最优工程设计 原理及应用PDF电子书下载

第一章 引言 1

1．1 优化设计的分析决策法 1

1．2 决策方法的分类 2

1．3 价值的作用 3

1．4 优化设计实践的各方面 3

习题 4

第二章 价值原理 8

2．1 引言 8

2．2 价值的本质 9

2．3 价值的分类 11

2．4 价值的总廓图 14

2．5 价值的实例 15

2．6 价值曲线 20

2．7 金钱和价值 21

2．8 工程设计的适用性 23

2．9 价值的综合 24

2．10 工程师、工业设计师和价值 26

2．11 设计中估算价值的过程 32

2．12 结论 32

习题 32

参考书目 33

第三章 设计方案选优的问题 35

3．1 从多个确定型设计方案中选优的问题 35

3．2 用概率论进行方案选优 38

3．3 讨论 45

参考书目 46

第四章 优化的概念 47

4．1 引言 47

4．2 优化的概念 48

4．3 实例 50

4．4 优化方法的概念 58

4．5 线性问题 61

4．6 优化准则与约束条件的可互换性 63

4．7 金钱准则和组合的准则 64

4．8 将问题写成数学表达式过程的小结 65

4．9 将问题写成数学表达式的例子：冲击能吸震器 66

4．10 讨论 69

习题 70

参考书目 72

第五章 相互影响曲线及选定技术规范之类的问题 74

5．1 相互影响曲线 74

5．2 权衡曲线的特性 76

5．3 选定技术规范的问题 77

5．5 应用相互影响曲线的实例 79

5．4 在选定技术规范的问题中应用相互影响曲线 79

习题 85

参考书目 85

第六章 优化方法 86

6．1 引言 86

6．2 线性规划 87

6．3 微积分法 113

6．4 单变量的求最小值 124

6．5 随机搜索法 127

6．6 梯度法 131

6．7 牛顿法或二阶法 134

6．8 二次收敛的概念和相应的方法 136

6．9 直接搜索法 166

6．10 罚函数法 171

6．11 简约梯度法 187

6．12 连续线性近似法 194

6．13 获得一个初始的可行解 195

6．14 数值微分 197

6．15 离散值的优化 198

6．16 其它的方法 202

习题 205

参考书目 209

第七章 优化实践 216

7．1 引言 216

7．2 将问题写成数学表达式的步骤 216

7．3 将变分问题变换成非线性规划问题 217

7．4 设计变量的选择 221

7．5 确定优化准则 222

7．6 确定约束条件 225

7．7 具有不定型的问题 227

7．8 变量的变换 227

7．9 约束条件的比例尺 228

7．10 用经验公式描述的问题及局部近似 229

7．11 图表的使用 229

7．12 分解技术 230

7．13 方法的选择 232

7．14 在计算机上进行运算时的一些要点 232

7．15 在进行运算时使用权衡曲线 234

7．16 整型和离散型变量 236

7．17 结果的分析 237

7．18 计算机程序的格式及其文件 239

7．19 编写适用于设计者的程序库的实例 240

7．20 人机对话的优化 246

7．21 讨论 248

习题 248

参考书目 263

8．1 蒸汽冷凝器 265

第八章 优化实例 265

8．2 钳式盘形制动器 305

8．3 立式透平发电机静压止推轴承的设计 320

8．4 最优螺旋压簧的设计程序库：使用说明书 333

8．5 蝶形弹簧优化设计的程序库：使用说明书 343

参考书目 352

附录A：OPTIVAR设计者用的优化子程序——使用说明书 354

A．1 引言 354

A．2 有关非线性规划方面于程序的介绍及用法 355

A．3 服务性的子程序 358

A．4 约束条件下求最小值时，所用罚函数的FORTRAN子程序 363

A．5 用适应性的随机搜索法求最小值的FORTRAN子程序 366

A．6 用达威顿-弗莱彻-波尔法求最小值的FORTRAN子程序 369

A．7 用弗莱彻1972年的方法求最小值的FORTRAN子程序 372

A．8 用贾考伯森和饿克斯曼法求极小值的FORTRAN子程序 375

A．9 用波尔直接搜索法求最小值的FORTRAN子程序 378

A．10 用虎克和吉福斯直接搜索法求最小值的FORTRAN子程序 382

A．11 用单纯形法求最小值的FORTRAN子程序 385

A．12 用连续线性近似法求最小值的FORTRAN子程序 388

A．13 用逐步收缩的随机搜索法求最小值的FORTRAN子程序 393

A．14 用减约梯度法求最小值的FORTRAN子程序 396

A．15 单变量求极小值的FORTRAN子程序 399

A．16 线性规划的FORTRAN子程序 401

A．17 产生随机数的FORTRAN子程序 403

A．18 程序 403

附录B：矩阵求逆的修正的豪斯豪德法 470

附录C：通过矩阵相乘求逆矩阵 471

附录D：有关相对最小的库恩-塔克条件 473

附录E：利用表格的数据进行线性插值的FORTRAN程序 474

附录F：数值积分的FORTRAN程序 475