飞机的很多部件之间需要各种不同的连接件来连接。连接件的作用是将载荷从一个部件传递到另外一个部件,实现不同部件之间力的传递和分配。作为结构件之间的过渡元件,受连接方式与被连接件的结构形式的影响,连接件受力状态复杂,往往是破坏易发部位之一,是设计的关键。本文以直升机无轴承旋翼连接件和飞机起落架几个典型连接件为研究对象,针对其中具体的问题进行了连接件的构型设计。主要工作包括以下几个内容：(1)直升机无轴承旋翼连接件的典型截面构型设计。以连接桨毂和桨叶的直升机无轴承旋翼的柔性梁为研究对象,以直升机无轴承旋翼连接件的实际功能对其典型截面的刚度特性要求为背景,基于Giavotto等建立的考虑了梁面内以及出平面翘曲的一般各向异性梁理论,利用拓扑优化的方法,对柔性梁的典型截面的结构形式进行了设计；以柔性梁的典型截面的刚度特性为目标和约束,以柔性梁的典型截面的材料分布为设计参数,建立了柔性梁截面构型设计的拓扑优化模型并给出了敏度的分析方法。针对一典型的柔性梁的设计改进问题,首先根据现有的柔性梁模型反演出用于拓扑优化的等效的材料参数,设计了优化问题的两种求解方案并得到合理的截面拓扑构型；基于得到的拓扑结果进行尺寸优化,最终得到具有实际工程应用价值并且比现有构型更优的截面结构形式。(2)基于拓扑优化的飞机起落架的典型连接件构型设计。飞机起落架的连接件是飞机结构最容易破坏的部位,是设计的关键。由于连接构件受力状态复杂,其性能不仅依赖于结构的形状和尺寸,结构形式对其性能有更重要的影响,需要精心设计。针对飞机起落架连接件的受力状况,研究建立基于拓扑优化技术的结构构型设计方法,并进行结构构型设计。采用有限元仿真技术,根据连接件周围的受力状况,研究了连接构件的局部区域(设计区)与周边结构连接边界的合理的力学模型,建立了可用于拓扑优化设计的边界条件：以结构柔顺性最小为目标、以材料分布为设计参数,建立了结构构型设计的拓扑优化模型；研究建立了基于拓扑优化的结构形式简化设计以及形状和尺寸的精细化设计。给出了飞机起落架典型连接件的构型设计,并分析了其综合性能。(3)考虑集中力扩散的连接件构型设计。设计连接件构型,使集中力载荷通过连接件合理传到主体承力结构上成为一个共性问题。如果连接件的设计不当,会出现严重的应力集中,导致结构破坏。本文针对梁式结构为基本结构的集中力扩散设计问题,建立了简化的平面模型,以设计连接件的通用结构形式,使集中力载荷能够通过连接件合理的传到主体梁结构上,达到连接处局部应力缓和的目的。采用两层优化的方法,首先设计作用在主体梁结构上的等效节点载荷分布方式；然后根据获得的载荷分布作为力的边界条件,以结构柔顺性最小为目标,以材料分布为设计参数,对连接构件进行拓扑优化设计。本文设计了两种方案,分别得到了合理的连接件构型。