直径小于20英寸的管道可以通过卷管铺管法实现高效安装,因此卷管法被广泛应用于深水油气管道安装,但卷管铺管期间管道将承受循环弯曲载荷的作用,产生较大的塑性变形甚至可能出现局部屈曲,因此通过数值模拟分析管道的动态响应具有重要意义。此外,管道焊接部位的力学性能不均匀性、壁厚所致几何不连续性等局部不连续因素也可能对卷管安装中管道的安全性及结构完整性产生影响。此前的研究缺少针对此类问题系统而深入的分析,因此本文将针对这些问题开展卷管法安装数值模拟,研究管道性能在卷管铺设中的变化,更为全面地考虑卷管法安装过程中管道的安全性。本文的主要工作如下:1.对卷管铺管的完整过程进行数值仿真模拟,分析管道与铺管设备间的复杂接触作用,研究环境载荷和铺管船船体运动对卷管铺管期间管道动态响应的影响。2.建立卷筒-管道局部模型,模拟管道焊接部位的力学性能不均匀性,并对其进行卷管法安装过程的数值仿真分析,研究焊接所致的力学性能不均匀性缺陷对管道强度的影响。3.将具有壁厚几何不连续性的管道作为初始模型,对其进行卷管法铺设的数值仿真分析,研究壁厚所致几何不连续性对管道性能的影响,并采用控制变量法作参数敏感性分析。