中文摘要：

螺栓-法兰连接结构的非线性优化设计是多种非线性行为耦合的优化问题，涉及到应用数学、计算力学、优化算法和接触力学等领域。本项目总结了接触问题的研究现状，针对螺栓-法兰连接结构小变形、小滑移的特点，基于罚函数法，编写了螺栓-法兰连接结构的接触分析程序。该程序系统采用温度载荷法模拟螺栓的预紧力，采用库伦模型描述接触界面的摩擦行为并开展了相关的试验研究，以验证接触程序的有效性。利用参数调整法建立了螺栓结构预紧力的优化模型，基于均匀化方法建立了法兰盘拓扑优化模型。根据理论和算法的研究结果，给出了螺栓-法兰连接结构的优化准则和优化算法，实现螺栓-法兰结构非线性优化设计程序，为建立新的工业设计方法提供了依据。