结构过程最优化（结构优化理论）-义乌市趣迅电子商务商行

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本文介绍了在由薄壳单元组成的汽车车体结构中，引入由实心单元构成的设计空间，使用拓扑学最优化方法以改善零部件形状。此外，介绍了拓扑学最优化分析程序在点焊中的应用，以及针对粘结剂涂覆位置最优化过程的示例。

结构优化设计大致可分为三类：尺寸优化、形状优化和拓扑优化。它们分别对应产品的详细设计阶段、基本设计阶段和概念设计阶段。

优化车身结构的轻量化设计（前提），利用结构解析和CAD、CAE等技术进行结构的优化设计，以减少无用材料、减轻壁厚、减少零部件数量等，如：模块化集成设计、结构拓扑优化。

从工程设计角度看，结构优化大致有三个层次，首先是拓扑优化，确定结构的最优拓扑；其次是形状优化，确定给定拓扑条件下的最优边界形状；最后是尺寸优化，最终确定结构中各处具体尺寸。由此可见，拓扑优化是产品设计的核心。

巴班斯基的教学过程最优化理论是建立在系统方法论的基础上的。系统观点认为世界上的一切事物、现象和过程都是一个有机的整体，都是自成系统，又互为系统。系统即由相互作用和相互依赖的若干组织部分结合而成的有机整体。

巴班斯基的理论把构成教学过程的所有成分、师生活动的一切内外部条件看成是相互联系的，在相互联系中考查所有教学任务和完成这些任务可能采取的形式和方法。

在巴班斯基的最优化理论中，最优的一词具有特定的内涵，它不等于理想的，也不同于最好的。最优的是指一所学校、一个班级在具体条件制约下所能取得的最大成果，也是指学生和教师在一定场合下所具有的全部可能性。

最优化理论是由尤里·康斯坦丁夫·巴班斯基提出的。

巴班斯基在20世纪70年代初至80年代中期以罗斯托夫地区的普通学校为基地，创造了大面积克服留级现象的经验，更直接为教学过程最优化理论的创立提供了实验材料。

最优化是以最小的代价(资源、时间等的投入)得到最令人满意的效益(产量，质量等的产出)。其中必须注意，在巴班斯基的最优化理论中，最优的一词具有特定的内涵，它不等于理想的，也不同于最好的。

和陈旧房屋结构设计比较，结构优化设计方法的优势在于：①确保房屋建筑构造的安全性；②科学协调房屋建筑构造内部的全部单位；③科学运用材料的功能；④使工程造价降低6%～35%。

在房屋建筑结构优化设计中，首先就是地基的优化设计。地基结构设计是整个结构设计的基础，这是保证建筑工程顺利进行设计与施工的关键。

也就是说，在建筑方案的设计初期就加入结构的优化设计，是提高建筑利用率的有效方法。

设计目标函数目标函数是我们应用优化技术的第二个环节，是高效完成房屋建筑结构设计的重要步骤。一般是根据房屋的具体特点和建筑单位的具体要求，设计合理的函数，通过数据的代入以及分析，最终得出最佳的结果。

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