对于像超空泡高速运动体这类圆柱壳结构来说,整体结构失稳往往是其主要破坏形式,因而以稳定运动为前提的情况下,对超空泡运动体进行整体结构稳定可靠性分析,更符合工程实际。为了保证超空泡运动体整体结构不失稳,就需要加强超空泡运动体的壳体结构。但是,加强后的壳体对整体结构稳定可靠性的提高和重量的增加都有要求,因此对该超空泡运动体的加强壳体结构进行优化,就成为本文研究的方向。主要有以下方面：1)通过保角变换研究n维多边形上的自由流动,给出计算作用在空泡轮廓上的力和力矩的表达式。研究不稳定超空泡的中心位置,并给出不稳定超空泡中心位置的表达式。分析作用在超空泡运动体上的力和力矩,并得到在平面力机制下和局部空泡机制下的力和力矩的表达式。最终给出作用在超空泡运动体上的力和力矩的表达式。2)模拟仿真计算超空泡运动体的稳定运动,并进行结构分析。建立超空泡运动体三维运动方程组。研究超空泡运动体在稳定运动状态下的三个典型状态的运动平衡,并得到稳定运动时的角度平衡关系。根据试验模型参数建模,通过编程对该模型进行模拟仿真计算,得到稳定运动时的力以及角度,并对仿真计算结果进行处理。3)采用新的约束方法进行结构分析,使超空泡运动体的结构分析结果更符合实际情况。通过薄壳体理论得到壳体的动能和应变能。由节点位移矩阵得到单元质量、刚度和几何矩阵,并给出壳体位移方程。分析作用在超空泡运动体上的屈曲载荷的时变性,给出描述动态屈曲稳定性的壳体位移方程。最后给出整体稳定可靠性分析所需的结构分析程序。4)研究桁架与壳体结构系统总体稳定可靠性分析方法,给出稳定特征方程,以及失稳安全余量,最终给出安全余量的可靠性指标。根据模拟仿真计算的结果,求解壳体结构不同方向上的结构整体稳定可靠性指标,最终给出该超空泡运动体在稳定运动时的结构整体稳定可靠性指标。5)用壳体模型预测不均匀厚度壳体的动态变形。考虑屈曲载荷包括与推力一致的压缩力和运动体前端的阻力,以及与尾部阻力相一致的轴向集中力。比较正常平直截面壳体与锥形截面壳的稳定性。当要求增加的重量最小时,对锥形截面加强壳体结构进行基于整体稳定可靠性的优化。