气垫船因其优越的快速性和两栖性,是两栖登陆艇最理想的选择,其发展受到各国海军的重视。气垫船围裙系统是决定气垫船总体性能的重要系统,气垫船围裙的应力水平、响应能力和抗缩进能力等性能参数与围裙尺寸、围裙类型、囊压比等设计参数密切相关,围裙的设计是一个不断优化的过程,需要多次重复计算。传统的简化分析法不仅误差较大,适用范围也较小,而通用有限元软件因其自身的局限性,设计效率很低。本文根据气垫船围裙的性能设计需求,对向量式有限元理论进行改进和简化,并编写有限元程序,对围裙各性能的影响因素展开了研究,主要工作内容包括:(1)对常用的薄膜成型计算方法进行介绍分析,包括解析法、通用有限元法和向量式有限元法,并阐述了各方法的优缺点;对向量式有限元平面单元理论进行改进和简化,得到了平面膜单元的基本理论。(2)基于Matlab软件平台编写向量式有限元法杆单元程序,计算气垫船二维围裙的成型和张力,并分析了弹性模量、手指与围裙囊的连接方式和张力近似公式对围裙成型和张力的影响,计算结果表明传统的简化分析法计算的围裙张力偏差较大。(3)在杆单元程序中,加入围裙触水的影响,计算了围裙的响应能力和抗缩进性能等性能参数,并全面分析了囊压比、航速、触水深度和几何参数对响应围裙性能参数的影响。通过引入气垫系统特性方程,计算分析了围裙张力、围裙高度随着波面起伏的动态响应特性。(4)基于改进和简化后的平面膜单元基本理论,编写平面三角形膜单元和四边形膜单元程序,计算三维围裙的成型、张力和响应能力,并和杆单元程序的计算结果进行对比,以修正杆单元简化处理带来的误差。在平面三角形单元程序中加入碰撞检测和响应机制,避免围裙之间、围裙与地面之间不合理的碰撞穿透现象;通过引入薄膜的各向异性本构关系矩阵,实现了各向异性弹性模量围裙的性能计算,并讨论了各向异性弹性模量对围裙成型和张力的影响。通过组合使用杆单元和平面膜单元程序,不仅减小了计算误差,还提高了设计效率。