چکیده: یکی از هنرهای مهندسی، کسب بیشترین بازده با انتخاب یک سیستم مناسب و صرف کمترین هزینه است. این مهم سبب تولد و توسعه علم بهینه یابی در حوزه های مختلف علوم مهندسی شده است. در این راستا رساله حاضر در پنج محور پژوهشی در جهت توسعه بهینه یابی سازه ها با استفاده از روش های فراابتکاری و بهبود عملکرد این روش ها پی ریزی شده و سعی گردیده تا با گام هایی هدفمند، دستاوردهای نوینی حاصل شود. بدین منظور در اولین محور پژوهشی، بررسی برخی از رایج ترین روش های فراابتکاری در مسائل بهینه یابی سازه ها مورد توجه قرار گرفته است. بر این اساس سعی شده تا با شناسایی ابعاد و چالش های مختلف هر روش و نیز میزان حساسیت الگوریتم ها به پارامترهای موجود، پیشنهاداتی در جهت بهبود عملکرد و چگونگی استفاده مناسب از این الگوریتم ها ارائه شود. در محور دوم پژوهش، با استعانت از دستاوردهای محور نخستین، روش جستجوی چندمنظوره در جهت افزایش عملکرد الگوریتم های فراابتکاری ارائه شده است.کارآیی این ایده در الگوریتم ژنتیک براساس ساختارهای مختلف موجود، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه روش کاوش چندفراابتکاری با استفاده از الگوریتم های مختلف فراابتکاری به عنوان ساختار هر جزیره در جهت توسعه روش جستجوی چندمنظوره ارائه شده است. این روش از جمله موفق ترین الگوریتم ها در کاوش فضاهای طراحی مختلف با میزان دقت ویژه ای بوده و می توان در زمینه های حساس مهندسی از این روش بهره برد. این روش با مطالعه مسائل مختلف در حوزه های گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است. در محور سوم پژوهش، ایده نوین مش بندی فضای کاوش با الهام از فرآیند انفصال در روش اجزای محدود مطرح شده است. این ایده با افراز فضای طراحی و جستجوی فضای کاوش در دو مرحله (جستجوی سراسری و محلی)، توانسته است، سرعت عملیات بهینه یابی را افزایش و جواب هایی با دقت مطلوب بدست آورد. در محور چهارم این رساله، الگوریتم ترکیبی HACOHSGA ارائه شده است که حاصل ترکیب سه روش ACO، HS و GA می باشد. این روش نیز دارای سرعت مناسبی در برای فرآیند طراحی بهینه است و از مزایا هر روش به نحو مقتضی استفاده می کند. در نهایت در آخرین گام پژوهشی این رساله، روش نقاط متحرک با کسب دید مناسب نسبت به شیوه بهینه یابی روش های فراابتکاری، پیشنهاد شده است. این روش با نگاشت اعضا و طرح های هر جمعیت به فضای برداری و حرکت براساس ویژگی های جمعیت حاضر، عملیات بهینه یابی را به صورت فرآیند تکاملی در پیش می گیرد. ویژگی روش نقاط متحرک ثبات در اجراهای مختلف بوده و با یک بار اجرا می توان به کسب جواب مناسب بهینه اعتماد نمود.