結構優(yōu)化設計：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)：

內容簡介

　　《結構優(yōu)化設計：探索與進展》內容側重于優(yōu)化設計原理和優(yōu)化算法在實際工程中的應用，對優(yōu)化設計基本理論及其各種算法基礎不做過多地推導。主要工作是系統(tǒng)地闡述一種簡單實用且行之有效的結構優(yōu)化新算法，即廣義“漸進節(jié)點移動法”（Generalized Evolutionary Node Shift Method）。該方法可以應用于結構靜力學和動力學領域的多種優(yōu)化設計問題，特別是結構的形狀優(yōu)化設計問題。結構性能約束條件包括變形、應力、彎矩、局部穩(wěn)定、固有振動頻率以及總體質量等。該優(yōu)化算法以設計變量靈敏度分析與計算為基礎，通過逐漸改進結構的模型設計，使結構性能逐漸滿足約束條件，設計達到最優(yōu)狀態(tài)。在解決各種結構，如桁架、框（剛）架、薄板等結構優(yōu)化設計問題的同時，《結構優(yōu)化設計：探索與進展》將逐漸揭示這種方法的理論基礎、分析過程和應用特點?！督Y構優(yōu)化設計：探索與進展》的研究成果將在航空航天、土木建筑、機械等領域具有廣闊的應用前景。《結構優(yōu)化設計：探索與進展》主要介紹桿系結構（桁架或框架結構）的形狀、形狀與尺寸，梁、板結構支承剛度和位置、以及附加集中質量位置等不同方面優(yōu)化設計問題。其中，支承位置的優(yōu)化和附加集中質量位置的優(yōu)化屬于邊界優(yōu)化設計范疇，過去相關研究開展得不多，目前仍存在許多問題有待進一步深入研究?！督Y構優(yōu)化設計：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，詳細推導梁、板結構變形、彎矩和固有頻率相對支承位置靈敏度計算公式。書中的大部分內容是作者及其國內外合作者近幾年的研究成果，考慮到國內學者在這方面關注較少，《結構優(yōu)化設計：探索與進展》亦將介紹相關研究內容的一些基礎理論知識，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 結構優(yōu)化設計概述
1.2 結構優(yōu)化設計數(shù)學模型
1.3 結構優(yōu)化設計分類
1.4 結構優(yōu)化設計主要方法
1.4.1 數(shù)學規(guī)劃法
1.4.2 優(yōu)化準則法
1.5 結構動力優(yōu)化設計
1.6 本書的內容及安排

第2章有限元法基礎簡介
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 單元剛度和質量矩陣一階導數(shù)計算
2.4.1 對其中某一元素的導數(shù)
2.4.2 對截面尺寸的導數(shù)
2.4.3 對端點坐標的導數(shù)

第3章桁架結構形狀優(yōu)化設計
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 桁架結構形狀優(yōu)化算例
3.6 結構形狀優(yōu)化的局限性
本章小結

第4章桁架結構形狀與尺寸組合優(yōu)化設計
4.1 優(yōu)化問題描述
4.2 優(yōu)化算法
4.2.1 尺寸優(yōu)化設計
4.2.2 形狀優(yōu)化設計
4.3 漸進優(yōu)化設計步驟
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

第5章結構邊界支承位置優(yōu)化設計
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 支承扭轉剛度的影響
附錄簡支梁最優(yōu)支承位置分析
本章小結

第6章框架結構彎矩優(yōu)化設計
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數(shù)
6.3.2 對形狀設計變量的一階導數(shù)
6.4 優(yōu)化設計步驟
6.5 彎矩優(yōu)化算例
本章小結

第7章結構動力優(yōu)化設計
7.1 結構動力優(yōu)化中的約束
7.2 結構動力約束可行域研究
7.3 結構的模態(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

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

第9章桁架結構動力優(yōu)化設計
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)設計變量調整數(shù)量
9.3.5 優(yōu)化搜索步長
9.4 多階頻率約束處理
9.5 桁架結構優(yōu)化算例
本章小結

第10章梁結構支承優(yōu)化設計
10.1 固有頻率相對支承設計參數(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 梁結構支承位置優(yōu)化算例
10.4 梁結構支承剛度優(yōu)化設計
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)化設計的影響
10.6.1 位移函數(shù)的構建
10.6.2 邊界約束條件的影響
10.7 支承扭轉剛度對頻率靈敏度的影響
本章小結

第11章薄板結構支承優(yōu)化設計
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)化設計算例
本章小結

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