《工程结构与系统抗震优化设计的实用方法》内容为国家自然科学基金委员会和建设部联合资助重大项目“工程与城市减灾基础研究”子课题研究成果。《工程结构与系统抗震优化设计的实用方法》提出了一些非常实用而又理论严谨的抗震结构优化设计方法，其特点是将设计过程分为二个层次：

首先对该结构最优设防烈度进行决策，然后按此烈度进行该结构的设计。书中提出的主要方法完全和现行抗震结构设计规范接轨，运算过程都是工程师已经熟悉的方法。当工程项目具有多个主要结构，组成“工程系统”时，将在工程系统全局优化前提下决策各个结构的最优设防水平。《工程结构与系统抗震优化设计的实用方法》的读者对象是土木、建筑、水利工程专业的技术人员、科研工作者、研究生、教师和高年级本科学生。

第一篇、论工程优化；

第二篇、最优设防烈度的决策；

第三篇、与设计规范相结合的优化设计；

第四篇、基于损伤性能的优化设计；

第五篇、简单工程系统全局优化的直接解法；

第六篇、网络工程系统的全局优化。 2100433B

出 版 社：中国建筑工业出版社 页　数：267 装　帧：精装 开　本：16开 所属分类：图书 > 建筑 > 建筑结构

本书是作者二十多年来主要原创性研究成果自成体系的有机组合。主要内容包括机构优化设计导重法、结构系统按预定性能设计综合、天线结构近似保型与严格保型优化设计、普遍型模糊规划和结构多目标优化设计的理论与方法、结构系统全局协调优化设计理论与方法、互联网环境下分布式工程结构系数设计参数的协同优化技术、对工程结构有限元分析中一些关键问题的深入思考、处理技巧以及以上理论方法在电子机械。航空航天、机械工程、微机电系统。工程机械与专用汽车结构设计中成功应用的多个案例。本书内容充满了创新，理论严密，意义明确，论述严谨，表达简洁，方法完整。广泛适用的结构优化导重法与国内外流行的结构优化一般数学规划法虚功准则法相比，优化效率与优化效果有大幅度提高，20多年来大量的工程应用证实了其优越性；按预定性能设计结构的理论方法给出了结构分析的反问题——结构综述问题求解的高效方法，实现了大型天线结构的严格保型设计，以往国际上只能做到近似保型设计；普遍型模糊规划和机构多目标模糊优化设计的理论与方法使优化设计理论更加符合工程设计的实际情况；工程大系统与工程结构系统全局协调优化设计理论与方法和互联网环境下的分布式工程结构设计参数协同优化技术成功应用于卫星等空间飞行器结构系统的优化设计，为航空航天器总体优化设计提供了新路径，该项目曾连续获得国家自然基金三次资助。

本专著内容丰富，理论与应用并重，可作为电子机械、航空航天、土木建筑、机械工程、微机电工程、工程机械与专用汽车等专业高校教师与研究生的科研与教学参考书，还可用作有关企业技术人员学习提高、产品改进与新产品研发的参考书。

