结构稳健优化设计的核心就是寻找最佳设计方案以确保约束条件和输出性能在外部不确定性影响下均具有足够的稳健性,以输出性能均值和标准差加权和作为目标函数,在满足约束条件情况下,寻求最佳优化设计结果。该项先进技术在设计阶段就考虑实际工程中广泛存在的不确定性因素,并最大程度地降低这些因素对工程结构性能的影响,从而提升结构性能。因此在机械设计、航空航天、土木工程、振动控制和加工制造等诸多领域得到了极为广泛的应用。但是,传统的结构稳健优化设计依赖于设计者对权值的选择,不同的权重可以导致截然不同的设计方案,限制了该技术的工程推广应用。针对这一问题,本论文提出不依赖于权重选择的新稳健优化设计模型,并采用全新的高效求解方法以兼顾高计算精度和高求解速度,并最终实现所提方法在印刷电路板稳健优化设计中的应用。具体研究内容如下:(1)以标准差作为输出性能稳健性度量指标。本论文提出以性能均值和性能标准差乘积为目标函数,以约束可靠度大于设计可靠度为约束条件的新型稳健优化设计模型。并引入稀疏网格法这种高效、高精度的方法来实现对该问题的快速求解。数值算例和工程算例验证所提方法的可行性及高效性。(2)以信息熵作为输出性能稳健性度量指标。本论文提出以性能均值和性能熵乘积为目标函数,以约束可靠度大于设计可靠度为约束条件的新型稳健优化设计模型。以核密度估计法确定输出性能的信息熵,并结合线性拟合技术确定性能熵与设计变量之间的近似直接函数关系式,引入稀疏网格法实现对该问题的快速求解。工程算例验证了所提方法的可行性及高效性。(3)以某印刷电路板的有限元分析模型为对象,以一阶模态最大振幅的均值和标准差乘积为目标函数构建稳健优化设计模型。对优化前后印刷电路板模型分别进行了模态分析和随机振动分析,有限元分析结果验证了所提稳健模型的有效性和可行性。