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通过结构拓扑优化方法可以获得材料利用率较高的设计,由于材料的利用率被提高到了极限,从而缺少冗余性,通过传统拓扑优化方法得到的设计往往缺乏抵御风险的能力。失效安全拓扑优化方法使用简化的结构局部失效模型与基于密度的优化算法结合,通过结构的局部失效对灵敏度信息的影响来实现对传统结构拓扑优化的方向进行修改,进而获得具有较强冗余性的对结构局部失效不太敏感的较优拓扑设计。经过对连续体结构拓扑优化的基本理论以及桁架结构的失效-安全拓扑优化方法的研究可以发现,前者以结构的应变能或质量为目标函数的最小化设计,后者通过