摘要

拓扑优化可以在没有结构形状和连通性的先验假设情况下获得新颖、优质的创新设计,已成为工程结构概念设计的强有力工具。然而,目前大部分工作主要致力于解决单相均质材料和单组件结构优化问题。在实际工程问题中,结构通常由多种材料组成,多种材料的组合使用不仅能够减轻结构的重量,而且在一定程度上还可以提高结构的性能。有时还需要将特定形状、特定刚度的一个或多个组件(例如电容器,发动机和存储容器)嵌入到有限的设计空间中,以满足某些特定的功能性设计要求。此外,在结构设计过程中,通常还需要保留足够的空间以使得其他的组件能够顺利通过结构,或者准许嵌入预定的对象,或者单纯出于美学、设备的操作、安装、维护和维修的角度考虑预...