目前,飞行试验在各类飞行器设计研究、高空环境下的科学实验等任务中发挥重要的作用。飞行试验任务种类多样,需根据任务设计尺寸不一的试验飞行器,但试验飞行器的布局和形状相对稳定,因而是一类非常适合参数化设计的对象。实现试验飞行器的参数化设计对提高试验飞行器的设计效率具有重大意义。本文围绕结构建模、分析与优化一体化集成方法开展研究,并将研究的方法应用于试验飞行器方案阶段的结构参数化设计中。本文的研究内容包括如下几个方面:基于对结构复杂产品设计过程的分析,根据其由整体到局部、由外形到内部的参数形成逻辑研究一种面向设计的产品整体参数化建模方法,并对支撑方法框架的特征参数提取和零件参数化建模进行方法研究,分别提出基于设计过程的产品结构特征参数提取方法、基于模板法和程序法的组合参数化建模方法。然后将方法应用于试验飞行器结构参数化建模。采用基于中间平台的CAD/CAE集成思路研究一种基于产品信息库的CAD/CAE集成方法,并对支撑方法框架的产品信息库建立和模型简化进行研究,分别提出产品信息库的建立方法、基于知识工程的模型简化方法,建立起CAD/CAE一体化集成环境。基于CAD/CAE一体化集成环境对CAE模块的可集成要求,依托商业分析软件的二次开发工具,提出一种实现参数化有限元分析的方法,并将方法应用于试验飞行器典型结构有限元分析中,验证了方法的有效性。基于参数化有限元分析方法的实现,研究一种将优化效率较高的序列近似优化方法与参数化有限元分析结合的结构优化设计方法,实现了分析与优化一体化。然后将方法应用于试验飞行器典型结构的优化设计中。本文研究的方法可为提高试验飞行器方案阶段结构设计效率和节约成本方面做出贡献,同时也为其它产品的参数化设计提供了重要的参考价值与技术手段。