截面尺寸优化是结构优化设计中较早开展研究的领域也是发展相对成熟的领域,它是在给定结构的类型、材料、布局拓扑和外形几何的情况下，以截面尺寸为设计变量，通过寻求最优截面尺寸达到结构重量，体积或造价最小。尺寸优化是结构优化设计中的最低层次。
尺寸优化中的设计变量可能是杆的横截面积、惯性矩、板的厚度，或是复合材料的分层厚度和材料方向角度，所以，用有限元计算结构位移和应力时，尺寸优化过程不需要网格重新划分，直接利用敏度分析和合适的数学规划方法就能完成尺寸优化。
尺寸优化的约束条件可以是应力约束、位移约束、局部稳定、频率约束、动响应约束等。常用的截面尺寸优化方法有准则法和数学规划法两种，这方面的研究已比较成熟。优化的对象已涵盖杆杆系结构，平面、三维实体和板壳结构等。
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