随着飞行器速度的提高，非线性环节对飞行器设计的影响越来越明显，使得相应的非线性气动弹性问题也越来越突出，已成为现代飞行器研制中亟待解决的关键问题。为合理评估颤振速度、指导舵结构开展优化设计，必须深入研究各种非线性环节的响应特性。本文针对折叠舵的间隙特性，开展非线性颤振分析方法研究，建立了一套准确有效的折叠舵间隙非线性颤振分析方法。　　根据防空导弹折叠舵的结构特点和动力学特征，基于拉格朗日方程和二阶活塞理论，建立了一套准确地能够考虑三维结构外形和模态振型的折叠舵面二维间隙非线性颤振分析方法，为进一步研究折叠舵面的非线性气动弹性响应特征打下良好基础。通过与商业软件NASTRAN的计算结果对比证明了本文所建立的非线性颤振分析方法的有效性，以两个不同类型的折叠舵为例进一步获得了主要模型参数对非线性气动弹性响应的影响，总结出了对工程设计有指导意义的物理规律。　　基于上述研究成果，首次将拓扑优化设计方法应用于防空导弹的舵面结构设计。通过对比研究不同的初始载荷模型、优化目标和约束条件对拓扑优化的影响，获得了较常规工程设计方案颤振速度和静强度裕度更高的优化结果，证明了拓扑优化方法在舵面结构设计中有广阔的应用前景，并在优化参数的设置上获得了有益的经验，为未来舵面结构设计和改进提供了参考依据。