随着材料工业的蓬勃发展,各种新型材料不断涌现,为了测定这些材料的力学性能,使之有效的应用于工程实际,需要力学实验.十字形平板试件是目前进行双向拉伸实验中广泛采用的一种试件形状,但其设计一直是限制应用的难点,尤其对正交各向异性材料.该文研究十字形平板试件的数值优化设计,对这类试件的优化设计有一定的指导意义.该文在Demmerle和Boehler提出的基于试件实验区应力标准差的数学判据的基础上,建立了理论模型.将理论模型离散化,引入到有限元方法中.利用通用有限元分析软件ANSYS中的APDL设计语言编制了十字形平板试件的优化分析文件,并将其应用于4种十字形平板试件(其中包括该文提出的具有过渡圆角矩形实验区的两种试件和一种矩形实验区试件).优化后的分析结果表明:1)该文提出的具有过渡圆角试件的圆角半径存在优化值,而且两种具有圆角过渡矩形实验区试件的实验区过渡圆角在最优值附近对目标函数值有很大的影响,同时两个过渡半径与实验区边长比值非常的接近;2)对直接应用到优化过程中的正交各向异性材料优化结果比较理想,4种优化试件中的两种表现出了良好的性能,与理想十字形试件的要求较好的吻合,显示了优化试件的良好性能,表明了优化分析比较成功;3)针对一种正交各向异性材料的优化试件不适用于其它正交各向异性材料.