张力腿平台是深海油气开发的主要浮式结构物之一,因其良好的动态特性及稳定性,在国际上受到了巨大的关注,且使用该平台进行油气开发在国内尚属首次。本文设计了一套适用于500米水深、40英寸筋腱直径的张力腿平台筋腱连接器,并对其主要部件进行了理论分析和试验研究。本文首先介绍了张力筋腱连接器的发展及相应理论的研究现状,根据张力腿平台的实际工况和设计要求,提出筋腱顶部及底部连接器的结构方案。在此基础上,对筋腱连接器的驱动方式、密封方式、液压系统、夹持机构、导向部件和承载部件进行了分析及设计。根据筋腱连接器工作原理,制定了筋腱的安装流程。针对筋腱顶部连接器抱夹卡瓦,分析了夹持前后的承载能力。结合抱夹卡瓦卡齿弹性变形模型和变形协同条件,得到卡齿所受载荷沿位置的分布模型。提出了3种卡齿数量的抱夹卡瓦模型,通过对比分析得到最佳的卡齿数量。根据变截面悬臂梁内应力模型,研究了具有最佳卡齿数量的抱夹卡瓦承载能力,并使用有限元软件进行了分析验证。最后,针对卡齿应力集中的问题对卡齿进行了优化,得到了最佳的节距、齿高和牙型角参数。针对筋腱连接器柔性体,建立了1比4缩比模型,确定了Mooney-Rivlin橡胶本构方程的参数。基于Lindley和Gent提出的圆柱形叠层橡胶的压缩刚度模型,建立了柔性体压缩刚度计算方程,对柔性体进行仿真研究,此外还提出了转动刚度计算方程。分析了橡胶材料泊松比和橡胶层厚对柔性体的刚度的影响。研究了柔性体在压缩、转动及复合工况下金属与橡胶材料的应力应变分布,将仿真结果与金属、橡胶材料的强度极限进行比较,验证了柔性体的强度。为验证柔性体的性能,研制了试验平台,对三种柔性体试件进行压缩刚度及转动刚度试验,验证了柔性体承载能力及理论研究结果,分析研究了柔性体刚度的影响因素。制造了筋腱底部连接器样机,对筋腱底部连接器样机进行陆地和水池安装试验,验证其内部导向方案的正确性及合理性,同时证明次级锁定机构能起到筋腱防脱出的作用,为后续研究提供参考。