目录 1
第一章 概论 1
1—1．引言 1
1—2．数学模型 5
1—3．设计变量、目标函数和约束条件 11
1一4．机械优化设计的步骤与特点 18
第二章 机械优化设计的数学基础 21
2—1．二次型与正定矩阵 21
2—2．方向导数与梯度 24
2—3．泰勒级数及海色矩阵 31
2—4．函数的极值 33
2—5．凸集、凸函数与凸规划 39
第三章 无约束最优化的解析方法 49
3—1．无约束最优化方法概述 52
3—2．无约束最优化的解析方法 54
3—3．梯度法 59
3—4．牛顿法 67
3—5．共轭方向与共轭方向法 72
3一6．共轭梯度法（FR法） 82
3—7．变尺度法（DFP法） 92
第四章 无约束最优化的直接搜索方法 109
4一1．坐标轮换法 109
4—2．模式搜索法（Hooke—Jeeve法） 112
4—3．方向加速法（Powell法） 115
4—4．不用导数的DFP法 123
第五章 一维搜索方法 132
5—1．一维搜索的解析方法 133
5—2．“成功—失败”法 136
5—3．黄金分割法（0.618法） 138
5—4．分数法（Fibonacci法） 142
5—5．三点二次曲线拟合法 145
第六章 约束最优化方法 153
6—1．约束最优化方法概述 153
6—2．约束极值存在的必要条件和充分条件 164
6—3．外点罚函数法（SUMT方法之一） 170
6—4．内点罚函数法（SUMT方法之二） 179
6—5．内点的求法及障碍因子初值的选择 185
6—6．混合罚函数法 189
6—7．线性约束条件下的线性逼近法（Frank—wo1fe法） 191
6—8．非线性约束条件下的可行方向法 195
6—9．约束随机法 204
6—10．复合形法 206
6—11．多目标规划问题的一些处理方法 210
6—12．线性规划 224
第七章 最优化方法在机械设计中的应用 252
7—1．最优化设计实例概述 252
7—2．二级圆柱齿轮减速器齿轮传动的优化设计 256
7—3．应用最优化方法改进JZQ—400型二级减速器的标准设计 263
7—4．具有差动轮系的X2010龙门铣床进给箱的改进及优化设计 271
7—5．机床主传动系统的优化设计 295
7—6．连杆机构再现函数的优化设计 318
7—7．连杆机构再现轨迹的优化设计 333
7—8．不等齿距端铣刀的优化设计 354
7—9．OTM大型工具显微镜运动支承位置的优化设计 364
7—10．标准带盒发条参数的优化设计 374
7—11．机床主轴结构优化设计 385
7—12．圆筒形件拉伸工艺计算的通用优化程序 397
〔附录Ⅰ〕约束最优化方法的补充 410
一、增广乘子法 410
二、二次逼近法 424
三、广义简约梯度法 434
〔附录Ⅱ〕常用优化算法软件包 445
一、常用优化算法软件包中的全部源程序 445
二、常用优化算法软件包的使用说明 490
三、应用举例 491
四、变量符号说明 496
参考文献 497