悬索桥作为以主缆为主要承重构件的桥梁,具有造价经济、受力合理、跨越能力强和能最大限度发挥材料强度等优点,成为了跨度超过1000米时最优可选桥型之一,而结构优化设计能够使得悬索桥结构在满足所有设计要求的前提下达到经济、节能的目的,因而对悬索桥进行结构优化设计的研究已经成为了广大学者的重要研究方向。本文以一座10m试验室悬索桥模型为研究对象,利用ANSYS软件进行结构优化设计的研究。首先,利用ANSYS软件建立悬索桥有限元模型,并通过对比静力分析、模态分析得到的计算数据和试验得到实测数据来检验模型的建立是否正确;其次,对结构优化设计的概念、分类和算法进行了细致地介绍,同时,对ANSYS软件在结构优化设计中的应用也进行了详细地阐述,在此基础上分别完成了以加劲梁挠度最大值和加劲梁重量为目标函数的单目标优化设计;再次,对多目标最优化问题决策理论和方法进行了深入地研究,对比分析了各种多目标最优化方法的优缺点与适用条件,并结合本试验室悬索桥模型的特点,为多目标优化设计选取合适的方法;最后,在单目标优化的基础上,分别采用理想点法、线性加权和法和分量乘除法将加劲梁挠度最大值和加劲梁重量这两个单目标函数构建成一个新的评价函数作为多目标优化的目标函数,完成了多目标优化设计的研究。对各章节的研究内容和计算、分析结果进行归纳总结,结果表明,悬索桥试验模型适合采用多目标最优化方法进行多目标优化设计,可以根据实际情况选择合适的方法。研究成果为悬索桥试验模型的多目标结构优化设计提供了理论依据和一定的参考价值。