悬链线理论日益成熟且广泛用于桥梁悬索、锚泊缆绳和电缆架设等工程领域。在海洋技术方面,也可以运用悬链线理论对深海采矿软管进行研究。软管良好的工作构形和受力情况关系着采矿输送的效率乃至整个采矿系统的安全。因此,本文从悬链线理论入手,对悬链线在竖向荷载作用下的构形特征和力学特性进行研究,为软管的设计与研发提供指导作用。同时,对工程中柔索、缆绳的分析也可以提供一定的参考价值。主要研究内容及结论如下:(1)基于悬索结构的经典悬链线解,引入悬链线的不可拉伸性和完全柔性假设,推导出了计算悬链线水平张力的非线性超越方程。同时,对悬链线两端点的切向张力、张力竖向分量提出了更加简洁的计算表达式。在仅受均布荷载作用下的悬链线理论基础上,建立了确定悬链线受竖向集中力作用下的几何构形和张力情况的非线性方程组。该方程组包含悬链线曲率直径和集中力作用点的平衡位置的纵坐标两个未知数。(2)采用异步求解的路径计算方程组。将方程组换算为曲率直径平方的一元二次方程。通过对方程系数的分析,方程有特殊解、隐含解、重根和一般解,而一般解又有大根和小根两种表达式。分别对方程特殊解、隐含解和重根进行分析,得到曲率直径相应的计算表达式。结合竖向集中力大小、作用位置和集中力作用点平衡位置的变动范围对大根和小根的适用情况进行了分区。通过算例分析,本文算法的计算结果与文献算法的计算结果误差较小,悬链线受力构形基本一致。(3)针对悬链线受两个竖向集中力作用的情况,通过引入悬链线的超越方程、力平衡方程和几何构形约束方程建立了非线性方程组。采用牛顿迭代法同步求解出未知数,进而确定悬链线的几何构形和张力情况。(4)根据左端点广义倾角?的正负,悬链线分为三种具有不同构形特征和力学特性的悬链线。在悬链线仅受均布荷载作用的理论上,将不同的悬链线几何构形条件和张力情况作为已知量,逆向确定悬链线的几何构形和张力情况。(5)通过柔索构形与张力测试装置进行试验,将试验测得的结果与理论计算的结果进行对比分析,二者吻合较好,验证了理论推导的正确性。