结构拓扑优化因其设计自由度大，可以得到性价比良好的结构，目前已广泛应用于航空航天、汽车、船舶、机械装备等领域，特别是结构拓扑优化设计技术作为实现结构轻量化的主要手段之一，具有显著的优势。
1）空客A380机翼前缘肋的拓扑优化
在民用航空工业中，减轻设计重量和缩短设计周期是两个非常突出的问题，传统的飞机设计思路已经无法满足这种需求，这需要将先进的计算机优化方法集成到全部部件的设计过程中。2003年，空中客车公司的供应商BAE SYSTEMS首先应用拓扑优化技术来设计更轻巧更有效的航空部件。首批设计的部件包括机翼前缘肋、主翼盒肋、不同类型的机翼后缘支架以及机身门档和机身门交叉肋板。对于这些部件的优化设计，在很大程度上要考虑到对屈服性能的要求，同时还要考虑应力和刚度方面的要求。空客A380最优的机翼前缘肋，如图8-13所示，它们达到了重量的设计目标并满足了优化设计中所有的应力和屈曲标准，该项设计方案已经通过各种试验测试，整个襟翼部分的质量减轻了44%，为每一架A380飞机带来的总体减重达到500 kg。
2）大型电除尘器结构的轻量化设计
大型电除尘器结构通常承受高温气体内压，又因一般在室外，需要考虑风载和地震载荷，因此结构自重很大，采用结构拓扑优化设计方法对其结构进行设计得到良好的效果。图8-14所示为进出口烟箱设计前后的结构，在质量减小3.0%的同时，刚度提高18.8%。
图8-13 空客A380机翼前缘肋的拓扑优化(www.xing528.com)
图8-14 大型电除尘器结构轻量化设计
3）机床床身结构轻量化设计
为了得到既有良好的静动态性能，又有较好经济性能的机床床身，采用结构拓扑优化设计方法对机床床身结构的加筋板分布进行优化设计。如图8-15所示，优化设计结构与传统结构相比，筋板分布发生了明显的变化，在减重9.22%的情况下，一阶固有频率和变形均有大幅改善。
图8-15 机床床身结构优化设计
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