结构优化技术在机械产品的设计中具有重要作用,结构优化一般分为对结构的拓扑、形状以及尺寸的优化。拓扑优化应用在产品设计的前期,通过拓扑优化得到结构满足性能要求的最优拓扑构型,对产品的结构形式和功能特性具有决定性的意义。本文围绕结构进化优化方法,研究了三维连续体结构静力学、动力学优化,并将结构进化优化方法应用于薄壁结构表面阻尼分布的优化,得到了薄壁结构表面阻尼层的最优分布,在以上研究的基础上,开发了基于MATLAB的结构拓扑优化软件系统,实现了二维、三维连续体结构静动力学拓扑优化。首先,基于有限元分析基本理论,推导了三维连续体结构有限元分析流程,并给出优化过程中有限元分析部分结构的单元编码及刚度矩阵的组装模式。研究了结构进化优化方法的基本理论,分析其进化策略,总结结构进化优化方法的基本流程。研究了基于刚度最大化的三维连续体结构拓扑优化,通过优化实例验证了本方法的有效性。其次,研究了结构进化优化方法在动力学优化方面的应用,分析了拓扑优化过程中几种材料插值模式的优缺点,详细说明了SIMP材料插值在动力学拓扑优化中产生数值不稳定性的原因,分别以三维连续体结构自然频率和全局频率响应为优化目标,采用多项式材料插值,实现了结构频率和全局频率响应的拓扑优化。将结构进化优化方法应用于薄壁结构表面阻尼层的优化中,以模态损耗因子为优化目标,采用模态应变能方法,建立了模态损耗因子最大化优化模型。推导了多项式材料插值模式下,目标函数对设计变量的灵敏度,实现了薄壁结构表面阻尼层的拓扑优化,达到了减振的目的。最后,利用MATLAB软件开发出二维及三维连续体结构拓扑优化的原型系统,该系统实现了二维及三维连续体结构的拓扑优化,并能将优化结果导出生成3D打印文件,实现结构的增材制造。详细说明了该系统的实现流程、系统架构以及数据结构,并通过实例验证了该系统的可行性。