发射过程中的架体结构刚强度问题始终是大口径火炮的研究重点之一,特别是当前火炮朝着兼顾大威力和高机动性的方向发展,其重要性更显得尤为突出。这一问题的研究对于火炮结构设计具有一定的工程应用价值,同时,对于其他复杂机械系统的结构分析与优化设计亦具有一定的参考价值。本文以某大口径车载炮为对象,基于非线性有限元理论和刚强度理论,进行了如下研究工作：(1)阐述机械结构的刚强度理论及其在结构刚强度分析设计中的应用,对静、动强度设计的使用范围及优劣势进行阐释和对比,介绍了刚强度分析中常用的方法,介绍了能量法的基本概念以及能量法在结构刚度分析中的应用,为后续研究奠定理论基础。(2)探寻高效合理的火炮结构-土壤相互作用关系模拟方法,运用基于Lysemer简化比拟法的土壤集中参数模型,建立了车载炮动力学非线性有限元模型,在此基础上,选取5种不同刚度、阻尼特性的土壤,获得了不同土壤特性对全炮动态响应的影响规律。研究结果对于提高火炮动力学有限元模型的计算分析精度具有一定的参考价值。(3)对车载炮的车架、上架、摇架等架体进行了刚度分析与刚度灵敏度分析,在刚度灵敏度分析的基础之上,通过改变灵敏度高的子结构参数获得了不同刚度的架体,使用车载炮动力学非线性有限元模型获得了单个架体刚度变化时的全炮动力响应,得到了单个架体刚度变化对其他架体的动力响应的影响规律。(4)建立车载炮参数化动力学有限元模型,集合最优拉丁超立方试验设计方法和Kriging方法构造近似模型,选用NSGA-II多目标算法进行优化计算,获得了Pareto前沿,得到了可以使得车载炮质量与架体最大动态应力均得到改善的刚度匹配结果。