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经过近30 年的发展，结构拓扑优化设计方法已发展为减轻结构重量、提高结构性能的最有效手段之一，在理论方法研究和工程应用两方面都取得了长足的进展，这也导致飞行器结构轻量化设计趋于极限。本工作面向航空航天飞行器结构设计应用，从结构系统角度出发，极大地拓展了结构设计的自由度，有效地突破了现有优化设计方法在结构减重和性能提升方面的极限。报告综述了近年来结构拓扑优化技术在结构构型总体设计、多组件结构系统整体优化设计、结构支撑连接及其连接载荷优化设计、结构精确变形及其保形优化设计、热与动力学性能设计等方面的系统性成果。此外还展望了拓扑优化方法面向未来飞行器结构设计难题亟待开展的研究方向，例如面向增材制造的材料结构一体化设计、智能材料结构优化设计等等。