機械結構系統(tǒng)的整體式構型設計理論與方法研究

2015年度國家自然科學獎二等獎。 2100433B

主要完成人：張衛(wèi)紅(西北工業(yè)大學)，朱繼宏(西北工業(yè)大學)，高 彤(西北工業(yè)大學)，王 棟(西北工業(yè)大學)，許英杰(西北工業(yè)大學)

本書是作者二十多年來主要原創(chuàng)性研究成果自成體系的有機組合。主要內容包括機構優(yōu)化設計導重法、結構系統(tǒng)按預定性能設計綜合、天線結構近似保型與嚴格保型優(yōu)化設計、普遍型模糊規(guī)劃和結構多目標優(yōu)化設計的理論與方法、結構系統(tǒng)全局協(xié)調優(yōu)化設計理論與方法、互聯(lián)網環(huán)境下分布式工程結構系數(shù)設計參數(shù)的協(xié)同優(yōu)化技術、對工程結構有限元分析中一些關鍵問題的深入思考、處理技巧以及以上理論方法在電子機械。航空航天、機械工程、微機電系統(tǒng)。工程機械與專用汽車結構設計中成功應用的多個案例。本書內容充滿了創(chuàng)新，理論嚴密，意義明確，論述嚴謹，表達簡潔，方法完整。廣泛適用的結構優(yōu)化導重法與國內外流行的結構優(yōu)化一般數(shù)學規(guī)劃法虛功準則法相比，優(yōu)化效率與優(yōu)化效果有大幅度提高，20多年來大量的工程應用證實了其優(yōu)越性；按預定性能設計結構的理論方法給出了結構分析的反問題——結構綜述問題求解的高效方法，實現(xiàn)了大型天線結構的嚴格保型設計，以往國際上只能做到近似保型設計；普遍型模糊規(guī)劃和機構多目標模糊優(yōu)化設計的理論與方法使優(yōu)化設計理論更加符合工程設計的實際情況；工程大系統(tǒng)與工程結構系統(tǒng)全局協(xié)調優(yōu)化設計理論與方法和互聯(lián)網環(huán)境下的分布式工程結構設計參數(shù)協(xié)同優(yōu)化技術成功應用于衛(wèi)星等空間飛行器結構系統(tǒng)的優(yōu)化設計，為航空航天器總體優(yōu)化設計提供了新路徑，該項目曾連續(xù)獲得國家自然基金三次資助。

本專著內容豐富，理論與應用并重，可作為電子機械、航空航天、土木建筑、機械工程、微機電工程、工程機械與專用汽車等專業(yè)高校教師與研究生的科研與教學參考書，還可用作有關企業(yè)技術人員學習提高、產品改進與新產品研發(fā)的參考書。

《構型設計制圖(高等學校教材)》編著者陳錦昌、陳熾坤、孫煒。

《高等學校教材：構型設計制圖》以構型設計為主線，將構型設計的訓練貫穿于工程制圖課程的各個環(huán)節(jié)，在教學實踐中通過手工二維繪圖（視圖及軸測圖）、計算機三維建模軟件的三維造型功能以培養(yǎng)學生的構型設計能力?！陡叩葘W校教材：構型設計制圖》三維建模采用SolidWorks，并簡要地介紹了SolidWorks三維軟件。

《高等學校教材：構型設計制圖》的主要內容包括：制圖國家標準簡介、投影概念、幾何作圖、草圖、點的投影、直線的投影、平面的投影、立體的投影、構型設計的美學基礎、構型設計的基本方法、組合體構型及表達、組合體的尺寸標注、形體的視圖表示、形體的剖視圖表示、形體的斷面圖表示，常用零件表示、一般零件表示、部件表示、計算機造型基礎知識、三維特征造型方法、裝配體等。

無序物質構型變化是基礎科學研究的前沿。壓力可以改變物質內部的原子和電子結構，并進而改變物質的電子狀態(tài)和物理化學性能，同時也能幫助人們深入認識物質結構、性能及其變化規(guī)律。壓力下無序物質構型變化的研究對新型防御武器材料國防技術發(fā)展具有重要意義。近期高壓誘導含f電子無序合金非晶多形態(tài)相變已被發(fā)現(xiàn)，4f電子在高壓下的非局域化轉變，導致了材料中鍵長和體積的塌縮而引發(fā)了新型無序合金非晶多形態(tài)相變。到目前為止，在不含f電子無序合金體系是否存在類似非晶多形態(tài)相變剛剛開始，其機理尚不清楚。本項目擬將采用先進實驗技術（原位同步輻射X射線衍射、吸收譜)和先進理論計算與模擬方法（反蒙特卡羅、第一性原理和經典分子動力學），系統(tǒng)地研究無序合金體系(不含f電子)原子電子結構隨壓力的變化規(guī)律,從原子和電子結構兩方面揭示不含f電子無序合金中非晶態(tài)相變的機理。