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| 內容簡介： |
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本书着重介绍了各种现代先进设计的基本概念、原理、方法、特点、应用以及发展方向，主要内容包括：绪论、优化设计方法、基于仿真的设计、不确定性设计、多子系统层级设计、多尺度建模与设计、轻量化设计、智能设计。本书遵循“先理论、后方法、再实践”的编排方式，内容丰富精炼，知识体系先进、完整，适应性广，实践性强。全书共八章，在每章后都附有复习思考题。本书可作为高等院校理工科设计相关专业学生的专业主干基础课教材，也可作为相关科研及工程技术人员的参考书。
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前言第1章绪论1.1先进设计的内涵与意义1.1.1先进设计的内涵1.1.2先进设计的意义1.2先进设计的特点1.3先进设计的原则1.3.1功能满足原则1.3.2经济合理原则1.3.3社会适用原则1.3.4质量保障原则1.3.5工艺优良原则1.4先进设计方法1.4.1优化设计方法1.4.2基于仿真的设计1.4.3不确定性设计1.4.4多子系统层级设计1.4.5多尺度建模与设计1.4.6轻量化设计1.4.7智能设计复习思考题第2章优化设计方法2.1基本概念和理论2.1.1基本概念2.1.2基本理论2.2进化算法2.2.1遗传算法2.2.2差分进化算法2.3群智能优化算法2.3.1蚁群算法2.3.2粒子群算法2.3.3人工鱼群算法2.4其他智能优化算法2.4.1模拟退火算法2.4.2免疫算法2.5多目标优化方法2.5.1线性加权组合法2.5.2功效系数法2.5.3主要目标法2.6MATLAB在优化设计中的应用2.6.1MATLAB软件简介2.6.2应用实例复习思考题第3章基于仿真的设计3.1计算机辅助设计3.1.1CAD系统3.1.2计算机辅助图形处理3.1.3CAD建模技术3.2计算机辅助工程分析3.2.1有限元基本原理3.2.2建模与仿真分析3.3试验设计3.3.1均匀设计3.3.2正交设计3.3.3拉丁超立方设计3.4代理模型技术3.4.1多项式响应面3.4.2径向基函数3.4.3Kriging3.4.4混沌多项式展开3.4.5多保真度代理模型3.5敏感性分析3.5.1局部敏感性分析3.5.2全局敏感性分析3.6自适应序列采样3.7应用案例3.7.1翼子板结构优化设计3.7.2翼子板铺层优化设计方法3.7.3以安装点刚度为目标的Kriging模型构建3.7.4翼子板铺层优化设计研究复习思考题第4章不确定性设计4.1基本概念和理论4.1.1基本概念4.1.2基本理论4.2不确定性量化4.2.1参数不确定性4.2.2代理模型不确定性4.3不确定性传递4.3.1基于数字模拟的方法4.3.2基于局部展开的方法4.3.3基于数值积分的方法4.3.4基于函数展开的方法4.4不确定性变换4.4.1正交变换4.4.2Rosenblatt变换4.4.3Nataf变换4.4.4Copula及Vine Copula理论4.5随机过程与随机场4.5.1随机过程4.5.2随机场4.5.3随机离散理论4.6多源不确定性分析4.6.1不确定性源4.6.2耦合量化与分析4.7不确定性优化设计4.7.1稳健性设计4.7.2可靠性设计4.7.3可靠性稳健设计4.8应用案例复习思考题第5章多子系统层级设计5.1基本概念和理论5.1.1基本概念5.1.2基本理论5.2多子系统分解策略5.2.1目标级联分析5.2.2协同优化法5.2.3两级集成系统综合法5.2.4并行子空间优化法5.3系统不确定性分析5.3.1相关性建模5.3.2λ-PDF拟合技术5.3.3子系统不确定性分析5.3.4系统分析框架5.4层级敏感性分析5.4.1相关变量敏感性分析5.4.2集成策