针对结构拓扑优化中存在的计算量大，计算效率低的问题，以二维结构拓扑优化问题为研究对象，提出了一种GPU并行计算方法。通过对已有串行算法进行研究，结合GPU并行计算的基本特点，采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵，相对于MATLAB向量化计算，该算法加速效果显著。以固体各向同性材料惩罚法进行结构拓扑优化为例，在CUDA平台下实现了对结构化网格二维拓扑优化问题的GPU并行计算，得到了清晰的拓扑构型，将该方法与现有计算方法进行对比，GPU并行计算速度有较大提升。

对某燃油泵安全活门启闭特性进行研究。由于某型燃油泵安全活门开启压力与安全活门达到公称流量时的调定压力之间的差值偏大,导致安全活门启闭特性不好。为解决上述问题,对该安全活门的结构、功能和工作原理进行分析。通过对其启闭特性进行计算和仿真分析,发现主阀直径、主阀阻尼孔直径、主阀弹簧刚度、先导阀阻尼孔直径以及回油管路直径等参数对其启闭特性有一定的影响。最后根据机理分析结果来优化安全活门的主要结构参数,达到改善安全活门启闭特性的目的。