随着近年来航空工业的高速发展,结构优化在飞机设计中得到了广泛的应用。在结构设计中,拓扑优化设计又是目前研究最多,最具挑战性的。通过对拓扑优化的使用,使得飞机零构件在减重方面可以得到更多的收获。在实际工程应用中,拓扑优化结构往往并不是处于单独一个工况作用,而是多种工况共同作用。因此,研究多工况结构拓扑优化问题变得具有更大的意义。本文详细介绍了结构拓扑优化中常用的几种方法和算法,并比较了每种方法和算法,给出了其优点和局限性。介绍了在拓扑优化过程中可能出现的一系列问题,并简单说明了针对所出现问题的解决方法。通过对结构拓扑优化的介绍,延伸出多工况结构拓扑优化的方法。本文在基于SIMP模型的基础上,采用了权值法中的线性加权和法,将多工况约束问题转化为单目标约束问题。最后,以飞机的典型部件为研究对象,在多种边界条件约束下,进行了多工况结构拓扑优化设计。优化过程中,构建了以结构体积最小作为目标函数,设计区域离散单元作为变量,以结构位移作为约束的数学模型,得到了新的拓扑结构,满足设计要求,大幅减小了结构重量,具有较好的实际工程意义。