在工程中,复杂结构系统随处可见。作为一个典型的复杂结构系统,火炮发射是一个高瞬态、强载荷的非线性过程,各部件承受巨大载荷,同时,各连接部件影响着全炮的动态特性。火炮中,上下架间的连接器实现左右方向的调节,方向机在射击时起锁定左右旋转的作用。所以,对火炮射击产生影响。上架和下架间的连接器转盘轴承,对全炮动态性能有很大的影响。除绕其自身轴的自由度外,其它自由度都有刚度特性,所以需要研究转盘轴承的刚度特性。转盘轴承不能进行其轴向旋转自由度的约束,但在火炮射击时要保证射击稳定性,就必须要约束火炮方向射角,方向机能实现此要求。同转盘轴承一样,方向机的刚度特性也是研究的内容之一。本文对火炮主要的连接部件进行深入研究,并对射击稳定性有关系的参数进行试验设计,主要研究工作包括：1.作为全炮中主要的连接部件之一,转盘轴承和方向机在全炮模型中的重要性很高。探讨了上架、下架、转盘轴承和方向机间的组装关系,研究了关键连接部件在全炮中的简化建模方法。于此同时,并研究了全炮系统有限元建模方法。2.对转盘轴承进行刚度分析,基于经典赫兹接触理论,建立力平衡方程和协调方程,获得解析解；研究建立转盘轴承的三维模型,并对不同方向载荷建立不同的有限元模型,分析获得数值解；根据刚度定义对所获得结果进行计算处理。3.对方向机进行刚度分析,方向机由齿轮副传动、蜗杆蜗轮副传动和碟簧组三大部分组成。基于各部件的理论刚度公式或有限元解,进行刚度组合,获得方向机系统刚度。同时研究各部分对刚度有影响的因素,建立三维有限元方向机系统模型,载荷由小到大增加的过程、啮合位置随时间而不同进行分析。两结果进行相互验证。4.研究全炮刚柔耦合模型,建立函数子程序加载膛底压力,设置各连接器刚度,进行火炮发射时动力学分析。选择可能影响射击稳定性的参数作为试验因素,运用正交表合理安排实验,获得实验结果,通过数据分析获得最要影响因子。