- 北京理工大学出版社
- 9787564097516
- 139702
- 2015年9月
- 未分类
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- TH122
机械结构优化设计是一种现代设计理论和方法。它是优化理论和方法在机械设计领域的应用。本书主要围绕结构优化设计中的三种基本分类，即尺寸优化、形状优化(形状优化由于涉及结构边界的复杂数学描述，本书不作详细介绍)和拓扑优化，进行问题的描述以及求解，并主要集中在线弹性体的离散结构(桁架)和有限元离散的平面连续体两大方面。
姚寿文编写的《机械结构优化设计(国家卓越工程师教育培养计划装甲车辆工程专业系列教材)》要求学生具有一定高等数学、线性代数、固体力学和结构力学知识，尤其是有限元的基础知识。由于学时较少，为使全书有较好的体系，便于广大学生自学，在教材的内容上安排了A～E五个附录，补充教材中涉及的一些基础知识和必备知识。
第1部分 结构优化设计基本理论、方法
第1章 概述
1.1 结构优化的基本思想
1.2 设计过程
1.3 结构优化问题的通用数学描述
1.4 三种类型的结构优化问题
1.5 离散和分布参数系统
第2章 优化设计数学模型及实例分析
2.1 优化设计数学模型
2.1.1 设计变量
2.1.2 目标函数
2.1.3 约束条件
2.2 优化问题实例
2.2.1 应力约束两杆桁架质量最小
2.2.2 应力和稳定约束两杆桁架质量最小
2.2.3 应力和位移约束两杆桁架质量最小
2.2.4 应力约束三杆桁架质量最小
2.2.5 刚度约束三杆桁架质量最小
第3章 凸规划基本理论
3.1 优化设计问题的极值
3.2 局部极值和全局极值
3.3 函数的凸性
3.4 KKT条件
3.5 拉格朗日对偶法
3.5.1 拉格朗日对偶法概述
3.5.2 凸且设计变量可分离的拉格朗日对偶法
第4章 序列显式凸近似方法
4.1 嵌套问题的一般求解过程
4.2 序列线性规划
4.3 序列二次规划方法
4.4 凸线性化
4.5 移动渐近线法
第5章桁架柔度优化问题
5.1 问题描述
5.2 嵌套方程及特点
5.2.1 嵌套问题的凸性
5.2.2 满应力设计
5.2.3 柔度约束下体积最小
5.3 嵌套方程数值解
第6章 敏度分析的基本方法
6.1 数值法
6.2 解析法
6.2.1 直接解析法
6.2.2 伴随解析法
6.3 虚载荷分析计算方法
6.3.1 杆
6.3.2 平面薄板
第7章二维连续体拓扑优化
7.1 二维弹性体
7.2 优化设计问题
7.3 变厚度薄板问题
7.3.1 问题描述
7.3.2 有限元离散
7.3.3 优化准则(OC)法
7.3.4 固体各向同性材料惩罚法(SIMP)
7.4 99行拓扑优化MATLAB程序
7.4.1 拓扑优化问题
7.4.2 MATLAB程序实现
7.4.3 程序功能扩充
7.4.4 拓扑优化实验
第2部分 结构优化设计专题应用
第8章 Optistruct简介
8.1 Otyperworks介绍
8.2 0ptistruct功能及特点
8.2.1 结构设计及优化
8.2.2 拓扑优化
8.2.3 形貌优化
8.2.4 形状优化
8.2.5 尺寸优化
8.2.6 有限元分析
8.2.7 多体动力学分析
8.3 Optistruct结构优化常用模块
8.3.1 HyperMesh界面概述
8.3.2 Optistruct结构优化基本流程
第9章 结构拓扑优化
9.1 二维结构拓扑优化
9.2 三维结构拓扑优化
第10章 形状优化和尺寸优化
10.1 形状优化
10.2 尺寸优化
第3部分 附录
附录A 矩阵基本运算
附录B 函数的极值条件及搜索方向
附录C 弹性力学问题有限元方法简介
附录D 优化方法的MATLAB程序
附录E 拓扑优化99行程序
习题
参考文献
