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工程结构设计优化作业指导书

第1章绪论3

1.1工程结构设计优化的重要性3

1.2设计优化方法概述3

1.3作业要求与注意事4

第2章结构设计基本原理4

2.1结构设计的基本概念4

2.2结构设计的主要任务与目标5

2.3结构设计的基本原则5

第3章结构优化设计方法6

3.1结构优化设计的基本原理6

3.1.1优化问题的数学描述6

3.1.2优化方法的基本流程6

3.2结构优化设计的主要方法6

3.2.1数学规划方法6

3.2.2梯度优化方法6

3.2.3遗传算法6

3.2.4粒子群优化算法6

3.3结构优化设计的数学模型7

3.3.1设计变量7

3.3.2目标函数7

3.3.3约束条件7

3.3.4求解策略7

第4章结构优化设计的数学基础7

4.1线性规划7

4.1.1线性规划的基本概念7

4.1.2线性规划的数学模型7

4.1.3线性规划求解方法7

4.2非线性规划8

4.2.1非线性规划的基本概念8

4.2.2非线性规划的数学模型8

4.2.3非线性规划求解方法8

4.3敏感性分析8

4.3.1敏感性分析的基本概念8

4.3.2敏感性分析的方法8

4.3.3敏感性分析的应用8

第5章结构优化设计的工程应用8

5.1框架结构优化设计8

5.1.1概述8

5.1.2优化设计方法8

5.1.3工程应用案例9

5.2桥梁结构优化设计9

5.2.1概述9

5.2.2优化设计方法9

5.2.3工程应用案例9

5.3高层建筑结构优化设计9

5.3.1概述9

5.3.2优化设计方法9

5.3.3工程应用案例9

第6章结构优化设计的软件应用10

6.1常用结构优化设计软件介绍10

6.1.1OptiStruct10

6.1.2Ansys10

6.1.3Abaqus10

6.2有限元分析软件在结构优化中的应用10

6.2.1拓扑优化10

6.2.2尺寸优化10

6.2.3形貌优化10

6.3软件操作实例分析11

6.3.1拓扑优化实例11

6.3.2尺寸优化实例11

第7章结构优化设计的实验方法11

7.1实验设计基本原理11

7.1.1系统性原则11

7.1.2最优化原则12

7.1.3可靠性原则12

7.2响应面法12

7.2.1选择设计变量12

7.2.2构建响应面12

7.2.3优化求解12

7.2.4验证与修正12

7.3Taguchi方法12

7.3.1正交表设计12

7.3.2实验实施13

7.3.3信噪比分析13

7.3.4优化求解13

7.3.5验证与改进13

第8章结构优化设计中的不确定性分析13

8.1不确定性分析概述13

8.2随机有限元法13

8.2.1随机有限元法的基本原理13

8.2.2随机有限元法的应用13

8.3风险分析及可靠性分析14

8.3.1风险分析14

8.3.2可靠性分析14

第9章结构优化设计的实