結構優化及其在振動和聲學設計中的應用

結構優化及其在振動和聲學設計中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

杜建鑌 著
圖書標籤:
  • 結構優化
  • 振動控製
  • 聲學設計
  • 有限元分析
  • 模態分析
  • 優化算法
  • 結構力學
  • 工程設計
  • 數值計算
  • 多學科優化
想要找書就要到 靜流書站
立刻按 ctrl+D收藏本頁
你會得到大驚喜!!
齣版社: 清華大學齣版社
ISBN:9787302385912
版次:1
商品編碼:11678237
品牌:清華大學
包裝:平裝
叢書名: 清華大學動力學與控製叢書
開本:16開
齣版時間:2015-04-01
用紙:膠版紙

具體描述

內容簡介

  《結構優化及其在振動和聲學設計中的應用》是作者在清華大學航天航空學院所講授的研究生課程“結構優化設計”講義的基礎上,對有關內容做進一步整理和補充編寫而成的。全書分為兩篇。第1篇為基礎部分,前5章大緻涵蓋瞭結構優化的基本概念、一般性理論和較為常見的求解方法; 第6~8章介紹瞭一些在大規模結構優化問題的求解中十分有效的模型處理技術和靈敏度分析方法。考慮到結構拓撲優化是近20年來結構優化領域最為活躍的方嚮,而振動和聲學設計又是近年來該方嚮的研究熱點之一。本書第2篇圍繞此領域進行專題介紹。第9章對結構拓撲優化的基本思想和實現方法進行介紹,第10~13章分彆針對振動和聲學拓撲優化領域的四個專題進行介紹,即特徵頻率優化、動態柔度優化、聲振耦閤係統優化及聲學微結構優化,其內容除瞭包括基本理論和方法,也匯集瞭作者及其閤作者在近年的一些相關研究成果。
  《結構優化及其在振動和聲學設計中的應用》可作為高等院校力學、航空航天、機械、土木建築、水利、車輛工程等專業的本科生和研究生的教材,也可作為上述專業的教師和工程技術人員的參考用書。

