在《“十三五”国家科技创新规划》中,中国提出计划建设新一代居住型深海作业平台——深海空间站。圆环壳作为深海空间站较为理想的耐压壳主体结构形式,为了保证其设计和制造的可靠性,对均匀外压作用下圆环壳失效的主要形式之一——屈曲问题,作出正确的预测是十分重要的。同时考虑到中国船级社(CCS)和压力容器关于均匀外压作用下圆环壳的相关标准规范较少,对圆环壳屈曲特性开展深入研究,探索高效且精准的屈曲载荷预测方式,为海洋勘探工作的安全开展提供必要的技术支持,具有重大意义。本文的研究内容与结论如下:(1)通过线性屈曲分析与试验结果对比,探讨了单元类型、单元密度、边界条件对圆环壳稳定性分析结果的影响,提出了一个合理的有限元分析模型建立方法。比较了临界屈曲载荷理论解、数值解和试验值之间的误差,得出数值解与试验结果相符,而Jordan公式计算的理论解误差较大。计算了不同厚径比圆环壳的屈曲载荷,证明Jordan公式结果偏于保守,当t/r≥1/14时,可以直接根据数值计算结果来预测部分结构实际情况的屈曲载荷。(2)通过非线性屈曲分析与试验结果对比,证明对于大多数实际结构,采用考虑材料、大变形等非线性情况的非线性屈曲分析是十分必要的。证明尽管不能在数值分析中完全体现圆环壳厚度变化,但是采用近似的真实变厚度可以最大程度的贴近试验结果。发现平均厚度相同条件下,相比于单一厚度圆环壳,特定参数变厚度圆环壳拥有更好的抵抗屈曲的能力。(3)通过线性屈曲分析和试验结果对比,研究肋骨对于圆环壳屈曲特性的影响。相比于离散型肋骨,由于连续肋骨的侧向稳定性较差,该类型肋骨加强圆环壳的临界屈曲载荷有所下降。在肋骨自身尚未失稳的情况下,加肋圆环壳临界屈曲载荷随着肋骨截面惯性矩的增加而提高;相比于矩形肋骨,侧向稳定性更好的半圆肋骨并未显著提高加肋圆环壳的临界屈曲载荷。总体而言,矩形截面离散加肋方式对于圆环壳的加强效果最好。(4)针对4个304不锈钢和8个树脂试样开展静水压力试验,对比304不锈钢圆环壳的试验结果和数值分析结果,证明圆环壳对于初始几何缺陷不敏感,特定参数变厚度圆环壳拥有更好的抵抗屈曲的能力。对比树脂圆环壳的试验结果和数值分析结果,证明数值分析可以较好的预测圆环壳的屈曲和后屈曲行为。