连续体结构拓扑优化和形状优化是继尺寸优化、形状优化后在结构优领域内最富有挑战性的研究方向之一。本书分别以拓扑优化模型的建立、消除拓扑优化中的数值不稳定性、独立连续映射拓扑优化方法在不同物理场中的应用、连续体形状优化敏度分析方法、组合近似重分析方法在连续体结构优化中的应用策略和连续体结构优化方法在内燃机零部件结构优化设计中的应用为专题，深入而系统研究了相关理论和应用。各章中的优化算例在matlab 软件中实现，各个优化算例包含结构有限元分析、敏度分析、优化求解、优化迭代判定等几个部分，由于matlab软件具有强大的矩阵运算功能，线性方程和特征值方程的求解具有特定的命令，从而大大简化了结构分析求解器程序的编制。算例中结构分析同商品化软件结果进行了对比，两者间的误差不超0.1%，从而保证了结构分析结果的准确性和可靠性，同时为今后的程序开发工作提供了一定的参考和依据。