本文以某科研项目为背景,针对120mm迫击炮提高射击稳定性和射击密集度问题,利用动态非线性有限元法和多工况结构优化方法对炮箍位置进行了优化设计,并研究了弹炮结构参数对射击密集度的影响。首先建立了 120mm迫击炮-弹丸-土壤耦合系统的接触碰撞有限元模型,结合显式非线性动力学仿真,获得了全炮动态响应,并分析了迫击炮发射过程中的炮口扰动和弹丸膛内运动规律。采用有限元法、层次分析法、Kriging模型和遗传算法相结合的方法,进行了迫击炮炮箍位置的多工况结构优化设计。以试验数据为训练样本,建立了基于迫击炮炮箍位置与炮口扰动之间的非线性映射关系。通过构建优化目标函数,利用遗传算法进行最优求解,获得了迫击炮炮箍最优位置,并有效减少了炮口扰动,有利于提高迫击炮射击稳定性。在优化模型的基础上,进一步研究了弹炮结构参数对迫击炮射击密集度的影响。选择炮箍位置、弹炮间隙和弹丸质量偏心三种因素,利用动力学仿真获得了不同情况下的弹丸起始扰动,并通过进一步的射击密集度计算,获得了弹炮结构参数对射击密集度的影响规律。本文的研究方法和结果对于研究迫击炮的多工况结构优化设计,提高迫击炮的射击稳定性和射击密集度具有一定的理论意义和工程应用价值。