复合材料能满足某些武器的特殊要求，在提高武器威力、增大射程、减轻重量等方面发挥了重要作用。复合材料定向管具有高比刚度和比强度，质量轻，能够大大减轻武器结构重量，提高作战机动性。本文对复合材料定向管进行系统深入的分析，围绕复合材料定向管的参数化建模、动态特性、强度特性和结构优化等方面的问题进行研究和探索。论文的主要内容包括以下几个方面：①以实体模型为基础，在充分理解定向管结构原理的基础上，基于合理简化假设，应用Python语言实现了ABAQUS的二次开发，建立了复合材料定向管的参数化有限元模型，并对复合材料定向管进行模态分析，得到定向管各阶固有频率和振型。此外通过改变复合材料铺层结构,获得复合材料定向管固有频率随铺层角度和铺层数变化的规律。②利用建立的有限元模型，运用ABAQUS/Explicit求解器对定向管有限元模型进行冲击响应和振动分析，检验定向管的可靠性。③从复合材料定向管的微观结构出发，以铺层厚度h和缠绕角θ为优化设计变量，基于Tsai-Wu失效准则，在强度满足要求的条件下，以质量最小为优化目标，运用多岛遗传算法(MIGA)和序列二次规划法(SQP)相结合的优化策略,基于iSIGHT优化平台建立了定向管动力学优化求解框架对定向管进行优化，获得具有优异的综合性能的复合材料定向管的设计方案。