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结构拓扑优化的基本原理和三种常用的方法
拓扑优化设计是在给定材料品质和设计域内，通过优化设计方法可得到满足约束条件又使目标函数最优的结构布局形式及构件尺寸。
什么是拓扑优化设计？
拓扑优化设计是在给定材料品质和设计域内，通过优化设计方法可得到满足约束条件又使目标函数最优的结构布局形式及构件尺寸。
图1 摆臂拓扑优化的设计与非设计区域
图2 施加载荷及边界条件的摆臂有限元模型
自1988 年Bendsoe与Kikuchi提出基于均匀化方法的结构拓扑优化设计基本理论以来，近二十几年间结构拓扑设计研究得到深入和广泛的研究，已成为国际工程结构与产品创新设计领域的热点。
目前，拓扑设计理论在柔性受力结构MEMS器件及其它柔性微操作机构的设计中得到了广泛的研究。
目前结构优化技术有四大领域
- 尺寸优化( sizing optimization)
- 形状优化(shape optimization)
- 拓扑与布局优化(topology optimization)
- 结构类型优化
拓扑优化设计的流程
目前主要的拓扑优化方法
1. 均质化方法(homogenization method)
均质化方法是连续体结构拓扑优化研究中应用较广的一种物理描述方法。Bendsoe与Kikuchi于1988年提出基于均质化方法的结构拓扑优化设计基本理论。
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