海上漂浮输油软管抗拉强度高，弯曲刚度很小，主要用于我海军岸滩船岸间油料输转、舰船航行纵向油料补给和其它需机动铺设海上漂浮输油软管的场合。本文综合论述了几何非线性有限元分析的基本理论和方法，通过对全Lagrange(TL)、改进Lagrange(UL)和旋转(CR)三类求解几何非线性有限元问题格式的优缺点比较分析，认为旋转格式可有效地利用现有的小应变有限单元库，单元表达形式简单，能有效地处理梁单元的大位移、小应变问题，因此旋转格式十分适合用来分析海上漂浮输油软管的静动态反应。利用Lagrange约束将弹性力学中的几何关系、物理关系和边界条件作为约束条件引入系统泛函中，推导了广义变分原理，阐明了相关Lagrange乘子的物理意义。用旋转格式描述了软管单元的几何非线性问题，采用将单元轴向拉力和位移作为相互独立变量的杂交梁单元，用广义变分原理建立了软管的三维静态几何非线性有限元模型。在模型建立中运用三维刚体有限转动欧拉原理，在软管变形中分离出刚体平移位移和转动位移。对建立的软管有限单元模型采用增量漂移和Newton-Raphson迭代方法求解，开发了软管二维和三维静态分析计算程序，用此程序对建立的软管有限元模型进行了验证计算，并对海上漂浮输油软管在海流作用下的二维和三维静态形状、扭矩、弯矩和张力进行了计算。应用线性波理论，运用Morison方程推导了海上漂浮输油软管所受的波浪载荷，采用幅值影响因子(RAO)推导了软管与船舶连接点运动的边界条件，建立了海上漂浮软管的三维动态平衡方程，方程采用Newmark-β方法直接求解，开发了软管二维和三维动态分析计算程序，对海上漂浮软管在海流、波浪和船舶运动作用下的二维和三维动态位移、扭矩、弯矩和张力进行了分析。在波浪高度相对软管长度较小的情况下，采用二维或三维方法来分析软管动态反应的结果相差很小，可以忽略。最后，采用开发的海上漂浮软管静动态计算程序，对船岸间海上漂浮输油软管进行了长度优化分析，提出了船岸距离为1200m时软管的最佳长度；对软管不加中间固定锚和每隔100m加1个50kg固定锚的情况进行了静动态分析，提出了软管的最大适应海况要求，为船岸油料输转系统研制提供了理论依据。