阀门在航空航天、汽车船舶以及灌溉水系统等传统机械运动制造业当中有着十分广泛的应用。为提高阀门的使用寿命,连杆蝶阀通过其内部连杆机构来完成阀门的启闭过程,使阀盘在开启过程中做一段平移运动,阀盘和阀体之间的摩擦减少。但是,由于连杆蝶阀结构的特殊性,其主轴、阀盘以及连杆机构等均存在于流体域中对阀门的流通性能产生影响,因此,本文在满足结构安全性的前提下,对连杆蝶阀内部结构参数进行优化设计来提升阀门的流通性能。在本文研究的过程中,遇到了以下问题与难点。首先,本文所研究的连杆蝶阀内部结构参数多,属于高维问题,在优化过程中存在大量的迭代计算;其次,在流通性能优化的过程中各物理量通过有限元方法计算得到,存在大量时间成本,优化效率低下;最后,由于在实际工程中存在较多不确定性因素,因此仅有确定性优化无法保证结果的可靠性。针对以上问题,本文构建了连杆蝶阀的参数化有限元模型,引入代理模型替换传统的有限元方法,并对连杆蝶阀分析过程中的多种不确定性进行分析,构建考虑多种不确定性的数学模型,在确定性优化的基础上对连杆蝶阀进行可靠性优化。本文主要有以下研究内容:（1）连杆蝶阀的参数化有限元模型建立。根据原设计图纸构建连杆蝶阀的三维模型,选择对阀门流通性能有影响的结构参数构建参数化模型,并选择流阻系数作为阀门流通性能的评定指标,建连杆蝶阀流阻系数评定的有限元模型。（2）连杆蝶阀的有限元分析。基于单向流固耦合方法对连杆蝶阀进行CFD分析和静力学分析,确定连杆蝶阀最可能失效位置,并进行模态分析和抗冲击分析,评定阀门初始方案的结构安全性。（3）连杆蝶阀高保真度代理模型的构建。构建约束函数的Kriging模型代替传统的有限元计算模型,对于精度不达标的Kriging模型使用基于MLSM的RSM模型进行替换,通过全局误差准则将目标与约束函数的代理模型在设计域内连接构成组合代理模型。（4）不确定性分析与建模以及连杆蝶阀的可靠性优化。首先对连杆蝶阀进行确定性优化,并对实际工况中的多种不确定性进行分析,在确定性优化结果的基础上构建可靠性优化方程式并进行可靠性优化,将最终结果与有限元模型计算的真实值进行比对分析误差和计算效率,获得具有最佳流通性能的阀门内部结构参数。