本文所研究的深水AUV系统主要用于深水油气资源勘察任务。该AUV系统的主体结构由主体框架、前舱框架、集线舱和传感器固定装置组成。主体框架和前舱框架是主要承力结构，传感器、耐压舱和电池等皆安装于该结构之上。集线舱和传感器固定装置装载了控制系统和传感器系统的重要电子设备。在水下航行、起吊、回收和运输过程中，主体结构必须具有足够的强度以承受多种情况下的分布载荷。为了满足深水AUV系统的使用需求，本文对主体结构进行了详细设计及有限元分析。在完成深水AUV加工制造之后，对其主体结构进行了大量的测试试验，通过试验验证了本文通过有限元分析得出的设计结果和结论是准确的。本文的主要研究成果如下：1.计算了深水AUV运行时的水阻力和能源消耗，在此基础上，计算出深水电池的容量。2.设计了框架梁+横肋+外壳的主体框架结构，并对该结构在陆地上和水中起吊时的强度进行了有限元分析，证明其强度满足使用要求，得出横肋和外壳可以增加框架梁结构强度的结论。3.以布放回收时的强度有限元分析结果为依据，设计了前舱框架结构，并对局部薄弱结构进行了加固。对前舱框架在运输过程中的随机振动进行了有限元分析，得出减小随机振动激励所产生应力的有效方法是减小运输过程中速度功率谱密度和增加辅助支撑。4.在刚性失稳和弹性失稳分析的基础上，设计了集线舱。对超短基线传感器固定装置在水中的阻力和整体强度进行了计算分析，证明其强度满足使用要求。