結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：探索與進展

定　價：￥32.00

作　者：	王棟著
出版社：	國防工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽：	建筑建筑工程

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ISBN：	9787118084474	出版時間：	2013-03-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	214	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　《結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：探索與進展》內(nèi)容側(cè)重于優(yōu)化設(shè)計原理和優(yōu)化算法在實際工程中的應(yīng)用，對優(yōu)化設(shè)計基本理論及其各種算法基礎(chǔ)不做過多地推導(dǎo)。主要工作是系統(tǒng)地闡述一種簡單實用且行之有效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化新算法，即廣義“漸進節(jié)點移動法”（Generalized Evolutionary Node Shift Method）。該方法可以應(yīng)用于結(jié)構(gòu)靜力學(xué)和動力學(xué)領(lǐng)域的多種優(yōu)化設(shè)計問題，特別是結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化設(shè)計問題。結(jié)構(gòu)性能約束條件包括變形、應(yīng)力、彎矩、局部穩(wěn)定、固有振動頻率以及總體質(zhì)量等。該優(yōu)化算法以設(shè)計變量靈敏度分析與計算為基礎(chǔ)，通過逐漸改進結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計，使結(jié)構(gòu)性能逐漸滿足約束條件，設(shè)計達到最優(yōu)狀態(tài)。在解決各種結(jié)構(gòu)，如桁架、框（剛）架、薄板等結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題的同時，《結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：探索與進展》將逐漸揭示這種方法的理論基礎(chǔ)、分析過程和應(yīng)用特點?！督Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：探索與進展》的研究成果將在航空航天、土木建筑、機械等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景?！督Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：探索與進展》主要介紹桿系結(jié)構(gòu)（桁架或框架結(jié)構(gòu)）的形狀、形狀與尺寸，梁、板結(jié)構(gòu)支承剛度和位置、以及附加集中質(zhì)量位置等不同方面優(yōu)化設(shè)計問題。其中，支承位置的優(yōu)化和附加集中質(zhì)量位置的優(yōu)化屬于邊界優(yōu)化設(shè)計范疇，過去相關(guān)研究開展得不多，目前仍存在許多問題有待進一步深入研究?！督Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：探索與進展》將根據(jù)有限元形函數(shù)的基本概念，采用離散方法，詳細推導(dǎo)梁、板結(jié)構(gòu)變形、彎矩和固有頻率相對支承位置靈敏度計算公式。書中的大部分內(nèi)容是作者及其國內(nèi)外合作者近幾年的研究成果，考慮到國內(nèi)學(xué)者在這方面關(guān)注較少，《結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：探索與進展》亦將介紹相關(guān)研究內(nèi)容的一些基礎(chǔ)理論知識，并用大量的算例證明優(yōu)化算法的可行性以及靈敏度分析的正確性。

作者簡介

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圖書目錄

第1章緒論
1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計概述
1.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型
1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分類
1.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要方法
1.4.1 數(shù)學(xué)規(guī)劃法
1.4.2 優(yōu)化準則法
1.5 結(jié)構(gòu)動力優(yōu)化設(shè)計
1.6 本書的內(nèi)容及安排

第2章有限元法基礎(chǔ)簡介
2.1 常用直桿單元
2.1.1 二力桿單元
2.1.2 直梁單元
2.2 薄板彎曲單元
2.2.1 基本理論
2.2.2 矩形板彎單元（R-12）
2.3 坐標變換
2.3.1 空間桿單元
2.3.2 平面梁單元
2.4 單元剛度和質(zhì)量矩陣一階導(dǎo)數(shù)計算
2.4.1 對其中某一元素的導(dǎo)數(shù)
2.4.2 對截面尺寸的導(dǎo)數(shù)
2.4.3 對端點坐標的導(dǎo)數(shù)

第3章桁架結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化設(shè)計
3.1 優(yōu)化問題基本描述
3.2 節(jié)點移動對位移約束的影響
3.2.1 節(jié)點移動的靈敏度分析
3.2.2 節(jié)點移動的靈敏度數(shù)
3.2.3 單一工況下的多節(jié)點位移約束
3.2.4 多工況、多節(jié)點位移約束
3.3 庫恩-塔克條件
3.4 節(jié)點移動步長
3.5 桁架結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化算例
3.6 結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化的局限性
本章小結(jié)

第4章桁架結(jié)構(gòu)形狀與尺寸組合優(yōu)化設(shè)計
4.1 優(yōu)化問題描述
4.2 優(yōu)化算法
4.2.1 尺寸優(yōu)化設(shè)計
4.2.2 形狀優(yōu)化設(shè)計
4.3 漸進優(yōu)化設(shè)計步驟
4.4 組合優(yōu)化算例
附錄平面二桿桁架受力分析
本章小結(jié)

