水下滑翔机是一种新型的水下监测仪器平台，通过调节自身的浮力来实现升降运动，并利用两侧的机翼实现滑翔运动，因此具有能耗低、大航程的特点。由于其他原因造成浮力调节损失，势必会影响整个系统的浮力调节能力，使之不能精确控制滑翔机的行程运动。海水在垂直方向上的密度增加会导致耐压壳体浮力增加，而由于海水压力导致壳体压缩变形又会导致耐压壳体浮力减小，因此通过壳体的优化设计，在耐压壳体满足使用要求的前提下，控制壳体的变形量，使之和由于海水密度增加导致浮力增加量之差趋于为零，对提高滑翔机的控制精度，增加航程，具有重要的意义。本文主要研究内容及贡献如下：（1）本文首先对滑翔机的结构进行了初步设计。采用有限元法，基于工程化的思想，对加强环进行了设计，使其可以满足强度条件，与壳体的密封条件和最小惯性矩条件。考虑海水的腐蚀效应，基于可靠性设计方法，对耐压壳体的壁厚进行了初步设计，使其强度条件，稳定性条件，疲劳强度条件和腐蚀条件的可靠度均大于99.97%，为优化设计提供了优化设计模型，同时也为滑翔机耐压壳体设计提供了示范作用。（2）合理的对耐压壳体结构形式和加强环进行了简化，在保持应力，应变基本不变的情况下，使耐压壳体结构形式与理论计算模型相一致。使带有减重孔，纵剖面面积无法计算的加强环，简化成纵剖面面积一致的加强肋形式。推导出静浮力的计算公式。对耐压壳体的约束条件进行了简单介绍。利用特征值屈曲分析，分析了初始缺陷对耐压壳体承载能力的影响。在workbench平台上二次开发，利用Commands命令，设置相应体积变化量作为导出参数，为耐压壳体的优化提供了一种简单，高效的设计方法。（3）选定了与相应体积变化量有关的九个参数，分别采用理论计算和有限元分析，对各个参数与相应体积变化量的关系做了研究，得到了相应体积变化量与九个参数的关系曲线。分别以铝合金7075T6、钛合金TA2和碳纤维材料T300/5028的耐压壳体为例，采用目标驱动优化方法，以相应体积变化量为目标函数，以强度条件、稳定性条件等为约束条件，对其结构进行了优化，使其相应体积变化量分别下降了15.88%、20.17%和10%，对提高滑翔机的性能具有重要的意义。