为适应现代化战争条件下的身管性能的综合性要求,需要在考虑强度、刚度、重量等因素下进行自行火炮身管的优化设计。本文的研究工作是“十二五”国防基础科研项目的一部分,利用现代智能优化算法,以有限元分析软件为工具,采用MATLAB编制优化程序,在考虑影响身管性能的多个学科模型的基础上,以典型自行火炮身管为例,对身管结构优化方法进行了研究,具体完成的研究内容如下：(1)分析了影响身管性能的多个学科模型,建立了内弹道模型、结构模型、强度模型和刚度模型。(2)利用基于随机有限元的参数敏感性分析方法,得到了影响结构强度可靠性的设计参数,为身管结构优化变量的选择提供参考。(3)建立了以ANSYS为平台的身管结构单目标优化模型,在满足结构约束、强度约束和刚度约束的条件下,以身管的重量为目标进行了单目标的优化设计。(4)为避免结构优化设计中大量的有限元迭代,提出了一种高效的基于权重优化的结构多目标优化方法：通过均匀试验,利用神经网络和遗传算法相结合,建立了身管结构多目标优化模型,采用了多目标优化中模糊的解法；根据试验样本的训练数据,采用权重优化的方法来确定权重,建立了基于神经网络和遗传算法的权重优化模型,克服了传统上确定权重方法的主观性大的问题；在此基础上进行基于神经网络和遗产算法的身管结构优化的求解,获得了较好的优化结果,且大大提高了身管结构优化的效率。(5)进行了身管多目标优化软件程序的开发,利用Excel开发用户界面,采用MATLAB编制优化算法程序,然后通过接口技术实现两者的数据交换。