第5章結(jié)構(gòu)邊界支承位置優(yōu)化設(shè)計
5.1 優(yōu)化問題描述
5.2 節(jié)點位移相對支承位置的靈敏度分析
5.2.1 一般情況
5.2.2 梁單元的彈性支承
5.2.3 板單元的彈性支承
5.3 支承位置優(yōu)化算法
5.4 支承位置優(yōu)化算例
5.5 支承扭轉(zhuǎn)剛度的影響
附錄簡支梁最優(yōu)支承位置分析
本章小結(jié)

第6章框架結(jié)構(gòu)彎矩優(yōu)化設(shè)計
6.1 優(yōu)化問題描述
6.2 靈敏度分析方法簡介
6.3 彎矩的靈敏度分析
6.3.1 對支承位置坐標的一階導(dǎo)數(shù)
6.3.2 對形狀設(shè)計變量的一階導(dǎo)數(shù)
6.4 優(yōu)化設(shè)計步驟
6.5 彎矩優(yōu)化算例
本章小結(jié)

第7章結(jié)構(gòu)動力優(yōu)化設(shè)計
7.1 結(jié)構(gòu)動力優(yōu)化中的約束
7.2 結(jié)構(gòu)動力約束可行域研究
7.3 結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)靈敏度分析
7.3.1 固有頻率靈敏度分析
7.3.2 固有振型靈敏度分析
7.3.3 重頻靈敏度分析
7.4 重頻靈敏度特性分析
7.5 重頻靈敏度計算簡例
7.6 粘性阻尼下模態(tài)參數(shù)靈敏度分析
本章小結(jié)

第8章重頻靈敏度分析結(jié)果的應(yīng)用
8.1 頻率靈敏度分析過程
8.2 數(shù)值算例
本章小結(jié)

第9章桁架結(jié)構(gòu)動力優(yōu)化設(shè)計
9.1 固有頻率靈敏度分析
9.1.1 對桿件截面積的靈敏度
9.1.2 對節(jié)點坐標的靈敏度
9.2 優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型
9.3 優(yōu)化算法描述
9.3.1 增加頻率
9.3.2 減小頻率
9.3.3 庫恩-塔克條件
9.3.4 每次循環(huán)設(shè)計變量調(diào)整數(shù)量
9.3.5 優(yōu)化搜索步長
9.4 多階頻率約束處理
9.5 桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化算例
本章小結(jié)

第10章梁結(jié)構(gòu)支承優(yōu)化設(shè)計
10.1 固有頻率相對支承設(shè)計參數(shù)的靈敏度分析
10.1.1 頻率對支承剛度的靈敏度
10.1.2 頻率對支承位置的靈敏度
10.2 支承位置優(yōu)化算法
10.3 梁結(jié)構(gòu)支承位置優(yōu)化算例
10.4 梁結(jié)構(gòu)支承剛度優(yōu)化設(shè)計
10.4.1 梁振動分析
10.4.2 最小剛度計算
10.4.3 其他典型邊界條件最小剛度計算
10.5 增加高階頻率所需最小支承剛度
10.6 邊界條件對附加支承優(yōu)化設(shè)計的影響
10.6.1 位移函數(shù)的構(gòu)建
10.6.2 邊界約束條件的影響
10.7 支承扭轉(zhuǎn)剛度對頻率靈敏度的影響
本章小結(jié)

第11章薄板結(jié)構(gòu)支承優(yōu)化設(shè)計
11.1 薄板振動微分方程
11.2 固有頻率對支承位置的靈敏度分析
11.3 支承位置優(yōu)化模型
11.4 支承位置優(yōu)化算例
11.5 支承剛度優(yōu)化分析
11.6 支承剛度優(yōu)化設(shè)計算例
本章小結(jié)

第12章集中質(zhì)量位置優(yōu)化設(shè)計
12.1 頻率對集中質(zhì)量位置的靈敏度分析
12.1.1 梁單元上附帶一個集中質(zhì)量
12.1.2 薄板單元上附帶一個集中質(zhì)量
12.2 頻率對集中質(zhì)量大小的靈敏度分析
12.3 集中質(zhì)量位置優(yōu)化步驟
12.4 集中質(zhì)量位置優(yōu)化算例
12.5 集中質(zhì)量轉(zhuǎn)動慣性對頻率靈敏度計算的影響
本章小結(jié)
參考文獻