火焰筒的工作环境极为恶劣，且为多孔薄壁结构，工作过程中承受着复杂的热载荷和机械载荷，会使火焰筒局部变形过大导致破坏，因此，在设计阶段需对其强度与变形程度进行计算分析。本文针对目前国内外使用广泛的环形燃烧室火焰筒开展了如下研究工作：（1）总结国内外常见航空发动机燃烧室结构形式，分析火焰筒的支撑布局形式，结合支承与定位部件的简化方法，归纳了环形燃烧室的四种典型支撑布局形式。（2）选定环形燃烧室火焰筒的几何可调参数，使用APDL语言在ANSYS中建立了三维火焰筒薄壁模型，分别施加边界约束，模拟四种典型支撑布局形式。（3）在有限元分析软件ANSYS中验证了使用壳单元代替体单元对薄壁结构进行有限元计算的可行性；计算了承受轴向力载荷、压差载荷与温度载荷的环形燃烧室火焰筒的变形与应力，对比分析了四种典型支撑布局形式下火焰筒的轴向变形量，径向变形量与筒体最大应力；在冷态下，计算了火焰筒的轴向拉伸刚度。（4）采用多学科优化设计软件Isight，使用试验设计方法，分析了初始设计变量对目标贡献率和影响程度，筛选得到六个最终优化设计变量；采用AMGA多目标优化算法，分别对不同支撑布局形式下的火焰筒进行了变形最小化、应力最小化、质量最小化优化设计，并对优化设计结果进行了分析。（5）使用MFC编制了环形火焰筒参数化建模分析与优化平台，实现几何参数可调的快速建模，快速选择边界条件施加、载荷施加、结果输出的有限元计算分析，以及优化软件的调用。本文计算对比了四种形式下火焰筒的应力与应变特点，并分别进行了优化设计，具有较重要的工程实践意义，研究成果对环形燃烧室火焰筒的支撑布局方案设计具有一定的参考价值。