为解决高膛压试验装置内膛的密封问题,本文参考火炮炮膛的密封技术,设计了一种组合自胀式密封结构,并运用有限元理论及结构优化设计方法进行密封性能分析和优化。本文的研究方法为工程领域中相关密封问题的解决提供了参考。主要内容如下：(1)进行试验装置内弹道设计,选择合适的发射药和装填条件,为确定密封方案和结构设计提供依据。选择试验装置最佳的内弹道方案,并进行内弹道正面计算,获取试验装置射击时膛压随时间变化曲线。(2)分析试验装置对密封系统的特殊要求和火炮密封方式的优劣,结合试验装置的特点,提出了一种新密封方式,并设计了一套组合自胀式密封结构。进行了密封性能的理论分析,阐述了密封结构的工作原理。最后建立了密封可靠性评判准则,为密封结构的性能评估提供依据。(3)参考有限元和接触问题的相关理论,建立密封结构有限元模型,利用ABAQUS软件进行密封结构受火药气体作用的动态响应分析。运用Python语言对ABAQUS进行二次开发,建立密封结构轴对称参数化有限元模型。(4)利用多学科优化软件Isight集成ABAQUS软件,进行密封结构设计参数的敏度分析,确定影响密封性能的关键变量。采用Isight软件提供的多目标优化算法对密封结构进行形状尺寸优化。建立优化后密封结构的三维有限元模型并提交ABAQUS计算,结果表明优化后结构的密封性能得到了明显改善。