第一篇 结构优化设计的导重法 1
第一章 结构优化设计的导重法 1
1.1 结构优化设计概述 1
1.2 结构优化设计极值理论的几个关键问题 7
1.3 虚功准则法及其缺陷 13
1.4 重量约束结构优化设计的导重法 18
1.5 导重及导重准则的意义与迭代控制 24
1.6 多性态约束结构优化的导重法 30
1.7 方根包络函数与结构特征应力 34
1.8 工程结构性态约束最轻化设计 39
第二章 结构优化的敏度分析 45
2.1 概述与结构静动力分析基本方程 45
2.2 结构位移与构件应力的敏度分析 47
2.3 刚度矩阵与载荷阵的敏度分析 50
2.4 结构动力特性的敏度分析 56
第三章 结构优化导重法在天线结构优化设计中的应用 61
3.1 天线结构设计 61
3.2 天线结构反射面精度计算 64
3.3 高精度天线结构近似保型优化设计 70
3.4 天线结构精度函数的导重计算 73
3.5 天线结构近似保型优化设计算例 80
3.6 一般天线结构多性态约束优化设计 83
3.7 天线结构多约束最轻化设计算例 85
3.8 结语 90
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 91
4.1 概述 91
4.2 求解单变量非线性方程的直接迭代步长因子法 93
4.3 求解多变量非线性方程组直接迭代的收敛条件 97
4.4 求解非线性方程组的直接迭代步长因子法 99
4.5 步长因子取值范围的复平面图解 103
4.6 迭代计算中步长因子的确定 105
第五章 基于埃特金法的非线性方程组解法 109
5.1 求解多变量非线性方程组的拟埃特金法 109
5.2 求解多变量非线性方程组的埃特金—陈法 112
5.3 结语 116
第三篇 按预定性态设计结构 117
第六章 按预定位移设计结构 117
6.1 概述 117
6.2 桁架结构的矩阵计算关系 118
6.3 结构模型与设计方程 120
6.4 数学模型与求解方法 122
6.5 变量缩减与最少变量设计 126
6.6 理论的推广与应用 131
第七章 天线结构严格保型设计 133
7.1 天线结构的严格保型方程 133
7.2 严格保型设计的数学模型与解法 135
7.3 严格保型设计的算例 137
7.4 天线结构严格保型位移的预定与算例 140
7.5 结语 142
第八章 按预定性能设计微机电系统（MEMS）的器件结构 143
8.1 概述 143
8.2 微机电系统的分析方程、分析方法与分析工具 144
8.3 微机电系统的设计方程与求解方法 145
8.4 按预定性能设计某微型谐振器结构 147
8.5 几种设计综合方法比较 150
第四篇 结构模糊优化设计 153
第九章 结构模糊优化设计的理论与方法 153
9.1 结构软设计简介 153
9.2 结构优化设计中的模糊性 155
9.3 具有普通模糊约束的单目标模糊优化设计 158
9.4 具有广义模糊约束的单目标模糊优化设计 163
9.5 普遍型模糊规划的数学模型 165
9.6 模糊目标的满意度与模糊约束的满足度 168
9.7 普遍型模糊规划解的理论 171
9.8 模糊满意域与模糊可用域 173
9.9 对称型解法——模糊判决法 177
9.10 不对称型解法——最优约束水平法 179
9.11 优化目标与约束的相互转化 186
9.12 算例 186
9.13 结语 191
第十章 天线结构的多目标模糊优化设计 193
10.1 概述 193
10.2 天线结构优化设计的多个目标 194
10.3 天线结构多目标模糊优化的数学模型 196
10.4 模糊满意区间与模糊允许区间 197
10.5 天线结构多目标模糊优化的解法 199
10.6 天线结构多目标模糊优化与导重法的衔接 200
10.7 算例 203
10.8 结语 210
10.9 天线结构分析与优化设计系列程序——OAS简介 211
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 217
11.1 概述 217
11.2 各分系统单独优化与总系统优化的关系 220
11.3 分解协调规划的一般数学形式——普遍型分解协调规划 227
11.4 设计条件最优分配的主导思想与数学模型 230
11.5 设计条件最优分配问题的求解与算例 234
第十二章 工程结构系统设计的全局协调优化 242
12.1 工程结构系统设计的全局协调优化问题 242
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 247
12.3 严格考虑相互影响的各分结构静动力分析技术 254
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 261
12.5 结构系统总体刚度函数与强度函数的敏度计算 265
第十三章 结构系统全局协调优化设计的工程应用 268
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 268
13.2 结构全局协调优化设计的计算步骤框图 270
13.3 某双旋卫星结构系统全局协调优化设计计算 274
13.4 结构系统全局协调优化设计编程 276
13.5 基于互联网的分布式工程结构系统协同优化设计 279
13.6 工程系统设计的两类分解协调优化讨论 286
第六篇 结构分析技术 291
第十四章 机械结构分析技术 291
14.1 概述 291
14.2 结构静动力分析中结构对称性的利用 295
14.3 结构无约束平衡与定位约束 297
14.4 具有俯仰驱动天线结构的分析技巧 300
14.5 组装式机械结构分析技术 304
第七篇 结构优化设计导重法工程实用软件研制与应用案例第十五章 结构优化设计导重法工程实用软件研制 309
15.1 概述 309
15.2 工程结构优化设计通用数学模型的规范化处理 311
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 314
第十六章 机械—结构优化设计导重法工程应用案例 319
16.1 双模轮胎硫化机结构的有限元分析与优化设计 319
16.2 散装水泥车结构的有限元分析与优化设计 326
16.3 装载机前车架载荷计算、结构有限元分析与优化设计 333
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 344
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 356
附录 376
附录Ⅰ 模糊数学基本知识 376
Ⅰ-1 模糊子集的概念 376
Ⅰ-2 隶属函数的确定 378
Ⅰ-3 模糊子集的基本运算规则 381
Ⅰ-4 水平截集与分解原理 383
Ⅰ-5 扩展原理 385
附录Ⅱ 广义逆矩阵与线性方程组求解 389
Ⅱ-1 概述 389
Ⅱ-2 几种广义逆矩阵及其求法 390
Ⅱ-3 广义逆矩阵与解线性方程组 395
参考文献 398