纤维缠绕复合材料压力容器由于其比强度大、比刚度高、抗疲劳性能、抗震性能以及耐腐蚀性能卓越和良好的结构可设计性等诸多优点而被大量的应用在相关军事和民用等领域。压力容器封头一般采用椭球封头并在封头开孔，而封头的长短径比和开孔半径的大小是影响椭球形封头压力容器的强度和缠绕规律的关键。本文针对这一关键问题进行优化设计。　　 首先推导了钢壳体的特性系数表达式，分析了影响钢壳体特性系数大小的因素，同时指出了在实际设计生产中如何提高钢壳体特性系数的若干方法。　　 其次，基于网格理论和薄壳理论，分析了纤维缠绕复合材料压力容器在均衡型缠绕条件下，壳体封头采用螺旋方式，筒身利用螺旋加环向方式的缠绕规律，采用合理的假设，推导了长短半径比和开孔半径未知的情况下纤维缠绕椭球形壳体整体特性系数的一般表达式。　　 第三，为了有效地防止在壳体内压增大时，封头与筒身接触处纤维缠绕层破坏，给出了一个有效的等强度约束条件，将封头与筒身接触处纤维缠绕层厚度补强，以使其与开孔处厚度相等。　　 最后，采用遗传算法，以壳体特性系数为目标，以等强度约束的方程为约束条件，针对具体算例，在MATLAB上编程，优化了椭球封头的椭球比和开孔半径。且给出了在开孔半径不同的情况下，椭球封头的最佳椭球比。计算结果与已有成果对比可知：本文所采用的方法是可靠的，所得结论可应用于纤维缠绕椭球封头壳体的初步设计。