基于仿真的结构优化方法

图书标准信息

• 作者 毛虎平
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2019-06
• 版次 1
• ISBN 9787121365720
• 定价 88.00元
• 装帧 平装
• 开本 其他
• 页数 209页
• 字数 198千字

【内容简介】

本书全面介绍了机械结构优化方法，包括针对不同动态分析问题谱元法的动态仿真建模方法及其结构动态响应优化、考虑所有节点等效静态载荷法的结构动态响应优化、将优化要素与结构几何特点及工程要求结合的结构静态优化等。本书共7章：章绪论，第2章为基于谱元法的结构动态分析，第3章为基于时间谱元法的动态响应优化，第4章为基于面向所有节点等效静态载荷的模态叠加法结构动态响应优化，第5章为基于局部特征子结构方法的连续结构优化，第6章为基于子结构平均单元能量的结构动态特性优化，第7章为基于节点里兹势能主自由度的结构动态缩减方法。

【作者简介】

毛虎平，现为中北大学机械工程学院副教授、硕士生导师，2011年毕业于华中科技大学机械设计及理论专业，获工学博士学位。主要研究方向为结构动态仿真及优化；动力机械及工程。主持国家自然科学基金面上项目1项，山西省自然科学基金面上项目各1项，企业横向项目1项；作为主要成员，参与国家“863”高技术研究发展计划项目1项，国家自然基金2项，总装备集团项目2项，山西省联合基金项目1项。独著专著1部，发明1项，参编教材1部，发表学术论文48篇，EI收录10篇。

【目录】

章绪论1
1.1本书研究目的和意义3
1.2国内外研究概况4
1.2.1结构优化研究概况4
1.2.2基于仿真的优化研究概况15
1.3本书主要研究内容、主要创新点与组织结构19
1.3.1主要研究内容19
1.3.2主要创新点21
1.3.3组织结构22
第2章基于谱元法的结构动态分析方法23
2.1谱元法24
2.1.1瞬态和稳态响应分析26
2.1.2全部状态变量的全局组装和求解29
2.2任意载荷振动问题分析的Chebyshev谱元法30
2.2.1振动问题及其积分形式30
2.2.2时间单元划分31
2.2.3振动微分方程离散31
2.2.4边界条件施加34
2.3聚集单元谱元法在承受冲击载荷结构动态分析中的应用34
2.3.1线性结构动态响应方程及其转化形式36
2.3.2聚集单元划分36
2.3.3单元分析38
2.3.4集成总体谱元方程及求解40
2.4非线性振动分析的Chebyshev谱元法40
2.4.1非线性振动问题的Newton-Raphson方法41
2.5算例分析42
2.5.1任意载荷振动问题分析42
2.5.2聚集单元谱元法52
2.5.3非线性振动分析60
2.6本章小结65
第3章基于时间谱元法的动态响应优化方法67
3.1机械结构动态响应优化模型69
3.2动态响应优化方法70
3.3线性单自由度系统的最优化设计70
3.4线性两自由度减振器最优化设计79
3.5汽车悬架系统动态响应优化设计91
3.5.1路况一96
3.5.2路况二101
3.6本章小结107
第4章基于面向所有节点等效静态载荷的模态叠加法结构动态响应优化方法108
4.1模态叠加法110
4.2等效静态载荷法111
4.3关键时间点集113
4.4方法流程114
4.5算例分析115
4.5.1124杆桁架结构尺寸优化115
4.5.218杆桁架结构尺寸与形状混合优化121
4.6本章小结127
第5章基于局部特征子结构方法的连续结构优化方法129
5.1连续结构优化问题描述132
5.2子结构法132
5.3子结构法的实施134
5.4基于子结构法的优化迭代136
5.5算例分析138
5.5.1空腹梁设计138
5.5.2柴油机活塞设计143
5.6本章小结152
第6章基于子结构平均单元能量的结构动态特性优化方法154
6.1结构动态特性优化问题描述156
6.2结构平均单元能量157
6.2.1影响结构动态特性的因素157
6.2.2平均单元能量分析158
6.3子结构划分160
6.4基于子结构平均单元能量的结构动态特性优化方法的实施164
6.5124杆桁架结构优化设计165
6.5.1采用本章所提方法进行优化165
6.5.2基于几何特征和经验确定设计变量及其取值范围172
6.5.3采用式（6.3）的优化模型寻优比较两种方法174
6.6本章小结177
第7章基于节点里兹势能主自由度的结构动态缩减方法178
7.1节点里兹势能计算及主自由度选择180
7.2构造缩减系统181
7.3基于节点里兹势能主自由度的结构动态缩减方法的实施183
7.4算例分析184
7.4.1圆柱曲板184
7.4.2曲轴188
7.5本章小结191
参考文献193