机翼设计分离面的连接设计是机翼结构设计的重要环节。本文以某无人机复合材料机翼分离面的连接设计为工程研究背景，通过分析常用机翼对接形式，结合本文机翼总体构型确定了机翼分离面总体连接方案。并结合连接面载荷，对各连接部件进行了详细尺寸初步设计。围框对接件在使用中始终处于交变载荷作用，有限元建模存在细节建模与整体建模、多钉连接建模与接触挤压建模问题。本文提出了连接件细节钉元简化模型与部分机翼整体建模方案。对多钉连接建模问题，研究了薄板连接和厚板连接钉元建模方法，提出厚板连接模拟钉元时需考虑弯曲刚度和板钉界面的影响。对接触问题，提出了利用一维接触GAP元模拟端面的接触挤压作用。本文分析了不同有限元分析方法、边界约束、不同方案对钉载结果的影响。确立了非线性分析方法在连接件分析中的应用，同时对连接件各部位进行了强度分析，明确了连接板的强度校核方法。最后探讨了用拓扑优化的方法对机翼连接铆钉进行布局优化。采取给每个铆钉设定参考设计区域的方法，在该区域内增加连接铆钉数目，将所有加密的铆钉单元作为优化设计空间进行拓扑优化。并根据优化结果，重新对铆钉排列进行调整。