Description:

《基于有限元法的结构优化设计：原理与工程应用》一书由梁兴佩和王辉合著，系统地阐述了结构优化设计的基本原理、方法以及如何结合**有限元法（FEM）**进行工程应用。本书旨在为读者提供一个理论与实践相结合的结构优化设计指南。

本书内容预计涵盖以下核心方面：

• 结构优化设计概述: 介绍结构优化设计的概念、分类（如尺寸优化、形状优化、拓扑优化）、目标函数、约束条件以及其在现代工程设计中的重要性。

• 优化数学基础: 简要回顾优化理论所需的数学基础，如微积分、线性代数、数值优化方法等。

• 有限元法与优化结合: 深入讲解如何将有限元分析结果（如应力、位移、频率等）作为优化设计的输入或约束条件，实现分析与设计的集成。

• 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。

• 不同类型结构优化: 详细介绍各种结构优化方法，包括：

  • 尺寸优化: 优化结构截面尺寸、板厚等参数。

  • 形状优化: 优化结构边界的几何形状。

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

• 优化算法: 介绍常用的优化算法，如梯度类算法、序列二次规划（SQP）、遗传算法、粒子群优化等在结构优化中的应用。

• 工程应用实例: 通过丰富的工程案例，演示基于有限元法的结构优化设计在航空航天、汽车、土木工程、机械制造等领域的具体应用，包括建模、分析、优化和结果判读。

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、土木工程、力学、航空航天等相关专业的结构优化设计课程教材，也对从事结构设计、有限元分析、产品研发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。