本论文以厚壁球冠结构为主要研究模型，探讨了厚壁球冠结构焊接工艺及稳定性的如下几方面的问题：1、针对小尺度厚壁球冠结构，在大型有限元软件ANSYS的基础上，基于热、弹塑性有限元方法开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；在此基础上，对小尺度厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了小尺度厚壁球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的焊接工艺提供了可靠的依据。2、在热、弹塑性有限元方法基础上，提出了适用于大尺度厚壁构件焊接变形预测的固有应变弹塑性有限元方法，并采用该方法对大尺度厚壁球冠结构的焊接工艺进行分析，得到了不同焊接工艺时大尺度厚壁球冠结构的焊接变形，通过多种焊接工艺的对比分析，在数值分析范围内，找到了大尺度厚壁球冠结构的最佳焊接工艺。3、在大型有限元软件ABAQUS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟。在验证焊接程序正确的基础上，对球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接变形与球冠板厚、焊接坡口形式及焊接顺序的变化规律，为控制结构的焊接变形提供了依据。4、对艏端内凹球面舱壁结构船台泵水时的稳定性进行分析，讨论了不同球冠厚度下不同加强形式时艏端球面舱壁结构的稳定性，并根据艏端球面舱壁结构的稳定性分析结果，对艏端球面舱壁结构的稳定性进行优化设计，并考虑工艺性的要求，给出了艏端球面舱壁结构合理的设计形式。对于潜艇艏端球面舱壁结构的设计具有一定的参考价值。