机械结构优化设计（英文）

图书标准信息

• 作者 姚寿文、陈科 编
• 出版社 北京理工大学出版社
• 出版时间 2022-04
• 版次 1
• ISBN 9787576312911
• 定价 68.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 158页
• 字数 247.000千字
• 正文语种 英语

【内容简介】

모모Since 1970s밃 structural optimization has passed through a period of rapid development during which it has moved from an assorted collection of interesting techniques to a mature discipline routinely used in engineering design. A variety of approaches have emerged which are used in a wide range of industries and have found a permanent place in several of the computer-aided design systems which are becoming commercially available.
모모The text is written for students with a background in solid and structural mechanics with a basic knowledge of the finite element method밃 although in our experience such knowledge could be replaced by a certain mathematical maturity. Previous exposure to basic optimization theory and convex programming is helpful but not strictly necessary.
모모In Chapter 1 we introduce the basic idea of mathematical design optimization and indicate its place in the broader frame of product realization밃 as well as define basic concepts and terminology. Chapter 2 is devoted to typical field of optimization밃 especially the Lagrange Multiplier and stiffness optimization.Chapter 3 gives some widely attractive tools in structural optimization밃 such as KKT conditions and sequential explicit밃 convex approximation for large problems. In Chapter 4밃 convex programming is introduced to approximately make the nonconvex problem become convex밃 moreover밃 the Lagrangian duality method is provided to solve the separable variable design.  As for Chapter 5밃based on the statistically determinate structure밃 statistically indeterminate structure and general structure밃 we introduced some important structural optimization in stiffness밃 stress and the combined optimization problem. Chapter 6 derives optimality criteria for displacement constraint밃 stress constraint and the variable thickness sheet design. Chapter 7 presents some sensitivity analysis methods밃 more than that밃 the stiffness sensitivity and force sensitivity are provided for finite element discretize structure. In Chapter 8밃 we provide some mechanical design optimization examples밃 such as gear train밃 multiple disc clutch brake and four stage gear train. In the last Chapter밃 multicriteria optimization is discussed including Pareto optimal sets and methods for converting multicriteria problems to conventional optimization problems. Appendix A and B give the Excel Solver and 99 lines plane stress topology optimization code for the readers to practice.

【目录】

Chapter 1 Introduction
1밅1 Brief History of Structural Optimization
1밅2 The Basic Idea
1밅3 The Design Process
1밅3밅1 Structural Optimization Design
1밅3밅2 Design Steps
1밅4 General Mathematical Form of a Structural Optimization Problem
1밅4밅1 Multicriteria Optimization
1밅4밅2 Simultaneous Formulation and Nested formulation
1밅5 Three Types of Structural Optimization Problems
1밅6 Exercise

Chapter 2 Typical Field of Optimization
2밅1 Problem Statement
2밅2 An Optimization Problem
2밅3 Elementary Calculus
2밅4 Optimal Slope for Truss Bars
2밅5 An Arch Problem
2밅6 The Gradient of a Function
2밅7 The Lagrange Multiplier Rule
2밅8 Newton\'s Method
2밅9 Solving Linear Equations
2밅10 Linear Systems Versus Optimization
2밅11 Equations of Structures
2밅12 A Beam Problem
2밅13 General Process of Deriving the Stiffness Matrix of Truss
2밅14 Compliance Optimization Problem
2밅14밅1 Convexity of the Nested Problem
2밅14밅2 Fully Stressed Design of Nested Problem
2밅15 Quadratic Programming

Chapter 3 Some Tools of Optinuzation
3밅1 The Lagrange Multiplier Rule
3밅2 The Kuhn-Tucker Conditions
3밅3 Newton\'s Method
3밅4 Linear Programming
3밅5 Sequential Explicit밃 Convex Approximations
3밅5밅1 Sequential Linear Programming믿SIP밀
3밅5밅2 Sequential Quadratic Programming(SQP밀
3밅5밅3 Convex Linearization(CONLIN밀
3밅6 Duality

Chapter 4 Basics of Convex Programming
4밅1 Local and Global Optima
4밅2 Convexity
4밅3 KKT Conditions
4밅4 Lagrangian Duality
4밅5 Exercise

Chapter 5 Discrete and Distributed Parameter System
5밅1 Statistically Determinate Structures
5밅1밅1 Optimum Design of Strength Constraint Problem
5밅1밅2 Optimum Design of Stiffness Constraint Problem
5밅1밅3 Optimum Design of Displacement-stress-constrained Problem
5밅1밅4 Optimum Design of Strength and Instability Problem
5밅2 Statically Indeterminate Structure
5밅2밅1 Optimum Design of Strength Constraint Problem
5밅2밅2 Optimum Design of Displacement-constrained Problem
5밅3 General Structure Analysis
5밅4 Exercise
몴몴
Chapter 6 Optimality Criterion Methods in Structural Optimization
Chapter 7 Sensitivity Analysis Methods
Chapter 8 Examples of Mechanical Design Optimization
Chapter 9 Multicriteria Optimization
Appendix 1 Microsoft Excel
Appendix 2 99 lines topology optimization
References