本书基于均匀化方法对MSTO设计开展了讨论分析和研究。首先，基于逆向均匀化方法设计了具有不同极限属性的一系列梯度基础点阵结构，进而提出了一种极限各向异性点阵结构的构建和参数化表征的方法，并在此基础上实施了三维结构件的点阵结构填充拓扑优化设计；然后进一步地，将点阵结构的材料属性域扩展，引入实体和空隙材料，提出了一种基于有序多相材料插值模型的多尺度LSHS拓扑优化设计方法，实现了LSHS设计中多参数定义的多相材料协同优化；之后，将多变量点阵结构参数场优化技术引入自由拓扑微结构的多尺度设计方法，并以多变量点阵结构参数场优化结果作为宏观结构响应特征，提出了一种综合反映宏观结构局部承载量级和主应力状态的聚类优化策略，并以此实现了自由拓扑微结构的综合聚类MSTO设计；最后，针对点阵结构的陶瓷材料、纤维复材、和树脂基材料增材制造，从可制造性角度和强度设计原则对已建立点阵结构拓扑优化方法进行改进与创新，并对改进后的优化结果进行增材试制及性能验证。

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