略5.5系统代理模型构建5.5.1子系统代理模型构造5.5.2子系统保真度提高5.6基于系统分解的设计方法5.6.1前馈耦合系统5.6.2后馈耦合系统5.7应用案例复习思考题第6章多尺度建模与设计6.1基本概念和理论6.1.1基本概念6.1.2基本理论6.2细观尺度建模6.2.1细观尺度随机性表征6.2.2细观尺度随机性重构6.2.3细观尺度随机性建模6.3介观尺度建模6.3.1介观尺度随机性表征6.3.2介观尺度随机性重构6.3.3介观尺度随机性建模6.4多尺度本构建模6.4.1唯象本构6.4.2细观尺度随机性本构6.4.3介观尺度随机性本构6.4.4宏观尺度随机性预测6.5多尺度优化设计及应用案例6.5.1多尺度优化设计流程6.5.2应用案例复习思考题第7章轻量化设计7.1轻量化设计流程7.1.1设计问题定义7.1.2设计流程7.2材料轻量化设计7.2.1车身材料强度理论7.2.2车身材料选择原则7.3结构轻量化设计7.3.1形状优化7.3.2拓扑优化7.4面向多学科性能的轻量化设计7.4.1汽车结构刚度设计7.4.2汽车结构强度设计7.4.3面向汽车NVH性能的轻量化设计7.4.4面向汽车碰撞安全性的轻量化设计7.4.5应用案例复习思考题第8章智能设计8.1概述8.2特征工程8.2.1特征理解8.2.2特征增强8.2.3特征转换8.3数据挖掘8.3.1分类方法8.3.2聚类方法8.3.3降维分析8.4基于机器学习的设计8.4.1神经网络8.4.2深度生成模型8.5基于数字孪生的设计8.5.1物理实体8.5.2虚拟实体8.5.3服务8.5.4孪生数据8.5.5连接8.6数据驱动的智能设计8.6.1数据驱动的力学超材料设计8.6.2大数据专家系统复习思考题参考文献
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随着科学技术的飞速发展，人类社会进入了数字化、信息化、智能化、网络化、大数据、云计算的时代。当今机械产品和设备向高速、高效、精密方向发展，结构日益复杂，对其要求功能性更强、可靠性更高、经济性更好，这就需要从事设计和制造的专业人士掌握最先进的设计理论与方法，提高创新设计开发能力，以满足社会不断增长的需求。先进设计理论与方法以多种科学方法和技术为手段，综合考虑现代产品特性、环境特性、人文特性以及经济特性进行系统优化设计，是在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。本书作为高等院校理工科设计相关专业学生的专业主干基础课教材，为适应当代科学技术发展和我国科技发展战略需要，本书按照专业人才培养模式改革要求以及《新工科研究与实践项目指南》的精神，汲取大量国内外相关资料及教材的优点，结合编者多年的教学与工程实践经验编写而成。本书系统介绍了现代各种先进设计的基本概念、原理、方法、特点、应用以及发展方向，主要内容包括：绪论、优化设计方法、基于仿真的设计、不确定性设计、多子系统层级设计、多尺度建模与设计、轻量化设计、智能设计。本书遵循“先理论、后方法、再实践”的编排方式，内容丰富精炼，知识体系先进、完整，适应性广，实践性强。本书不仅注重学生获取知识、分析与解决实际工程技术问题能力的培养，而且注重学生工程素质与创新思维能力的培养，所采用的应用实例大多来自于编者团队所主持并圆满完成的科研项目。本书由朱平任主编，参加编写的人员及分工是：朱平、宋周洲、张涵寓（第1章、第2章、第8章），朱平、徐蔚云（第3章、第7章），刘钊、许灿、张涵寓（第4章、第5章），朱平、许灿（第6章）。在编写过程中，编者参考了相关教材、手册、学术期刊论文、文献资料等，在此一并向其作者表示由衷的感谢。本书涉及的专业知识面较广，由于编者水平和经验有限，书中难免有不足和疏漏之处，敬请读者批评和指正。编者
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