机械优化设计
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品牌: 王国强
基本信息·出版社：机械工业出版社
·页码：204 页
·出版日期：2009年09月
·ISBN：711127959X/9787111279594
·条形码：9787111279594
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
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内容简介《机械优化设计》介绍了机械优化设计的基本理论和方法、优化设计工具软件及工程应用，同时还介绍了优化设计学科的前沿知识。主要内容有：优化设计概述、优化方法的数学基础、一维搜索方法、基于导数的优化方法、非导数优化方法、线性规划方法、优化设计实用技术、机械优化设计常用软件及优化设计应用实例。《机械优化设计》将优化设计基础理论、国际大型通用优化设计工具软件与工程应用实例密切结合，通过机械工程应用实例使读者掌握优化设计方法的实质内容及工程应用技巧。
《机械优化设计》可作为高等院校高年级本科生或研究生学习优化设计的教材，也可供企业或研究机构的科技工作者参考。
编辑推荐《机械优化设计》是由机械工业出版社出版的。
目录
前言
第1章 绪论
1.1 机械优化设计概况
1.2 优化设计的基本概念
1.3 机械优化设计的发展趋势
习题
第2章 优化方法的数学基础
2.1 矩阵运算和微积分基础
2.2 无约束优化问题的极值条件
2.3 凸集.凸函数与凸规划
2.4 等式约束优化问题的极值条件
2.5 不等式约束优化问题的极值条件
习题
第3章 一维搜索方法
3.1 函数的单峰区间及其确定
3.2 一维搜索的基本思想及方法分类
3.3 黄金分割法
3.4 斐波那契(Fibonacci)法
3.5 二次插值法
习题
第4章 基于导数的优化
方法
4.1 梯度法
4.2 牛顿法
4.3 变尺度法
4.4 共轭梯度法
习题
第5章 非导数优化方法
5.1 坐标轮换法
5.2 鲍威尔法
5.3 单形替换法..
5.4 遗传算法
5.5 模拟退火算法
5.6 随机搜索法
习题
第6章 线性规划方法
6.1 线性规划问题的一般形式
6.2 基本解与基本可行解
6.3 解的产生与转换
6.4 单纯形法
习题
第7章 优化设计实用技术
7.1 约束优化问题的处理
7.2 多目标优化方法
7.3 离散变量优化方法
7.4 多学科优化设计方法
7.5 优化设计结果的灵敏度分析
习题
第8章 机械优化设计常用软件
8.1 MATLAB在优化设计中的应用
8.2 ANSYS在优化设计中的应用
习题
第9章 优化设计应用实例
9.1 线性规划问题
9.2 机构优化问题
9.3 结构优化问题
9.4 机械系统优化问题
习题
参考文献
……[看更多目录]
序言机械优化设计将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为机械设计提供一套科学、系统、可靠、高效的理论和方法。利用这种设计方法，并借助于计算机的帮助，人们可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量，设计出既经济又可靠的机械产品。目前，机械优化设计已成为提高设计效率和设计质量，提升企业自主创新能力的有效途径与方法。
本书介绍了机械优化设计的基本理论和方法、优化设计工具软件及工程应用，同时还介绍了优化设计学科的前沿知识。全书共分9章：第1章介绍了机械优化设计的基本概念与发展趋势；第2章介绍了优化方法的数学基础，包括矩阵运算和微积分的基础知识，凸集、凸函数与凸规划的基本理论，具有等式约束和不等式约束优化问题的极值条件等；第3章至第6章阐述了常用的优化设计方法，介绍了一维搜索方法、基于导数的优化方法和非导数优化方法等，包括遗传算法和模拟退火算法等智能优化算法；第7章论述了约束优化问题的处理、多目标优化方法、离散变量优化方法、多学科优化设计方法，以及优化设计结果的灵敏度分析等优化设计实用技术；第8章介绍了MATLAB与ANSYS在机械优化设计中的应用；第9章介绍了线性规划问题、机构优化问题、结构优化问题和机械系统优化问题的实例，提供了基于工具软件求解的源程序或命令流。
本书将优化设计基础理论、国际大型通用优化设计工具软件和工程应用实例密切结合，通过机械工程应用实例使读者掌握优化设计方法的实质内容及工程应用技巧。本书可作为高等院校高年级本科生或研究生学习优化设计的教材或教学参考书，也可作为企业或研究机构科技工作者学习优化技术的参考书。
本书由吉林大学王国强教授、北方重工集团赵凯军研究员和河北工程大学崔国华副教授编写。吉林大学的侯晓婷、李媛华、胡际勇、李学飞、张玉新，太原科技大学的赵春江也参与了部分编校工作。全书由王国强教授统稿。
本书的编写得到了吉林大学高水平研究生课程体系建设项目的支持，在编写过程中参考了国内外学者公开出版的相关教材和专著，在此表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中缺点、错误在所难免，敬请读者批评指正。
文摘插图：
第1章 绪论
自然界是按照最优化的原则决定其存在形态与演化方式的。在金属和合金中，原子占据能量最小的位置以形成晶胞，这些晶胞决定了材料的晶体结构；在零重力条件下，一滴液体的形状是一个完美球体，因为在体积一定的条件下，球的表面积最小；蜜蜂是最优秀的建筑师，蜂巢结构是最紧凑的包装排列方式之一；而生物的遗传和变异则是自然界优化过程的又一实例。和自然界一样，无论是工程设计、生产经营、投资决策、经济运行、人才管理还是社会结构都在追求最优化状态。在长期的生产实践中，产生了诸如进化优化、直觉优化、试验优化、图解和数学分析优化等一些优化策略与方法。到了20世纪70年代初期，在最优化理论和计算机技术发展的基础上逐渐形成了优化设计方法，为工程设计人员提供了一种易于实现最优设计的手段。在解决一些复杂问题时，设计人员能从众多的设计方案中找出尽可能完善或最好的设计方案。优化设计方法对于提高产品性能、改进产品质量、提高设计效率具有重要作用。
机械优化设计是在满足一定约束的前提下，寻找一组设计参数，使机械产品单项或多项设计指标达到最优的过程。首先要根据实际的设计问题建立相应的数学模型，即用数学形式来描述实际设计问题。在建立数学模型时需要应用专业知识确定设计的限制条件和所追求的目标，确定设计变量之间的相互关系等。数学模型一旦建立，优化设计问题就变成了一个数学求解问题。根据数学模型的特点，应用优化理论，设计优化程序，以计算机作为工具得到最优设计参数。
