目录
绪论
1经典结构优化设计 /
2现代结构优化设计 /
第1章 拓扑优化概述
1.1引言 /
1.2基本内涵 /
1.3方法研究概述 /
1.3.1均匀化方法 /
1.3.2变密度方法 /
1.3.3水平集方法 /
1.3.4等几何拓扑优化方法 /
1.4应用研究概述 /
1.4.1力学超材料微结构设计 /
1.4.2材料/结构跨尺度优化设计 /
1.4.3大规模并行拓扑优化设计 /
1.4.4复杂结构拓扑优化设计 /
1.4.5AI驱动的结构智能优化设计 /
本章习题 /
参考文献 /
第2章 智能优化算法基础
2.1引言 /
2.2遗传算法 /
2.2.1遗传算法简介 /
2.2.2遗传算法的生物学基础 /
2.2.3遗传算法的基本操作 /
2.2.4遗传算法的应用与运算流程 /
2.2.5遗传算法设计与实现 /
2.3粒子群优化算法 /
2.3.1粒子群优化算法简介 /
2.3.2粒子群优化算法的生物学基础 /
2.3.3粒子群优化算法的基本操作 /
2.3.4粒子群优化算法设计与实现 /
2.4差分进化算法 /
2.4.1差分进化算法简介 /
2.4.2差分进化算法的基本操作 /
2.4.3差分进化算法的应用与运算流程 /
2.4.4差分进化算法设计与实现 /
2.5其他智能优化算法 /
2.5.1蚁群优化算法 /
2.5.2人工蜂群优化算法 /
本章习题 /
参考文献 /
第3章 有限单元法
3.1引言 /
3.2偏微分方程 /
3.2.1等效积分形式 /
3.2.2等效积分弱形式 /
3.2.3加权余量法： 伽辽金法 /
3.3固体力学的基本方程 /
3.4有限元基本格式 /
3.4.1一般流程 /
3.4.2合适的空间 /
3.4.3弱形式及其解的性质 /
3.4.4区域离散化 /
3.4.5形函数 /
3.4.6位移函数 /
3.4.7应变场求解 /
3.4.8离散化系统平衡方程 /
3.5四节点四边形单元 /
3.5.1形函数 /
3.5.2应变位移矩阵 /
3.5.3单元刚度矩阵 /
3.6八节点六边形单元 /
3.6.1形函数 /
3.6.2应变位移矩阵 /
3.6.3单元刚度矩阵 /
3.7高斯积分 /
3.7.1一维积分法则 /
3.7.2正方形区域的二维积分法则 /
3.7.3立方体区域的三维积分法则 /
本章习题 /
参考文献 /
第4章 非均匀有理B样条
4.1引言 /
4.2Clark关于B样条的定义 /
4.2.1基函数 /
4.2.2约束条件 /
4.2.3n阶连续性要求的B样条基函数 /
4.3B样条的递推定义与算法 /
4.3.1节点向量 /
4.3.2递推定义基本原理 /
4.3.3B样条基函数基本构造 /
4.4B样条基函数的基本性质 /
4.4.1局部支撑性 /
4.4.2凸组合性 /
4.4.3B样条基函数在节点处的连续特性 /
4.4.4B样条基函数与Bernstein基函数的关系 /
4.4.5B样条函数导数的递推性质 /
4.4.6二次均匀B样条曲线 /
4.4.7B样条实体 /
4.5非均匀B样条曲线与曲面 /
4.5.1非均匀基B样条基函数 /
4.5.2非均匀基B样条节点矢量的确定 /
4.5.3非均匀B样条曲线及其插值 /
4.6有理B样条 /
4.6.1一次有理B样条曲线和曲面 /
4.6.2二次有理B样条曲线和曲面 /
4.7非均匀有理B样条 /
4.7.1NURBS曲线、曲面的定义与性质 /
4.7.2NURBS曲线曲面的基本算法 /
4.7.3NURBS曲线和曲面的应用 /
4.8NURBS工具包： MATLAB /
4.8.1核心架构 /
4.8.2基本模块 /
4.8.3经典案例： 带弯头的管道 /
本章习题 /
参考文献 /
第5章 等几何分析
5.1引言 /
5.2关键概念 /
5.3理论框架 /
5.3.1等参概念 /
5.3.2在计算域上定义函数 /
5.3.3边值问题 /
5.3.4数值方法 /
5.3.5边界条件 /
5.3.6线弹性 /
5.4IGA与经典FEM的对比分析 /
5.4.1代码架构 /
5.4.2相似与差异 /
5.5IGA程序算法实施 /
5.5.1核心架构 /
5.5.2基本模块 /
5.5.3经典案例： 承受均匀面内拉伸的无限大平板圆孔(应力分析) /
本章习题 /
参考文献 /
第6章 变密度方法
6.1引言 /
6.2基本原理 /
6.3刚度最大化模型 /
6.3.1数学优化模型 /
6.3.2刚度矩阵 /
6.3.3过滤数值方案 /
6.4灵敏度分析 /
6.5最优准则法 /
6.5.1Kuhn-Tucker最优化条件 /
6.5.2优化准则法基本理论 /
6.6数值实施 /
6.6.1二维拓扑优化99行程序简要说明 /
6.6.2三维拓扑优化169行程序简要说明 /
6.7数值案例讨论 /
6.7.1二维标准案例 /
6.7.2三维标准案例 /
本章习题 /
参考文献 /
第7章 等几何拓扑优化方法
7.1引言 /
7.2方法整体框架 /
7.3密度分布函数 /
7.3.1控制点密度 /
7.3.2平滑机制 /
7.3.3密度分布函数 /
7.4线弹性等几何分析 /
7.4.1伽辽金法 /
7.4.2刚度矩阵 /
7.5拓扑优化模型 /
7.5.1数学优化模型 /
7.5.2灵敏度分析 /
7.6程序详解： IgaTop2D /
7.6.1程序框架 /
7.6.2关键变量名解释 /
7.6.3程序解释 /
7.7数值案例讨论 /
7.7.1悬臂梁 /
7.7.21/4圆环 /
7.7.33D Michell结构 /
7.7.43D类桥梁结构 /
本章习题 /
参考文献 /
第8章 基于智能优化算法的结构优化设计
8.1引言 /
8.2经典结构优化设计问题举例 /
8.2.1三角桁架结构的尺寸优化问题 /
8.2.2压力弹簧优化问题 /
8.2.3复合材料层合板铺层顺序优化问题 /
8.3优化设计中约束处理方法 /
8.3.1约束优化问题 /
8.3.2约束处理方法 /
8.3.3方法应用实例 /
8.4数值案例讨论与程序实现 /
8.4.1三角桁架结构的尺寸优化设计 /
8.4.2压力弹簧问题 /
8.4.3复合材料层合板铺层顺序优化 /
本章习题 /
参考文献 /
