社会对水产品的需求量与日俱增,而近岸海洋环境的破坏,病害问题的日益突出,使得网箱养殖业从浅水向离岸深水区发展已成为一种必然选择。但是,离岸区域海况条件恶劣,浪高、流急、风大,因此,研究重力式网箱结构在波浪荷载作用下的动态响应特性具有极其重要的意义。本文采用有限元方法对浮架进行数值模拟,建立了网箱结构的三维有限元数值模型,并对数值模型进行验证,研究网箱结构在波浪荷载作用下的动态响应以及金属网衣在波浪荷载作用下的动态响应,并基于动态响应的结果,对网箱结构进行优化设计。本文主要内容包括：第一章是绪论,介绍了论文研究的目的和背景,介绍了常见网箱结构型式,分析了当前国内外网箱研究进展,提出了本文的研究内容。第二章首先介绍了有限元法和有限元动力分析的基本理论。然后在ANSYS软件中用PIPE单元模拟浮架,LINK单元模拟锚绳,建立了浮架和锚绳在波浪中运动的有限元数值模型。第三章对数值模型进行验证,参考桂福坤浮架运动模型实验,验证数值模型运动和受力变形特性计算的精确性；用圆环拉伸实验验证数值模型变形计算的精确性。第四章基于有限元数值模型,研究了浮架在波浪荷载作用下的动力响应特性,主要分析了不同波浪入射方向下或者个别锚绳断裂后浮架的变形特性、应力特性、锚绳力特性的区别,并给出了各种情况下浮架的变形模式图。第五章对4个连接构件数量模型,4个连接构件抗弯刚度模型,4个浮管抗弯刚度模型和5个锚绳抗拉刚度模型进行计算,根据网箱浮架不同连接构件数量、不同连接构件抗弯刚度、不同浮管抗弯刚度以及不同锚绳抗拉刚度的结果,对网箱结构进行优化、设计。第六章建立了金属网箱结构在波浪荷载下动态响应的有限元数值模型,分析了菱形网目铜合金网衣和矩形网目铜合金网衣在纯波浪条件下的变形和应力特性,并研究了刚度、波高、周期变化对金属网衣动态响应特性的影响。最后总结了本项研究所取得的成果,并展望了今后可能的研究方向。