本文应用非线性有限元理论和结构优化设计理论,研究迫击炮座钣置于刚性地面、中硬土地面上的有限元分析方法与结构优化设计方法。迫击炮在刚性支撑、土壤支撑两种支撑条件下射击时,座钣的受力情况差别很大。本文根据座钣在不同类型地面上的受力特点,分别研究了两种支撑条件下的有限元模型。模拟土壤支撑条件时,土壤-座钣的贴合面上定义带摩擦的接触,模拟座钣结构和支撑土壤的相互作用。用有限元与无限元耦合模型模拟半无限空间体土壤的支撑条件。采用上述方法,较真实地反映了迫击炮在土壤上射击时座钣的应力和变形状态。借助于CAE软件平台,对有限元模型进行刚强度分析,发现了座钣局部结构强度不足的缺陷。合理简化座钣的几何模型,采用二次开发编程语言实现了座钣的参数化有限元建模。根据座钣的结构形式,初步确定座钣结构的设计参数及其取值上下限;建立基于Pareto最优概念的座钣多目标结构优化数学模型,对优化模型实施初步优化,并对设计参数进行适当筛选;对调整后的优化模型进行全面优化,取得满意的优化结果。按优化后的模型参数改进原座钣得到优化后座钣实体结构模型,并对优化后的座钣进行有限元结构刚强度校验。由分析结果可知,优化后座钣的最大应力值比优化前有了大幅度的降低,且重量也减轻了,从而证明了本文采取的优化方法的可行性与实用性。