中国制造2025的提出将结构优化作为实现制造强国坚持的基本方针之一,结构优化目前也是专家学者的热点研究方向,对于结构设计初级阶段,结构拓扑优化起到了至关重要的作用,拓扑结构的选择对于结构性能有着重要的影响。拓扑优化与传统优化方式相比有着更为高效、经济的优势已被用在各个领域。在这些领域中薄板加筋结构凭借其良好的力学性能被应用在生产制造的各个方面,对加强筋布局的优化不仅可以改善结构性能同时也能提高经济效益,因此薄壁加强筋耦合结构的拓扑优化设计对于工程实际具有重要的作用。本文以双向渐进拓扑优化方法为基础,通过对结构动、静态特性的深入研究对结构动刚度的理论分析,进而对薄板结构的加强筋布局方式进行优化。首先,本文对双向渐进结构拓扑优化法的理论进行分析,给出了优化步骤,编写优化程序,建立薄板声耦合、薄板加强筋耦合结构有限元模型同时建立静力学、动力学数学优化模型,通过多组数值算例对优化方案可行性进行验证,研究动静态特性的多目标优化理论,给出了具体的优化方案及算例分析。其次,本文研究了等效静载荷基本原理,给出了计算等效静载荷的具体算法,结合动力学响应的有限元模型,利用双向渐进结构拓扑优化法对数学模型进行优化,通过具体的数值算例验证了等效静载荷的正确性,实现了以体积为约束条件,动刚度为优化目标的薄板加强筋布局优化。最后,通过实验对理论进行验证。实验以一阶固有频率最大化为优化目标优化出的薄板加筋结构为基础,以传统正交加强筋布局方式薄板及不加筋基板为对比,通过锤击法进行实验,测得了四边固支及对边固支两种工况下各板的低阶固有频率,验证了理论结果的有效性,同时也进一步证明了本文中优化的结构具有良好的力学性能,在实际工程领域也具有更为良好的价值。