深海气液混输立管处于复杂的深海环境中,受到波浪、海流等环境载荷和立管顶端张紧力、自重和浮力等载荷共同作用,其力学性能分析较为复杂。当海流经过立管(细长结构物)时,会在两侧产生漩涡。当漩涡的释放频率与立管本身的固有频率接近时,立管会发生耦合共振,其振动幅值急剧加大。长此以往,立管会发生疲劳损伤,危害石油平台的生产安全。本文先介绍了立管力学性能分析时使用的线性波浪理论、斯托克斯波浪理论和Morison方程。选取合适的波浪理论和流体动力学系数,计算Morison方程可得到立管单位高度的波浪力。得到立管的载荷后,可通过直接积分法对立管的运动控制方程求解,分析立管的响应特性。应用ABAQUS有限元分析软件比较、分析了立管在不同的边界条件下的立管模态响应。在此基础上,分析了立管的环境变量和自身物理参数对立管固有频率的影响。立管的干模态和湿模态在阶数较低时,两者的频率相差较大;不过随着模态数的增加,其差距越来越小。立管的固有频率随着立管长度、壁厚和外径的增大而减少,随着顶张力的增大而增大。在第三类边界条件的基础上,通过改变海流流速,研究了立管的“失谐”和“锁定”现象。在ABAQUS的分析基础上,通过FLUENT研究了立管的圆柱绕流现象。并比较立管在裸管和带螺旋侧板两种方式下的立管振动特性,结果表明安装螺旋侧板后,立管临界流速变大,在一定程度上抑制立管的涡激振动。最后,根据ABAQUS动力分析中得到的应力时程曲线,判断立管是否处于安全状态。通过雨流计数法和不同S-N曲线可以计算立管的疲劳寿命,发现立管顶端处的截面为最危险截面。应用不同的S-N曲线计算疲劳损伤,DNV规范的D类曲线最为严格。