一种面向加筋薄壁结构热变形抑制的热力耦合拓扑优化设计方法，属于热薄壁结构的加筋优化技术领域。首先，进行热薄壁结构的有限元建模。然后，建立可加筋区域层单元的弹性模量与设计变量间的数学表达。随后，建立以热薄壁结构蒙皮区域的应变能最小化为优化目标的热力耦合拓扑优化列式，更新热薄壁结构在优化中的等效温度载荷，进行热力耦合平衡方程求解，得到力学性能响应并以此进行灵敏度分析。最后，设计阈值，对优化结束后低于阈值的单元进行删除，保留高于阈值的单元，获得热薄壁结构的加筋创新构型。本发明可获得清晰的加强筋布局拓扑构型，抑制温度所引起的灰度问题，充分利用单元刚度来提高热薄壁结构整体的刚度，实现热薄壁结构在高温下的承载并减少热变形的需求。