結構優化及其在振動和聲學設計中的應用 本書深入探討瞭結構優化的理論基礎、核心方法及其在工程設計中的關鍵作用,尤其聚焦於其在解決振動和聲學問題時的獨到之處。通過對結構性能指標的精細化控製,實現輕量化、高強度、低噪聲、優良隔振等設計目標,是現代工程技術領域麵臨的重要挑戰。 理論基石與優化範式 本書首先為讀者構建瞭堅實的理論框架。我們將從最基本的優化理論入手,介紹數學規劃、凸優化等基礎概念,為理解更復雜的結構優化算法奠定基礎。隨後,將詳細闡述結構優化中的關鍵要素:設計變量、目標函數和約束條件。設計變量可以是結構的幾何尺寸、材料屬性、拓撲構型,目標函數則涵蓋瞭質量最小、剛度最大、固有頻率調控、噪聲抑製、振動傳遞減弱等多種性能指標。約束條件則包括應力、位移、屈麯載荷、模態頻率範圍、聲學衰減率等。 我們將重點介紹當前主流的結構優化方法。這包括: 拓撲優化 (Topology Optimization):這是實現結構輕量化和性能提升的強大工具。本書將詳細講解基於密度法(如SIMP法)、水平集法、可製造性驅動拓撲優化等主流算法的原理、數值實現及其在不同應用場景下的優劣勢。我們將通過案例分析,展示如何通過拓撲優化設計齣前所未見的、高效的結構形式,以達到材料使用的最優。 形狀優化 (Shape Optimization):當結構的整體構型基本確定,但邊界形狀仍有改進空間時,形狀優化能夠發揮重要作用。本書將介紹如何利用梯度方法、共軛梯度法等,對結構的邊界進行微調,以優化應力分布、改善流動特性或增強動力學性能。 尺寸優化 (Size Optimization):這是最基礎的優化方法之一,通過調整結構的截麵尺寸、梁的厚度等參數,來達到預期的性能目標。本書將介紹如何將尺寸優化與有限元分析相結閤,實現結構性能的精細調控。 參數化建模與優化:在實際工程應用中,結構往往具有復雜的幾何形狀,需要有效的參數化建模技術來描述。本書將介紹如何建立參數化模型,並將其與優化算法相結閤,實現對復雜結構的高效優化。 振動設計中的應用 振動是結構動力學性能的重要體現,在許多工程領域,不希望齣現的振動會嚴重影響産品的性能、可靠性和用戶體驗。本書將深入剖析結構優化在解決振動問題中的策略和方法: 固有頻率與模態分析的優化:許多設備的設計需要避免在特定工作頻率範圍內産生共振,或者需要將結構的固有頻率“移齣”某個危險區域。本書將詳細介紹如何利用優化算法,通過改變結構參數,精確調控結構的固有頻率和振型,使其滿足設計要求。例如,如何通過優化梁的截麵形狀,提高其一階彎麯模態頻率;如何通過改變平闆的支撐方式,調整其高階模態頻率。 減振與隔振設計:如何有效地降低結構的振動傳遞,是提高設備性能和舒適度的關鍵。本書將探討如何通過優化結構的質量分布、剛度布局或增加阻尼結構,來減小振動在結構內部的傳播。我們將介紹阻尼材料的優化布置,以及如何設計減振器和隔振支架,以最大程度地隔離外部振動源。 動力吸振器設計:對於特定頻率的強迫振動,動力吸振器是一種行之有效的解決方案。本書將講解如何基於結構振動特性,設計最優參數的調諧質量阻尼器 (TMD),以有效抑製特定頻率的共振。 衝擊響應優化:在某些應用場景下,結構需要承受瞬時衝擊載荷。本書將介紹如何通過優化結構參數,減小衝擊載荷下的最大應力、位移,提高結構的抗衝擊能力。 聲學設計中的應用 噪聲問題是影響産品競爭力、居住環境和工業生産效率的重要因素。本書將聚焦結構優化在聲學設計中的應用,探討如何利用先進的優化技術,實現靜音和聲學舒適性: 噪聲源減弱與控製:許多噪聲源是由於結構的振動輻射産生的。本書將闡述如何通過優化結構的振動響應,間接減弱或消除噪聲的産生。例如,如何通過優化發動機罩的拓撲結構,降低其振動,從而減少發動機噪聲的傳播。 聲傳播路徑控製與隔聲設計:針對結構本身産生的噪聲,或者外部傳入的噪聲,我們需要設計有效的隔聲措施。本書將介紹如何通過優化結構材料的分布、構件的連接方式,以及引入吸聲、隔聲材料,來提高結構的隔聲性能。例如,如何設計最優的汽車車門隔音結構,以阻擋外界噪聲的進入。 吸聲結構設計:在室內聲學環境中,如何有效吸收聲能,改善房間的混響時間,提高語音清晰度,也是重要的聲學設計目標。本書將介紹如何利用多孔吸聲材料、共振吸聲結構等,通過優化其幾何參數和材料特性,設計齣高效的吸聲裝置。 聲學封裝與聲輻射效率優化:在電子設備、汽車等領域,對特定區域的聲輻射有嚴格要求。本書將講解如何通過優化結構的錶麵形狀和材料特性,來降低結構的聲輻射效率,實現特定區域的聲學“隱身”。 方法論與實踐 本書不僅關注理論和應用,更強調方法論的係統性和實踐性。我們將詳細講解: 多物理場耦閤仿真:結構振動與聲學現象往往是相互耦閤的。例如,結構的振動會産生聲波,聲波的壓力也會反作用於結構。本書將介紹如何利用多物理場仿真軟件,將結構力學與聲學分析進行耦閤,以獲得更準確的優化結果。 優化算法的集成與後處理:本書將介紹如何將不同的優化算法與有限元分析軟件(如ANSYS, Abaqus, COMSOL等)進行有效的集成,構建完整的結構優化流程。同時,我們將探討優化結果的後處理技術,如網格重構、平滑處理、可製造性評估等,以確保優化設計能夠順利轉化為實際産品。 案例分析與前沿展望:本書將包含大量來自航空航天、汽車、機械製造、建築聲學等領域的實際工程案例,通過這些案例,讀者可以直觀地瞭解結構優化在解決實際問題中的應用效果。最後,本書將對結構優化在振動和聲學設計領域的未來發展趨勢進行展望,包括機器學習與優化結閤、多目標優化、實時優化等。 本書旨在為從事結構設計、機械工程、聲學工程、汽車工程、航空航天工程等領域的工程師、研究人員和高等院校學生提供一本全麵、深入且實用的參考書。通過學習本書,讀者將能夠掌握先進的結構優化技術,並將其靈活應用於各類振動和聲學問題的設計與解決中,從而創造齣性能更優、更具競爭力的産品。

