基于仿真模型的动态响应优化方法

目 录

第1章 绪论 1

1．1 研究目的和意义 3

1．2 国内外研究概况 5

1．2．1 动态响应优化 6

1．2．2 基于仿真的优化研究概况 7

1．3 本书研究内容、创新点与组织结构 13

1．3．1 本书的主要研究内容 13

1．3．2 主要创新点 14

1．3．3 组织结构 15

第2章 动态响应优化问题的并行化处理 17

2．1 动态响应优化算法的并行化 17

2．1．1 SQP算法的并行化 17

2．1．2 并行调度算法 18

2．1．3 算法分析 22

2．2 动态响应并行优化过程 23

2．2．1 并行平台 23

2．2．2 动态响应并行优化实现 24

2．3 实例分析 27

2．4 本章小结 32

第3章 基于时间谱元法的动态响应优化算法 33

3．1 谱元法 33

3．1．1 瞬态和稳态分析 34

3．1．2 全部状态变量的全局组装和求解 36

3．2 逐步谱元法 37

3．2．1 线性动力学方程的逐步时间谱元法 38

3．2．2 线性结构动态响应方程及其转化形式 38

3．2．3 时间分段及单元划分 39

3．2．4 单元分析 39

3．2．5 集成总体时间谱元方程及求解 41

3．3 初始条件 41

3．4 基于时间谱元法的动态响应优化 41

3．5 实例分析 42

3．5．1 动态响应分析 42

3．5．2 动态响应优化 47

3．6 本章小结 83

第4章 多元模型自适应与时间谱元法结合的动态响应优化 84

4．1 时间谱元法 86

4．1．1 结构动力学方程及其转化形式 87

4．1．2 单元划分 87

4．1．3 单元分析 88

4．1．4 集成总体时间谱元方程并求解 88

4．2 元模型混合自适应方法 89

4．3 处理与时间相关约束的方法 90

4．3．1 关键点集法（Critical Points Set Method，CPSM） 90

4．3．2 元模型混合自适应优化依赖于时间的约束 91

4．4 算例分析 92

4．4．1 汽车悬架系统动态响应优化设计问题一 92

4．4．2 汽车悬架系统动态响应优化设计问题二 94

4．5 结论 96

4．6 本章小结 97

第5章 基于MARS的动态响应优化算法 98

5．1 响应面方法 98

5．1．1 多项式 98

5．1．2 MARS 99

5．2 基于MARS的优化技术 103

5．2．1 优化问题 103

5．2．2 近似概念 103

5．2．3 基于MARS的动态优化策略 104

5．3 实例分析 113

5．3．1 Hesse函数 113

5．3．2 阶梯悬臂梁截面设计 113

5．3．3 变截面悬臂梁形状优化设计 116

5．3．4 线性两自由度减振器最优设计 120

5．3．5 汽车悬架系统动态响应优化设计 124

5．4 本章小结 130

第6章 基于模糊聚类的全局动态响应优化算法 131

6．1 模糊数学方法 131

6．1．1 模糊集的概念 132

6．1．2 模糊分类关系 133

6．1．3 模糊聚类 134

6．2 模糊C均值聚类 136

6．3 模糊聚类全局仿真优化算法 137

6．3．1 Kriging元模型 137

6．3．2 拉丁超立方试验设计 140

6．3．3 算法思想及步骤 140

6．4 实例分析 144

6．5 本章小结 154

附录A 动态响应优化问题的并行化处理程序 155

附录B 基于时间谱元法的动态响应优化算法程序 159

附录C 多元模型自适应与时间谱元法结合的动态优化 177

附录D MARS的动态响应优化算法 187

附录E 基于模糊聚类的全局动态响应优化算法 200

参考文献 210

本书系统地介绍了机械结构动态响应优化方法，包括并行优化、基于时间谱元法的机械系统物理模型求解、多元模型自适应与时间谱元法结合的动态响应优化技术、基于MARS的动态响应优化算法、基于模糊聚类的全局动态响应优化算法等。