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本书是根据全国高等学校机械设计及制造专业教学指导委员会制定的教学计划和教学大纲编写的。本书的主要内容有:优化设计概述、优化设计的数学基础、一维搜素方法、无约束优化方法、线性规划、约束优化方法、多目标及离散变量优化方法、机械优化设计实例、常用优化方法程序考核题计算机实习建议。本书可作为高等院校机械设计及制造专业本科生、研究生教材,也可供有关专业师生及工程技术人员参考。
前言
绪论 1
第一章 优化设计概述 5
第一节 人字架的优化设计 6
第二节 机械优化设计问题示例 9
第三节 优化设计问题的数学模型 21
第四节 优化设计问题的建模基础 25
第五节 优化设计问题的基本解法 27
第二章 优化设计的数学基础 30
第一节 多元函数的方向导数与梯度 31
第二节 多元函数的泰勒展开 35
第三节 无约束优化问题的极值条件 37
第四节 凸集、 凸函数与凸规划 40
第五节 等式约束优化问题的极值条件 42
第六节 不等式约束优化问题的极值条件 46
第三章 一维搜索方法 55
第一节 概述 56
第二节 搜索区间的确定与区间消去法原理 56
第三节 一维搜索的试探方法 59
第四节 一维搜索的插值方法 62
第四章 无约束优化方法 67
第一节 概述 68
第二节 最速下降法 69
第三节 牛顿型方法 73
第四节 共轭方向及共轭方向法 75
第五节 共轭梯度法 79
第六节 变尺度法 83
第七节 坐标轮换法 91
第八节 鲍威尔方法 92
第九节 单形替换法 99
习题 103
第五章 线性规划 105
第一节 线性规划的标准形式与基本性质 106
第二节 基本可行解的转换 113
第三节 单纯形方法 118
第四节 单纯形法应用举例 122
第五节 修正单纯形法 139
习题 148
第六章 约束优化方法 149
第一节 概述 150
第二节 随机方向法 152
第三节 复合形法 156
第四节 可行方向法 161
第五节 惩罚函数法 171
第六节 增广乘子法 178
第七节 非线性规划问题的线性化解法———线性逼近法 187
第八节 广义简约梯度法 190
第九节 二次规划法 194
第十节 结构优化方法 196
第十一节 遗传算法 209
习题 214
第七章 多目标及离散变量优化方法 216
第一节 多目标优化问题 217
第二节 多目标优化方法 219
第三节 离散变量优化问题 243
第四节 离散变量优化方法 245
习题 264
第八章 机械优化设计实例 266
第一节 优化设计实践应用技巧 267
第二节 机床主轴结构优化设计 270
第三节 圆柱齿轮减速器的优化设计 273
第四节 平面连杆机构的优化设计 280
第五节 汽车悬架系统的优化设计 284
第六节 热压机机架结构的优化设计 289
第七节 月生产计划的最优安排 293
第八节 运动模拟器的优化设计 295
附录 常用优化方法程序考核题及计算机
实习建议 300
附录 A 常用优化方法程序考核题 301
附录 B 计算机实习建议 302
参考文献 304
机械优化设计 (第6版)是在2012版基础上修订的新版教材,2017年由机械工业出版社出版。2100433B
《大设计》无所不在。在会议室和战场上;在工厂车间中也在超市货架上;在自家的汽车和厨房中;在广告牌和食品包装上;甚至还出现在电影道具和电脑图标中。然而,设计却并非只是我们日常生活环境中的一种常见现象,它...
本书分为上篇“平面构成”和下篇“色彩构成”两个部分,每一部分的最后章节选编了一些本校历年来学生的优秀作品作为参考,图文并茂、深入浅出。此外,本书最后部分附有构成运用范例及题型练习,可供自考学生参考。本...
本书从招贴的起源、发展到现代招贴设计的运用,阐述了招贴的分类、功能及设计形式等基本知识。全书以图文并茂的形式讲述了如何将理论知识运用到实际的招贴设计中。全文内容基础,表述深度恰当,以简单的理论知识引领...
