基于破损-安全理念的连续体结构拓扑优化研究：理论、方法与应用

一、引言

1.1研究背景与意义

在现代工程领域，结构设计的优化始终是提高产品性能、降低成本和增强竞争力的关键环节。连续体结构拓扑优化作为结构优化领域的重要研究方向，近年来在工业界得到了广泛应用，能够在给定的设计空间、载荷工况和约束条件下，寻求材料的最优分布形式，从而得到骨架类的拓扑形式，为工程结构的创新设计提供了有效的手段。其结果不受节点及杆件连接关系等先验设定条件的影响，相较于尺寸优化和形状优化，具有更大的设计自由度，能显著提高结构性能、减轻结构重量、降低制造成本。从航空航天领域的飞机机翼、卫星支架设计，到汽车工业的车身结