基于参数化建模和结构优化设计理论，建立了某磨床床身的参数化有限元模型；以床身的筋板间距和壁厚为设计参数，在保证导轨刚度的条件下，采用整体优化和分层优化的方法分别对床身结构进行了优化设计，达到降低床身自重的目的，并对优化前后的结构进行了力学性能比较。整体优化是指同时优化所有的设计变量，而分层优化是指将设计变量根据其对设计目标和约束条件的影响进行合理分组，逐步优化。结果表明，采用分层优化技术可有效地解决设计变量较多的复杂结构优化设计。

针对吸气式宽包线高超声速飞行器的气动优化问题,基于任务要求建立了基于多点权重分配的气动外形优化模型,并采用“CFD+准一维流”方法开展了气动性能分析。为兼顾气动外形优化的效率与精度,通过改进现有的并行加点策略,发展了一套基于代理模型与梯度算法的分层优化框架,并采用函数算例对改进后的加点策略进行了验证。对吸气式高超声速飞行器的气动外形进行了分层优化,在满足各学科约束的情况下使飞行器在各个优化评估点处的气动性能均有所提升。