机械优化设计方法

出版者:冶金工业出版社

页数:217

出版时间:1995-05

价格:23.00元

装帧:平装

isbn号码:9787502416171

目录信息

目录
1绪论
1.1什么叫机械优化设计
1.2优化设计在机械设计中的作用
1.3机械优化设计发展概况
2机械优化设计的基本术语和数学模型
2.1几个机械优化设计问题的示例
2.1.1零件结构参数的优化
2.1.2部件参数的优化
2.1.3连杆机构参数的优化
2.1.4系统参数的优化
2.2机械优化设计的基本术语
2.2.1设计变量
2.2.2目标函数
2.2.3设计约束
2.3优化设计的数学模型及其分类
2.3.1数学模型的一般表达式
2.3.2数学模型的分类
2.4优化设计方法
2.5优化设计的一般过程及其几何解释
习题
3优化设计的某些基本概念和理论
3.1目标函数与约束函数的某些基本性质
3.1.1函数的等值面（或线）
3.1.2函数的最速下降方向
3.1.3函数的近似表达式
3.1.4函数的凸性
3.2约束函数的集合及其性质
3.2.1约束函数的集合
3.2.2适时约束
3.3优化设计问题的最优解及其极值条件
3.3.1优化设计问题的最优解
3.3.2无约束优化设计问题的极值条件
3.3.3约束优化设计问题的极值条件
3.4优化设计问题的数值解法及收敛条件
3.4.1数值计算迭代法的基本思想和迭代格式
3.4.2数值计算迭代法的终止准则
3.4.3K－TT乘子的计算
习题
4优化设计中几种常用的无约束最优化方法
4.1一维搜索的最优化方法
4.1.1搜索区间的确定
4.1.2黄金分割法
4.1.3二次插值法
4.2多变量的坐标轮换法和P0Well法
4.2.1坐标轮换法
4.2.2Powe11法
4.3多变量的梯度法和共轭梯度法
4.3.1梯度法
4.3.2共轭梯度法
4.4多变量的牛顿法和DFP变尺度法
4.4.1牛顿法
4.4.2变尺度法
4.5多变量无约束最优化方法小结
习题
5约束优化设计的直接解法
5.1约束优化设计直接解法的基本特点
5.2约束随机方向搜索法
5.2.1基本原理
5.2.2算法的步骤
5.2.3应用示例
5.3约束优化设计的复合形法
5.3.1复合形法的基本原理
5.3.2初始复合形的构成
5.3.3复合形法的寻优规则和程序计算框图
5.3.4应用示例
5.4约束优化设计的直接搜索方法
5.4.1方法的基本原理
5.4.2适用可行方向的条件和产生方法
5.4.3步长因子的确定
5.4.4终止准则
5.4.5可行方向法的算法步骤
5.4.6应用示例
习题
6约束优化设计的间接解法
6.1约束优化设计间接解法的基本思想
6.2内点惩罚函数法
6.2.1内点惩罚函数法的基本原理
6.2.2内点惩罚函数法的算法和程序计算框图
6.2.3内点惩罚函数法使用中的几个问题
6.2.4应用示例
6.3外点惩罚函数法
6.3.1外点惩罚函数法的基本原理
6.3.2外点惩罚函数法的算法和程序计算框图
6.3.3外点惩罚函数法使用中的问题
6.3.4应用示例
6.4混合惩罚函数法
