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采用生物算法对飞机结构中典型开口问题进行基于断裂力学理论的优化设计研究，将以往按照应力优化的思路发展为按照开口边缘应力强度因子优化，采用三次样条函数曲线模拟开口结构形状，以插值节点处的应力强度因子为优化目标，通过调整节点的位置实现优化目的。文中通过两个不同设计域下的算例的优化结果，表明按照文中方法进行结构形状优化，不仅能使整个开口边缘有均匀的应力强度因子，而且能使关键部位的应力强度因子大大降低。