随着海洋柔性立管的广泛使用,防弯器作为立管应用的关键附属构件,是我国开发深水油气资源必不可少的装备之一。对防弯器设计和分析的研究十分必要。海洋柔性立管防弯器的设计分为三个部分,分别是结构尺寸设计、材料选择、连接设计,每个设计部分都需要依据相应的设计准则开展。防弯器的分析同时面临三类非线性问题,尤其以材料非线性最为突出。多年来国内外学者在这两方面做了大量的研究工作。本文首先总结了防弯器设计的一般流程和步骤,提出了基于失效模式的防弯器设计方法。在此基础上,介绍了变截面梁理论,利用编程语言编译初步设计小软件,并应用到设计中去,结果良好。为了得到更准确的分析结果,利用有限元软件,建立精细的三维立管-防弯器模型,并且着重考虑的材料本构关系中,材料非线性对防弯器的影响。为了解决防弯器应用的局限性,本文提出新概念的曲线型防弯器,并对防弯性能做了分析。最后,本文将设计和分析的理论和模型应用到实例中去,实例来源于我国南海典型海况,应用在1.5千米水深的柔性立管,给出防弯器的设计结果并分析。本论文的研究工作主要依托国家高技术研究发展计划(863计划)“深水油气勘探开发关键技术与装备项目“柔性海底管道关键技术研究”(2012AA090314)课题开展。