针对目前的单约束拓扑优化模型,本文提出了体积约束和制造性约束(结构成员尺寸约束、对称约束、拔模约束等)相结合的方式,引入到以SIMP为插值模型的变密度拓扑优化方法中,成功的创建了多约束拓扑优化模型。考虑到机翼在实际的工作中受力和约束非常复杂,完成了飞机机翼约束的提取,并对提取的约束进行分类和简化。建立机翼结构的有限元模型,并进行网格的分解,确定机翼受载和边界约束条件。用多约束拓扑优化模型对机翼结构进行拓扑优化,把得到的机翼拓扑优化结果与设计经验相结合,对机翼结构中的翼梁、翼墙和翼肋进行了布局。对得出的机翼结构布局再次建立有限元模型,以蒙皮的失效准则和机翼结构的整体屈曲为约束,对机翼复合材料蒙皮的铺层厚度进行了优化,同时也对翼肋的厚度进行了尺寸优化。成功的衔接了概念设计中的拓扑优化和详细设计中的尺寸优化,为飞机设计师提供了一种新颖的机翼结构设计思路。取机翼结构中的第2号翼肋进行多约束拓扑优化,并通过改变拓扑优化模型中约束参数的大小,得到翼肋结构不同的优化结果。对拓扑优化结果进行参数化的分析,得到多约束拓扑优化模型中约束参数的改变对拓扑优化结果的影响。