本文基于多体系统动力学理论、有限元方法以及结构优化设计理论,对某大口径狙击步枪进行了深入研究。主要研究内容和成果包括:(1)利用在Solidworks中建立的三维实体模型,以多刚体系统动力学理论为基础,结合系统实际工作情况进行必要的简化处理,在ADAMS建立了某大口径狙击步枪的虚拟样机模型。(2)通过动力学仿真计算,分析了枪管、自动机、供弹机构、退壳机构等自动武器主要机构的运动学特性。分析确定了枪管、节套、枪机、枪机框、机匣、枪尾等关重件所受的载荷。(3)详细分析了各关重件的结构特点和受载情况,在综合考虑求解精度和计算经济性的条件下,在HyperMesh中建立了各关重件的合理的有限元分析模型。(4)利用以上所建的有限元分析模型,在不同工况下对各关重件的静强度进行分析,获得了各关重件关键部位的应力和应变数据,根据强度理论,对各关重件进行了强度校核。(5)根据静力分析计算结果,以拓扑优化理论为基础,结合零部件的结构和功能特点,对主要超重部件机匣和枪尾进行了以重量为目标函数的结构优化。重建机匣和枪尾的三维实体模型和有限元模型,对比了优化前后机匣和枪尾的力学特性。