能源开发是关乎国家安全和经济发展的重要产业,海洋中蕴藏丰富的油气资源,随着海洋油气开采产业的发展,油气资源的开发从近海逐步发展向深远海,浮式生产系统是深水油气资源开发的一种常用形式,而在浮式生产系统中,海洋柔性管道是必不可少的介质输送装备。柔性管道由多层结构构成,骨架层是其最内层,其结构形式为S型钢带互锁,主要作用为抵抗外压荷载,随着油气资源开发水深的逐渐增加,对骨架层的要求越来越高,一方面,骨架层由于其结构形式复杂,加工过程存在较大塑性变形而导致不能精确预测压溃行为,另一方面,水深增加要求增加骨架层成型钢板的厚度,为骨架层的制造过程带来了很大的挑战,骨架层制造技术在国内柔性管道产业一直属于瓶颈,无法突破。本文以实现柔性管道国产化为目标,依托于国家高新技术研究发展计划——深水油气勘探开发关键技术与装备研究项目“柔性海底管道关键技术研究”(2012AA09A212)课题,对深水柔性管道骨架层的制造技术进行相关力学问题的研究。本文首先总结了柔性管道骨架层的发展现状,包括对于骨架层压溃行为的研究,以及国内外柔性管道产业的骨架层制造能力的发展现状,并针对骨架层生产过程的冷弯成型技术的研究与发展进行总结；在此基础上,提取了柔性管道骨架层的简单力学模型进行分析,并基于经典的冷弯成型设计理论对骨架层冷弯成型技术进行初步设计；接下来对骨架层的成型材料进行了材料实验,并针对冷弯成型技术中的核心力学问题进行简单的钢板弯曲实验;在实验支持的基础上,利用ABAQUS有限元模型进行了冷弯成型过程中的相关参数的研究；在参数研究的基础上,利用ABAQUS建立了整体冷弯成型过程的有限元模型并进行了骨架层冷弯成型过程的模拟,一方面为国内柔性管道产业提供了一定的技术支持,另一方面为骨架层压溃行为的研究提供了初始残余应力等相关分析参数。