目录

前言

第1章 绪论

1.1 网壳结构的发展和现状

1.2 结构优化设计的发展和现状

1.3 离散变量网壳结构优化设计方法概述

第2章 常用优化方法

2.1 0.618法

2.1.1 0.618法的基本原理与实现步骤

2.1.2 例题

2.2 复形法

2.2.1 复形法的基本思想与实现步骤

2.2.2 例题

2.3 相对差商算法

2.3.1 相对差商法基本原理与实现步骤

2.3.2 算法性能统计分析与计算效率

2.3.3 例题

2.4 遗传算法

2.4.1 遗传算法的基本思想与特点

2.4.2 遗传算法的数学基础与实现技术

2.4.3 遗传算法运行参数与性能评价

2.4.4 例题

2.5 差异进化算法

2.5.1 差异进化算法基本原理与主要控制参数选取

2.5.2 差异进化算法五种主要模式比较

2.5.3 例题

2.6 人工神经网络方法

2.6.1 神经网络方法的发展及特点

2.6.2 BP神经网络模型结构及其算法

2.6.3 MATLAB人工神经网络工具箱

2.7 单纯形模拟退火算法

2.7.1 单纯形算法简介

2.7.2 模拟退火算法

2.7.3 单纯形模拟退火混合优化算法

第3章 网壳结构力学分析原理与有限元分析软件应用

3.1 网壳结构有限元分析原理与方法

3.1.1 基本原理与假设

3.1.2 单元刚度矩阵的建立

3.1.3 边界条件施加与总刚方程求解

3.2 预应力网壳结构非线性有限元分析原理与方法

3.2.1 网壳结构几何非线性有限元法的T.L列式

3.2.2 牛顿-拉斐逊方法（Newton-Raphson）解非线性方程

3.2.3 铰接杆单元切线刚度矩阵

3.2.4 等截面直线空间梁单元切线刚度矩阵

3.2.5 索单元刚度矩阵

3.3 有限元力学分析软件应用

3.3.1 ALGOR软件与FORTRAN优化程序的连接

3.3.2 ANSYS软件与MATLAB优化程序的连接

3.3.3 ANSYS软件参数化设计语言（APDL）简介

3.3.4 基于ANSYS的五种典型柱面网壳参数化建模

3.3.5 基于ANSYS的六种典型球面网壳参数化建模

第4章 网壳结构受力特性分析

4.1 网壳结构的种类及特点

4.1.1 典型单层球面网壳结构特点及工程实例

4.1.2 典型单层柱面网壳结构特点及工程实例

4.1.3 单层双曲抛物面网壳结构特点及工程实例

4.1.4 典型双层网壳结构特点及工程实例

4.1.5 预应力网壳结构特点及工程实例

4.2 网壳结构杆件及节点设计

4.2.1 杆件设计

4.2.2 节点设计

4.3 网壳结构受力特性分析

4.3.1 单层球面网壳结构受力特性分析

4.3.2 双层网壳结构受力特性分析

4.4 预应力网壳结构受力特性分析

4.4.1 网壳结构施加预应力的方式和布索方案

4.4.2 算例分析

第5章 离散变量网壳结构截面优化设计

5.1 离散变量两级截面优化设计方法

5.1.1 序列两级截面优化原理和数学模型

5.1.2 网壳结构截面优化程序设计及算例分析

5.2 离散变量差异进化截面优化设计方法

5.2.1 自适应变异差异进化算法

5.2.2 自适应差异进化算法算例分析

5.3 单纯形模拟退火网壳结构截面优化设计

5.3.1 单纯形模拟退火算法优化数学模型及约束处理

5.3.2 单纯形模拟退火算法的改进

5.3.3 有记忆的单纯形模拟退火算法

5.3.4 算例分析

5.4 拉索预应力网壳结构优化设计方法及试验研究

5.4.1 数学模型与优化方法

5.4.2 试验模型与试验过程

5.4.3 试验结果与优化设计结果比较

5.4.4 有无预应力两种模型优化结果比较

第6章 离散变量网壳结构形状优化设计

6.1 离散变量两级形状优化设计方法

6.1.1 网壳结构形状优化设计数学模型

6.1.2 网壳结构形状优化程序设计及算例分析

6.1.3 六种典型单层球面网壳结构形状优化设计

6.2 离散变量两级形状优化方法改进及应用

6.2.1 形状优化方法的改进

6.2.2 3杆桁架、10杆桁架算例分析

6.2.3 凯威特型带肋局部双层球面网壳形状优化

第7章 相对差商法网壳结构拓扑优化设计

7.1 离散变量拓扑优化基本思想和步骤

7.2 网壳结构拓扑优化数学模型

7.3 网壳结构拓扑优化程序设计及算例分析

第8章 遗传算法网壳结构拓扑优化设计

8.1 遗传算法改进

8.1.1 选择算子的改进

8.1.2 二进制编码的交叉算子改进

8.1.3 防止早熟、停滞的改进

8.1.4 离散变量的二进制编码

8.2 遗传算法网壳结构拓扑优化方法

8.3 优化程序设计与流程图

8.4 算例分析

第9章 离散变量网壳结构布局优化设计

9.1 离散变量布局优化基本思想和方法

9.2 网壳结构布局优化数学模型

9.3 优化程序设计及算例分析

第10章 人工神经网络方法网壳结构选型优化

10.1 单层球面网壳结构选型优化

10.1.1 选型控制因素分析与提取

10.1.2 选型网络结构设计

10.1.3 选型优化结果分析

10.2 单层柱面网壳结构选型优化

10.2.1 单层柱面网壳的截面优化分析

10.2.2 基于人工神经网络方法的柱面网壳选型分析

第11章 离散变量网壳结构优化设计发展与展望

附录 常用型钢规格表

参考文献