机械优化设计综述与展望
科技信息 机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能最主要的 因素。从工程设计基础和目标上可将设计分为: 新型设计 (开发性设计 )、 继承设计 、变型设计 (基于标准型的修改 )。所谓新型设计, 即应用成熟的 科学技术或经过实验证明可行的新技术, 设计未曾有过的新型机械, 主 要包括功能设计和结构设计, 是机械设计发展的方向所在, 然而贯穿其 中的关键环节即是设计的方法和实现的手段 。人类一直都在不断探索 新方法和新设计理念 。从 17 世纪前形成的直觉设计过渡到经验设计和 传统设计,直到目前的现代设计 [1],从静态 、经验 、手工式的‘安全寿命可 行设计 ’方法发展到动态 、科学 、计算机化 、自动化的优化设计方法, 已 将科学领域内的实用方法论应用于工程设计中了 。 1. 机械优化设计应用 现代设计都是面向市场 、实现功能及产品优势的设计 。创新设计 、 绿色设计 、优化设计
机械优化设计论文1
机械优化设计课程论文 1 / 5 复杂道具的优化设计 机械优化设计论文 班 级:机制 084 学 号: 3080101433 姓 名:赵明辉 授课教师 :梁利东老师 完成日期 :2011年 5月 3日 摘要 : 机械优化设计的目的是以最低的成本获得最好的效益 ,是设计工作者一直 追求的目标 ,从数学的观点看 ,工程中的优化问题 , 就是求解极大值或极小值问题 ,亦即 极值问题。本文从优化设计的基本理论、优化设计与产品开发、优化设计特点及优化设 计应用等方面阐述优化设计的基本方法理论。 关键词 : 机械优化设计 产品开发 机械优化设计课程论文 2 / 5 正文: 一、械优化设计的基本理论 优化设计是一门新兴学科 ,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上 ,通过 计算机的数值计算 ,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案 ,使 期望的经济指标达到最优 ,它可以成功地解决解析
内容简介
朱爱斌和朱永生编著的《机械优化设计技术与实例》分为三大部分,共40章,主要介绍机械优化设计的相关技术,包括基于数学软件MATLAB的机械优化设计、基于三维建模软件SolidWorks的机械优化设计和基于多体动力学软件ADAMS的机械优化设计,并以应用实例为主介绍了如何应用这些软件对机械优化设计问题进行分析、建模、求解以及对优化设计结果进行评估。《机械优化设计技术与实例》既可作为高等学校机电工程类专业本科生、研究生的教材,也可供从事机械设计的工程技术人员阅读和参考。
第1章绪论1
11机械优化设计的含义1
12优化设计与传统设计的比较2
13优化设计在CAD系统中的作用2
14机械优化设计发展概况3
15优化设计方法的工程应用领域4
16现代机械优化设计的发展趋势5第2章机械优化设计的基本概念和数学模型8
21优化问题的实例8
22机械优化设计的数学模型10
23优化问题分类和优化方法简介21
24优化的几何解释23第3章优化设计的基础理论26
31函数的泰勒(Taylor)表达式26
32二次型与正定矩阵28
33函数的等值面或线29
34函数的最速下降方向30
35凸函数34
36约束函数的性质36
37最优解与最优解条件37
38优化设计的数值解法与收敛准则44第4章一维优化方法48
41确定初始区间的进退法48
42黄金分割法(Golden Section Method)50
43牛顿法(Newton’s Method)53
44二次插值法(Quadratic Interpolation Method)54第5章无约束多维优化方法58
51梯度法(Gradient Method)58
52共轭梯度法62
53牛顿法69
54变尺度法(Variable Metric Method)72
55坐标轮换法( Cyclic Coordinate Method)79
56单纯形法(Simplex Method)82
57鲍威尔法(Powell’s Method)88
58无约束优化方法的选用95第6章约束优化方法98
61约束随机方向搜索法99
62复合形法(Complex Method)102
63可行方向法107
64内点罚函数法(Interior Penalty Function Method)113
65外点罚函数法(Exterior Penalty Function Method)117
66混合罚函数法122第7章多目标优化设计方法127
71概述127
72统一目标函数法129
73主要目标函数法132
74功效系数法132
75权数的确定方法134
76优化计算实例137第8章机械模糊优化设计方法140
81概述140
82模糊优化设计的数学基础142
83模糊优化设计的基础性概念198
84对称模糊优化设计199
85非对称模糊优化设计208
86多目标模糊优化设计222第9章机械模糊优化设计实例233
91圆柱减振弹簧的模糊优化设计233
92装载机变速器的多目标模糊优化设计239
93考虑弹流润滑的齿轮传动多目标模糊优化设计253
94摆动活齿传动的多目标模糊可靠性优化设计255第10章遗传算法优化方法264
101概述264
102传统遗传算法266
103改进遗传算法280
104应用遗传算法进行机械优化设计281第11章MATLAB软件在优化设计中的应用287
111MATLAB系统简介287
112MATLAB基本使用方法288
113MATLAB优化工具箱293
114优化工具箱应用实例295参考文献301 2100433B
《化工机械优化设计》扼要地介绍了最优化技术的基本原理和方法,力图从工程应用的角度出发,注意优’化设计概念的解释和方法的介绍,尽量避免繁杂的理论论证和数学推演,并给出相应的例题和习题。分析和讨论了化工机械优化设计的特点,并列举了其中一些典型的化工机器(如旋转旋流离心机、热管废热溴化锂制冷机和叶片偏心旋叶式压缩机等)、化工流体机械(如风机、圆弧摆线齿轮油泵和内啮合摆线齿轮泵等)和化工设备(如压力容器、管道、塔设备和换热器等)等优化设计的实例,系统地反映了最优化技术在化工机械设计中研究和应用的成果。