针对复杂机械结构动力学优化耗费机时过多的问题,以车载炮炮口扰动为优化目标,车载炮总体结构参数为设计变量,建立了车载炮有限元动力学模型,研究样本点的抽取方法,探索并综合比较多种近似模型的建模方法与预测精度,采用近似模型与遗传算法相结合的方法,优化结构参数,优化效果较好,为复杂非线性机械结构的动力学分析、近似模型建模和优化设计提供了参考与指导。建立了车载炮精细网格模型,研究了车载炮各部分之间的连接关系,探讨了车载炮发射过程中边界条件与载荷的建模,在此基础上建立了车载炮上装部分非线性有限元动力学模型。研究对比了引入三种优化准则的最优拉丁超立方试验设计方法;提出了考虑训练样本点与测试样本点之间距离的遗传拉丁超立方试验设计方法。抽取训练样本与测试样本.并在此基础上进行了车载炮有限元动力学分析,获得了相应车载炮炮口扰动。分别研究了多项式响应面方法、Kriging方法、神经网络方法、支持向量机方法等近似模型技术的建模方法,参数选取方法,及参数的选取对近似模型预测精度的影响。提出了使用10-fold交叉验证法与遗传算法相结合的方法来优化模型参数,有效提高了近似模型的泛化能力。在综合考虑建模复杂程度和模型预测精度的基础上,选择最优的近似方法建立近似模型。提出了采用近似模型与遗传算法相结合的方法进行车载炮结构动力学优化。在所建立近似模型的基础上,构造了炮口扰动优化目标函数,采用遗传算法对目标函数进行求解,实现了车载炮总体结构参数的动力学优化。优化结果表明近似模型与遗传算法相结合的方法应用于复杂机械结构动力学优化设计节省机时并且效果较好。