前辅文
 绪论
 第一篇 优化设计
  第1章 优化问题及其数学表达
   1.1 优化设计的数学模型
    1.1.1 一个简单的优化设计案例
    1.1.2 设计变量
    1.1.3 目标函数
    1.1.4 约束条件
    1.1.5 优化设计数学模型的标准式
   1.2 优化设计的数学基础
    1.2.1 目标函数的梯度与最速下降方向
    1.2.2 多元函数的泰勒展开
    1.2.3 二次型函数
   1.3 优化问题的极值条件
    1.3.1 无约束优化问题的极值条件
    1.3.2 约束优化问题的极值条件
   1.4 优化设计的数值解法
    1.4.1 迭代法的基本思想
    1.4.2 迭代过程的终止准则
  第2章 一维优化方法
   2.1 搜索区间的几何特征
   2.2 搜索区间的确定
   2.3 搜索区间的缩短
   2.4 一维搜索的试探法
   2.5 一维搜索的插值法
    2.5.1 切线法
    2.5.2 抛物线法
  第3章 多维无约束优化
   3.1 坐标轮换法
   3.2 共轭方向法
    3.2.1 概述
    3.2.2 共轭向量的基本概念
    3.2.3 共轭方向的构造原理
    3.2.4 共轭方向法的搜索过程
   3.3 鲍威尔（Powell）法
    3.3.1 共轭方向法存在的问题
    3.3.2 鲍威尔修正算法
    3.3.3 鲍威尔法的迭代步骤
    3.3.4 鲍威尔法的MATLAB实现
   3.4 最速下降法
   3.5 牛顿法
    3.5.1 牛顿法的基本原理
    3.5.2 广义牛顿法
   3.6 变尺度法
    3.6.1 变尺度法的基本原理
    3.6.2 变尺度矩阵的构建
    3.6.3 变尺度法的迭代步骤
    3.6.4 变尺度法的MATLAB实现
  第4章 多维约束优化
   4.1 随机方向法
    4.1.1 随机方向法的基本原理
    4.1.2 初始点的选择
    4.1.3 可行搜索方向的产生
    4.1.4 随机方向法的迭代步骤
   4.2 惩罚函数法
    4.2.1 内点惩罚函数法
    4.2.2 外点惩罚函数法
   4.3 MATLAB工具箱fmincon函数
  第5章 机械优化设计要点
   5.1 机械优化设计的一般步骤
   5.2 数学建模的基本原则
    5.2.1 设计变量的选择
    5.2.2 目标函数的确定
    5.2.3 约束条件的确定
   5.3 数学模型的尺度变换
    5.3.1 设计变量的无量纲化
    5.3.2 目标函数的性态优化
    5.3.3 约束条件的规格化
   5.4 多目标优化
    5.4.1 主要目标法
    5.4.2 线性加权法
    5.4.3 极大极小法
    5.4.4 理想点法
   5.5 离散变量的优化设计
    5.5.1 离散变量优化问题概述
    5.5.2 拟离散法
    5.5.3 离散惩罚函数法
  第6章 智能优化算法
   6.1 遗传算法
    6.1.1 遗传算法的概念
    6.1.2 遗传算法的计算流程
    6.1.3 遗传算法的基本操作
    6.1.4 遗传算法的特点
    6.1.5 改进的遗传算法
    6.1.6 MATLAB遗传算法工具箱简介
   6.2 粒子群优化算法
    6.2.1 粒子群优化算法的概念
    6.2.2 原始粒子群算法
    6.2.3 标准粒子群算法
    6.2.4 标准粒子群算法的计算流程
   习题一
 第二篇 有限元法
  第7章 弹性力学基本理论
   7.1 弹性力学基本假设
   7.2 弹性力学基本概念
    7.2.1 体力
    7.2.2 面力
    7.2.3 应力
    7.2.4 应变
    7.2.5 位移
    7.2.6 主应力
    7.2.7 主应变
   7.3 弹性力学基本方程
    7.3.1 平衡方程
    7.3.2 几何方程
    7.3.3 物理方程
    7.3.4 边界条件
   7.4 平面问题的基本理论
    7.4.1 平面应力问题
    7.4.2 平面应变问题
    7.4.3 平面问题的基本方程
   7.5 弹性力学的能量原理
    7.5.1 虚位移原理
    7.5.2 最小势能原理
  第8章 有限元基本理论
   8.1 有限元法求解问题的基本步骤
   8.2 基本单元
    8.2.1 杆状单元
    8.2.2 平面单元
    8.2.3 薄板弯曲单元和薄壳单元
    8.2.4 多面体单元
    8.2.5 等参单元
    8.2.6 轴对称单元
   8.3 单元数值分析
    8.3.1 单元的插值函数
    8.3.2 单元应力应变分析
    8.3.3 载荷移置
   8.4 整体集成
   8.5 求解与后处理
    8.5.1 边界约束条件处理
    8.5.2 求解
    8.5.3 计算结果的整理与后处理
  第9章 有限元建模
   9.1 有限元建模的准则
   9.2 常用有限元建模技巧
    9.2.1 对称性和反对称性
    9.2.2 周期对称结构
    9.2.3 降维处理和几何简化
