结构拓扑优化是指在一定的约束条件下,通过改变设计域内的材料分布,使结构的某项性能达到最优的设计方法。拓扑优化方法改变了传统结构设计方法对设计经验的依赖,缩短了产品研发的周期,已广泛应用于结构优化领域。当前,拓扑优化软件层出不穷,主要的商用软件都是采用变密度法,即获得密度处于0-1之间的结构单元,其最优结构时常存在边界不光滑的缺点。本文采用参数化水平集结构拓扑优化方法,借助ANSYS的二次开发平台,围绕参数化水平集方法的计算稳定性和模型的显示与输出开展研究,开发出能够直接获得光滑边界的结构拓扑优化功能模块,主要工作如下:首先,基于ANSYS二次开发平台实现了参数化水平集结构拓扑优化方法。在参数化水平集方法的初始化阶段,提出了一种快速生成孔洞的方法;在优化计算阶段,分析了在ANSYS平台下参数化水平集方法的计算稳定性,通过添加迭代尺度因子和迭代变化率两个参数,提高了方法的计算稳定性。其次,基于ANSYS二次开发平台,设计了结构拓扑优化功能模块的总体框架,采用几何法和等参元法,分别解决了二维和三维结构边界单元的等效密度计算问题,实现了二维和三维结构拓扑优化功能模块的开发。利用OpenGL计算机图形接口,开发了独立的窗口对优化结构进行显示,完成了优化模型可视化模块的开发。通过算例,测试了所开发的结构拓扑优化模块的功能。接着,结合工程实例,对所开发的结构拓扑优化功能模块进行了应用验证。采用轴承座和飞机舱门部件的拓扑优化实例,展示了基于ANSYS的参数化水平集结构拓扑优化方法的应用效果。最后,对全文工作进行了总结,并对今后的研究和发展方向做出了展望。