薄板壳结构广泛应用在航天、交通、机械等工程领域中,这类结构一般会受到热载荷或热-力载荷共同作用。在温度载荷条件下工作的结构被称为热结构,热结构受到约束时会发生热膨胀,导致结构产生热变形及热应力。当应力增大到一定的数值时,会降低结构的整体性能,严重时致使结构失效而无法使用。对热结构进行分析和设计,尽可能降低结构热变形和热应力,一直是结构优化设计领域的研究问题之一。本文研究的是温度场下弹性薄板壳结构的优化设计。基于倪晓琴等人^[1-2]对均匀温度场下弹性薄板壳的研究,本文采用同样的方法构建薄板的优化列式。在给定薄板材料体积的条件下,从温度载荷下应力表达的应变能表达式出发,采用准则法构建包含温度项的增广泛函,推导受到温度场作用的薄板壳结构的变厚度分布优化列式。相比经典的厚度分布优化列式,本文研究中增加了温度修正项,给出了更完整的变厚度分布优化列式,并结合ANSYS软件的二次开发功能和MATLAB实现了优化算法。本文第一部分研究弹性薄板结构。以材料体积为约束,整体结构应变能最小化为目标函数,给出了温度荷载作用下弹性薄板厚度优化问题的优化列式。在此列式的基础上,采用准则法,构造包含温度项的增广泛函,采用变分法,推导了增加温度修正项的厚度分布优化迭代格式。最后,数值算例验证了提出方法的有效性。研究中,考虑了不同的边界条件,以及结构尺寸、形式,并获得了不同结果的优化设计。本文第二部分研究柱壳结构的变厚度优化的迭代格式。与薄板结构不同,壳体结构的面内位移会引起内力,因此柱壳结构的应变能由两部分组成,弯曲应变能与膜力应变能。本文类比于薄板结构,推导了温度沿母线方向变化下的柱壳结构增加温度修正项的变厚度优化迭代格式。最后,以若干常见结构为数值算例,验证了优化准则。研究中,考虑了不同的约束条件,结构尺寸等潜在影响结构优化设计的参数并进行了对比分析。本文第三部分研究一般曲壳结构增加温度修正项的变厚度优化迭代格式。该方法可以应用于中面具有双曲率的壳体结构。数值算例考虑了若干不规则结构。数值结果显示,所提出优化方法能够有效的降低壳体结构的热变形及热应力。最后,展望了下一步可能进行研究的工作。