独立连续映射（Independent Continuous and Mapping，ICM）方法是结构拓扑优化的主流研究方法之一，本书系统总结了自2014年以来关于ICM方法的最新发展成果，对ICM方法中的基本概念进行了补充、梳理和提升，即完成了概念深化的研究。尤其进一步论证了ICM方法的阶跃函数离散本质及其光滑逼近、逼近的快慢特性和多映射策略；对ICM方法的数学基础、求解算法和本体理论进行了拓展性的研究，提出了可分离凸规划转换为求解对偶显式模型DP-EM解法、互逆规划理论及其优化应用；发展了基于K-S函数的优化解法；探讨了该领域忽视的结构拓扑优化合理化建模问题；发展了包含疲劳寿命性能的局部性能约束的结构拓扑优化解法；归纳了破损-安全设计理论的演化；详细阐述了位移、应力及频率约束的破损-安全拓扑优化问题的建模及求解；并移植ICM方法至国际上广泛应用的变密度方法中；本书最后还列出了Matlab结构拓扑优化程序。
本书可供从事工程结构优化研究及航空航天、汽车、机械、交通、建筑等专业从事结构优化设计的师生和工程技术人员参考。

前言
第1章 绪论
1.1 结构拓扑优化总体和六个专题的发展简介
1.1.1 结构拓扑优化方法概述
1.1.2 拓扑变量由离散到连续化的必要性
1.1.3 移植多映射策略推动变密度方法的发展
1.1.4 多材料的结构拓扑优化
1.1.5 处理局部性能约束
1.1.6 破损-安全的结构拓扑优化
1.1.7 结构优化模型的合理与否
1.2 结构拓扑优化的数学基础和相关算法
1.2.1 数学规划的列式与模型
1.2.2 二次规划
1.2.3 库恩-塔克条件和对偶理论
1.2.4 K-S函数及其用于求解min-max优化问题
1.2.5 互逆规划引论
1.3 结构拓扑优化ICM方法前期研究和近期进展
第2章 深化结构拓扑优化ICM方法的概念
2.1 基于阶跃函数建立精确优化列式
2.2 逼近阶跃函数映射出近似优化列式
2.3 过滤函数及其逼近跨栏函数的快慢
2.4 过滤函数的数学形式多样性
2.5 广义逆函数及其对于磨光函数和过滤函数的应用
2.6 过滤函数对性能识别的多样性及其与参数搭配的实现
2.7 本质不同的各类过滤函数及其分类
2.8 等式与不等式过滤函数的区别
2.9 从单元对于约束的贡献划分出两类约束
第3章 拓展ICM方法的有关基础和部分本体理论
3.1 多约束单目标优化模型K-S函数集成处理的二阶近似解法
3.2 单约束下min-max目标优化模型K-S函数集成处理的近似解法
3.2.1 拉格朗日乘子解法
3.2.2 泰勒二阶近似解法
3.3 可分离凸规划转换为求解对偶显式模型DP-EM方法
3.3.1 常见的一类规划转换的DP-EM解法
3.3.2 连续体结构拓扑优化常见的DP-EM解法
3.3.3 结构拓扑优化的DP-EM程序实现和算例
3.3.4 普适的可分离凸规划转换为DP-EM解法
3.4 结构安全观念的演化
3.4.1 从材料的永驻安全到材料的常驻安全
3.4.2 从材料的尽驻安全到构件的尽驻安全
3.4.3 从构件的尽驻安全到结构的破损-安全
3.4.4 基于破损-安全的结构截面与形状优化阶段
3.4.5 基于破损-安全的结构拓扑优化阶段
3.4.6 基于破损-安全的结构分析和结构优化
3.4.7 结构在役破损-安全的时间与空间剖析
3.5 位移约束连续体结构多材料拓扑优化
3.5.1 两相材料连续体结构材料插值函数和拓扑优化列式的建立
3.5.2 两相材料连续体结构在位移约束条件下的显式化处理
3.5.3 目标函数的标准化处理和求解
3.5.4 数值算例与讨论
3.6 处理疲劳寿命性能约束的诸多做法
3.6.1 将疲劳约束同应力约束进行类比
3.6.2 疲劳约束由局部化为全局性约束
3.6.3 疲劳问题的拟本构关系
3.6.4 疲劳约束优化问题的过滤函数选取
3.6.5 疲劳约束与应力约束的规格统一
第4章 移植ICM方法推动变密度方法的发展
4.1 通过比较和移植实现借鉴
4.1.1 变密度方法的本质
4.1.2 ICM方法与变密度方法比较
4.1.3 变密度方法移植ICM方法的研究设想
4.2 引入单元重量惩罚函数
4.3 引入材料许用应力惩罚函数
4.4 重量惩罚与弹性模量惩罚的关系
4.5 位移约束结构拓扑优化问题
4.5.1 单工况下单位移约束拓扑优化问题
4.5.2 多工况下多位移约束拓扑优化问题
4.6 应力约束结构拓扑优化问题
4.6.1 基于结构畸变能的应力约束全局化策略
4.6.2 基于结构畸变能约束的显式化
4.6.3 多工况下应力约束全局化的结构拓扑优化的建模及求解
第5章 结构拓扑优化的模型合理化问题
5.1 结构拓扑优化存在是否能够合理列式和建模的问题
5.2 选取目标和约束是结构拓扑优化列式合理与否的来由
5.3 从结构优化发展历程洞悉模型合理化问题的出现
5.4 柔顺度模式蕴含的困扰
5.4.1 柔顺度模式的建立与求解
5.4.2 柔顺度模式对体积比的依赖性
5.5 按变密度方法建立结构重量模式和求解
5.5.1 变密度方法的结构重量模式
5.5.2 变密度方法的结构重量模式的求解
5.6 结构柔顺度模式与结构重量模式的比较
5.6.1 单一载荷工况下单个集中荷载作用
5.6.2 单一载荷工况下多个集中荷载作用
5.6.3 单一载荷工况下均布荷载作用
5.6.4 多荷载工况作用
5.6.5 高层建筑大型支撑拓扑优化设计案例比较
5.7 成本与性能的正确定位是模型合理化的根本所在
第6章 互逆规划理论与应用
6.1 基于库恩-塔克条件的互逆规划三个定理
6.1.1 s-s型互逆规划的两方库恩-塔克条件及其定理
6.1.2 m-s型互逆规划的两方库恩-塔克条件及其定理
6.1.3 m-m型互逆规划的两方库恩-塔克条件及其定理
6.2 互逆规划的应用和求解
6.2.1 互逆规划的应用
6.2.2 互逆规划的求解策略和具体做法
6.2.3 多目标问题的两种解法
6.2.4 利用互逆规划理论求出不合理问题的“合理结果”
6.3 从结构柔顺度模式到结构重量模式