大口径火炮后坐阻力和炮口扰动是影响火炮射击精度的关键因素,为了减小后坐阻力峰值和炮口扰动,本文从系统总体的角度,综合利用火炮设计理论、多体系统动力学、灵敏度分析及优化设计理论,对某大口径火炮发射过程的刚柔耦合系统动力学及反后坐装置结构多目标优化进行了探索研究,为该类火炮总体结构和反后坐装置的优化设计提供一定的理论依据和技术参考。对火炮多体系统动力学的主要任务进行了介绍,阐述了ADAMS软件所采用的坐标系、自由度计算和多体系统动力学方程的建立方法,给出了建模流程。介绍了基于遗传算法的多目标优化理论和求解方法。根据某大口径火炮结构组成和发射过程的动力学特点,建立了该火炮发射过程的刚柔耦合多体系统动力学模型,考虑了身管、摇架和上架的弹性变形,建立了各柔性体的模态中性文件。柔性体与外界的连接通过主从节点定义界面节点的方法完成。建立了牵引火炮发射时的炮膛合力、制退机力、复进机力、平衡机力等发射载荷的数学模型,利用动态链接库的方法实现载荷计算模块与ADAMS软件的有机连接,通过数值计算获得了火炮发射过程的运动与受力规律,利用实测数据对部分运动响应计算结果进行了对比分析,验证了所建模型的可信度。利用ADAMS/Insight软件建立了牵引火炮刚柔耦合多体系统动力学灵敏度分析模型,研究了各结构参数对弹丸出炮口瞬间炮口扰动参量的影响,找出对炮口扰动影响较大的参数,为火炮总体结构参数的优化设计提供依据。结合动力学分析技术及遗传算法进行火炮结构参数优化,在对ADAMS软件进行底层二次开发的基础上,利用小生境遗传算法和ADAMS Solver进行牵引火炮总体结构和反后坐装置结构的动力学优化计算,实现了多射角工况条件下的后坐阻力、后坐长度以及炮口扰动的多目标优化,优化效果显著。