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機械結構優化設計是一種現代設計理論和方法，是優化設計理論和方法在結構設計中的應用。 《機械結構優化設計（第2版）》首先對結構優化設計涉及的基本知識進行介紹，並以幾個尺寸結構優化實例為基礎，進行建模和求解，分析解存在的原因以及模型特點，在此基礎上，圍繞結構優化中的重要的凸規劃問題，進行凸問題的描述，從數學的角度進行系統的分析優化解存在的條件，針對實際優化問題介紹了拉格朗日對偶法，並針對重要的一類優化模型-凸且變量可分離的優化模型進行求解，然后圍繞形狀優化和拓撲優化進行優化分析，針對重要的拓撲優化問題，從有限元離散的角度進行建模，重點介紹了優化準則法，並以99行MATLAB程序介紹了連續體的拓撲優化問題的程序實現，教材后附了幾個和書本密切相關的附錄，補充正文的一些知識。 《機械結構優化設計（第2版）》被列為北京理工大學校“十三五”規劃教材，適合從事機械結構研究與應用的專業人士和高等院校相關專業的學生作為教材或者參考讀物使用。
目次
第1章 概述
1．1 結構優化的基本思想
1．2 結構設計基本過程
1．3 結構優化問題的通用數學描述
1．4 三種類型的結構優化問題
1．5 離散和分布參數系統
第2章 離散結構優化建模與分析
2．1 應力約束兩桿桁架質量小
2．2 應力和穩定約束兩桿桁架質量小
2．3 應力和位移約束兩桿桁架質量小
2．4 應力約束三桿桁架質量小
2．5 剛度約束三桿桁架質量小
第3章 凸規劃基本理論
3．1 優化設計問題的極值
3．2 局部極值和全局極值
3．3 函數的凸性
3．4 KKT條件
3．5 拉格朗日對偶法
第4章 序列顯式凸近似方法
4．1 嵌套問題的一般求解過程
4．2 序列線性規劃
4．3 序列二次規劃方法
4．4 凸線性化
4．5 移動漸近線法
第5章 離散結構柔度優化問題
5．1 問題描述
5．2 嵌套方程及其特性
5．3 嵌套方程數值解
第6章 靈敏度分析的基本方法
6．1 數值法
6．2 解析法
6．3 虛載荷解析計算
第7章 二維形狀優化
7．1 形狀表達方法
7．2 幾何設計約束的處理
7．3 網格劃分和結點靈敏度計算
7．4 二維形狀優化的靈敏度分析總結
第8章 二維連續體拓撲優化
8．1 二維彈性體
8．2 優化設計問題
8．3 變厚度薄板問題
8．4 99行拓撲優化MATLAB程序
附錄A 矩陣基本運算
附錄B 典型優化方法及MATLAB程序
附錄C 拓撲優化99行程序
習題
習題參考答案（部分）
參考文獻
1．1 結構優化的基本思想
1．2 結構設計基本過程
1．3 結構優化問題的通用數學描述
1．4 三種類型的結構優化問題
1．5 離散和分布參數系統
第2章 離散結構優化建模與分析
2．1 應力約束兩桿桁架質量小
2．2 應力和穩定約束兩桿桁架質量小
2．3 應力和位移約束兩桿桁架質量小
2．4 應力約束三桿桁架質量小
2．5 剛度約束三桿桁架質量小
第3章 凸規劃基本理論
3．1 優化設計問題的極值
3．2 局部極值和全局極值
3．3 函數的凸性
3．4 KKT條件
3．5 拉格朗日對偶法
第4章 序列顯式凸近似方法
4．1 嵌套問題的一般求解過程
4．2 序列線性規劃
4．3 序列二次規劃方法
4．4 凸線性化
4．5 移動漸近線法
第5章 離散結構柔度優化問題
5．1 問題描述
5．2 嵌套方程及其特性
5．3 嵌套方程數值解
第6章 靈敏度分析的基本方法
6．1 數值法
6．2 解析法
6．3 虛載荷解析計算
第7章 二維形狀優化
7．1 形狀表達方法
7．2 幾何設計約束的處理
7．3 網格劃分和結點靈敏度計算
7．4 二維形狀優化的靈敏度分析總結
第8章 二維連續體拓撲優化
8．1 二維彈性體
8．2 優化設計問題
8．3 變厚度薄板問題
8．4 99行拓撲優化MATLAB程序
附錄A 矩陣基本運算
附錄B 典型優化方法及MATLAB程序
附錄C 拓撲優化99行程序
習題
習題參考答案（部分）
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