船舶结构优化设计

第一章 绪论

1.1 结构优化设计的任务和意义

1.2 结构优化设计问题的数学模型

1.3 结构优化设计方法概述

第二章 常用最优化算法

2.1 无约束最优化算法

2.2 约束问题的逐次无约束最优化方法

2.3 序列线性规划方法

2.4 拉路朗日乘子法

2.5 可行方向法

2.6 序列二次规划方法

2.7 设计变量为离散值时的处理方法

2.8 多目标优化方法

第三章 结构优化设计的若干专门方法

3.1 力学准则法

3.2 基于有限元分析的结构优化设计方法

3.3 大型复杂结构优化设计的子结构方法

3.4 结构优化设计的分级优化方法

3.5 结构形状优化设计方法

3.6 结构可靠性优化设计方法

第四章 结构优化设计的新方法

4.1 模糊优化设计方法

4.2 模拟生物遗传进化机制的方法

4.3 智能型优化设计方法

4.4 广义设计学探讨

第五章 船舶结构优化设计的实用方法

5.1 概述

5.2 船舶中剖面结构优化设计

5.3 船舶构架和框架结构的优化设计

5.4 船舶配载优化

5.5 船舶坐墩配墩优化设计

5.6 船舶尾轴架结构优化设计

参考文献2100433B

结构优化设计是最优化理论的一个应用最早和卓有成效的领域。船舶作为一种大型复杂结构物，其优化设计方法的研究和应用受到广泛的重视。《船舶结构优化设计》旨在阐 明结构优化设计的基本方法，在此基础上讨论其在船舶结构设计中的应用。内容 分为五章：第一章阐述结构优化设计的任务、意义，以及结构优化设计问题建模和 求解的基本方法。第二章概要阐明工程优化设计中常用的，和较适合于结构优化 设计的基本算法，侧重分析各种算法的原理和思路，每个算法都用图和算例来说 明其迭代过程和特性，以便于读者理解和运用。第三章较全面地概括了结构优化 设计的基本方法，包括经典的准则法，基于有限元分析和适用于大型复杂结构优 化设计的专门方法，以及难度较大的结构形状优化设计方法和结构可靠性优化设 计方法等。第四章讨论了当前结构优化设计的若干新方法。包括模糊优化方法，智 能优化方法和仿生遗传进化方法等。还初步探讨了计算机辅助创新设计问题。第 五章概要阐述了船舶结构优化设计中的若干典型问题，涉及船舶基本结构优化， 配载优化，以及一些典型局部结构的刚度和配置优化等。本章内容大都是作者及 其同事教学和科研实践的总结。全书注重理论联系实际，力求深入浅出，概念清 晰，算法简明。每节都附算例，以便于读者理解原理和掌握算法。

《船舶结构优化设计》是根据船舶类高等学校重点规划教材的要求编写和审定的，主要用作船 舶类专业本科生高年级选修课程或研究生相关课程的教材，也可供本专业科技人 员，以及航空、钢结构等相关专业的学生和科技人员阅读和应用。

《国防特色教材·船舶与海洋工程·船舶结构优化设计》以船舶结构强度与结构设计理论为基础，通过将数学规划理论、智能优化算法等优化设计方法与计算机技术相结合，求解船舶结构设计中满足某种特定要求的结构最优化设计问题。

《国防特色教材·船舶与海洋工程·船舶结构优化设计》的主要内容有传统结构优化方法(数学规划方法理论)、现代智能优化算法、型材剖面的优化设计、船体主要结构的优化设计、船体中剖面结构的优化设计。从解决结构优化问题的优化方法人手，结合船舶结构优化设计中的问题，同时通过简单优化算例的求解过程，使读者了解船舶结构优化的思想和实现过程。

第1章绪论

1.1引言

1.2结构优化设计的概念

1.3结构优化算法及其发展现状

1.4船体结构优化设计的一般概念

第2章传统结构优化方法

2.1一维搜索最优化方法

2.2线性规划

2.3不利用导数的优化方法

2.4利用导数的优化方法

2.5有约束问题的无约束化

思考题与练习题

第3章现代智能优化算法

3.1模拟退火算法

3.2遗传算法

3.3蚁群算法

3.4粒子群算法

思考题与练习题

第4章型材剖面的优化设计

4.1引言

4.2型材的强度要求及剖面要素计算

4.3型材的稳定性要求

4.4型材剖面优化设计的基本概念

思考题与练习题

第5章船体主要结构的优化设计

5.1建立局部强度计算模型

5.2船底结构的优化设计

5.3甲板结构的优化设计

5.4舷侧结构的优化设计

5.5舱壁结构的优化设计

5.6设计算例

思考题与练习题

第6章船体中剖面结构的优化设计

6.1船体中剖面设计的基本任务和策略

6.2中剖面纵向构件相当厚度的设计

6.3板与纵骨间的最优分配

6.4剖面结构优化具体算例

思考题与练习题

参考文献

本书为国防科工局“十一五”规划的国防特色教材，是根据国防科工局教材立项评审工作会议通过的《船舶结构与强度》编写大纲编写而成的。

“船舶结构与强度”是高职院校船舶工程技术专业的一门专业主干课程，包括船舶结构力学、船体强度和船体结构设计几部分内容。

本书共分十章，主要包括单跨梁的弯曲理论、力法、位移法、能量法、稳定性、有限元法基础、船舶静置在波浪上的剪力和弯矩计算、总纵强度计算、船体型材剖面设计和船体结构规范设计等内容。