水介质爆炸容器是进行水下爆炸研究的重要实验设备，而水介质爆炸容器动力响应及控制又是国防、交通及工程建设等领域亟待解决的重要课题之一。为了在确保水介质爆炸容器使用安全的同时，充分发挥实验设备的效能，必须通过对水介质爆炸容器动力响应的研究，较为准确地确定容器壁部弹性范围内的应变与水下爆炸药量、容器直径和壁厚之间的关系，以提高它的承载能力。而目前关于水介质爆炸容器，尤其是模拟深水环境的水介质爆炸容器的研究还很缺乏，很多问题有待于深入探索。本论文围绕可模拟200m水深环境的10gTNT当量水介质爆炸容器的工程设计，采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对水介质爆炸容器的动态特性、动力响应及可靠性进行了多方面、多层次的研究，得到了一些有意义的结论。论文主要工作如下：1.在对水下爆炸冲击波传播和气泡脉动规律分析研究的基础上，结合实验和数值模拟结果，得出了水介质爆炸容器内部爆炸载荷的特性和传播规律，确定了实际爆炸容器的内部载荷，为进一步的爆炸容器响应分析及结构设计奠定了基础。2.通过对水下爆炸冲击波的特点和水介质爆炸容器的应力状态及响应特征的研究，提出了基于能量吸收法的水介质爆炸容器壳体强度分析方法，优化了容器的壁厚设计，解决了传统设计中材料要求高、重量大、成本高、使用不方便的问题。3.研制了2米直径可模拟200m水深的10gTNT当量水介质爆炸容器；在容器加压泄压接口、光学窗口、装药/起爆电缆转接接口、测试电缆转接盘法兰等结构方面进行了创新设计。实现了多参数条件下的爆破测试集成化、自动化，解决了深水爆破试验的关键技术问题。4.建立了一套完整的水介质爆炸容器动力学研究测试系统，对可模拟200m深的10gTNT当量水介质爆炸容器进行了实验研究。通过对实际爆炸容器的载荷和壳体响应的测量与分析，得出了容器的实际作用载荷分布特征、动力响应的初步规律和相关参数计算公式以及不同水深、不同药量对爆炸冲击波峰值压力和气泡脉动半径及周期的影响规律。同时，对容器的安全性进行了考评，验证了所设计的水介质爆炸容器是安全可靠的。5.对爆炸容器的实测响应进行了频谱分析，得出了不同爆炸载荷当量和外加静压对容器响应频率特征的影响规律。同时利用有限元方法对实际爆炸容器进行了模态分析，结合容器的实测响应频谱特性，得到了容器在实际爆炸载荷作用下的模态响应以及可能的破坏模式。6.采用非线性有限元方法模拟了椭圆封头圆柱形爆炸容器的作用载荷与动力响应，通过数值计算结果与实测数据及理论计算结果进行对比，得到了水介质爆炸容器的作用载荷与动力响应的变化规律。明确了容器的筒体部分承受最大载荷的部位是中环面，椭圆封头部分承受最大载荷的部位是封头顶端处；由于结构形状及冲击波的汇聚作用，封头顶端处载荷比中环面载荷更大，因此从安全性角度考虑，容器的椭圆封头顶端在设计时应该引起高度重视，在设计中将容器壁厚增加5mm，最后壁厚取为35mm，保证了设备安全。7.基于爆炸动力学、结构力学、可靠性理论和数值计算，分析了不同结构可靠度计算方法的特点和适用情况，提出了水介质爆炸容器结构动力可靠度分析方法，分别对实际水介质爆炸容器进行了可靠性分析。一方面，建立了应力-强度干涉模型，将工作压力和材料的许用应力作为随机输入变量，采用一次二阶矩法计算了容器在静态应力强度条件下的可靠度为98.4%；另一方面基于参数化建模方法，利用ANSYS软件的PDS可靠度概率分析模块对容器进行可靠度计算，在同时考虑工作压力、容器壁厚及材料许用应力的随机性的前提下，得到了实际水介质爆炸容器的可靠度为98.2%。充分说明了所设计的容器是安全可靠的，采用能量吸收法进行容器壳体强度计算是合理的。