用戶評價

評分

閱讀這本書的契機,源於我近期參與的一個關於新型隔音材料的研發項目。項目團隊在解決高頻噪音衰減方麵遇到瞭瓶頸,傳統的吸音和隔音措施效果不盡如人意,反饋的聲音也指嚮瞭材料本身的結構設計可能存在問題。在查找相關文獻資料時,偶然發現瞭這本書的目錄,其中“結構優化在聲學設計中的應用”這一章節的齣現,如同黑暗中的一盞明燈,瞬間吸引瞭我的目光。盡管我並非結構力學的專業人士,但目錄中提到的“拓撲優化”、“形狀優化”、“尺寸優化”等術語,讓我嗅到瞭解決問題的可能路徑。我特彆關注到其中可能包含的關於如何通過改變材料內部微觀或宏觀結構,來達到優化聲學性能的探討。我想象著書中會詳細闡述不同優化算法在實際工程中的應用,以及它們如何幫助工程師在保證結構強度的前提下,有效地減少共振,控製聲波的傳播和反射。這本書的齣現,為我提供瞭一個全新的視角來審視我們現有的設計思路,它或許能為我們突破技術瓶頸提供理論指導和實踐藉鑒。盡管我尚未深入閱讀具體內容,但僅憑目錄和書名所傳達的信息,我就已經能夠預見到它在這方麵的價值。我非常期待書中能夠提供一些具體的案例分析,展示結構優化是如何有效地提升産品在振動和聲學方麵的錶現的,例如汽車行業的NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)問題,或者航空航天領域對復雜結構振動特性的控製等等。

評分

在我看來,一本優秀的工程技術書籍,不僅僅在於它內容的準確性,更在於它是否能夠激發讀者的思考,並引導讀者走嚮更深入的探索。這本書的書名《結構優化及其在振動和聲學設計中的應用》正是如此,它點明瞭一個非常具象化的研究領域,並且將“結構優化”這一抽象的數學和工程概念,與“振動”和“聲學設計”這兩個工程實踐中的重要議題緊密地聯係在一起。這讓我聯想到,書中很可能不僅僅會介紹各種結構優化算法(如遺傳算法、粒子群優化、梯度優化等),更重要的是會詳細解析這些算法在解決實際工程問題時,所麵臨的挑戰和突破。例如,在振動控製方麵,優化算法如何幫助工程師尋找一個能夠最大程度降低結構響應的參數組閤?在聲學設計方麵,如何通過優化材料的微觀結構或宏觀幾何形狀,來實現對聲波的有效吸收或反射?我特彆好奇書中是否會探討多目標優化的問題,比如在追求低振動的過程中,可能同時需要考慮結構的輕量化和成本效益,這無疑會增加設計的復雜性。而“應用”這個詞,更是讓我對書中可能包含的豐富案例充滿瞭期待,我希望看到書中能夠給齣一些具體的設計流程和方法論,能夠讓我學以緻用,將其應用到我自己的工作中。

評分

當我看到這本書的書名《結構優化及其在振動和聲學設計中的應用》時,我的腦海中立刻浮現齣許多與此相關的工程場景。我猜想,這本書將是一本理論與實踐相結閤的典範之作,它會深入淺齣地介紹結構優化這一強大的工程設計工具,並重點闡述其在振動和聲學領域的創新應用。在振動控製方麵,我預感書中會討論如何利用優化算法來尋找最佳的結構參數,以達到降低結構的固有頻率、抑製共振、減小振動傳遞的目的。這可能涉及到對材料的選取、結構的形狀設計、甚至連接方式的優化。例如,在機械設計中,如何通過優化支架的結構來減小設備的運行噪音和振動;在土木工程中,如何優化橋梁的結構來抵禦地震和風力的影響。在聲學設計方麵,我期待書中能夠深入探討如何通過結構優化來設計齣具有優異吸聲、隔聲、降噪性能的材料和結構。這可能包括對多孔材料微觀結構的優化,或者對隔音牆體、吸音天花闆等宏觀結構的形狀和材料分布進行優化。這本書的齣現,無疑為我提供瞭一個係統學習和應用結構優化技術的新途徑。

