機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)目錄

前言

緒論 1

第一章　 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 5

第一節(jié)　 人字架的優(yōu)化設(shè)計(jì) 6

第二節(jié)　 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題示例 9

第三節(jié)　 優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型 21

第四節(jié)　 優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的建模基礎(chǔ) 25

第五節(jié)　 優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的基本解法 27

第二章　 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 30

第一節(jié)　 多元函數(shù)的方向?qū)?shù)與梯度 31

第二節(jié)　 多元函數(shù)的泰勒展開(kāi) 35

第三節(jié)　 無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題的極值條件 37

第四節(jié)　 凸集、 凸函數(shù)與凸規(guī)劃 40

第五節(jié)　 等式約束優(yōu)化問(wèn)題的極值條件 42

第六節(jié)　 不等式約束優(yōu)化問(wèn)題的極值條件 46

第三章　 一維搜索方法 55

第一節(jié)　 概述 56

第二節(jié)　搜索區(qū)間的確定與區(qū)間消去法原理 56

第三節(jié)　 一維搜索的試探方法 59

第四節(jié)　 一維搜索的插值方法 62

第四章　 無(wú)約束優(yōu)化方法 67

第一節(jié)　 概述 68

第二節(jié)　 最速下降法 69

第三節(jié)　 牛頓型方法 73

第四節(jié)　 共軛方向及共軛方向法 75

第五節(jié)　 共軛梯度法 79

第六節(jié)　 變尺度法 83

第七節(jié)　 坐標(biāo)輪換法 91

第八節(jié)　 鮑威爾方法 92

第九節(jié)　 單形替換法 99

習(xí)題 103

第五章　 線性規(guī)劃 105

第一節(jié)　線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)形式與基本性質(zhì) 106

第二節(jié)　 基本可行解的轉(zhuǎn)換 113

第三節(jié)　 單純形方法 118

第四節(jié)　 單純形法應(yīng)用舉例 122

第五節(jié)　 修正單純形法 139

習(xí)題 148

第六章　 約束優(yōu)化方法 149

第一節(jié)　 概述 150

第二節(jié)　 隨機(jī)方向法 152

第三節(jié)　 復(fù)合形法 156

第四節(jié)　 可行方向法 161

第五節(jié)　 懲罰函數(shù)法 171

第六節(jié)　 增廣乘子法 178

第七節(jié)　非線性規(guī)劃問(wèn)題的線性化解法———線性逼近法 187

第八節(jié)　 廣義簡(jiǎn)約梯度法 190

第九節(jié)　 二次規(guī)劃法 194

第十節(jié)　 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法 196

第十一節(jié)　 遺傳算法 209

習(xí)題 214

第七章　 多目標(biāo)及離散變量?jī)?yōu)化方法 216

第一節(jié)　 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題 217

第二節(jié)　 多目標(biāo)優(yōu)化方法 219

第三節(jié)　 離散變量?jī)?yōu)化問(wèn)題 243

第四節(jié)　 離散變量?jī)?yōu)化方法 245

習(xí)題 264

第八章　 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例 266

第一節(jié)　 優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用技巧 267

第二節(jié)　 機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 270

第三節(jié)　 圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì) 273

第四節(jié)　 平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 280

第五節(jié)　 汽車懸架系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 284

第六節(jié)　 熱壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 289

第七節(jié)　 月生產(chǎn)計(jì)劃的最優(yōu)安排 293

第八節(jié)　 運(yùn)動(dòng)模擬器的優(yōu)化設(shè)計(jì) 295

附錄　常用優(yōu)化方法程序考核題及計(jì)算機(jī)

實(shí)習(xí)建議 300

附錄 A　 常用優(yōu)化方法程序考核題 301

附錄 B　 計(jì)算機(jī)實(shí)習(xí)建議 302

參考文獻(xiàn) 304

本書(shū)是根據(jù)全國(guó)高等學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱編寫的。本書(shū)的主要內(nèi)容有：優(yōu)化設(shè)計(jì)概述、優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、一維搜素方法、無(wú)約束優(yōu)化方法、線性規(guī)劃、約束優(yōu)化方法、多目標(biāo)及離散變量?jī)?yōu)化方法、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例、常用優(yōu)化方法程序考核題計(jì)算機(jī)實(shí)習(xí)建議。本書(shū)可作為高等院校機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)本科生、研究生教材，也可供有關(guān)專業(yè)師生及工程技術(shù)人員參考。

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì) （第6版）是在2012版基礎(chǔ)上修訂的新版教材，2017年由機(jī)械工業(yè)出版社出版。2100433B

