廣義機(jī)械優(yōu)化設(shè)計

前言

　　今天，我國的教育正處在一個大發(fā)展的嶄新時期，高等教育已跨人“大眾化”階段，蓬蓬勃勃，生機(jī)無限。在高等教育中，研究生教育的發(fā)展尤為迅速。黨的十七大報告提出，要“努力造就世界一流科學(xué)家和科技領(lǐng)軍人才，注重培養(yǎng)一線的創(chuàng)新人才”，強(qiáng)調(diào)了在建設(shè)創(chuàng)新型國家中教育的優(yōu)先發(fā)展地位。我們可以清楚知道，研究生教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主渠道，對走自主創(chuàng)新道路，建設(shè)創(chuàng)新型國家，具有重要的戰(zhàn)略意義?！　∏笆虏煌笫轮畮?。歷史經(jīng)驗(yàn)已一而再、再而三地證明：一個國家的富強(qiáng)，一個民族的繁榮，最根本的是要依靠自己，要以自力更生、自主創(chuàng)新為主?！秶H歌》講得十分深刻，世界上從來就沒有什么救世主，只有依靠自己救自己。寄希望于別人，期美好于外援，只是一種幼稚的幻想。內(nèi)因是發(fā)展的決定性的因素。當(dāng)然，我們絕不應(yīng)該也絕不可能采取“閉關(guān)鎖國”、自我封閉、固步自封的方式來謀求發(fā)展，重犯歷史錯誤。外因始終是發(fā)展的必要條件。改革開放三十年所取得的輝煌成就，譜寫的中華民族歷史性跨越的壯麗史詩，就是鐵證。正因?yàn)槿绱?，我們清醒看到了，自助者人助天助，只有?dú)立自主，自強(qiáng)不息，走以自主創(chuàng)新為主的發(fā)展道路，才有可能在向世界開放中，爭取到更多的朋友，爭取到更多的支持，充分利用好外部的各種有利條件，來扎扎實(shí)實(shí)地、而又盡可能快地發(fā)展自己。這一切的關(guān)鍵就在于，我們要有數(shù)量與質(zhì)量足夠的高級專門人才，特別是拔尖創(chuàng)新人才。何況，在科技高速發(fā)展與高度發(fā)達(dá)，而知識經(jīng)濟(jì)已初見端倪的今天，更加如此。人才、高級專門人才、拔尖創(chuàng)新人才、領(lǐng)導(dǎo)人才，是我們一切事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

內(nèi)容概要

本書以機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為主線，從方法論和應(yīng)用角度，較簡明易懂地介紹了廣義機(jī)械優(yōu)化設(shè)計方法與應(yīng)用。本書在突出反映了遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、元胞自動機(jī)、健壯性設(shè)計與多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化等廣義優(yōu)化方法的技術(shù)基礎(chǔ)及其在機(jī)械沒計方面的應(yīng)用的同時，盡可能對傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃法進(jìn)行了簡單的整理，并從機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計角度，對反求問題、靈敏度解析和再解析等相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)作了較完整的介紹。這樣既能滿足在校研究生學(xué)習(xí)的需要，又能滿足資深研究人員查閱、參考的需要；并且在基本保證教材的系統(tǒng)性前提下，盡可能不與其他相關(guān)教材內(nèi)容重復(fù)。    本書集現(xiàn)代廣義機(jī)械優(yōu)化設(shè)計方法與關(guān)鍵技術(shù)于一體，主要供高等院校機(jī)械工程相關(guān)專業(yè)研究生作為教材使用，也可供不同層次教學(xué)和科研人員參考。

書籍目錄

第1章  廣義機(jī)械優(yōu)化設(shè)計概論　1.1  優(yōu)化的基本概念　1.2  優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械設(shè)計中的位置第2章  優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)理論　2.1  優(yōu)化設(shè)計的基本概念　2.2  優(yōu)化設(shè)計的過程第3章  傳統(tǒng)優(yōu)化方法的歸納和整理　3.1  優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)　3.2  傳統(tǒng)優(yōu)化算法　3.3  常用的優(yōu)化軟件及其適用范圍第4章  機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)技術(shù)　4.1  反求問題　4.2  再解析　4.3  靈敏度解析第5章  進(jìn)化設(shè)計與優(yōu)化　5.1  遺傳算法概述　5.2  單純型遺傳算法　5.3  模式定理　5.4  遺傳算法的操作規(guī)則與方法　5.5  遺傳算法的工程應(yīng)用第6章  自適應(yīng)設(shè)計與優(yōu)化　6.1  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與自適應(yīng)概述　6.2  神經(jīng)元模型　6.3  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型　6.4  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)　6.5  多層前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BP網(wǎng)絡(luò)）　6.6  典型反饋網(wǎng)絡(luò)——Hopfield網(wǎng)絡(luò)　6.7  基于概率學(xué)習(xí)的Boltzmann機(jī)模型　6.8  神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工程應(yīng)用第7章  自組織設(shè)計與優(yōu)化　7.1  自組織過程與原理　7.2  元胞自動機(jī)的自組織技術(shù)　7.3  基于元胞自動機(jī)的自組織優(yōu)化設(shè)計第8章  健壯性設(shè)計與優(yōu)化　8.1  健壯性設(shè)計與優(yōu)化概述　8.2  健壯性設(shè)計與優(yōu)化的基本方法　8.3  健壯性設(shè)計與優(yōu)化的工程應(yīng)用第9章  多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化　9.1  多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的概念　9.2  多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的技術(shù)體系　9.3  多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化的工程應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　廣義機(jī)械優(yōu)化設(shè)計概論　　近些年來，在工程CAD／CAM／CAE的發(fā)展潮流中，廣義優(yōu)化的概念發(fā)揮著極大的作用，特別是以遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能、模糊理論等技術(shù)的綜合為基礎(chǔ)的設(shè)計技術(shù)，為機(jī)械工程優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用展開了一個更為廣闊的研究和實(shí)用空間。本章首先通過人類對優(yōu)化概念的自然認(rèn)識，介紹了自古以來與日常生活密切相關(guān)的優(yōu)化事例，說明優(yōu)化在工程學(xué)的發(fā)展中所起的作用；其次闡述了優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械設(shè)計中的地位及機(jī)械優(yōu)化設(shè)計發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢?！　?.1　優(yōu)化的基本概念　　1.1.1優(yōu)化概念的由來　　人類在古代已認(rèn)識到“優(yōu)化”和“經(jīng)濟(jì)性”的存在。人類的歷史也正是在各個領(lǐng)域追求最優(yōu)的過程中得以發(fā)展的。大約在公元前100年，人類就提出光是由兩點(diǎn)間最短路徑傳播的思想。1657年由Fermat通過實(shí)驗(yàn)證明了“光是以直線傳播的，且其反射角等于入射角”這一事實(shí)。以后根據(jù)此原理，統(tǒng)二了光的直線傳播定律、反射定律和折射定律?！　∪祟愐恢弊非笾白畲蠛妥钚　奔啊敖?jīng)濟(jì)性”。例如，人們曾推測周長一定時面積最大的圖形是圓形，但是其嚴(yán)密的數(shù)學(xué)證明一直等到1900年，變分法出現(xiàn)以后才得到。哲學(xué)上的優(yōu)化概念，是1747年由Maupertuis在力學(xué)上第一次使用“最小”的概念而產(chǎn)生的“最小作用定理”。

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