Description:

《机械结构优化设计》一书由孙靖民、梁迎春、陈时锦共同编著，系统地介绍了机械结构优化设计的基本理论、方法和工程应用。本书旨在帮助读者掌握如何通过优化设计，在满足功能和性能要求的前提下，使机械结构达到最佳状态（如最小重量、最大刚度、最低成本等）。

本书内容预计涵盖以下核心方面：

• 优化设计概述: 介绍优化设计的概念、分类（尺寸优化、形状优化、拓扑优化）、数学模型（目标函数、设计变量、约束条件）以及其在机械工程中的重要性。

• 优化数学基础: 简要回顾优化理论所需的数学知识，如线性规划、非线性规划、KKT条件等。

• 常用优化算法: 详细讲解各种优化算法的原理和应用，包括：

  • 经典优化算法: 如梯度法、牛顿法、共轭梯度法等。

  • 现代优化算法: 如遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等启发式算法。

• 结构优化设计方法: 深入探讨不同层次的结构优化设计方法：

  • 尺寸优化: 针对结构截面尺寸、板厚等参数进行优化。

  • 形状优化: 优化结构边界的几何形状。

  • 拓扑优化: 优化结构内部的材料分布，以生成最佳的结构形态，常用于概念设计阶段。

• 敏感度分析: 阐述在优化设计中至关重要的敏感度分析，即目标函数和约束条件对设计变量变化的响应，以及其计算方法。

• 有限元法与优化结合: 探讨如何将有限元分析（FEA）与优化设计相结合，利用有限元软件进行结构分析和优化迭代。

• 工程应用实例: 通过丰富的机械工程实际案例，演示结构优化设计在产品轻量化、性能提升、成本降低等方面的具体应用。

本书内容系统全面，理论严谨，并注重结合实际工程问题进行讲解，适合作为高等院校机械工程、力学、航空航天等相关专业的机械结构优化设计课程教材，也对从事机械产品设计、研发、有限元分析以及相关领域研究的工程师和科研人员具有重要的参考价值。