船舶结构优化设计PDF电子书下载

目录 1

第一章 结构优化设计导论 1

§1-1 引言 1

§1-2 结构优化设计问题的构成 2

§1-3 结构优化问题的数学模型和几何描述 6

一 数学模型 6

二 最优化问题的几何描述 8

一 最优化设计的迭代过程 9

§1-4 最优化设计的迭代过程、优化方法及其迭代终止准则 9

二 优化方法分类 10

三 迭代的收敛条件和终止迭代的准则 10

第二章 用准则法进行结构优化设计 12

§2-1 满应力设计法 12

一 满应力设计基本概念 12

二 满应力设计的迭代公式 17

三 Ⅰ型梁的满应力设计 23

一 迭代公式的建立 28

§2-2 位移准则法 28

二 用包络法处理多个外载、多个位移约束的情况 30

三 确定它定元的准则 30

习题 34

第三章 利用线性规划进行结构优化设计 37

§3-1 线性规划 37

一 线性规划问题的标准形式 37

二 求解线性规划问题的标准方法——单纯形法 39

三 对偶线性规划 44

四 单纯形法的扩张 45

§3-2 刚架最小重量的极限设计 47

一 极限设计的基本原理 47

二 刚架极限设计举例 49

§3-3 用线性规划法求解非线性规划问题 54

习题 55

——约束最优化方法 57

第四章 用非线性规划法进行结构最优化设计〈一〉 57

§4-1 梯度法 60

§4-2 收敛条件的判别 62

§4-3 可行方向法 66

一 梯度投影法 67

二 等重侧移法 70

§4-4 综合约束函数双下降法《SCDD》法 75

习题 80

第五章 用非线性规划进行结构优化设计〈二〉 82

——化为序列无约束最优化方法 82

§5-1 拉格朗日（Lagrangian）乘子法 82

§5-2 惩罚函数法基本概念 85

§5-3 内点惩罚函数法 87

一 内点惩罚函数法的形式及其性质 87

二 内点法的算法及框图 89

三 关于内点法算法中的几个问题 90

四 结构实例 91

§5-4 外点罚函数法 93

一 外点法的罚函数形式及其性质 93

二 外点法迭代步骤及算法框图 95

三 关于外点法算法中的几个问题 96

四 结构实例 97

五 内点法和外点法的比较 99

§5-5 混合惩罚函数法 100

§5-6 单变量函数的寻优方法（一维搜索） 100

一 搜索区间的确定 101

二 黄金分割法（0.618法） 102

三 二次插值法 106

§5-7 无约束条件的多变量函数最优化方法 107

一 牛顿法 107

二 DFP变尺度法 108

习题 110

一 无约束几何规划 112

§6-1 几何规划 112

第六章 几何规划与动态规划 112

二 带有约束的几何规划 114

§6-2 几何规划在船舶结构优化设计中的应用 116

一 几何规划在舱口盖最小重量设计中的应用 116

二 几何规划在船舶舱壁优化设计中的应用 119

§6-3 动态规划 121

一 动态规划法的递推关系式 122

二 用动态规划进行连续梁的优化设计 123

习题 127

第七章 船舶结构优化设计 130

§7-1 船舶结构优化设计的一般步骤 130

§7-2 船体外力计算中的优化问题 133

一 船体静水弯矩和剪力的极值计算 133

二 应用优化技术确定船舶静置于波浪上的平衡位置 140

一 引言 142

§7-3 船舶中剖面优化设计 142

二 按“规范”要求的船中剖面优化设计 143

三 用计算设计方法的船中剖面优化设计 146

§7-4 船体板架优化设计 150

一 船体板架结构模型化和结构分析 150

二 数学模型及优化方法 151

三 实例 152

一 船体肋骨框架结构模型化和结构分析 154

§7-5 船体肋骨框架优化设计 154

二 数学模型的建立 155

三 优化方法 156

四 实例 156

§7-6 船舶结构优化设计的大系统 159

一 引言 159

二 结构模型化和设计变量的确定 159

三 约束条件 161

四 目标函数 162

五 最优化方法 164

§8-1 引言 165

§8-2 快速再分析方法 165

一 矩阵分块法 165

第八章 结构优化设计中的一些具体问题 165

二 迭代解法 166

§8-3 优化设计中结构近似重分析方法 167

一 变量空间的基底减缩法 167

二 摄动与迭代结合的近似重分析方法 167

三 基底减缩-子结构近似重分析方法 168

§8-4 响应量的导数求法 171

一 约束函数的梯度 171

二 求位移约束导数的拟载荷法 173

三 用摄动法求位移约束的导数 174

五 求导数的近似方法 175

§8-5 设计变量的离散化处理 176

一 舍入凑整方法 176

二 用扩展罚函数法解非线性混合整数规划问题 177

四 用降维法求位移约束的导数 178

附录 船舶结构优化设计中几种常用算法程序及说明 182

§1 混合罚函数法（SUMT调用DFP法） 182

一 惩罚函数法概要 182

二 功能 183

三 框图 183

四 用FORTRAN语言编制的子程序及其使用说明 183

§2 综合约束函数双下降法（《SCDD法》） 202

一 功能 203

二 源程序（例题计算程序） 203

三 程序使用说明 206

四 例题 207

§3 解线性规划的单纯形法 208

一 功能 208

二 用FORTRAN语言编制的源程序及使用说明 208

参考文献 217