探索海洋具有相当大的挑战性,而深海装备的快速发展为海洋研究提供了宝贵的条件。我国是海洋大国,海洋装备先进性直接体现国防力量以及经济建设的成就。本论文针对深海压力容器实际工况进行仿真研究,探讨了壳体材料的腐蚀行为,并提供一种腐蚀防护方案,为其在实际工程应用中提供了理论依据和实验基础。首先,利用当代主流工程应用有限元分析软件,研究了深海环境服役中压力容器的强度、刚度。在Solid Works中建立该深海压力容器模型,并对其尺寸进行参数化,将其导入到有限元分析软件中进行热力耦合分析。分析得到,在赋予容器Q420R和13Mn Ni Mo R两种不同的材料时,该容器在温度场和压力场共同作用下容器的强度与刚度都满足许用要求。但13Mn Ni Mo R材料价格更低,因此选择该材料为容器的选用材料。其次,压力容器壳体材料腐蚀速度由失重法测定,使用数码相机记录宏观形貌的变化,微观形貌用SEM观察,并针对高性能防腐涂层进行了中性盐雾试验。失重法测得Q420R、13Mn Ni Mo R在模拟海水中浸泡180天后,腐蚀速率分别为0.038 mm/a和0.036 mm/a左右。耐腐蚀性能分类评级标准均为4级,两种材料耐蚀性良好,差距不大。两种材料表面涂层在中性盐雾试验后均表现出较好的整体性能。与热力耦合分析选材一致,确定13Mn Ni Mo R为该压力容器壳体材料。最后,由于分析结果显示结构的强度和刚度都在许用要求内,有较大的优化空间,因此对该结构进行优化设计。选取容器厚度和温度作为优化变量,最小质量和最大应力为目标变量,研究容器厚度和温度变化对最大应力的影响,并在其满足使用要求的基础上,使其质量最轻、成本最低。经过优化,容器总质量减少了4.29 kg,质量降低了41.97%。