在深海具有丰富的油气资源,脐带缆装置是深海石油开采的必备设施。在脐带缆铺设过程中,受铺设参数和海流的影响,脐带缆力学性质会发生改变。若脐带缆发生涡激振动的锁频现象,会影响铺设效率。因此,研究脐带缆铺设过程中的涡激振动,可保证在安全前提下提高铺设效率。首先概述了有关脐带缆铺设的静力学理论,建立了基于大变形理论的脐带缆力学模型,使用MATLAB编程求得一算例模型数值解,将结果与Orca Flex进行对比验证。并用模型和Orca Flex分析了脐带缆湿重和弯曲刚度、初始水平距离、安装船偏移、相对流速和方向对脐带缆铺设的影响。然后使用ANSYS软件,采用切片法模拟大长细比的脐带缆在均匀流作用下的涡激振动响应,研究了水流流速和张力对涡激振动的影响;最后,搭建了一套张力变化的管线涡激振动实验系统,研究了张力值、变化频率和幅值对涡激振动的影响。通过静力分析发现,脐带缆的湿重和刚度、初始水平距离和安装船的偏移、安装船和海流的相对流速和方向,会对脐带缆的形态和力学性能产生影响。有限元模拟表明在一定范围的相对流速内,脐带缆会发生锁频现象,振幅比大幅度增加,张力的增加可以减少涡激振动幅值和增加振动频率,但张力的变化频率和幅值对涡激振动无太大影响。实验也验证了模拟结果,并总结了提高铺设效率的方法。