目前，随着新型装甲钢材料的不断更新和复合反应装甲的迅速发展，对反坦克弹药提出了快速设计响应的要求。本文针对反坦克弹药要求，利用数值仿真提出快速高效的设计“破—破”式串联战斗部的设计方法，以满足军事发展需求。在充分分析目标特性的基础上，论证了串联战斗部主战斗部和前级战斗部的口径等关键参数，进行总体方案设计。阐述了串联战斗部的作用过程及聚能射流的毁伤机理，并初步设计了空心半球状隔爆装置，提出了主战斗部引爆延迟时间的计算方法。在总体方案基础上，采用数值仿真方法展开了主战斗部的设计。首先对单锥形装药结构的药型罩壁厚、药柱高度、药型罩锥角和炸高进行仿真优化，再针对双锥形装药结构，优化两阶锥角的匹配，得到主战斗部的主要结构参数。仿真结果表明能够穿透960mm的钢靶，有效毁伤坦克主装甲。同样针对用于引爆反应装甲的前级战斗部，选用球缺形装药结构，对药柱高度、药型罩壁厚和炸高进行仿真优化，得到前级战斗部的主要结构参数，结果表明能够穿透43mm的钢靶，可靠引爆等效厚度为28mm的反应装甲。本论文采用数值仿真优化的方法，相对传统的工程算法，能够更加精确的设计出主战斗部和前级战斗部的主要结构参数，可有效的提高设计成攻率，缩短研制周期，为反坦克战斗部提供高效的设计方法。