复合材料是一种比较典型的非匀质各向异性的材料,具有高比强度、高比模量、加工成型工艺简单、可设计性强等特点,利用这些特点可以设计出不同性能的复合材料结构。多管火箭炮采用复合材料定向管有利于减轻整个发射装置的重量,延长使用寿命,提高机动能力,从而提高多管火箭炮的综合战术技术性能。本文以复合材料定向管为研究对象,利用复合材料的可设计性,采用有限元计算方法对复合材料定向管进行了结构分析及优化设计,取得了一些研究成果：1)根据复合材料的基本力学理论和有限元法,利用ABAQUS的二次开发语言python对复合材料定向管进行参数化建模,通过模态分析得到各阶固有频率和振型,并研究铺层厚度对复合材料定向管固有频率影响的规律；2)利用多学科多目标优化技术对复合材料定向管进行铺层角度的优化、约束位置的优化以及基频和质量的多目标综合优化,获得优化设计方案；3)通过正交试验分析各个设计变量对目标函数的影响,并建立了复合材料定向管的近似模型,通过误差分析验证了近似模型的有效性和可靠性,成功解决了复合材料定向管结构分析及优化中复杂耗时的问题；4)建立了定向管和火箭弹耦合的有限元模型,进行发射动力学分析,并对比分析优化前后复合材料定向管的综合性能。本文的研究为火箭炮复合材料定向管分析和设计应用提供了一定的参考价值,促进了多管火箭炮的综合战术技术性能的提高。