本书在绪论部分简要介绍了经典结构优化设计和现代结构优化设计，后续整个内容分为8章，包含拓扑优化概述、智能优化算法基础、有限单元法、非均匀有理B样条、等几何分析、变密度方法、等几何拓扑优化方法、基于智能优化算法的结构优化设计。其中前两章主要为使读者快速了解本书关注的对象近几年发展的概况，使读者对该研究领域有一个初步的认识，第3章和第6章构成了经典拓扑优化学习体系，第5章和第7章构成了等几何拓扑优化学习体系，第2章和第8章构成了结构智能优化设计学习体系，分别面向不同学习需求的读者。

高杰，华中科技大学副教授、博导，入选中国科协青年人才托举工程、湖北省海外高层次人才BR计划、武汉市英才、华中卓越学者。从事复杂装备高性能轻量化设计研究，出版英文专著1部，教育部十四五战略规划教材1部，在国内外高水平期刊上发表SCI论文50余篇。主持国家自然科学基金项目（青年、面上）、国家重点研发子课题等。

前言 随着科技的不断进步和工业技术的飞速发展，现代工程结构的设计需求日益多样化和复杂化。传统的设计方法已经难以满足轻量化、高强度、多功能及智能化等多种目标需求。特别是在航空航天、汽车制造、船舶工程等高端制造领域，结构优化设计成为提升性能、降低成本和延长寿命的关键技术。拓扑优化作为结构设计的前沿工具，能够从整体结构出发，自动生成最优材料分布方案，极大地推动了工程设计理念的革新。同时，随着计算能力的提升和智能算法的发展，结构优化设计正向着更加智能化和高效化方向推进。面对如此迅猛的发展趋势，高等教育亟须调整教学内容和培养模式，培养具备扎实理论基础与实践能力的创新型人才，为国家工程技术进步和产业升级提供有力支撑。 为了更好地推动现代结构优化设计的发展，适应当前我国高等教育体系中新工科课程改革的需求，本书紧密结合“3+1+X”本科生学段制培养模式，致力于为工程力学、机械工程、船海工程、航空航天及车辆工程等专业的本科生提供系统而科学的教学内容。该培养模式强调本科前三年为学生打牢坚实的专业基础，第四年则注重培养创新能力和科研素养，辅以灵活的拓展课程安排，使学生能够在本科阶段后期，特别是大三、大四年级，提前接触并掌握部分研究生阶段的基本课程内容和研究涉及的核心知识。这种教学安排不仅有助于提升学生的专业深度和广度，也使他们能更好地适应未来研究生阶段的学习或直接参与工程实践，促进理论与应用的紧密结合，有效缩短从校园到职场的过渡期，增强人才培养的针对性和实用性。 本书在绪论部分简要介绍了经典结构优化设计和现代结构优化设计，后续整个 内容分为8章，结构紧凑且层次分明。第...