近年来沿海国家研发各种能承受深海高压、低温及腐蚀等恶劣环境的水下作业设备开发海洋资源,以此缓解日益增长的陆地资源压力。但高昂的试验成本和危险性,限制着水下作业设备的研制和性能测试。因此,各国开展能在陆地实验室里进行水下作业设备研发测试的深海环境模拟技术研究,但多是模拟环境压力,温度模拟技术还未完全实现。为此,本文开展深海环境模拟系统的设计与研究,实现深海环境压力、温度单参数模拟和压力-温度复合模拟。研究内容包括:（1）进行深海环境模拟系统的方案设计。首先根据耐压和密封的要求进行高压模拟舱主体承压结构和密封结构的方案设计,然后根据液体压缩性原理,采用强制向高压舱注液的形式完成深海环境压力模拟系统的方案设计。根据液压系统热平衡原理,利用油冷机组的制冷循环,完成深海环境温度模拟系统的方案设计。最后结合制冷循环系统和压力加载系统完成深海环境压力-温度复合模拟系统的方案设计。（2）开展高压舱主体承压结构和自紧式密封结构的设计和分析。通过理论计算对舱体的壁厚、承压力以及密封圈的压缩率等进行设计校核。使用ANSYS对高压舱主体结构和密封结构进行有限元分析,检验高压舱的承压性能和密封性能。（3）设计深海环境模拟系统,并建立其仿真模型,进行实际工况下的仿真实验。首先根据研究方案完成深海环境模拟系统的设计和重要元件的选型,然后采用AMESim建立深海环境模拟系统模型,并根据实际工况进行仿真实验。压力模拟仿真表明,系统压力加载速度约为5.7MPa/min,能完成3000m深海环境压力的模拟;温度模拟仿真表明,系统可行且能进行动态温度调节,满足系统的精度和热平衡要求;压力-温度复合模拟仿真表明,除了单参数环境模拟,系统还能进行动态循环压力模拟,具有更高的压力稳定性;能进行3000m深海环境压力-温度的复合模拟,且压力加载速度更快,达1.5MPa/s。（4）搭建深海环境压力模拟实验平台,进行可行性测试和耐压耐久性测试。实验结果表明,系统压力加载速度约5.6MPa/min,压力模拟精度≤0.1MPa,而且能保证8小时的无泄漏保压。验证了压力模拟系统的可行性,能为水下作业设备的研制和性能测试提供有力的技术支撑和装备支持。