加筋板壳由于具有较高的结构效率、良好的动静态性能等优点,被广泛应用于各类机械装备结构中。为满足动态使役环境高性能和轻量化要求,对此类结构直接进行筋条分布设计存在计算量大、效率低等问题,必须对瞬态动力学优化算法进行改进以提高效率。本文采用等效静力算法将直接瞬态优化问题转化为多工况下静态载荷优化问题,大大提高了设计的效率。本文主要进行了加筋板壳结构的动力学优化设计,并在设计中考虑了筋条布局的改进策略和动态优化的效率问题。同时,为了扩大筋条的设计空间,引入多种形式的多级筋进行结构布局设计。最后,为进一步降低加筋板壳结构的振动响应,在加筋板的基础上布置橡胶等阻尼层,实现阻尼层与加筋层协同优化。本文的主要工作如下:1.采用基结构方法建立板壳结构设计模型,基结构中的筋条密度作为设计变量,实现筋条单层级和双层级设计。单层级筋条优化设计仅包含一种规格的筋条。为了扩大设计空间,引入两种规格的筋条构型,建立双层级筋条布局优化模型。2.针对加筋板壳结构,通过Newmark方法求解动态控制方程,完成瞬态动力学分析和灵敏度求解,实现加筋板壳结构的直接瞬态动响应设计。同时,由于一般的瞬态优化效率低,因此选取等效静力算法将直接瞬态优化问题转化为多工况静态载荷优化问题,实现基于等效静态载荷的加筋结构瞬态响应优化。本文还讨论了在等效静力优化中选取不同关键时间点对优化设计的影响,对比分析了选择全部时间点和少量时间点的优化设计结果。3.采用基结构的方法建立了筋条和阻尼优化模型,采用类似固体各向同性材料惩罚方法(SIMP)建立了阻尼材料惩罚模型,进而引入筋条设计和阻尼设计两类相关的设计变量,以结构动态柔度为目标,以筋条和阻尼材料的用量为约束,建立加筋肋和阻尼层布局的协同优化模型。最后,数值算例给出不同阻尼、不同频率下的加筋板的筋条和阻尼层的拓扑优化结果,讨论了筋条优化和阻尼优化的相互影响。