绪论

第一篇结构优化设计的导重法

第一章 结构优化设计的导重法

§1.1　结构优化设计概述

§1.2　结构优化设计极值理论的几个关键问题

§1.3 虚功准则法及其缺陷

§1.4　重量约束结构优化设计的导重法

§1.5　导重及导重准则的意义与迭代控制

§1.6　多性态约束结构优化的导重法

§1.7 方根包络函数与结构特征应力

§1.8　工程结构性态约束最轻化设计

第二章　结构优化的敏度分析

§2.1　概述与结构静动力分析基本方程

§2.2　结构位移与构件应力敏度分析

§2.3　刚度矩阵与载荷阵的敏度分析

§2.4　结构动力特性的敏度分析

第三章 结构优化导重法在天线结构优化设计中的应用

§3.1　天线结构设计

§3.2　天线结构反射面精度计算

§3.3 高精度天线结构近似保型优化设计

§3.4　天线结构精度函数的导重计算

§3.5　天线结构近似保型优化设计算例

§3.6　一般天线结构多性态约束优化设计

§3.7 天线结构多约束最轻化设计计算

§3.8　结语

第二篇求解结构优化准则方程组的迭代算法

第四章　求解非线性方程组的直接迭代步长因子法

§4.1　概述

§4.2　求解单变量非线性方程的直接迭代步长因子法

§4.3　求解多变量非线性方程直接迭代的收敛条件

§4.4　求解非线性方程组的直接迭代步长因子法

§4.5　步长因子取值范围的复平面图解

§4.6　迭代计算中步长因子的确定

第五章　基于埃特金法的非线性方程组解法

§5.1　求解多变量非线性方程组的拟埃特金法

§5.2　求解单变量非线性方程组的埃特金——陈法

§5.3　结语

第三篇按预定性态设计结构

第六章　按预定位移设计结构

§6.1　概述

§6.2　桁架结构的矩阵计算关系

§6.3　结构模型与设计方程

§6.4　数学模型与求解方程

§6.5　变量缩减与最少变量计算

§6.6　理论的推广与应用

第七章　天线严格保型设计

§7.1　天线结构的严格保型方程

§7.2　严格保型设计的数学模型与解法

§7.3　严格保型设计的算例

§7.4　天线结构严格保型位移的预定与算例

§7.5　结语

第八章　按预定性能设计微机电系统（MEMS）的器件结构

§8.1　概述

§8.2　微机电系统的分析方程、分析方法与分析工具

§8.3　微机电系统的设计方程与求解方法

§8.4　按预定性能设计某微型谐振动结构

§8.5　几种设计综合方法比较

第四篇结构模糊优化设计

第九章　结构模糊优化设计的理论与方法

§9.1　结构软件设计简介

§9.2　结构优化设计中的模糊性

§9.3　具有普遍模糊约束的单目标模糊优化设计

§9.4　具有广义模糊约束的单目标模糊优化设计

§9.5　普遍型模糊规划的数学模型

§9.6　模糊目标的满意度与模糊约束的满意度

§9.7　普遍型模糊规划解的理论

§9.8　模糊满意域与模糊可用域

§9.9　对称型解法——模糊判决法

§9.10 不对称型解法——最优约束水平法

§9.11 优化目标函数与约束的相互转化

§9.12 算例

§9.13 结语

第十章 天线结构的多目标模糊优化设计

§10.1　概述

§10.2　天线结构优化设计的多个目标

§10.3　天线结构多目标模糊优化的数学模型

§10.4　模糊满意区间与模糊允许区间

§10.5　天线结构的多目标模糊优化的解法

§10.6　天线结构多目标模糊优化与导重法的衔接

§10.7 算例

§10.8 结语

§10.9 天线结构分析与优化设计系列程序——OAS简介

第五篇工程结构系统设计的全局协调优化

第十一章 工程大系统设计的全局协调优化

§11.1　概述

§11.2　优化各分系统单独优化与总系统的关系

§11.3　分解协调规划的一般数学形式——普遍型分解协调规划

§11.4　设计条件最优分配的主导思想与数学模型

§11.5　设计条件最优问题的求解与算例

第十二章　工程结构系统设计的全局协调优化

§12.1　工程结构系统设计的全局协调优化问题

§12.2　工程结构系统设计全局协调优化的数学模型与求解方法

§12.3　严格考虑相互影响的各分结构静动力分析技术

§12.4　结构系统总体静动力性态与分结构静动力性态的计算关系

§12.5　结构系统总体刚度函数与强度函数的敏度计算

第十三章　结构系统全局协调优化设计的工程应用

§13.1　某卫星结构系统全局协调优化设计问题与初始结构有限元分析

§13.2　结构全局协调优化设计的计算步骤框图

§13.3　某双旋卫星结构系统全局协调优化设计计算

§13.4　结构系统全局协调优化设计编程

§13.5　基于互联网的分布式工程结构系统协同优化设计

§13.6　工程系统设计的两类分解协调优化讨论

第六篇工程结构系统设计的全局协调优化

第十四章 机械结构分析技术

§14.1　概述

§14.2　结构静动力分析中结构对称性的利用

§14.3　结构无约束平衡与定位约束

§14.4　具有俯仰驱动天线结构的分析技巧

§14.5　组装式机械结构分析技术

第七篇工程结构系统设计的全局协调优化

第十五章 结构优化设计导重法工程实用软件研制

§15.1　概述

§15.2　工程结构优化设计通用数学模型的规范化处理

§15.3　以ANSYS为分析器以导重法为优化器的工程结构优化设计软件SOGA研制

第十六章 机械—结构优化设计导重法工程应用案例

§16.1　双模轮胎硫磺机结构的有限元分析与优化设计

§16.2　散装水泥车结构有限元分析与优化设计

§16.3　装载机前车架载荷计算、结构有限元分析与优化设计

§16.4　后装式压缩垃圾车结构的载荷表达、有限元分析与优化设计

§16.5　拉臂式压缩垃圾车的动力学仿真分析与结构优化设计

附录

附录Ⅰ 模糊数学基本知识

§Ⅰ-1 模糊子集的概念

§Ⅰ-2 隶属函数的确定

§Ⅰ-3 模糊子集的基本运算规则

§Ⅰ-4 水平截集与分解原理

§Ⅰ-5 扩展原理

附录Ⅱ 广义逆矩阵与线性方程组求解

§Ⅱ-1 概述

§Ⅱ-2 几种广义逆矩阵及其求法

§Ⅱ-3 广义逆矩阵与解线性方程组

参考文献

《工程结构优化设计方法与应用》分为两部分，第一部分为结构优化设计的基本理论与方法。在这一部分中，讨论了结构优化设计的数学模型，并重点论述了结构优化设计数学模型的特点及其与一般非线性规划问题的不同之处。在此基础上，讨论了基于准则法的结构优化设计、离散变量结构优化设计、结构拓扑优化设计、结构多目标优化设计。由于有关数学规划方法的书籍和资料很多，因此这一部分内容注重结构优化设计基本概念和基本方法的讨论，而不过多去讨论数学规划方法。第二部分结合ANSYS软件，讨论应用结构分析和结构优化设计软件进行工程结构优化设计的方法。这一部分内容包括ANSYS结构分析基础、基于APDL脚本的结构优化技术和基于ANSYSWorkbench的结构优化技术，另外结合作者的研究工作，介绍了基于二次开发的载货车车架结构参数化建模和优化设计系统。

本书可作为工科相关专业的研究生及高年级本科生教材，也可作为工程技术人员学习结构优化设计理论及ANSYS软件应用技术的参考书。