你们老实告诉我

有多少人真正了解拓扑优化

如果听到这4个字的时候

你的表情是这样的

那么请你不要悲伤难过

好好利用接下来三分钟时间

听我聊一聊拓扑优化

毛主席他老人家教导我们

没有无缘无故的爱

没有无缘无故的恨

人类做任何事都有目的

结构优化的目的

就是以最少的材料

（也可以是最低的造价等）

实现强度、刚度等性能的最优

结构优化一般分为三个层次：

尺寸优化

形状优化

拓扑优化

尺寸优化是在保持结构形状不变的情况下，通过优化截面面积、厚度、直径等参数，寻求结构最佳尺寸与最佳性能的匹配。

比如改变圆孔的直径

形状优化是指改变结构的形状和边界，以寻求结构最理想的边界和几何形状，但不会改变其边界数量。

比如变圆孔为椭圆

尺寸优化和形状优化

光听名字就能理解

然而拓扑优化这4个字

你虽然会读

但不一定知道是什么意思

是不是莫名其妙地有种文盲的感觉

拓扑来源于英语topology的音译

是一门研究几何或空间位置关系的学科

不知道当初是哪位仁兄翻译的

你也太能省事了吧

拿翻译费时良心不会受到谴责吗

关于拓扑优化，科学的解释是：通过材料位置和数量的配置，以及材料布局与结点联结方式的优化，使结构满足应力、位移等约束条件，并将载荷传递到结构支撑位置，寻求结构的某种性能指标达到最优。

看完解释的你是不是更迷糊了

翻译成大白话其实是这样的：拓扑优化是一种材料重新分布的优化方法。即使在同一个零件中，各个部位受力大小也是不一样的，有些地方受力大就堆加材料，有些地方受力小就去除材料，甚至可以完全去除，生成新的边界。

比如下图

在航空航天、船舶交通等领域

拓扑优化广阔天地大有可为

可以减重10%-50%不等

如果拿整容打比方的话

尺寸优化是开眼角

形状优化是拉双眼皮

拓扑优化是重新投胎

您是不是更好理解了？

那么设计拓扑结构一共分几步？

答案是三步

1. 确定优化空间、载荷和约束

2. 拓扑优化计算

3. 拓扑优化结构建模

那么问题来了

一旦拓扑优化生成了大量的边界

怎么把它制造出来呢？

这是一直困扰工程师的难题

如果拓扑优化结构再加上点阵

传统工艺只能表示无能为力了

即使设计再牛X

造不出来也白搭

所以拓扑优化的思想虽然早已有之

但在之前的几十年时间里

一直默默无闻，隐匿江湖

直到3D打印技术突飞猛进的今天

设计师的思维不再受工艺条件的束缚

可以随心所欲的创造复杂结构零件

拓扑优化才又进入人们视线

它的名字又开始被江湖传说

声明：来源于增材制造创新设计