6.4.1混合惩罚函数法及其算法步骤
6.4.2用外推法加快搜索过程
6.5约束优化设计问题间接解法小结
习题
7优化设计实践中的某些问题
7.1优化设计的建模
7.1.1建模的方法论和步骤
7.1.2减少数学模型的维数
7.1.3减少约束条件数
7.2数学模型的尺度变换
7.2.1设计变量的标度
7.2.2目标函数的尺度变换
7.2.3约束函数的规格化
7.3建模中数表和图线的程序化
7.3.1数表的程序化
7.3.2图线的程序化
7.4优化设计的实施
7.4.1优化方法的选择
7.4.2收敛精度的选择
7.5优化计算结果的分析
7.5.1优化计算结果的分析
7.5.2优化设计结果的灵敏度分析
习题
8多目标问题的优化设计方法
8.1引言
8.2基本概念和定义
8.3协调曲线法
8.3.1基本原理
8.3.2应用示例
8.4统一目标函数法
8.4.1目标规划法
8.4.2乘除法
8.4.3加权线性组合法
8.4.4加权因子的选择
8.4.5应用示例
8.5功效系数法
8.5.1基本原理
8.5.2应用示例
8.6小结
习题
9离散变量优化设计方法
9.1引言
9.2数学模型的一般形式及其某些基本概念
9.3离散变量问题的最优解及其收敛准则
9.4离散变量自适应随机搜索法
9.4.1基本原理
9.4.2设计点样本产生的基本方程
9.4.3随机移步查点技术
9.4.4算法构造原理及步骤
9.5离散变量的组合形法
9.5.1初始离散组合形的产生
9.5.2离散一维搜索
9.5.3约束条件的处理
9.5.4离散变量组合形的调整
9.5.5离散变量组合形算法的收敛准则
9.5.6离散变量组合形算法的步骤和框图
9.6离散性惩罚函数法
9.6.1基本原理
9.6.2关于惩罚因子和离散惩罚函数指数的选择
9.8.3伪最优和核正程序
9.6.4离散惩罚函数的算法
9.7应用示例
10随机变量优化设计方法
10.1引言
10.2随机变量的某些基本概念和性质
10.2.1随机变量的概率密度函数及其特征值
10.2.2概率分布的几种常用的解析模型
10.2.3多维随机变量及其分布
10.2.4多维随机变量的函数
10.3含有随机变量的优化设计模型
10.3.1随机参数和随机设计变量
10.3.2随机型优化设计数学模型
10.4概率约束问题及其模型
10.4.1概率约束优化设计模型
10.4.2概率约束的某些基本概念
10.4.3概率约束模型的最优解及其概念
10.5一次二阶矩方法
10.5.1基本原理
10.5.2一次二阶矩方法
10.6随机模拟搜索方法
10.6.1随机模拟的基本原理
10.6.2随机变量的抽样
10.6.3实施的方法
10.7应用示例
10.7.1数学模型
10.7.2用一次二阶矩法求解
10.7.3用随机模拟搜索法求解
附录
附录1 一维搜索二次插值法的BASIC程序
附录2 无约束求极小值P0well方法的BASIC程序
附录3 约束直接求解复合形法的BASIC程序
附录4 约束间接求解SUMT（内点）法的BASIC程序
附录5
附录6
附录7
附录8
主要参考文献
· · · · · · (收起)

