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基于仿真模型的動態響應優化方法 ( 簡體 字) |
| 作者：毛虎平 | 類別：1. -> 工程繪圖與工程計算 -> 綜合 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 38001
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NT售價： 210 元 |
| 出版日：3/1/2014 |
| 頁數：228 |
| 光碟數：0 |
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站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787121182853 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：機械結構幾乎都在動態載荷的環境下工作，其各種性能都是依賴于時間的函數。為了提升機器的動態性能，動態優化是非常必要的，然而當前動態優化設計的理論與方法難以適應現代化產品設計的需要，這點主要表現在以下幾個方面：首先，傳統的機械結構優化幾乎都是靜態優化，缺乏考慮由于動態載荷的作用而產生的動態效應，即在靜態力作用下，應用經典優化算法優化，難以解決動態載荷作用下機器性能最佳的問題；其次，即便進行動態優化，也只是直接進行優化，從而造成因動態分析的復雜性和高耗時性而產生極慢收斂，甚至發散的現象。鑒于此，中北大學能源與動力工程專業從2007年將本書作者派往華中科技大學攻讀博士學位，師從國內外動態仿真優化專家陳立平教授和吳義忠教授，重點研究結構在動態載荷作用下的優化理論與方法。
結構動態響應優化是為實現機械系統或機械結構在動態載荷作用下，其性能或結構動態響應達到最佳或最大響應最小，其目標是實現對機械系統單一或組合的物理模型，或者結構有限元模型進行快速、高效和準確的最優設計。與傳統的動態優化不同的是，本書作者從并行優化、機械系統物理模型求解，以及處理與時間相關的約束三個方面出發，并考慮動態響應優化本質，系統地研究了結構動態響應優化，從而快速、高效和準確地實現了機械系統或結構動態響應優化。
產品的動態響應優化是產品建模和仿真的最終目的。動態響應優化是指基于機械系統或結構的仿真的參數優化，對機械系統物理模型或結構的有限元模型，采用相關的優化搜索算法進行求解的一整套方法。基于仿真的動態響應優化最重要的特點是在優化迭代過程中需要通過仿真求解來完成目標函數和約束的估值，而傳統的優化算法或啟發式算法因需要大量的仿真估值而顯得力不從心，加上動態響應仿真分析的復雜性和高耗時性，使得傳統的優化方法雪上加霜。
本書章節安排如下：第1章對基于仿真的動態響應優化方法及其相關技術進行概述；第2章從優化并行化的角度考慮動態響應優化問題；第3章介紹基于時間譜元法的動態響應優化方法，包括機械系統物理模型的建立，時間譜元法的模型轉化，以及處理與時間相關的約束等；第4章介紹多元模型自適應與時間譜元法結合的動態響應優化，包括多元模型自適應優化算法原理、算法實現、如何與時間譜元法混合，以及時間關鍵點集方法處理與時間相關的約束；第5章介紹基于MARS的動態響應優化算法，包括MARS響應面的建立、移動極限策略，以及兩者的混合、置信域方法；第6章介紹基于模糊聚類的全局動態響應優化算法，包括模糊聚類理論、Kriging元模型的建立及全局動態響應搜索的方法。
本書涉及的研究工作得到了國家自然基金項目“基于等效體積應變靜態 載荷的解空間譜元離散關鍵點方法及其在結構動態響應優化中的應用”（資助號：51275489）、山西省基礎研究計劃——煤層氣聯合研究基金項目（資助號：2012012003）和煤與煤層氣共采山西省重點實驗室項目資助，在此表示誠摯的謝意。同時，華中科技大學CAD中心的陳立平教授和吳義忠教授，CAD中心的陶松橋博士（現在武漢交通職業學院）和魏昕博士（現在武漢輕工大學機械工程學院），以及中北大學機電工程學院的郭保全副教授，王艷華副教授，中北大學理學院的李建軍副教授，中北大學能源與動力工程的在讀博士張艷崗、王悅芳、王軍、劉勇、劉曉勇、馬福康、奇朝旭、王英，在讀碩士魏波、王杰、馬浩、劉波等也參與了本書的部分編寫工作，在此一并表示衷心的感謝！
