随着大型3c风机叶片的发展，目前的叶片通过使用轻质高强复合材料，如碳纤维增强复合材料或碳纳米管增强复合材料来达到减轻重量的目的。 由于碳纤维和碳纳米管的成本较高，3c风机叶片的成本也相应增加。 如何在保证其力学性能的前提下同时实现大型化、轻量化和低成本是该领域当前的研究热点。 拓扑优化可以在给定材料成分和用量的条件下，通过改变结构的材料布局来实现结构的理想力学性能。 因此，通过3c风机叶片复合材料的拓扑优化设计，可以实现低成本轻量化设计。 同时，工程实践中的3c风机叶片复合材料为三维结构，因此三维复合材料结构的拓扑优化更符合工程实际，具有应用价值。
        以复合材料三维等效弹性矩阵的主对角线分量加权组合为优化目标，以固体材料总体积分数为约束条件，建立三维拓扑优化模型。 采用优化准则法结合灵敏度滤波技术对该问题进行求解，得到了不同优化目标下的微观结构。 数值算例表明，微结构构型符合拓扑优化材料分布规律，优化过程平稳，迭代次数少并且收敛速度快，优化目标不存在上下起伏的情况。优化结果可为3c风机叶片符合材料微机构设计提供一定的参考。