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针对现代设计理论和优化设计方法在矩形压力容器的结构设计、尺寸计算中存在的问题，运用相关数学理论与优化原理，将直接导致容器失效的约束作为概率约束，建立了以矩形截面容器体积最小为设计目标的数学模型，探讨矩形截面压力容器在概率约束条件下的优化设计方法。通过实例计算和MATLAB算法求解得知，该设计方法不仅可以有效地提高设计水平，降低制造成本，而且由于考虑了矩形压力容器设计变量和参数随机性质，故优化设计结果更符合工程实际，说明了概率设计模型的实用性和可行性，为其他特殊压力容器的优化设计提供了理论依据和应用参考。