در تحقیق حاضر، بهینه سازی اتصالات چسبی ساده با صفحاتی از جنس مواد هدفمند در دو شرایط ارتعاش آزاد و بارگذاری کششی بررسی شده است. در این راستا، با استفاده از رویکرد طراحی آزمایشات و روش اجزای محدود، پارامترهای خروجی هر مسأله استخراج شده است. در مسأله ی اول که ارتعاش آزاد اتصال چسبی مورد نظر بوده، این پارامترها شامل فرکانس طبیعی و انرژی کرنشی مودال است. در مسأله ی دوم به تحلیل تنش اتصال چسبی تحت بارگذاری کششی پرداخته که در آن پارامتر مطلوب خروجی، تنش فون میسز اتصال است. پس از دریافت نتایج حل اجزای محدود، با کمک تحلیل آماری مدل های رگرسیونی مناسب جهت ارتباط دهی پارامترهای خروجی به متغیرهای طراحی شامل هندسه ی اتصال چسبی و جنس ماده ی هدفمند، بدست آمده است. در بخش پایانی این تحقیق، مدل های پیشنهادی در قالب توابع هدف در فرآیند بهینه سازی بکار گرفته شده اند تا به کمک روش الگوریتم ابتکاری تبرید تدریجی، سطوح پارامترهای بهینه ی برای هر مسأله، مشخص شوند. نتایج عددی حل اجزای محدود در هر دو مسأله ی تحت بررسی با تحلیل های عددی و یا تحلیلی ارائه شده در مراجع معتبر مقایسه شده اند. همچنین، جهت صحه گذاری دقت مدل های رگرسیونی از نتایج حل اجزای محدود استفاده شده و برای اعتبار فرآیند بهینه سازی، روش شمارش صریح انتخاب گردیده است. در تمامی مراحل مطالعه ی انجام شده، تطابق بسیار مناسبی مابین تحلیل های ارائه شده و مراجع اعتبارگذاری مشاهده می شود.