随着计算机的日益普及和优化算法的快速发展，将计算机和先进的优化思想融合进工程结构领域，对结构(或构件)进行快速、准确的优化设计，已经成为当前工程结构设计领域不可避免的趋势。本文正是基于这样的背景之下，提出了结构截面形状优化设计这样一个具有实际工程应用前景的课题。 本文前3章系统介绍了传统优化算法和结构形状优化问题的特点。结构截面形状优化设计属于工程结构优化问题，由于工程结构优化问题具有离散性、不可微性和非凸性等特点，而传统的优化算法对所优化的问题往往要求连续、可微、非凹等前提条件，所以已不再适合用于工程结构优化问题的求解。渐进结构优化法(ESO)作为现代优化算法的一个分支，以其宽松的优化条件和优良的优化效果使其在工程结构优化领域中的应用成为可能。于是，本文进一步介绍了渐进法的一些基本原理与求解步骤，指出了渐进法的一些与众不同的优点与特点，说明其对于工程结构优化问题的求解是颇为有效的。 从论文第4章开始，首先针对渐进结构优化法中有限元计算程序编制难度大，且结算结果可靠性较差的缺点，对其实现过程作了改进，用ANSYS软件替代人工编制的有限元程序，节约了结构优化问题的求解时间并提高了计算结果的可靠性。算例结果表明，将渐进法优化程序用APDL语言嵌套到ANSYS中进行优化的方法是成功的，方法本身表现出较强的适应性和稳定性。其次，通过调用建立好的优化程序，可方便地对各种具体待定的结构或构件进行截面形状优化设计。实例表明，渐进结构优化法及其基于ANSYS软件平台的实现过程用于结构截面形状优化设计是有效可行的。接着，在结构截面形状优化工作的基础上，利用ANSYS参数优化模块对截面尺寸进行了优化设计及变截面梁优化设计，为设计者提供了准确的尺寸优选建议。最后，结合渐进法进一步对梁腹板进行开孔拓扑优化设计，优化过程中借鉴了现有的工实际经验，使优化结果更为合理、可行。 在本文的最后，总结全文并对下一步研究工作进行了展望。