動態響應優化是一個較新的研究領域，且仍處于蓬勃的發展階段，加上作者的水平有限，本書難免存在疏漏之處，歡迎讀者批評指正。
作 者 |
內容簡介：本書系統地介紹了機械結構動態響應優化方法，包括并行優化、基于時間譜元法的機械系統物理模型求解、多元模型自適應與時間譜元法結合的動態響應優化技術、基于MARS的動態響應優化算法、基于模糊聚類的全局動態響應優化算法等。 |
目錄：第1章 緒論 1
1.1 研究目的和意義 3
1.2 國內外研究概況 5
1.2.1 動態響應優化 6
1.2.2 基于仿真的優化研究概況 7
1.3 本書研究內容、創新點與組織結構 13
1.3.1 本書的主要研究內容 13
1.3.2 主要創新點 14
1.3.3 組織結構 15
第2章 動態響應優化問題的并行化處理 17
2.1 動態響應優化算法的并行化 17
2.1.1 SQP算法的并行化 17
2.1.2 并行調度算法 18
2.1.3 算法分析 22
2.2 動態響應并行優化過程 23
2.2.1 并行平臺 23
2.2.2 動態響應并行優化實現 24
2.3 實例分析 27
2.4 本章小結 32
第3章 基于時間譜元法的動態響應優化算法 33
3.1 譜元法 33
3.1.1 瞬態和穩態分析 34
3.1.2 全部狀態變量的全局組裝和求解 36
3.2 逐步譜元法 37
3.2.1 線性動力學方程的逐步時間譜元法 38
3.2.2 線性結構動態響應方程及其轉化形式 38
3.2.3 時間分段及單元劃分 39
3.2.4 單元分析 39
3.2.5 集成總體時間譜元方程及求解 41
3.3 初始條件 41
3.4 基于時間譜元法的動態響應優化 41
3.5 實例分析 42
3.5.1 動態響應分析 42
3.5.2 動態響應優化 47
3.6 本章小結 83
第4章 多元模型自適應與時間譜元法結合的動態響應優化 84
4.1 時間譜元法 86
4.1.1 結構動力學方程及其轉化形式 87
4.1.2 單元劃分 87
4.1.3 單元分析 88
4.1.4 集成總體時間譜元方程并求解 88
4.2 元模型混合自適應方法 89
4.3 處理與時間相關約束的方法 90
4.3.1 關鍵點集法（Critical Points Set Method，CPSM） 90
4.3.2 元模型混合自適應優化依賴于時間的約束 91
4.4 算例分析 92
4.4.1 汽車懸架系統動態響應優化設計問題一 92
4.4.2 汽車懸架系統動態響應優化設計問題二 94
4.5 結論 96
4.6 本章小結 97
第5章 基于MARS的動態響應優化算法 98
5.1 響應面方法 98
5.1.1 多項式 98
5.1.2 MARS 99
5.2 基于MARS的優化技術 103
5.2.1 優化問題 103
5.2.2 近似概念 103
5.2.3 基于MARS的動態優化策略 104
5.3 實例分析 113
5.3.1 Hesse函數 113
5.3.2 階梯懸臂梁截面設計 113
5.3.3 變截面懸臂梁形狀優化設計 116
5.3.4 線性兩自由度減振器最優設計 120
5.3.5 汽車懸架系統動態響應優化設計 124
5.4 本章小結 130
第6章 基于模糊聚類的全局動態響應優化算法 131
6.1 模糊數學方法 131
6.1.1 模糊集的概念 132
6.1.2 模糊分類關系 133
6.1.3 模糊聚類 134
6.2 模糊C均值聚類 136
6.3 模糊聚類全局仿真優化算法 137
6.3.1 Kriging元模型 137
6.3.2 拉丁超立方試驗設計 140
6.3.3 算法思想及步驟 140
6.4 實例分析 144
6.5 本章小結 154
附錄A 動態響應優化問題的并行化處理程序 155
附錄B 基于時間譜元法的動態響應優化算法程序 159
附錄C 多元模型自適應與時間譜元法結合的動態優化 177
附錄D MARS的動態響應優化算法 187
附錄E 基于模糊聚類的全局動態響應優化算法 200
參考文獻 210 |
| 序： |
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