海洋非粘结柔性管道是海洋油气开发中输送石油的通道,柔性管道在安装、在位运行时会受到轴向压缩,但管道功能层中并无特定层承担轴向压缩荷载,其可能会导致抗拉铠装钢丝发生侧向屈曲失效。而在设计规范中未对管道轴向压缩承载能力提出相应指导建议,一旦管道发生侧向屈曲失效,管道承载能力将大大减弱,这会导致管道疲劳寿命降低甚至管道破坏,造成石油泄漏。因此,探究柔性管道抗拉铠装钢丝侧向屈曲机理具有重要工程意义。本文首先介绍了柔性管道应用背景、结构特点及铠装钢丝侧向屈曲研究现状,阐明本文研究工作的意义。其次,介绍了屈曲的定义、分类及失稳判别准则,特别是铠装钢丝侧向屈曲定义。并简要阐述了铠装钢丝侧向屈曲力学机理,借助薄壁曲梁理论推导了侧向屈曲临界荷载。从现有研究的不足出发,根据管道特有的结构特点及曲梁屈曲理论公式,提出了本文关键分析参数:摩擦系数及螺旋缠绕角度。然后,考虑层间接触和加强带的影响,忽略铠装钢丝以内结构,建立了铠装钢丝缠绕机理模型,通过数值模拟分析侧向屈曲行为失效机理,并利用该模型进行了侧向屈曲临界荷载对摩擦系数、螺旋缠绕角度的灵敏度分析,得到了合适的参数范围。最后,考虑层间接触、层内钢丝之间接触,忽略铠装钢丝以内所有结构,建立了某8寸非粘结柔性管道双层抗拉铠装钢丝模型,阐述了柔性管道铠装钢丝侧曲行为特征,并进行了侧向屈曲临界荷载对摩擦系数的灵敏度分析,发现摩擦系数会影响侧向屈曲模式的关键因素。本文研究工作依托于国家“十二五”863高技术研究发展计划“柔性海底管道关键技术研究”子课题,本论文工作对海洋非粘结管道抗侧向屈曲设计提供一定的指导意义。