    9.2.4 边界条件的处理
    9.2.5 连接条件的处理
   9.3 参数化有限元建模
    9.3.1 建立实体模型
    9.3.2 实体模型操作
    9.3.3 定义单元属性和划分网格
    9.3.4 直接生成有限元模型
    9.3.5 参数化有限元建模示例
  第10章 接触问题的有限元分析
   10.1 接触问题的边界条件
   10.2 接触问题的有限元法
    10.2.1 接触界面的离散处理
    10.2.2 拉格朗日乘子法的有限元方程
    10.2.3 罚函数法的有限元方程
   10.3 ANSYS接触有限元建模与分析
    10.3.1 ANSYS接触分析的特点
    10.3.2 ANSYS接触分析的参数
    10.3.3 ANSYS接触对的生成
   10.4 ANSYS接触分析算例
  第11章 疲劳与断裂分析
   11.1 结构疲劳分析
    11.1.1 结构疲劳分析原理
    11.1.2 ANSYS结构疲劳分析流程
    11.1.3 ANSYS结构疲劳分析算例
   11.2 结构断裂有限元分析
    11.2.1 结构断裂分析原理
    11.2.2 用于强度因子计算的奇异单元
    11.2.3 ANSYS结构断裂分析流程
    11.2.4 ANSYS结构断裂分析算例
  第12章 有限元优化设计
   12.1 结构参数优化
    12.1.1 结构参数优化有限元分析原理
    12.1.2 结构参数优化ANSYS分析流程
   12.2 拓扑优化
    12.2.1 拓扑优化ANSYS分析原理
    12.2.2 拓扑优化ANSYS分析流程
    12.2.3 拓扑优化ANSYS分析算例
   习题二
 第三篇 可靠性设计
  第13章 产品可靠性及其度量指标
   13.1 产品设计中的可靠性问题
   13.2 可靠性度量指标
    13.2.1 概率指标
    13.2.2 寿命指标
   13.3 可靠性设计的基本流程
  第14章 可靠性设计常用分布函数
   14.1 二项分布
   14.2 泊松分布
   14.3 指数分布
   14.4 正态分布
   14.5 对数正态分布
   14.6 威布尔分布
   14.7 次序统计量分布
   14.8 Copula分布
  第15章 可靠性设计原理
   15.1 概率设计
   15.2 应力-强度干涉模型
   15.3 联结方程法
   15.4 蒙特卡罗法
  第16章 零件静态可靠性设计
   16.1 载荷统计分析
   16.2 几何尺寸统计分析
   16.3 强度统计分析
   16.4 随机变量函数的统计分析
    16.4.1 泰勒展开法
    16.4.2 代数法
   16.5 典型零件静态可靠性设计
  第17章 零件疲劳强度可靠性设计
   17.1 疲劳曲线
    17.1.1 P-S-N曲线
    17.1.2 概率等寿命曲线
   17.2 疲劳曲线的修正
    17.2.1 由试样疲劳曲线获得零件疲劳曲线
    17.2.2 强度修正系数的统计分析
   17.3 无限寿命可靠性设计
    17.3.1 按零件的P-S-N曲线设计
    17.3.2 按零件的概率等寿命曲线设计
   17.4 有限寿命可靠性设计
    17.4.1 等幅变应力作用下的有限寿命设计
    17.4.2 随机变应力作用下的有限寿命设计
    17.4.3 顺序变应力作用下的有限寿命设计
  第18章 系统可靠性设计
   18.1 典型系统可靠性模型
    18.1.1 串联系统
    18.1.2 并联系统
    18.1.3 表决系统
    18.1.4 旁联系统
   18.2 可靠性分配
    18.2.1 等同分配法
    18.2.2 比例分配法
    18.2.3 AGREE分配法
    18.2.4 成本最小分配法
   18.3 故障树分析
    18.3.1 故障树常用符号
    18.3.2 故障树定性分析
    18.3.3 故障树定量分析
   18.4 失效相关系统可靠性
    18.4.1 上下界限模型
    18.4.2 变量干涉模型
    18.4.3 单元连接模型
  第19章 机械产品可靠性试验
   19.1 普通寿命试验
    19.1.1 普通寿命试验的分类
    19.1.2 普通寿命试验的设计
    19.1.3 普通寿命试验结果的统计
   19.2 加速寿命试验
    19.2.1 加速寿命试验的原理和分类
    19.2.2 加速寿命模型
   19.3 可靠性增长试验
    19.3.1 可靠性增长的基本过程
    19.3.2 可靠性增长试验的相关问题
    19.3.3 可靠性增长模型
   习题三
 第四篇 综合应用
  案例1 非对称圆柱直齿轮动态啮合有限元分析
  案例2 水轮机叶片模态分析
  案例3 平面连杆机构优化设计
  案例4 基于多目标优化的带传动设计
  案例5 齿啮式快开装置结构轻量化设计
  案例6 碳纤维复合材料汽车蓄电池箱体优化设计
  案例7 基于遗传算法的复合材料层合板铺层优化
  案例8 HSK-A63刀柄/主轴连接可靠性分析
  案例9 经编机成圈机构运动可靠性分析
  案例10 隐式功能函数结构体可靠性拓扑优化
 参考文献