现阶段前混合磨料射流切割系统的工作压力大致在30-50MPa的压力范围内，已经难以满足实际工况的需求，为此提出建立100MPa的超高压前混合磨料射流切割装置已经势在必行。超高压前混合磨料射流的核心所在于磨料混合装置。水经泵出后，沿着胶管注入超高压前混合磨料罐中进行水与磨料的混合，形成局部流态化，水与磨料充分混合后途经喷嘴喷射而出，形成超高压前混合磨料射流。超高压前混合磨料罐作为一种压力容器，不仅要储存磨料，还要承载磨料与水混合形成局部流态化时产生的压力，为此对超高压前混合磨料罐的强度具有十分高的要求，需要对其进行合理的设计与研究，由此引出本课题。本论文对超高压前混合磨料罐的进行了理论设计和研究。主要做了以下工作:　　对纤维缠绕超高压前混合磨料罐进行了力学分析，通过网格理论设计方法分析磨料罐纤维铺层筒身段和封头段力学特性，推导出磨料罐筒身段及罐体段缠绕纤维厚度及缠绕角的计算方程，为纤维缠绕超高压前混合磨料罐的有限元建模提供理论基础。　　通过solidworks软件建立磨料罐三维模型，运用ANSYS软件的APDL参数化语言完成纤维缠绕超高压前混合磨料罐的有限元分析。因为磨料罐的几何结构、约束条件以及载荷参数等存在对称性，所以选择磨料罐的1/4模型进行有限元分析计算，得到纤维缠绕超高压前混合磨料罐在100MPa（工作压力）和120MPa（安全压力）两种工作环境下磨料罐以及纤维缠绕层的应力应变情况，并对结果进行分析研究。　　优化磨料罐上罐口结构，将上罐口由外螺纹连接结构改为内螺纹连接结构，通过solidworks建立结构模型，运用ANSYS软件对其进行有限元分析，分析结果，并与传统结构磨料罐的分析结果进行对比分析，发现优化上罐口结构的纤维缠绕超高压前混合磨料罐所受到的最大等效应力值、最大等效应变值、最大节点位移值整体上小于传统结构的纤维缠绕超高压前混合磨料罐，最终确定优化结构的超高压前混合磨料罐的内径300mm，内衬壁厚6mm，碳纤维铺层层数为18层，采用正反螺旋缠绕的缠绕方式。