我国对石油的需求量不断增长,管道作为油品最为经济、合理的运输方式之一,其敷设量也大大增加。输气管道不可避免的会穿过水域,当在汛期时,会发生水流冲击悬空管道的情况,当水流冲击悬空管道时,管道容易发生拉压和扭曲变形,产生裂缝、屈曲、拉断等形式的破坏,给输气管道的安全造成了极大的威胁。因此论文根据石亭江段输气管道工程实况,开展了水流冲击悬空管道的力学响应分析,为确定水流冲击对管道的影响程度、找出管道易破坏位置区域和制定有效的预防措施等方面提供参考。主要研究内容如下:(1)对国内外水流冲击悬空管道的研究方法进行总结。分析悬空管道在穿越水域段的形成机理,建立石亭江段输气管道悬空段的力学模型,利用解析法对此段悬空管道进行力学分析,并得到影响悬空管道受力的不同因素。(2)采用ANSYS-DYNA和LS-PREPOST软件建立SPH-FEM耦合数值模型,分析水流冲击作用下管道受力和变形特征,得出管道最容易破坏的区域;将有限元模拟结果与解析法计算结果进行对比,验证本文有限元模型的合理性;对比分析基于应力的失效准则和基于应变的失效准则的特点,利用应变失效判定准则对石亭江段输气管道悬空段进行失效判定。(3)基于数值模拟分析结果,分别分析管道壁厚、流速、管输压力、悬空长度对石亭江段输气管道在水流冲击作用下的受力影响规律。并定量得到石亭江段输气管道在不同因素下的安全条件,为以后的管道安全监测提供一定的理论指导。(4)根据数值模拟得到的管道应力集中区域,提出一定的针对水流冲击悬空段的防护措施,提出暂时性的防护措施,为穿越石亭江段输气管道安全防护提供理论支撑。