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。