人类自古以来从未停止过对神秘海洋的探索。面积约3.62亿平方公里、容积约13.5亿立方公里的海洋蕴藏着丰富的资源和多样的物种,引发越来越高的关注,然而复杂多变的海洋环境为海洋探测与开发带来了极大的挑战。作为海洋资源探测与开发的尖端设备,载人潜器(HOV)的结构设计对保证其自身安全至关重要。本文针对目标载人潜器分别开展了耐压结构和非耐压框架结构的设计研究。对于多开孔薄壳的耐压结构,其设计难点是开孔形式的选取。经对弧形连接开孔、直接连接开孔和围壁加强开孔三种形式分别进行数值模拟,确定了出入口的优选方案。对耐压结构进行强度及非线性屈曲有限元校核。根据相似性原理设计了缩比模型试验,通过对试验结果数据的分析与对比证明设计方案的合理性、安全性与可靠性。对于非耐压结构,在充分考虑设备安装与维修、建造工艺、潜器功能的基础上设计了非耐压结构的材料、设计载荷、构造样式及结构形式,并对其进行有限元分析校核。利用ANSYS参数化设计语言,实现了框架结构的参数化建模,并分别应用枚举法和复合形法对框架结构进行了优化设计。