机械结构大都是由多个组件连接组成的。连接位置及分布方式影响着组件结构的整体性能,如静态特性、动态特性、精度和寿命等。焊接是一种广泛应用的连接。在大规模结构件中,可能存在很多数量的焊点,而且组件间焊点的分布方式和位置会有很多可能,必须使用系统的优化方法来确定。使用大规模自由度数目的模型（如有限元模型）可以保证仿真具有足够的计算精度。但是,这将耗费大量的计算成本,对于结构连接位置的优化等需要对结构整体性能进行多次重复估值的工程问题而言,是一个巨大的负担,甚至严重影响优化的可行性。本文以“双帽型”结构的焊点位置分布设计为主要研究内容,将本征正交分解（POD）和径向基神经网络（RBF）方法引入到该结构焊点位置分布优化中,研究优化框架下的模型自由度缩减方法,以降低在优化迭代过程要对结构进行重分析的计算费用。具体研究工作包含:（1）利用ABAQUS软件对“双帽型”基准结构进行有限元分析,由python语言建立该结构的参数化有限元模型,实现建模、仿真计算与结果后处理的自动化。在Isight软件中,将最优拉丁超立方方法和结构的参数化模型结合,对焊点位置进行采样,分析并提取样模型的节点位移,生成节点位移的快照阵。通过POD方法提取合适数量的正交基,获得能保证包含足够性能信息的自由度缩减模型（ROM）。（2）引入基于POD的RBF法,根据采样处的焊点位置坐标和对应组的正交基,建立模型的POD-RBF-ROMs。通过对模型的训练,采用插值法在近似模型中获得任意焊点位置下的一组正交基系数,从而求解出对应该焊点位置的结构位移响应。（3）将POD-RBF-ROMs的模拟结果与对应的全自由度有限元模型的仿真结果进行对比,对POD-RBF-ROMs作误差分析,并验证了这一建模方法的有效性。（4）建立以结构最大位移响应为目标函数、基于POD-RBF-ROMs的结构焊点位置约束优化模型,利用非线性二次规划法（NLPQL）求解,获得了结构焊点的最佳分布方式。通过对优化结构的有限元数值验证,证明了该方法的有效性。论文的最后分析了POD-RBF近似模型的优势。本文将POD法和RBF结合,成功地建立了“双帽型”基准结构焊点分布的自由度缩减模型,该模型能快速有效地对焊接结构进行近似重分析,解决了优化问题中因重复多次估值而导致的计算费用过高问题,实现了结构焊点分布方式的最优设计。研究成果对相关的工程问题具有一定的理论指导意义。