座钣是迫击炮的主要承载部件,通常座钣在全炮质量中占有较大的比重。因此采用轻质材料制作座钣、减小座钣的质量对提高迫击炮的机动性和便携性具有重要意义。本文以预研项目为背景,设计了一种复合材料座钣,并对其进行动态特性分析及结构优化设计。全文主要研究内容如下:（1）提出了一种用于大口径迫击炮的复合材料座钣结构。座钣外形为圆形,三个把手处向下凹陷形成梯形凸起。根据座钣的性能要求、复合材料的特性及铺层设计的原则选择驻臼的材料为钛合金,其余结构采用复合材料,并确定了复合材料的铺层方式。在座钣上设置加强筋,提高了座钣结构的刚强度。（2）建立了碳纤维复合材料与钛合金层合板受冲击过程的有限元模型,并进行仿真计算。根据复合材料本构关系及材料失效、退化准则,在Fortran软件中编写了复合材料的VUMAT子程序,并将VUMAT子程序嵌入有限元软件中对算例进行仿真分析。算例仿真所得结果与实验结果比较一致,验证了复合材料VUMAT子程序的合理性。应用VUMAT子程序分析了复合材料层合板在不同冲头动能、不同钛板厚度及不同铺层方式下的冲击特性。（3）建立了复合材料座钣与土壤耦合的迫击炮全炮发射有限元模型。得到了复合材料座钣在6种射角工况下的动态应力及动态位移响应,结果显示复合材料座钣并未发生有害变形和失效。通过改变有限元模型,获得了土壤类型、驻臼中心高度及座钣质量对迫击炮射击稳定性的影响规律,为复合材料座钣的优化设计提供参考。（4）针对大口径迫击炮-土壤耦合的全炮非线性有限元模型网格数量多、工况多、仿真耗时较长的问题,建立了5层BP神经网络代理模型代替有限元仿真模型,并采用最优拉丁超立方试验设计方法进行样本训练,提出了一种复合材料迫击炮座钣的多工况多目标联合优化建模方法,以座钣质量与弹丸出炮口时的炮口扰动为优化目标,坚硬土和软弱土为射击工况,座钣最大应力为约束条件,复合材料座钣的各铺层区域的厚度、驻臼中心高度为设计变量,建立了座钣多工况多目标联合优化模型。采用遗传算法NSGA-Ⅱ进行多目标优化,优化后复合材料座钣的刚强度、射击稳定性和重量均满足要求。本文的研究结果对复合材料座钣的设计、分析及优化设计具有一定的工程参考价值。