当前课程知识点：结构现代设计方法 > 第七章 计算机辅助设计 > 讨论 > 图文材料
1 教学目标
要求学生了解结构优化设计的定义、传统设计与优化设计的差异、优化设计的发展过程、以及优化设计的三要素，掌握典型的优化设计的数学模型。
2 教学大纲
§1.1 优化设计的基本概念
最优化就是追求最好结果或最优目标，从所有可能方案中选择的最合理的一种方案，在进行工程设计、物资运输或是资源分配等工作中，应用最优化技术，可以帮助我们选择出最优方案，或做出最优决策。目前，最优化方法在各个领域中得到广泛应用。本节主要介绍普通设计与优化设计的区别与联系、结构优化设计的基本概念以及工程结构优化设计的发展。
§1.2 优化设计的数学模型
优化设计的模型有统一的模式，数学模型给出了数学上的表达式，建立优化设计模型时，就要按此模式建立，然后再去求解。本节主要介绍建立数学模型的一般过程。
§1.3 常用优化设计算法
求解优化问题的基本方法主要分为解析法和数值迭代法，本节主要介绍典型的优化设计方法。
3 教学案例
（1）二次曲线的最优点
二次曲线的最优点是顶点的极值，如同爬山时最高点是山尖。
（2）设计一密闭举行容器，其容积为3m3，容器的宽度不小于1.5m，以便于装卸车搬运，为使成本最低，要求用料最盛。试问设计变量、目标函数如何选择。
（3）求解优化问题基本方法的基本思想是搜索、迭代和逼近。
求极值就是爬山，爬到山顶就是达到目标极值的方法。瞎子爬山时，用拐杖转一圈，寻找最高点，然后再重复不断寻找最高点。
4 参考文献
[1] 蔡新等编著．工程结构优化设计[M]，北京：中国水利水电出版社，2003
[2] 张炳华，侯昶编著．土建结构优化设计[M]，上海：同济大学出版社，1984
[3] 曾昭华，傅祥志主编．工程结构优化设计[M]，北京：机械工业出版社，1992
[4] 顾辉编著．水工建筑物优化设计[M]，郑州：黄河水利出版社，2001
[5] 王光远．结构优化设计[M]，北京：高等教育出版社，1987
[6] 江爱川．结构优化设计[M]，北京：清华大学出版社，1986
[7] 程耿东．工程结构优化设计基础[M]，北京：水利电力出版社，1984
[8] 赵松年等主编．现代设计方法[M]，北京：机械工业出版社，1999
[9] 覃文浩，程颖主编．现代设计方法概论[M]，北京：北京理工大学出版社，2007
[10] 孙新民主编．现代设计方法实用教程[M]，北京：人民邮电出版社，1999
-1.1 优化设计的基本概念（一）
--1.1 测试
-1.2 优化设计的基本概念（二）
--1.2 测试
-1.3 优化设计的数学模型
--1.3 测试
-图文材料
-讨论
-2.1 概述
--2.1 概述
--2.1 测试
-2.2 技术系统及其确定
--2.2 测试
-2.3 功能分析设计法
--2.3 测试
-图文材料
-讨论
-3.1 工程设计概述
--3.1 测试
-3.2 工程结构系统的软件设计理论
--3.2 测试
-图文材料
-讨论
-4.1 优化设计实践教学(1)
-4.2 优化设计实践教学(2)
-5.1 结构可靠度分析-基本概念
--5.1 测试
-5.2 结构可靠度分析-通用分析方法、体系可靠度、案例分析
--5.2 结构可靠度分析-通用分析方法、体系可靠度、案例分析
--5.2 测试
-图文材料
-讨论
-6.1 有限元法_有限元法的基本思想
--6.1 测试
-6.2 有限元法_有限元法的基本步骤
--6.2 测试
-6.3 有限元法_有限元法在现在设计中的应用
--6.3 测试
-图文材料
-讨论
-7.1 概述
--7.1 概述
--7.1 测试
-7.2 三维设计方法技术及其主流软件环境测评
--7.2 测试
-7.3 现代化土木水利行业三维设计工程运用
--7.3 测试
-图文材料
-讨论
