UUV(unmanned underwater vehicle，无人水下航行器）在海洋民用与军事领域具有广阔的应用前景。UUV耐压结构作为影响UUV负载能力及保障UUV航行任务安全高效执行的重要部件，其优化设计有重要意义。为了最大程度地实现减重目标，有效平衡耐压结构质量、结构强度和稳定性之间的矛盾，进而提升UUV综合性能，提出一种基于组合加权响应面法的多目标优化方法。通过试验设计得到初始采样点，利用有限元工具计算响应值并构建代理模型；然后，以折衷规划法对子目标进行归一化处理，采用组合加权法设定子目标权重系数，以进行耐压结构的多目标优化设计。以某型UUV为例，利用所提方法对其梯形肋骨耐压结构进行多目标优化设计，优化后耐压结构质量减轻了6.6%，肋骨应力下降了6.7%，同时满足稳定性要求。在此基础上，分别以质量为优化目标和以质量、结构强度和稳定性为综合优化目标，对不同肋骨形式耐压结构进行优化设计。结果表明：梯形肋骨耐压结构的综合优化效果最佳。该研究方法适用于UUV耐压结构的多目标优化，研究结果可为UUV耐压结构优化设计提供理论指导，具有实际工程意义。