随着陆地资源的逐渐消耗和海洋资源开采技术的飞速发展,海洋油气运输管道的需求量日益增加。由于柔性管道有着许多普通运输管道无法具备的优异性能,在很多海洋开采工程中必须或优先考虑使用柔性管道。柔性管道由多层金属铠装层以及多层聚合物层组成,骨架层(carcass)作为最内层,需要在满足一定柔性的前提下防止由于外层压力导致的内层聚合物层的压溃现象,其结构是一种特定型材螺旋缠绕的互锁金属结构。骨架层的制造工艺十分复杂,是柔性管道生产中的核心技术之一。本文采用有限元仿真方法研究了骨架层的制造工艺,探讨了柔性管道骨架层成形的关键技术。制造骨架层的核心技术是辊弯成形工艺。本文基于辊弯成形过程中板带与轧辊的接触情况,建立了描述板带变形特征的数学模型,该模型可以预测弯曲角分布和纵向应变变化情况。结果表明：板带的纵向应变大小与变形截面以及轧辊尺寸有关,纵向应变在道次之间呈现先升高后降低规律,峰值出现在第一接触点处；随着边腿长度的增加,纵向应变期初呈增加,随后呈降低,拐点出现在边腿长度为约12mm处；纵向应变峰值随着轧辊半径的增加而减小。为探索合理的板带成形有限元模拟参数,本文运用有限元软件MARC/mentat 2012进行了三道次U型型材的辊弯成形模拟和Ti-6A1-4V板料的自由弯曲回弹模拟,并将模拟结果与实验结果进行了对比分析。结果表明：所选择的模拟参数能够较好模拟板材的折弯变形特征；实体壳单元(M-RESS)在模拟板带折弯成形,尤其在需要预测回弹时,有良好的表现；合理的网格划分和厚度方向积分点数的选择对回弹值的预测有着很大影响。在参考已有辊弯成形原理的基础上,设计了骨架层的成形辊花图,采用经论证的模拟参数,建立了骨架层辊弯成形的有限元模型。根据成形的模拟结果进行辊花图的参数反馈与优化,最终确定出合理的工艺设计方案。此外,还进行了锁扣压轮组的设计,并给出了锁扣机的简要整体三维造型,为柔性管道骨架成形设计与制造提供技术依据。