評分

這本書的書名,簡潔而直接,卻能引發我對於其中可能包含內容的諸多猜想。我首先想到的是“結構優化”這一核心概念,它必然涉及各種數學方法和算法,旨在找到最優的結構設計方案。我猜想,書中會詳細介紹這些優化方法的原理,例如基於靈敏度的優化、基於仿真的優化,以及一些啓發式優化算法。而“振動和聲學設計”則是這些優化方法施展身手的具體舞颱。在振動領域,我聯想到的是如何通過結構優化來降低結構的共振頻率,從而避免在工作狀態下産生不必要的機械振動,影響設備的性能和壽命。例如,在精密儀器製造中,如何設計齣低振動的支撐結構;在交通工具設計中,如何優化車身的結構來減小路麵帶來的顛簸感。在聲學領域,我推測書中會探討如何通過結構優化來控製聲音的産生、傳播和吸收。這可能包括設計高效的吸音材料、隔音屏障,或者優化揚聲器箱體的聲學性能,以獲得更佳的音質。這本書的書名,已經暗示瞭我將要踏上一段探索工程設計新境界的旅程,充滿瞭挑戰與機遇。

評分

這本書的書名《結構優化及其在振動和聲學設計中的應用》雖然直接,但我認為它背後所蘊含的知識深度和廣度是相當可觀的。我猜測,這本書並非僅僅羅列一些公式和理論,而是會深入探討如何將抽象的優化算法與具體的工程應用場景相結閤。例如,在振動設計方麵,我推測書中會涉及如何通過對結構的形狀、材料分布甚至材料本身的微觀結構進行優化,來降低結構的固有頻率,避免在特定工作頻率下産生共振,從而提高結構的穩定性和可靠性。它可能還會討論如何利用優化方法來減小結構的振動響應,比如在機械設備、橋梁、建築等領域,減少因振動帶來的疲勞損傷或不適感。而在聲學設計方麵,我設想書中會重點闡述結構優化在隔音、吸音、聲輻射等方麵的作用。比如,如何設計一種具有特定空腔結構的麵闆,使其在特定的頻率範圍內具有優異的吸音性能;或者如何通過優化結構來抑製聲源的輻射,減少噪音的産生。我期待書中能夠提供一些定量化的分析方法,能夠讓我理解如何在設計初期就預估和控製結構在振動和聲學方麵的性能,而不是等到産品齣現問題後再去修改。這本書的書名本身就強調瞭“應用”,這讓我對書中可能包含的大量實際工程案例充滿瞭期待,相信它能為我帶來切實的啓發和幫助。

評分

這本書的書名,給我一種非常紮實的工程技術手冊的感覺。我預想,它會是一本內容詳實、條理清晰的著作,適閤作為結構工程師、聲學工程師以及相關領域研究人員的參考讀物。我認為,書名中“結構優化”的概念,是核心和基礎,它將涵蓋各種數學優化方法,例如基於梯度的方法、啓發式算法(如遺傳算法、模擬退火)以及拓撲優化等。而“振動和聲學設計”則是這些優化方法應用的具體領域。在振動設計方麵,我猜測書中會涉及如何通過優化結構參數來改變結構的固有頻率、阻尼比,以及降低結構的動態響應,從而達到減振、抗振的目的。這可能包括對梁、闆、殼等基本構件的優化,也可能涉及復雜整體結構的優化。在聲學設計方麵,我期待書中能夠闡述如何通過結構優化來控製聲波的傳播、吸收和反射,例如設計吸聲材料的微觀結構,或者優化揚聲器箱體的設計以獲得更好的音質。我認為,這本書的價值在於它能夠提供一套係統的理論框架和實踐方法,指導工程師如何在産品設計的早期階段就將振動和聲學性能的優化納入考量,從而避免後期高昂的修改成本。

評分

我被這本書的書名所吸引,是因為它精確地指齣瞭一個我非常感興趣的研究方嚮——如何通過工程手段來改善産品的振動和聲學錶現。我猜想,這本書的作者一定是一位在該領域有著深厚造詣的專傢。書名中的“結構優化”是一個寬泛的概念,我推測書中會深入探討各種先進的優化算法,包括但不限於參數優化、形狀優化、拓撲優化等。這些優化算法將如何被應用於解決振動和聲學設計中的具體問題,將是本書的關鍵所在。例如,在振動方麵,我期待書中能夠展示如何通過優化結構的質量分布、剛度分布,甚至是材料的微觀組織,來達到減小結構共振、降低傳遞的振動的目的。在聲學方麵,我設想書中會詳細講解如何通過結構優化來設計高效的吸音材料、隔音結構,或者如何優化聲學傳感器的靈敏度和信噪比。我特彆希望書中能夠提供一些實例分析,展示這些優化技術是如何在實際工程中應用的,比如在汽車、航空航天、建築工程、甚至消費電子産品等領域,通過結構優化來提升産品的性能和用戶體驗。

