近年来军用车辆屡遭路边炸弹、简易爆炸装置以及地雷等爆炸物的威胁,其爆炸产生的高速冲击给予车辆及乘员毁灭性打击。目前针对提高车辆抗爆炸性能主要是加装底部防护组件,但组件的加装会影响车辆的基本行驶性能,需要组件在满足抗爆炸冲击性能的同时尽量减轻其质量。虽然防护组件轻量化设计是在军用车辆爆炸防护领域的研究趋势,但是基于爆炸环境下的防护组件材料结构一体化设计方法研究较少。本文提出了一种考虑防护组件抗爆炸冲击性能的防护组件设计思路,能够较好地处理防护组件结构与材料匹配的多目标优化设计问题。首先,根据某防护组件台架试验进行了仿真分析及试验验证,获得了准确的浅埋爆炸仿真模型。然后,针对提出的某型车辆底部防护组件设计要求,基于三明治结构的设计思路进行组件结构设计,对比分析了不同结构形式的芯层结构件的抗爆炸冲击性能,获得了最优的芯层结构布置,完成了防护组件台架结构的设计。接着,针对设计的台架防护组件,考虑设计中组件的抗爆炸冲击性能要求以及轻量化要求,提出了材料结构一体化设计目标,对组件中影响抗爆炸冲击性能的组件结构进行筛选,选取其材料和结构作为设计变量;基于拉丁超立方法进行试验设计,获取变量与目标之间的灵敏度关系;基于试验设计结果进行四种代理模型的构建,对比不同算法下构建的代理模型的拟合度与误差,获得最优代理模型作为优化对象,并基于三种多目标优化算法对最优代理模型进行计算,获得误差最小的综合最优解并进行台架试验来验证仿真与优化的精度。最终,在获取了准确的某型装甲车有限元模型基础上,进行了基于整车的防护组件设计,以Kriging法构建代理模型,并采用NSGA-II多目标遗传算法来获取满足设计目标的Pareto解集,通过最小距离法获取多目标优化设计要求下的综合最优解。最终经过优化设计的防护组件在质量以及防护性能上均有一定的改善,达到了提高抗爆炸冲击性能的同时降低防护组件质量的材料结构一体化设计目的。