Question

拓扑优化的基本概念

Answer 1

拓扑优化（topology optimization），是指一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法。
参照右图，设计参数即为优化对象，比如板厚、梁的截面宽、长和厚等。
形状优化：以结构件外形或者孔洞形状为优化对象，比如凸台过渡倒角的形状等。
形貌优化：是在已有薄板上寻找新的凸台分布，提高局部刚度。
拓扑优化：以材料分布为优化对象，通过拓扑优化，可以在均匀分布材料的设计空间中找到最佳的分布方案。
由此可见，拓扑优化相对于尺寸优化和形状优化，具有更多的设计自由度，能够获得更大的设计空间，是结构优化最具发展前景的一个方面。图示例子展示了尺寸优化、形状优化和拓扑优化在设计减重孔时的不同表现。