內(nèi)容簡(jiǎn)介

朱愛(ài)斌和朱永生編著的《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)例》分為三大部分，共40章，主要介紹機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)，包括基于數(shù)學(xué)軟件MATLAB的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、基于三維建模軟件SolidWorks的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)和基于多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)，并以應(yīng)用實(shí)例為主介紹了如何應(yīng)用這些軟件對(duì)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行分析、建模、求解以及對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)例》既可作為高等學(xué)校機(jī)電工程類專業(yè)本科生、研究生的教材，也可供從事機(jī)械設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員閱讀和參考。

第1章緒論1

11機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的含義1

12優(yōu)化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較2

13優(yōu)化設(shè)計(jì)在CAD系統(tǒng)中的作用2

14機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展概況3

15優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的工程應(yīng)用領(lǐng)域4

16現(xiàn)代機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)5第2章機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念和數(shù)學(xué)模型8

21優(yōu)化問(wèn)題的實(shí)例8

22機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型10

23優(yōu)化問(wèn)題分類和優(yōu)化方法簡(jiǎn)介21

24優(yōu)化的幾何解釋23第3章優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論26

31函數(shù)的泰勒（Taylor）表達(dá)式26

32二次型與正定矩陣28

33函數(shù)的等值面或線29

34函數(shù)的最速下降方向30

35凸函數(shù)34

36約束函數(shù)的性質(zhì)36

37最優(yōu)解與最優(yōu)解條件37

38優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值解法與收斂準(zhǔn)則44第4章一維優(yōu)化方法48

41確定初始區(qū)間的進(jìn)退法48

42黃金分割法（Golden Section Method）50

43牛頓法（Newton’s Method）53

44二次插值法（Quadratic Interpolation Method）54第5章無(wú)約束多維優(yōu)化方法58

51梯度法（Gradient Method）58

52共軛梯度法62

53牛頓法69

54變尺度法(Variable Metric Method)72

55坐標(biāo)輪換法（ Cyclic Coordinate Method）79

56單純形法（Simplex Method）82

57鮑威爾法（Powell’s Method）88

58無(wú)約束優(yōu)化方法的選用95第6章約束優(yōu)化方法98

61約束隨機(jī)方向搜索法99

62復(fù)合形法（Complex Method）102

63可行方向法107

64內(nèi)點(diǎn)罰函數(shù)法（Interior Penalty Function Method）113

65外點(diǎn)罰函數(shù)法（Exterior Penalty Function Method）117

66混合罰函數(shù)法122第7章多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法127

71概述127

72統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)法129

73主要目標(biāo)函數(shù)法132

74功效系數(shù)法132

75權(quán)數(shù)的確定方法134

76優(yōu)化計(jì)算實(shí)例137第8章機(jī)械模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)方法140

81概述140

82模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)142

83模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性概念198

84對(duì)稱模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)199

85非對(duì)稱模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)208

86多目標(biāo)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)222第9章機(jī)械模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例233

91圓柱減振彈簧的模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)233

92裝載機(jī)變速器的多目標(biāo)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)239

93考慮彈流潤(rùn)滑的齒輪傳動(dòng)多目標(biāo)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)253

94擺動(dòng)活齒傳動(dòng)的多目標(biāo)模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)255第10章遺傳算法優(yōu)化方法264

101概述264

102傳統(tǒng)遺傳算法266

103改進(jìn)遺傳算法280

104應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)281第11章MATLAB軟件在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用287

111MATLAB系統(tǒng)簡(jiǎn)介287

112MATLAB基本使用方法288

113MATLAB優(yōu)化工具箱293

114優(yōu)化工具箱應(yīng)用實(shí)例295參考文獻(xiàn)301 2100433B

《化工機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》扼要地介紹了最優(yōu)化技術(shù)的基本原理和方法，力圖從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，注意優(yōu)’化設(shè)計(jì)概念的解釋和方法的介紹，盡量避免繁雜的理論論證和數(shù)學(xué)推演，并給出相應(yīng)的例題和習(xí)題。分析和討論了化工機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并列舉了其中一些典型的化工機(jī)器（如旋轉(zhuǎn)旋流離心機(jī)、熱管廢熱溴化鋰制冷機(jī)和葉片偏心旋葉式壓縮機(jī)等）、化工流體機(jī)械（如風(fēng)機(jī)、圓弧擺線齒輪油泵和內(nèi)嚙合擺線齒輪泵等）和化工設(shè)備（如壓力容器、管道、塔設(shè)備和換熱器等）等優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)例，系統(tǒng)地反映了最優(yōu)化技術(shù)在化工機(jī)械設(shè)計(jì)中研究和應(yīng)用的成果。