1、快速原型(RP)技術(shù)的出現(xiàn)為非均質(zhì)材料（Heterogeneous Material，簡(jiǎn)稱HM），特別是功能性梯度材料（Functionally Graded Materials,簡(jiǎn)稱FGMs）零件的制造提供了一條全新的途徑。 隨著功能性梯度材料的不斷發(fā)展，原有的功能性梯度材料的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能夠滿足要求，為了在微結(jié)構(gòu)中得到更加連續(xù)材料屬性變化，拓?fù)鋬?yōu)化方法被引入到FGMs 設(shè)計(jì)中來(lái)。拓?fù)鋬?yōu)化是解決結(jié)構(gòu)中單元“有”或“無(wú)”的最優(yōu)

2、分布，拓?fù)渥兞糠? 即1，但是拓?fù)渥兞康倪@種0-1 特性使模型的建立和求解非常困難。根據(jù)獨(dú)立、連接的思想，對(duì)單元重量、單元許用應(yīng)力和單元?jiǎng)偠确謩e引入不同的過(guò)濾函數(shù)，把0-1 型離散拓?fù)渥兞哭D(zhuǎn)化為[0，1]區(qū)間上的連續(xù)變量，建立拓?fù)渥兞窟B續(xù)的優(yōu)化模型，根據(jù)所有拓?fù)渥兞康姆植?，通過(guò)不斷調(diào)整折減系數(shù)來(lái)搜索最佳閥值，最終根據(jù)結(jié)構(gòu)是否違背約束或者是否奇異決定是否結(jié)束優(yōu)化。 所做的主要工作如下： (1) 為了在微結(jié)構(gòu)中得到連續(xù)變化的

3、材料屬性，將用于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的拓?fù)鋬?yōu)化方法首次引入到FGMs 的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。 (2) 提出了基于拓?fù)鋬?yōu)化思想的材料組分優(yōu)化方法。該方法繼承了均勻化方法和相對(duì)密度方法等特點(diǎn)，根據(jù)材料單元的相對(duì)密度變化導(dǎo)致單元的各材料組分變化，以求得功能梯度材料零件的材料的屬性。 (3) 在UG NX3 軟件環(huán)境下，運(yùn)用VC++6.0 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，完成了材料信息和幾何拓?fù)湫畔⒌娜诤宪浖K，實(shí)現(xiàn)了功能梯度材料實(shí)體的組分拓?fù)鋬?yōu)化。