较。最后,分析了梁在随机Airy线性波作用下的受迫振动。假设波面高程遵循Pierson-Moskowitz谱,并利用Borgman方法给出了波面高程的表示。针对各种有义波高,对分别来自于实验和典型张力腿的两种梁结构的动力响应进行了计算,观察梁在零初始条件和非零初始条件下的响应特征,并对三种梁模型下的系统响应进行了比较。