非耐压框架结构是载人潜器各分系统设备的安装基础，也是潜器布放回收和母船系固的主要承力结构，其设计优劣直接影响潜器的使用安全和总体性能。对载人潜器非耐压框架结构进行优化设计具有重要意义。本文基于近似模型技术和多目标优化理论开展框架结构优化设计，并根据稳健性理论进行了框架结构的稳健性优化。　　本文针对传统优化方法不能实现自动计算和连续优化的问题，采用APDL参数化语言实现了框架结构的参数化建模，并将ANSYS与ISIGHT集成搭建了框架结构的优化设计流程。基于试验设计，根据灵敏度分析完成了框架结构设计变量的筛选，通过近似模型的精度分析构建了框架结构响应面近似模型。采用响应面近似模型进行数值计算，使用智能优化算法完成了框架结构单目标和多目标优化设计，并将结果与有限元计算值对比，验证了基于近似模型优化的准确性。最后，将试验设计、近似模型技术和蒙特卡洛模拟相结合，基于稳健性优化原则实现了框架结构的稳健性优化设计，提高了框架结构的稳健性。