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桁架结构拓扑优化：理论基石与多元应用的深度剖析
一、引言
1.1研究背景与意义
在现代工程设计领域，桁架结构作为一种常见且重要的结构形式，广泛应用于建筑、机械、航空航天等众多行业。它由杆件通过节点连接而成，凭借其独特的受力性能和结构特点，能够有效地承受各种荷载，同时具备材料利用率高、结构重量轻、施工便捷等显著优势。例如，在大型体育场馆的建设中，桁架结构可构建出大跨度的空间，满足场馆内部的功能需求；在航空航天领域，桁架结构用于制造飞行器的骨架，有助于减轻飞行器的重量，提高飞行性能。
随着工程技术的不断进步和对结构性能要求的日益提高，传统的桁架结构设计方法已难以满足现代工程的需求。传统设计往往
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