本书主要介绍数控机床主轴系统的热设计研究现状、元胞自动机基本理论、有限元法基本理论、基于混合元胞自动机法的拓扑优化设计方法、基于混合元胞自动机法的温度－结构场耦合热拓扑优化设计方法、基于不规则元胞的耦合场热拓扑优化设计方法、三维多材多体结构拓扑优化设计方法以及数控机床主轴－立柱系统热态特性分析与测试技术等内容，并在理论方法基础上，给出了基于混合元胞自动机法的拓扑优化设计分析应用实例和部分程序代码。