用户评价

这部关于《材料科学导论》的著作，简直是一场对微观世界的奇幻探索。我原以为材料科学就是背诵各种金属的性能数据，但这本书完全颠覆了我的认知。作者从晶体结构的基本原理入手，深入浅出地阐述了原子排列如何决定宏观性能——为什么有的材料坚硬如铁，有的却柔韧似水。最让我印象深刻的是关于相变那一章，描述了加热和冷却过程中，材料内部微观结构如何重组，并伴随着性能的剧烈变化。书中的图谱和显微照片质量极高，那些错综复杂的晶格结构被清晰地展示出来，让人仿佛能亲眼看到材料内部的“战争”。作者在解释塑性变形时，引入了位错理论，这不仅解释了金属的加工硬化现象，也为我们理解如何设计更耐用的合金提供了理论支撑。阅读此书的过程，更像是参与了一场侦探解谜，追溯材料性能背后的根本原因。对于希望在先进复合材料或纳米技术领域有所建树的人，这本书提供了不可或缺的理论框架。

《控制系统原理：现代方法与应用》这本书的编排方式，着实让人耳目一新。它不像传统教科书那样将线性系统和非线性系统割裂开来，而是从一开始就强调了反馈控制的普遍性和重要性。作者在引入传递函数和状态空间描述时，运用了大量现代工业自动化中的实际案例，比如伺服电机的精确控制，或者化工流程的稳定运行。其中，关于频率响应分析的部分尤为精彩，波特图和奈奎斯特图的绘制过程被分解得极其细致，即便是初学者也能通过这些图形直观地理解系统的稳定裕度和动态特性。更值得称赞的是，书中对数字控制的介绍并没有流于表面，而是深入探讨了采样和量化误差对系统性能的影响，这在当前数字化程度极高的工程实践中至关重要。阅读完这本厚重的书，我感觉自己不再是简单地“使用”控制系统，而是真正开始“设计”和“优化”它们了，那种掌控全局的自信感是以前所未有的。

《工程热力学：从第一定律到熵的深度解析》这本书，彻底改变了我对“热力学定律”的刻板印象。它绝非枯燥的能量守恒公式堆砌，而是一部关于能量转换极限的哲学著作。作者对第一定律的阐述极其严谨，着重强调了“状态函数”和“路径依赖性”的概念，这对于理解热机效率的根本限制至关重要。但真正让我眼前一亮的是关于熵的阐述。书中没有止步于克劳修斯不等式，而是通过宏观和微观统计力学的视角，将“无序度”这一抽象概念具象化。例如，对气体混合过程的熵增分析，清晰地揭示了自然过程的不可逆性。此外，对于朗肯循环、布雷顿循环等经典热力学循环的分析，无一不紧密结合了燃气轮机和蒸汽发电厂的实际工程背景，使得理论推导不再是纸上谈兵，而是直接指向了能源效率的提升瓶颈。这本书不仅教会了我如何计算能量转换效率，更让我思考了如何在有限的能源世界中实现更优化的利用。

翻开《工程力学基础》这本书，我仿佛置身于一个严谨而精妙的力学世界。作者以极其清晰的笔触，将那些抽象的力、矩、应力和变形概念，通过大量的实例和直观的图解，生动地呈现在我们面前。初读时，那些复杂的矢量分析和平衡方程确实让人有些头疼，但作者并没有急于抛出高深的理论，而是循序渐进地引导读者理解每个公式背后的物理意义。特别是关于静力学平衡的章节，它不仅仅是简单的计算，更像是一场对物体受力状态的深度剖析。我记得书里用了好几个桥梁结构作为例子，展示了如何通过受力分析来确保结构的安全和稳定，这种理论与实践的紧密结合，极大地提升了我对这门学科的兴趣。这本书的价值不仅在于教授计算方法，更在于培养读者一种“工程思维”，即在面对任何一个实际问题时，首先要能够准确地识别出其中的力学要素，并用科学的方法去量化和预测其行为。对于任何一个想在土木、机械或航空领域深造的年轻人来说，这本书无疑是一块坚实的地基。

我最近读了《计算流体力学基础》，这本书的内容组织结构非常巧妙，它成功地在理论深度和工程实用性之间找到了一个完美的平衡点。对于计算流体力学这个领域，方程的推导往往晦涩难懂，但本书的作者似乎深谙读者的痛苦，他们首先用大量的篇幅解释了纳维-斯托克斯方程的物理内涵和数学挑战，而不是直接抛出数值格式。随后，在讨论有限体积法时，作者没有停留在抽象的网格划分上，而是通过详细的步进教学，演示了如何将一个复杂的边界条件转化为可计算的代数方程组。特别是对湍流模型（如 $k-epsilon$ 模型）的介绍，不仅给出了数学表达式，更结合了CFD软件（例如ANSYS Fluent或OpenFOAM）中的实际参数设置，这使得书本知识能迅速转化为实际操作能力。这本书让我明白了，流体模拟不仅仅是“跑”一个程序，更是一门关于如何合理离散化物理世界的艺术。