对于桁架结构形状优化，应用层次分解优化方法，将设计变量分成杆件截面积和节点位置两类变量。求解时分为两层，第一层在给定节点位置下对杆件截面进行优化，同时考虑了应力、局部稳定约束和位移约束的重量最轻；第二层假定截面层的有效位移约束作用不变，求解一个使桁架刚度增强的二次规划问题，获得既不违反约束，又使目标函数不上升的新的节点位置，再返回第一层。两层交替进行直至收敛。 利用MSC/PATRAN提供的PCL语言实现了对MSC/NASTRAN优化模块的二次开发。层次分解优化方法的实现和 MSC/NASTRAN在优化中的集成分析，缩短了优化计算时间，降低了工程设计人员的工作强度，大大提高了优化设计效率。并且将建立优化模型的菜单融合到PATRAN界面，实现程序的可视化。用户可以通过人机界面的交互功能确定设计变量，实现约束条件下目标函数的优化。文中设计思路的可行性和有效性通过桁架实例得到了验证。多个算例验证了程序的收敛效率。