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第1章 绪论1

1.1 本书研究目的和意义3

1.2 国内外研究概况4

1.2.1 结构优化研究概况4

1.2.2 基于仿真的优化研究概况15

1.3 本书主要研究内容、主要创新点与组织结构19

1.3.1 主要研究内容19

1.3.2 主要创新点21

1.3.3 组织结构22

第2章 基于谱元法的结构动态分析方法23

2.1 谱元法24

2.1.1 瞬态和稳态响应分析26

2.1.2 全部状态变量的全局组装和求解29

2.2 任意载荷振动问题分析的Chebyshev谱元法30

2.2.1 振动问题及其积分形式30

2.2.2 时间单元划分31

2.2.3 振动微分方程离散31

2.2.4 边界条件施加34

2.3 聚集单元谱元法在承受冲击载荷结构动态分析中的应用34

2.3.1 线性结构动态响应方程及其转化形式36

2.3.2 聚集单元划分36

2.3.3 单元分析38

2.3.4 集成总体谱元方程及求解40

2.4 非线性振动分析的Chebyshev谱元法40

2.5 算例分析42

2.5.1 任意载荷振动问题分析42

2.5.2 聚集单元谱元法52

2.5.3 非线性振动分析60

2.6 本章小结65

第3章 基于时间谱元法的动态响应优化方法67

3.1 机械结构动态响应优化模型69

3.2 动态响应优化方法70

3.3 线性单自由度系统的最优化设计70

3.4 线性两自由度减振器最优化设计79

3.5 汽车悬架系统动态响应优化设计91

3.5.1 路况一96

3.5.2 路况二101

3.6 本章小结107

第4章 基于面向所有节点等效静态载荷的模态叠加法的结构动态响应优化方法108

4.1 模态叠加法110

4.2 等效静态载荷法111

4.3 关键时间点集113

4.4 方法流程114

4.5 算例分析115

4.5.1 124杆桁架结构尺寸优化115

4.5.2 18杆桁架结构尺寸与形状混合优化121

4.6 本章小结127

第5章 基于局部特征子结构法的连续结构优化方法129

5.1 连续结构优化问题描述132

5.2 子结构法132

5.3 子结构法的实施134

5.4 基于子结构法的优化迭代136

5.5 算例分析138

5.5.1 空腹梁设计138

5.5.2 柴油机活塞设计143

5.6 本章小结152

第6章 基于子结构平均单元能量的结构动态特性优化方法154

6.1 结构动态特性优化问题描述156

6.2 结构平均单元能量157

6.2.1 影响结构动态特性的因素157

6.2.2 平均单元能量分析158

6.3 子结构划分160

6.4 基于子结构平均单元能量的结构动态特性优化方法的实施164

6.5 124杆桁架结构优化设计165

6.5.1 采用本章所提方法进行优化165

6.5.2 基于几何特征和经验确定设计变量及其取值范围172

6.5.3 采用式（6.3）的优化模型寻优比较两种方法174

6.6 本章小结177

第7章 基于节点里兹势能主自由度的结构动态缩减方法178

7.1 节点里兹势能计算及主自由度选择180

7.2 构造缩减系统181

7.3 基于节点里兹势能主自由度的结构动态缩减方法的实施183

7.4 算例分析184

7.4.1 圆柱曲板184

7.4.2 曲轴188

7.5 本章小结191

参考文献193