机械优化设计习题参考答案第五版

1 结 构 优 化 设 计 structural optimal design (optimum structural design) 参 考 书 ： 1. 孙 靖 民 ： 机 械 优 化 设 计 ， 机 械 工 业 出 版 社 ， 2003 2. 孙 德 敏 ： 工 程 最 优 化 方 法 和 应 用 ， 中 国 科 大 出 版 社 ， 1997 3. 施 光 燕 ： 最 优 化 方 法 ， 高 教 出 版 社 ， 1999 绪 论 1. 内 容 基 本 概 念 ： 结 构 (structure) 广 义 —系 统 组 成 ； 窄 义 —承 受 载 荷 、 维 持 系 统 几 何 形 状 不 变 的 部 分 ， 如 梁 杆 板 壳 及 其 组 合 。 结构 是 用 来 支 承 有 效 载 荷 的 。 设 计 (design) 完 成 一 项 新 产 品 、 新 工 程 前 的 方 案 构 思 （ 如 大 小 、 尺 寸 、 形 状 、 材 料 、 工 艺 过程 等 ）。 数 据 —数 字 化 --CAE 优 化 (optimization) 从 几 种 方 案 中 选 出 最 好 的 —优 选 ； 从 设 计 空 间 中 的 无 数 种 方 案 中 用 计 算机 选 出 最 好 的 —优 化 。 2. 工 程 中 的 优 化 问 题 1） 桥 梁 2） 等 强 度 梁 ， 铁 塔 3） 飞 机 、 航 天 器 4） 其 他 领 域（ 控制、 化 工 ） 3. 发展史: 牛顿， 计 算 机 ， 钱令希； MATLAB—优 化 工 具箱； 遗传算 法 MATLAB—面向工 程 的 高 级语言 Optimization Toolbox 主要功能： 1） 线性规划 xc TbAxmin —— bAclpx,,*  2） 二次规划 xcxHxTTbAx21min —— ),,,(*bAcHqpx  一 、 概 述（ 入 门 实 例 ） 一 、 举 例 1. 人 字 架 优 化 2 已知：2B=152cm, T=0.25cm, E=2.1×105Mpa, ρ=7.8×103kg/m3, σ=420Mpa, 2F=3×105N 求：min [m(D,h)] 满足强度和稳定要求 解：变量 D,h 载荷 hhBFFF21221cos/--单杆内力 应力 hTDhBFAF21221 临界应力 )(8)(22222hBDTEAFee 强度条件 y  hTDhBF2122 y 稳定条件 e  hTDhBF2122 )(8)(22222hBDTE  目标函数：2122)(22),(minhBTDALhDm  解析法：2122)(22),(minhBTDALhDm...