防弯器在海洋工程领域具有广泛应用,对海洋柔性管缆可以起到很好的弯曲保护效果。前人针对防弯器主体结构的分析以及优化工作具备一定规模,但对防弯器主体结构的材料设计与连接结构的几何参数设计关注度不高。针对防弯器主体结构的材料进行优化设计,可以减小防弯器体积,使防弯器的经济性更强。探究连接结构几何参数对防弯器性能的影响,对连接结构进行设计与分析,可以提高防弯器在工程应用中的安全性与可靠性。这两项工作对防弯器的工程应用具有重要意义。针对防弯器材料的优化设计,比较了丙纶、锦纶、涤纶以及玻璃纤维对聚氨酯弹性体力学性能的增强效果,根据试验结果将涤纶长纤维作为聚氨酯弹性体的增强相,对涤纶长纤维增强聚氨酯材料力学性能进行研究。当加入的涤纶长纤维体积分数为0.8%时,通过理论、数值和试验方法,发现其纵向弹性模量可以提高26.8%。将该材料用于防弯器,与聚氨酯弹性体防弯器相比,在保护效果基本一致的情况下,涤纶/聚氨酯弹性体防弯器的体积可以减小6.5%,可以实现防弯器的体积优化。为进一步提升防弯器的材料刚度,在涤纶增强的基础上,于基体中混入体积分数为0.3%的短切碳纤维。通过试验以及数值分析发现,碳纤维/涤纶混杂增强聚氨酯弹性体材料的纵向弹性模量比聚氨酯弹性体高56.5%。将该材料应用于防弯器中,在弯曲保护性能不折减的情况下,该复合材料防弯器较聚氨酯弹性体防弯器,体积可以缩减14.5%,对体积的优化效果明显。为对防弯器的连接结构进行分析,建立了包含连接结构的防弯器有限元模型,并设计弯曲试验验证有限元模型的正确性。在此基础上,设计正交试验,分析5个几何参数对防弯器保护性能的影响。基于正交试验结果,获得了连接结构几何参数变化对于防弯器关键性能指标的影响程度。建立的有限元模型以及分析方法,对防弯器连接结构的设计与分析具有实际的指导意义。