前期的研究工作表明,高强聚乙烯-负泊松比复合结构具有良好的抗爆抗侵彻性能,但是对其进行抗冲击波性能和抗侵彻性能分析,数值计算非常耗时,采用优化算法对其优化设计更是难以进行。因此,本文以高强聚乙烯-负泊松比复合结构为研究对象,围绕代理模型预报和优化设计开展了以下研究工作:（1）开展冲击波载荷下高强聚乙烯-负泊松比复合结构响应的快速预报方法研究,构建了对复合结构单位质量吸能和下面板最大塑性变形预报的单一精度代理模型与变复杂度代理模型,比较分析了各代理模型的精度,并通过相关性分析研究设计变量对复合结构抗爆性能的影响规律。结果表明:多项式响应面代理模型的适应性较Kriging、径向基函数模型更好。Co-Kriging变复杂度代理模型在精度略有降低的情况下,计算成本节省了1/3。复合结构上面板厚度、负泊松比芯层板厚和响应值之间的相关性较高。（2）开展高强聚乙烯-负泊松比复合结构抗侵彻性能的快速预报方法研究,分析不同代理模型以及代理模型构建策略对复合结构弹道极限速度响应值预报精度的影响,并通过相关性分析研究设计变量对结构抗侵彻性能的影响规律。结果表明:Kriging代理模型的适应性较多项式响应面、径向基函数模型更好。通过样本点集合的弹道极限速度直接构建代理模型的策略更适用。高强聚乙烯芯层厚度、负泊松比芯层板厚和响应值之间的相关性较高。（3）开展基于代理模型的复合结构抗爆抗侵彻性能多目标优化设计研究,获得复合结构抗爆抗侵彻性能多目标优化帕累托前沿。结果表明:优化后的设计方案较等质量实体板在抗爆抗侵彻性能上有明显的提升,从帕累托前沿解挑选出的复合结构典型优化方案在抗爆性能方面提高了46.5%,在抗侵彻性能方面提高了52.7%。本文研究工作对结构抗爆抗侵彻性能代理模型构建以及多目标优化设计等方面提供了参考。