结构拓扑优化能节省很多材料,帮助企业取得很大经济效益,近年来成为优化研究领域热点之一,越来越多的企业引用这项技术改进他们的产品设计。相比于其他材料模型,采用类桁架材料模型可以很好的避免各种数值不稳定现象,可以得到更合理的结果,具有更大的设计空间。本文中研究的问题均基于类桁架材料模型,采用有限元方法计算设计域各单元节点的主应变,根据满应力优化准则更新节点杆件的密度,根据主应变方向更新杆件方向。由此得到一个近似Michell结构的类桁架连续体。　　由于Michell结构是一种由无限多无限密的杆件构成的非匀质各向异性连续体,虽然理论上是最优化的,但工程中常用匀质各向同性材料,Michell结构在实际工程中难以实现。需要一定的方法从中获取离散的桁架或者带孔等厚板,然后提取优化后的结构的几何模型,连接概念设计阶段与详细设计阶段。本文的第三章中,研究了从类桁架连续体中离散出桁架并对桁架编号的方法。首先从杆件密度和方向优化分布场中获得离散的杆件优化分布,然后从杆件优化分布获得优化桁架并编号,算例得到的结果表明该方法有效。由于工程中常用等厚板作为构件,因此还研究了从类桁架连续体中获取带孔等厚板的方法。对密度更新的过程增加一些约束,将杆件的密度限制在一定范围内,逐渐形成带孔的非匀质类桁架连续体,再绘出密度大于一定值的等值线,利用道格拉斯普克算法处理等值线,得到光滑的几何边界作为详细设计阶段的初始方案。算例中优化了一个右端受集中荷载的悬臂梁,并将Matlab得到的优化结果进行光滑处理,利用Python将处理后的轮廓导入到了Abaqus中进行分析,实现了概念设计向详细设计的转化。　　第四章主要介绍了我们所开发的结构拓扑优化WEB程序的开发框架和运行机理。该WEB程序基于的结构是B/S(Browser/Server)结构,开发过程包含三个环节:Matlab业务逻辑层,中间业务服务层,前端交互层。浏览器端的前端显示界面是用Flash结合脚本语言Actionscript3.0设计的,后台逻辑处理程序是Java语言开发,其中封装了Matlab核心计算程序。