在实际工程中,由于机械结构的材料属性差异、几何尺寸误差、装配工艺优劣和载荷波动等多源不确定因素的影响,必然会导致结构性能指标产生相应的不确定性。只有在设计中充分考虑这些不确定性因素,才能保证所得结构设计方案在实际服役中的性能满足要求。然而,国内外现有不确定性结构优化设计研究尚存在以下不足之处:首先,现有研究通常只考虑静态性能的优化,未考虑结构的动态特性是否满足要求,难以保障结构安全稳定服役;其次,现有结构性能稳健性的评估方法未考虑不同工况下对结构性能稳健性要求的差异,无法满足不同工况下灵活调整稳健性判定准则的需求;再次,现有研究通常采用正则化因子和简单加权来实现结构多性能指标的稳健性设计,无法保证结构整体性能的稳健均衡性。针对这些不足,论文开展了考虑多源不确定性的复杂机械结构动态特性稳健均衡优化设计研究,提出了复杂机械结构动态特性的非概率稳健均衡设计、概率可靠性约束下复杂机械结构动态特性的稳健均衡设计、混合不确定条件下复杂机械结构动态特性的稳健均衡设计等方法,对提高复杂机械结构的动态性能、保障其安全稳健服役具有重要意义。主要研究内容包括:第一章综述了基于概率模型、非概率模型、混合模型的机械结构性能优化设计的国内外研究现状,分析了现有研究中存在的问题,提出了论文的研究内容。第二章以区间变量描述不确定因素,提出一种复杂机械结构动态特性的稳健均衡设计模型。提出了区间角重合度系数的新概念,以更准确地描述结构约束性能指标与其给定限定值的相对位置关系。引入重合敏感度系数,以根据实际工程中不同工况要求灵活地调整约束性能稳健性的评价标准。在此基础上,给出了结构性能指标稳健性的度量方式,并结合双层嵌套遗传算法和Kriging模型实现了机械结构动态特性非概率稳健均衡优化模型的智能求解。第三章考虑概率分布已知的不确定因素,提出了一种含概率可靠性约束的机械结构动态特性稳健均衡设计方法。针对现有的HL-RF算法在极限状态函数为非线性函数时可能出现的迂回迭代问题,提出了基于二分渐进的迭代修正方法,以提高搜索效率;根据实际工程中对结构抗振性能的要求,给出了概率不确定性约束性能可行性的判定方式和各约束及目标性能稳健性的度量方法,进而计算出结构各动态特性指标的整体稳健均衡指数,结合PRSM近似模型技术,MCS方法和遗传算法实现了对含概率可靠性约束的机械结构动态特性稳健均衡优化模型的直接求解。第四章考虑概率和区间两类不确定性因素,提出了一种含概率区间混合变量的机械结构动态特性的稳健均衡优化方法。通过区间与概率不确定性解耦,建立了含区间与概率不确定性变量的机械结构动态特性稳健均衡优化模型。结合Kriging近似模型与MCS方法实现了混合不确定性影响下约束性能和目标性能稳健性的度量。提出了整体稳健性均衡距离这一概念,以评估设计向量的优劣,通过遗传算法实现了混合不确定条件下复杂机械结构动态特性的稳健均衡设计。第五章总结了论文的主要工作,并指出了进一步研究的方向。