大口径轻型火炮具有威力大和机动性强的突出优点,但同时也带来了结构受力复杂恶劣和射击稳定性难以保证的问题。本文以某轻型火炮为研究对象,综合使用多体系统动力学、复杂系统结构动力学有限元法和火炮设计理论对某轻型火炮发射时结构总体动态力学特性进行研究,分析系统内结构作用力动态响应和传递、架体后坐稳定性作用机理,并对影响下部架体后坐稳定性的部分总体结构参数进行优化,为某轻型火炮总体结构设计提供重要的理论依据。综述了当前火炮发射动力学研究的两种主要方法-多体系统动力学分析方法和复杂系统结构动力学有限元法解决不同问题各自的优势,并着重阐述了两种动力学分析方法的基本方程和数值解法。以身管、摇架、上架和前大架作为柔性体,研究并建立了某轻型火炮两种刚柔耦合发射动力学模型。通过数值计算获得了火炮发射过程中的运动与受力特性,并对模型的准确性进行了分析论证。运用上述模型探索研究了配合间隙、结构刚度、连接位置、土壤特性等因素对下耳轴力、高平机力、摇架导轨受力和后大架驻锄受力的影响,在对比分析的基础上对影响规律进行了总结归纳,为该火炮结构设计提供技术参考。结合火炮发射动力学分析,重点从炮架与总体结构主要特征和发射时力的传递与时序关系分析两个方面,对火炮下部架体后坐稳定性的作用机理进行了研究。在此基础上,对影响火炮下部架体后坐稳定性的因素进行探索分析。通过总体结构参数灵敏度分析,寻找出了对下部架体后坐稳定性有关键影响的结构参数,研究了其对下部架体后坐稳定性的影响规律。在此基础上,采用近似建模方法构建了响应面近似模型,以下部架体后坐稳定性最优为目标,选择多岛遗传算法对部分火炮总体结构参数进行优化匹配,获得了最佳优化结果。研究成果可为某轻型火炮结构设计方案进一步改进优化提供参考。