評分

這本書的書名,乍一聽,似乎是對工程領域中一個比較偏門的研究方嚮的介紹。然而,仔細品味“結構優化”與“振動和聲學設計”之間的聯係,我卻能感受到其中蘊含的巨大潛力和價值。我推測,這本書的內容會圍繞著如何通過數學模型和計算方法,對工程結構的幾何形狀、材料屬性、甚至連接方式進行係統性的調整,以期達到最佳的振動和聲學性能。這不禁讓我想到,在許多現代工程設計中,減小噪音、控製振動已經成為瞭産品性能和用戶體驗的關鍵指標。例如,汽車的NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)性能直接影響著駕駛的舒適度和乘員的健康;航空發動機的振動特性則關係到飛機的安全性;而建築聲學設計則直接影響著人們在居住和工作環境中的感受。因此,這本書所研究的“結構優化”技術,很可能是一種能夠從根本上解決這些問題的強大工具。我期待書中能夠詳細介紹一些前沿的優化算法,並結閤具體的工程實例,展示這些算法是如何被應用於解決實際的振動和聲學設計難題的。或許,書中還會探討如何將計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助工程(CAE)軟件與結構優化技術相結閤,形成一套完整的工程設計流程。

評分

這本書的書名《結構優化及其在振動和聲學設計中的應用》,讓我立刻聯想到工程設計領域中一個非常重要且具有前瞻性的研究方嚮。我猜測,本書會從理論到實踐,全麵地介紹結構優化的基本概念、常用算法以及其在解決工程實際問題中的重要作用。在“振動設計”方麵,我設想書中會深入探討如何利用結構優化技術來改善結構的動態響應,例如通過調整結構的幾何形狀、材料分布,甚至連接方式,來降低結構的固有頻率,避免共振,或者減小結構的振動幅度。這可能涉及到對機械設備、航空航天器、汽車等領域的結構進行優化,以提高其可靠性和使用壽命。在“聲學設計”方麵,我期待書中能夠詳細介紹結構優化在降噪、吸聲、隔聲等方麵的應用。例如,如何設計齣具有特定聲學性能的吸音材料,或者如何優化建築結構的隔音效果,以及如何減少設備運行時産生的噪音。這本書的齣現,無疑為我提供瞭一個深入瞭解和掌握結構優化技術,並將其應用於解決振動和聲學設計難題的寶貴機會。

評分

這本書的封麵設計給我留下瞭深刻的印象,它采用瞭深邃的藍色背景,上麵點綴著一些抽象的幾何圖形,隱約勾勒齣一種結構化的美感。拿到手中,紙張的質感溫潤而厚實,散發著淡淡的油墨香,讓人立刻感受到一種知識沉澱的厚重感。我迫不及待地翻開扉頁,作者的名字映入眼簾,雖然我對其研究領域尚不熟悉,但那簡潔有力的字體,如同精心設計的工程圖紙,預示著內容的嚴謹與專業。我注意到書的裝幀工藝非常精湛,綫裝牢固,書頁展開平整,即使長時間閱讀也不會感到疲憊。封底的齣版社信息和條形碼也排列得整齊劃一,處處體現著齣版方的專業水準。我尤其喜歡封麵上那句簡短的宣傳語,它用一種略帶神秘感的語調,暗示著結構優化在振動和聲學設計領域所能帶來的變革性力量,激發瞭我探索未知的好奇心。從封麵上,我無法直接獲取到書中具體的章節內容,但這種含蓄的錶達方式,反而讓我産生瞭更多的聯想和期待,仿佛這本書是一扇通往更高深科學殿堂的門,而封麵,就是那扇門的引人入勝的雕花。我開始想象,在這層層疊疊的書頁背後,究竟隱藏著怎樣精妙的理論,又會展現齣怎樣震撼人心的工程實例。這種基於視覺和觸覺的初印象,已經為我接下來的閱讀之旅奠定瞭堅實的基礎,讓我對接下來的內容充滿瞭高度的興趣和信心。

評分

在圖書館看後決定買的。

評分

在圖書館看後決定買的。

評分

是挺不錯的,物流也快,質量也好,一直信賴京東

評分

還可以,湊單用的書。

評分

給同事買的。。。。。。

評分

好書

評分

贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊贊

評分

本書承濛中國科學院力學研究所武曉雷研究員審閱全稿,並提齣瞭寶貴意見,在此錶示衷心的感謝。

評分

書本有點薄,優化方法那塊寫的有點多,實力應用寫的少瞭點。

相關圖書

本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息,本站不存儲任何數據與內容,任何內容與數據均與本站無關,如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度google,bing,sogou

© 2025 book.coffeedeals.club All Rights Reserved. 靜流書站 版權所有