随着深水油气资源开发脚步的加快,迫切需要研发具有自主知识产权的深水油气装备。钢悬链立管(Steel Catenary Riser,SCR)是进行深水资源开发的关键设备之一,其结构形式与服役环境为设计、制造、安装和使用带来了挑战。柔性接头是连接SCR与浮式平台的关键部件,能够显著降低浮式平台与SCR之间的运动应力,可适应不同的连接方式。国外己有比较成熟的柔性接头技术,国内还仅仅停留在理论研究阶段,为掌握柔性接头的相关技术,增强我国深水油气装备与技术,本文针对1000m水深SCR柔性接头开展相关研究工作,主要工作如下:(1)采用悬链线方程对SCR进行静力计算,得到SCR顶端张力与弯矩,为柔性接头的设计提供载荷条件。利用有限元软件ABAQUS对SCR进行动力计算,采用梁单元模拟SCR,AQUA模块加载波流环境载荷,得到SCR顶端张力与弯矩时程曲线,为柔性接头的疲劳分析提供载荷条件。(2)开展橡胶材料基础力学试验,获得了橡胶材料的应力-应变关系曲线。在此基础上,拟合橡胶材料的本构模型,并通过对比分析不同橡胶材料的本构模型,选择最优的本构模型,为柔性接头的结构设计提供的材料参数。(3)详细分析了弹性体的结构设计参数,推导弹性体角刚度及剪应变方程,基于正交试验法进行弹性体结构设计参数方案的设计,并采用有限元软件ABAQUS对不同设计方案进行有限元分析,进而选择最优设计方案。(4)对弹性体进行动力学分析,基于断裂力学中的能量法研究并结合FCG试验数据,获得了橡胶材料的S-N曲线。采用FE-SAFE软件进行弹性体疲劳特性分析,得出弹性疲劳损伤的危险区域。