本发明公开了一种结构刚度高效拓扑优化方法及其应用，该方法针对在给定材料下寻求结构刚度最大的拓扑结构这一工程问题，从缩减有限元分析中的方程求解规模和拓扑优化迭代过程的收敛速度两个方面提升优化效率，拓扑优化有限元方程求解时，该方法通过减少有限元方程的自由度，缩减有限元方程的求解规模，从而加快有限元分析中的方程求解速度；在拓扑优化迭代求解过程中，该方法通过改进优化准则(OC)，将有限元单元的中间单元密度逐步向两极化推进，进而更好达到收敛条件，加快优化迭代过程的收敛速度。本发明显著地提高了结构刚度拓扑优化的计算效率，而且得到高精度的优化结果。