先進設計理論與方法

前言
第1章緒論
1.1先進設計的內(nèi)涵與意義
1.1.1先進設計的內(nèi)涵
1.1.2先進設計的意義
1.2先進設計的特點
1.3先進設計的原則
1.3.1功能滿足原則
1.3.2經(jīng)濟合理原則
1.3.3社會適用原則
1.3.4質量保障原則
1.3.5工藝優(yōu)良原則
1.4先進設計方法
1.4.1優(yōu)化設計方法
1.4.2基于仿真的設計
1.4.3不確定性設計
1.4.4多子系統(tǒng)層級設計
1.4.5多尺度建模與設計
1.4.6輕量化設計
1.4.7智能設計
復習思考題
第2章優(yōu)化設計方法
2.1基本概念和理論
2.1.1基本概念
2.1.2基本理論
2.2進化算法
2.2.1遺傳算法
2.2.2差分進化算法
2.3群智能優(yōu)化算法
2.3.1蟻群算法
2.3.2粒子群算法
2.3.3人工魚群算法
2.4其他智能優(yōu)化算法
2.4.1模擬退火算法
2.4.2免疫算法
2.5多目標優(yōu)化方法
2.5.1線性加權組合法
2.5.2功效系數(shù)法
2.5.3主要目標法
2.6MATLAB在優(yōu)化設計中的應用
2.6.1MATLAB軟件簡介
2.6.2應用實例
復習思考題
第3章基于仿真的設計
3.1計算機輔助設計
3.1.1CAD系統(tǒng)
3.1.2計算機輔助圖形處理
3.1.3CAD建模技術
3.2計算機輔助工程分析
3.2.1有限元基本原理
3.2.2建模與仿真分析
3.3試驗設計
3.3.1均勻設計
3.3.2正交設計
3.3.3拉丁超立方設計
3.4代理模型技術
3.4.1多項式響應面
3.4.2徑向基函數(shù)
3.4.3Kriging
3.4.4混沌多項式展開
3.4.5多保真度代理模型
3.5敏感性分析
3.5.1局部敏感性分析
3.5.2全局敏感性分析
3.6自適應序列采樣
3.7應用案例
3.7.1翼子板結構優(yōu)化設計
3.7.2翼子板鋪層優(yōu)化設計方法
3.7.3以安裝點剛度為目標的Kriging模型構建
3.7.4翼子板鋪層優(yōu)化設計研究
復習思考題
第4章不確定性設計
4.1基本概念和理論
4.1.1基本概念
4.1.2基本理論
4.2不確定性量化
4.2.1參數(shù)不確定性
4.2.2代理模型不確定性
4.3不確定性傳遞
4.3.1基于數(shù)字模擬的方法
4.3.2基于局部展開的方法
4.3.3基于數(shù)值積分的方法
4.3.4基于函數(shù)展開的方法
4.4不確定性變換
4.4.1正交變換
4.4.2Rosenblatt變換
4.4.3Nataf變換
4.4.4Copula及Vine Copula理論
4.5隨機過程與隨機場
4.5.1隨機過程
4.5.2隨機場
4.5.3隨機離散理論
4.6多源不確定性分析
4.6.1不確定性源
4.6.2耦合量化與分析
4.7不確定性優(yōu)化設計
4.7.1穩(wěn)健性設計
4.7.2可靠性設計
4.7.3可靠性穩(wěn)健設計
4.8應用案例
復習思考題
第5章多子系統(tǒng)層級設計
5.1基本概念和理論
5.1.1基本概念
5.1.2基本理論
5.2多子系統(tǒng)分解策略
5.2.1目標級聯(lián)分析
5.2.2協(xié)同優(yōu)化法
5.2.3兩級集成系統(tǒng)綜合法
5.2.4并行子空間優(yōu)化法
5.3系統(tǒng)不確定性分析
5.3.1相關性建模
5.3.2λ-PDF擬合技術
5.3.3子系統(tǒng)不確定性分析
5.3.4系統(tǒng)分析框架
5.4層級敏感性分析
5.4.1相關變量敏感性分析
5.4.2集成策略
5.5系統(tǒng)代理模型構建
5.5.1子系統(tǒng)代理模型構造
5.5.2子系統(tǒng)保真度提高
5.6基于系統(tǒng)分解的設計方法
5.6.1前饋耦合系統(tǒng)
5.6.2后饋耦合系統(tǒng)
5.7應用案例
復習思考題
第6章多尺度建模與設計
6.1基本概念和理論
6.1.1基本概念
6.1.2基本理論
6.2細觀尺度建模
6.2.1細觀尺度隨機性表征
6.2.2細觀尺度隨機性重構
6.2.3細觀尺度隨機性建模
6.3介觀尺度建模
6.3.1介觀尺度隨機性表征
6.3.2介觀尺度隨機性重構
6.3.3介觀尺度隨機性建模
6.4多尺度本構建模
6.4.1唯象本構
6.4.2細觀尺度隨機性本構
6.4.3介觀尺度隨機性本構
6.4.4宏觀尺度隨機性預測
6.5多尺度優(yōu)化設計及應用案例
6.5.1多尺度優(yōu)化設計流程
6.5.2應用案例
復習思考題
第7章輕量化設計
7.1輕量化設計流程
7.1.1設計問題定義
7.1.2設計流程
7.2材料輕量化設計
7.2.1車身材料強度理論
7.2.2車身材料選擇原則
7.3結構輕量化設計
7.3.1形狀優(yōu)化
7.3.2拓撲優(yōu)化
7.4面向多學科性能的輕量化設計
7.4.1汽車結構剛度設計
7.4.2汽車結構強度設計
7.4.3面向汽車NVH性能的輕量化設計
7.4.4面向汽車碰撞安全性的輕量化設計
7.4.5應用案例
復習思考題
第8章智能設計
8.1概述
8.2特征工程
8.2.1特征理解
8.2.2特征增強
8.2.3特征轉換
8.3數(shù)據(jù)挖掘
8.3.1分類方法
8.3.2聚類方法
8.3.3降維分析
8.4基于機器學習的設計
8.4.1神經(jīng)網(wǎng)絡
8.4.2深度生成模型
8.5基于數(shù)字孿生的設計
8.5.1物理實體
8.5.2虛擬實體
8.5.3服務
8.5.4孿生數(shù)據(jù)
8.5.5連接
8.6數(shù)據(jù)驅動的智能設計
8.6.1數(shù)據(jù)驅動的力學超材料設計
8.6.2大數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)
復習思考題
參考文獻