随着导弹发射装置的不断更新换代，导弹发射箱盖也得到迅速发展，其性能直接影响到整个武器系统的作战能力。由于复合材料所具有的比刚度大、比强度好、抗疲劳性能好、各向异性、可设计性等诸多特点，复合材料导弹发射箱盖已成为国内外导弹发射装置领域研究的热点。首先，根据技术指标要求对箱盖进行初步结构设计，提出采用泡沫夹层结构以及薄弱区双面搭接工艺的整体顶破式方形箱盖的结构设计方案，使得保证箱盖薄弱区强度满足设计要求的情况下，箱盖质量显著减轻。基于界面元法，使用ABAQUS中内聚力单元模拟胶接界面，对箱盖薄弱区细观结构进行损伤扩展分析，确定了不同结构参数薄弱区的强度。然后，通过商业有限元软件DYTRAN建立了一种模拟箱盖顶破分离过程的方法。数值分析研究了推力筒在不同冲击位置、不同冲击速度作用下的箱盖分离行为，并以此为基础对箱盖的薄弱区结构参数和夹层泡沫厚度进行优化设计。仿真结果表明，在满足承压性能的前提下，经结构优化后的箱盖整体分离性能较好。最后，按照设计方案制作了箱盖试验件，并开展了一系列气密、承压、顶破试验。将有限元分析结果与实验值进行比较，结果表明了箱盖设计的合理性。