高清PDF《工程结构优化设计方法与应用 》柴山,尚晓江,刚宪约 等编著 2015年版
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前言
结构优化设计是一种集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体的寻求工程结构在满足约束条件下按预定目标求出最优方案的设计方法。结构优化设计从马克斯威尔(Maxwell)理论和米歇尔(Michelle)析架出现起已有100多年,从施密特(Schmit)用数学规划来解决结构优化设计算起亦有50多年的历史,特别是过去的40多年,在理论、算法和应用方面都取得了长足的发展。目前结构优化设计已成为工程结构创新设计的一种重要和有效的方法。
本书写作的指导思想是理论与应用相结合,理论为应用服务。
本书分为两部分,第一部分为结构优化设计的基本理论与方法。在这一部分中,讨论了结构优化设计的数学模型,并重点论述了结构优化设计数学模型的特点及其与一般非线性规划问题的不同之处。在此基础上,讨论了基于准则法的结构优化设计、离散变量结构优化设计、结构拓扑优化设计、结构多目标优化设计。由于有关数学规划方法的书籍和资料很多,因此这一部分内容注重结构优化设计基本概念和基本方法的讨论,而仅将常用的非线性规划算法作为一个附录供读者参考。第二部分结合ANSYS软件,讨论应用结构优化设计软件进行工程结构优化设计的方法。这一部分内容包括ANSYS结构分析基础、基于APDL脚本的结构优化技术和基于ANSYS Workbench的结构优化技术,另外结合作者的研究工作,介绍了基于ANSYS二次开发的载货车车架结构参数化建模
和优化设计系统。
本书第一章、第二章、第四章和第十章由柴山执笔,第七章、第八章和第九章由尚晓江执笔,第三章、第五章、第六章以及附录由刚宪约执笔。荆栋博士和王友刚、王孟、郭明硕士为本书做了大量工作,胡凡金硕士协助测试了部分ANSYS算例,在此表示衷心的感谢。
本书可作为工科相关专业的研究生及高年级本科生教材,也可作为工程技术人员学习结构优化设计理论及ANSYS软件应用技术的参考书。
由于作者水平有限,书中难免存在不妥和错误之处,敬请读者批评指正。
内容索引:
目录
第1章结构优化设计的概念1
1.1结构1
1.2结构设计2
1.3结构优化设计3
1.4结构优化设计的研究、应用概况5
1.5结构优化设计软件7
第2章结构优化设计的数学模型………8
2.1设计变量、目标函数、约束条件8
2.2可行域、可行集、目标函数等值面14
2.3结构优化设计的特点15
2.4儿种解决方案……15
第3章基于准则法的结构优化设计25
3.1满应力淮则。25
3.2满位移准则法41
3.3能量准则48
第4章离散变量结构优化设计52
4.1概述…52
42离散变量优化间题的可行集与最优解…53
4.3离散变量结构优化设计的特点……57
4.4离散变量结构优化设计的一维斐波那契搜索算法61
4.5离散变量结构优化设计的序列二级算法…68
4.6离散变量结构优化设计的相对差商法…69
第5章结构拓扑优化设计95
5.1概述…95
5.2杆系结构的结构拓扑优化设计…96
5.3连续体的结构拓扑优化设计111
第6章结构多目标优化设计……124
6.1多目标优化设计的概念124
(略)