该文以二级控制理论为基础,针对二维连续体结构进行了位移、应力、尺寸等约束下的形状优化,并且利用MSC.PATRAN提供的PCL语言开发了二维连续体的形状优化模块.主要研究内容为:详细介绍了序列二次规划方法、二次规划求解器以及相关的四个矩阵.通过建立数学模型和四个矩阵之间的关系,得到了需要通过程序生成的各项,确定了该文的中心工作是求解目标函数的一阶敏度和二阶敏度、位移约束和应力约束的一阶敏度.在求解目标函数的一阶敏度和二阶敏度的过程中,使用了二级控制理论,为此,引入了中间量--关键点.用这个中间量把节点和设计变量建立起一定的函数关系,构造出设计变量控制关键点,关键点控制节点这两层控制关系,以获得目标函数的一阶敏度和二阶敏度.在敏度分析中,使用了牛顿迭代法求各节点的参数坐标.阐述了位移约束和应力约束敏度分析的三种方法:差分法、解析法和半解析法的.虽然该文最终选择了差分法求解约束敏度,但是,针对解析法做了大量的有限元公式推导,给该方法求解约束敏度提供了一定的理论储备.程序化过程中,为了避免约束近似显式造成的迭代振荡乃至发散,采用了区间因子来调整设计变量的运动范围,最后通过多个算例,较为全面的考核了程序,表明了程序的可靠性、精确性、高效性.同时还利用PCL界面函数创建了与PATRAN界面相连的优化界面,实现程序的可视化.用户只需从界面上调用备好的优化设计参数:尺寸、应力、位移约束,优化精度,安全系数等数据,提交分析即可.对于该文研究内容进行了总结,并且对该课题的进一步的研究方向和有待解决的问题提出了作者的一点看法.