现代飞机机翼结构的受力型式可分为梁式、单块式和多腹板式。结构选型是机翼结构设计的首要环节,它是否合理直接影响机翼结构重量。目前已有定性结论指出相对载荷和有效高度比是机翼结构选型的两个重要依据,但由于操纵面、机身-机翼连接、发动机舱、吊挂、起落架位置等因素对结构性能的影响无法进行定量描述,所以结构型式的确定目前尚无普遍可以适用的定量方法,在很大程度上还是在原型机的基础上依赖于以往的设计经验。为了部分取代结构选型中的经验成分,本文对机翼结构型式和相关参数进行了统计分析,得到了一些经验公式,探讨了不同机翼结构型式和相对厚度、相对载荷之间存在的内在关系,这样在结构初步设计阶段只要少数几个参数,即可对机翼受力型式作出初步的确定。本文提出了一个新的几何参数:参与区系数,它作为机翼结构选型的一个辅助参考。同时提出了一个新的设计参数:参与区重量因子,表征了因连接等原因引起机翼传力过程中出现的参与区对结构增重的影响。并将参与区系数结合厚度与载荷关系进行统计分析,对机翼结构选型提供了一个辅助的参考,具有一定的工程应用价值。本文同时提出了机翼结构优化的具体研究方法,探讨了PCL程序参数化建模、单元处理、惯性矩等效、分步优化等技术。通过算例完成了波音707飞机和S.211飞机机翼在不同受力型式下的结构优化设计,计算得到了其参与区重量因子的具体数值,并探讨了参与区的影响范围。