结构拓扑优化是目前结构优化研究领域的热点之一。与尺寸优化和形状优化相比,结构拓扑优化问题的难度更大,取得的经济效益更大,对工程设计人员更具吸引力。类格栅连续体理论是拓扑优化的重要研究领域,是继类桁架理论之后的60年代才开始发展起来。相对于类桁架理论,类格栅连续体理论的优化结果更易于在工程上直接使用。本文研究了应力约束下类格栅连续体结构的拓扑优化方法。采用正交异性增强复合材料模型模拟类格栅连续体(或加肋板)的本构关系,优化结果与类格栅连续体有明确的对应关系,克服了一般复合材料模型优化结果没有实际意义的问题。同时它比各向同性材料模型具有更大的设计空间,可以得到更合理的结果。首先研究了单工况应力约束下的类格栅连续体结构的优化方法。优化目标结构是由无限细无限密的梁(或肋)构成的类格栅连续体(或加肋板)。以梁(或肋)在结点处的密度和方向作为设计变量,梁(或肋)在设计域内连续分布。建立了材料模型及其对应的弹性矩阵和刚度矩阵。根据有限元分析结果,采用满应力准则法,经过少量迭代建立材料的连续分布场。以几个算例演示拓扑优化过程。用优化结果与解析解对比证明本文采用的方法有效。然后提出一种多工况应力约束下的类格栅连续体结构的拓扑优化方法。先优化各单工况下梁(或肋)的分布。假设结构达到最优时的方向刚度与各单工况下的方向刚度最大值的差值最小,优化多工况下梁(或肋)的分布。经过少量迭代建立优化的材料连续分布场。仍以算例演示拓扑优化的过程,并给出结点处梁(或肋)的密度和方向分布。最后研究了单工况类格栅连续体理论的应用。分析椅面板和筏型地基板在不同约束下的传力路径,指导椅面板加肋和筏型地基板加强梁的分布和走向,形成加肋板。板的挠度减小,可以在原有基础上适当减小板的厚度,节省材料。