海洋柔性管线因其独特的多层复合结构,具有良好的柔性,易于安装与回收,抗腐蚀等优点,在海洋油气勘探开发中得到了广泛的应用。柔性管线在安装或在位运行过程中,会受到扭矩、拉力及环境载荷的共同作用,极易发生扭转失稳,形成扭结,导致其功能失效。对扭结的形成理论与预防措施进行研究,对保障海洋柔性管线的安全运行至关重要。本文通过理论力学分析和有限元数值计算对柔性管线在扭矩和拉力共同作用下的力学响应特性和失稳机理进行了系统的研究,本文开展了以下工作:（1）通过理论力学分析推导了两端球面铰链支承的几何梁或轴在扭矩加载和轴向力作用下的屈曲过程,得到柔性管线扭转回路形成时,扭矩与轴向力的精确关系表达式;通过Orca Flex有限元分析软件建立了悬链线布局的柔性管线模型,考虑波浪、海流和海底摩擦等环境载荷,模拟柔性管线在端部扭矩作用下形成扭转回路的过程。（2）从扭转应变能向弯曲应变能转化的角度,研究了柔性管线在扭转和拉伸载荷共同作用下回路的形成,在拉伸载荷惯性作用下,回路收紧导致弯曲半径减小,形成扭结;通过Orca Flex有限元分析软件模拟计算柔性管线在端部承受扭矩和拉力载荷共同作用下形成扭结的过程,将临界扭矩数值解与Greenhill方程的扭矩预测值进行对比,分析了存在误差的原因。研究结果表明:扭矩与旋转角度之间的关系呈现非线性,出现振荡情况;触底点区域是柔性管线可能形成扭转回路的活跃区域;扭结直径与柔性管线的弯曲刚度、扭矩和拉力有关;扭转回路端部承受拉力时,回路半径将减小,导致柔性管线失效。（3）引入可靠性与结构随机性概念,对端部扭矩和拉力共同作用下的海洋柔性管线进行了可靠性分析,得到其发成扭转失效的概率和可靠度指标等可靠性参数,对海洋柔性管线的设计、制造和安装具有一定的指导意义。