拓扑优化（topology optimization）是根据给定的载荷工况、约束条件和性能指标等，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法，是结构优化的一种形式。通过拓扑优化可以得到最优的传力路径以及满足规定的减少材料量的同时最大化结构刚度的结构形式。

实际上现在结构优化可以主要分为三类：尺寸优化、形状优化、拓扑优化，而这些也分别对应着产品设计的几个阶段：拓扑优化——概念设计阶段；形状优化——基本设计阶段；尺寸优化——详细设计阶段；而这几种优化的形式现在市场上几乎以尺寸优化以及形状优化为主，而拓扑优化却广泛应用于航空航天、机械、建筑等领域，而对于国内的传统制造业而言拓扑优化仍旧有较大的发展空间，相信拓扑优化结合增材制造工艺以及3D打印技术会对未来的结构设计有很大的变革。当然我们身边也有很多关于拓扑优化的例子如下图所示：

SOLIDWORKS Simlation作为一款面向设计工程师的有限元分析软件，在易用性、与设计软件的集成性上有着很大的优势。我们可以使用SOLIDWORKS Simulation的拓扑优化功能对制动系统中的制动盘进行优化设计。

汽车制动时，制动盘外圈连接部位承受总和为4200N.M的扭矩。分析目标使得制动盘质量减轻75%，同时尽可能保持最大强度以获得优化形状。

定义拓扑分析算例

1.生成拓扑算例，并对零件应用合金钢材质

2.对制动盘中间的六个圆周阵列孔应用固定夹具

3.对外侧的每个半圆孔面应用700N.M的扭矩

4.使用“最佳强度重量比”作为目标执行约束

5.在制造控制中添加脱模控制

6.在制造控制中添加对称控制

7.在制造控制中添加保留区域

8.运行算例生成图解

生成材料质量图解。图形显示的模型即为优化后的模型。我们也可以直接将此模型输出为3D几何体。