水下采油树、管汇、水下基盘等大型水下油气设备是深海油气高效开发中的关键装备。随着水下油气勘探和工程开发进入水深更深和环境更恶劣的领域,船体升沉运动带来的缆绳轴向振动引起的断裂,是大型水下装备向着模块化与集成化方向发展必须解决的问题。论文针对用于吊放或者举升设备的钢丝缆绳的轴向振动问题,应用振动力学达朗贝尔原理,建立将钢丝缆绳视为一个具有无限自由度的连续系统的力学模型,在缆绳粘性阻尼和结构物在海水中的拖曳力作用下,考虑缆绳下端连接重物的边界条件以及固定在安装船的缆绳上端承受的升沉运动带来的动态激励的影响,推导出钢丝缆的轴向振动偏微分方程,并通过分离变量法,得到钢丝缆绳在“松弛-张紧”时产生的交变载荷对钢丝缆绳疲劳寿命的影响规律。此外,在考虑安装缆绳轴向振动载荷和疲劳寿命的条件下,对水深、缆绳直径和下放物体质量三个因素进行参数灵敏度及定量分析,分析结果表明:在水深1500m,缆绳直径100mm,下放装备质量为190t时,安装缆绳前三阶共振频率分别为4.2371rad/s、12.7158rad/s和21.1936rad/s;缆绳安全使用疲劳寿命为18.6d;安装缆绳轴向振动最大轴向力出现在钢丝缆绳的顶部为5.23MN。○1当水深增加500m时,安装缆绳的共振基频减少8.3807%,安装缆绳的疲劳寿命减少50%;○2当缆绳直径增加10mm时,安装缆绳的共振基频增加4.0216%,安装缆绳的疲劳寿命增加173.9130%;○3当下放设备质量增加50t时,安装缆绳的共振基频减少16.0487%,安装缆绳的疲劳寿命减少50%。由此可见,下放设备的质量对安装缆绳的共振频率影响最大。此研究成果可为钢丝缆绳在深水举升环境中的工程设计提供一定的依据。