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第一章概述1

§1-1 设计变量2

§1-2 目标函数4

§1-3 约束条件7

§1-4 最优化设计的数学模型10

第二章最优化设计中目标函数的数学分析基础12

§2-1 目标函数的泰勒（Taylor）表达式12

§2-2 函数的方向导数和梯度13

§2-3 无约束目标函数的极值点存在条件19

§2-4 函数的凸性与凸函数、凹函数24

§2-5 目标函数的约束极值问题29

§2-6 最优化设计的数值计算方法——迭代法及其收敛性34

习题37

第三章常用的一维探索最优化方法39

§3-1 探索区间的确定40

§3-2 切线法42

§3-3 Fibonacci法与黄金分割法（0.618法）44

§3-4 二次插值法与三次插值法55

§3-5 平分法62

§3-6 格点法62

习题64

第四章无约束多维问题的最优化方法65

§4-1 坐标轮换法65

§4-2 最速下降法（Cauchy法或一阶梯度法）71

§4-3 牛顿法（Newton-Raphson法或二阶梯度法）77

§4-4 共轭梯度法82

§4-5 共轭方向法及其改进——Powell法94

§4-6 变尺度法103

§4-7 单纯形法110

§4-8 Hooke-Jeeves直接探索法116

§4-9 Rosenbrock法118

§4-10 Marquardt法128

§4-11 最小二乘法（Gauss-Newton法）129

习题133

第五章约束问题的最优化方法135

§5-1 随机试验法136

约束最优化问题的直接解法136

§5-2 随机方向探索法139

§5-3 复合形法143

§5-4 可行方向法154

§5-5 可变容差法175

§5-6 简约梯度法及广义简约梯度法181

§5-7 线性逼近法196

等式约束最优化问题的间接解法200

§5-8 消元法200

§5-9 拉格朗日（Lagrangian）乘子法202

§5-10 惩罚函数法204

§5-11 增广拉格朗日（Lagrangian）乘子法206

不等式约束最优化问题的间接解法210

§5-12 拉格朗日（Lagrangian）乘子法210

§5-13 惩罚函数法（SUMT内点法、外点法、混合法）211

§5-14 增广拉格朗日（Lagrangian）乘子法224

习题226

第六章多目标函数的最优化方法230

§6-1 统一目标法230

§6-2 主要目标法234

§6-3 协调曲线法234

§6-4 设计分析法236

§7-2 关于目标函数的建立237

§7-1 关于设计变量的选择237

第七章机械最优化设计的数学模型及其它有关问题237

§7-3 关于约束条件的确定238

§7-4 数学模型的尺度变换238

§7-5 数据表和线图的处理239

§7-6 最优化方法的选择240

§7-7 计算结果的分析与处理242

§7-8 具有整数型和离散型设计变量的最优化设计问题243

§7-9 灵敏度分析251

第八章轴类零件的最优化设计253

§8-1 传递转矩并承受弯矩的等截面轴的最优化设计253

§8-2 保证动力稳定性的变截面高转速轴的最优化设计254

§9-1 压杆的最优化设计256

第九章杆件及连杆机构的最优化设计256

§9-2 汽车转向梯形机构的最优化设计257

§9-3 汽车双梯形转向机构的最优化设计262

§9-4 汽车双桥转向摇臂机构的最优化设计265

§9-5 具有独立悬挂汽车的双桥转向机构的最优化设计270

§9-6 平面铰链四杆机构再现运动规律的最优化设计271

§9-7 平面铰链四杆机构再现给定轨迹的最优化设计273

§9-8 内燃机连杆结构的最优化设计275

第十章 凸轮机构的最优化设计280

第十一章齿轮传动的最优化设计287

§11-1 普通圆柱齿轮传动装置重量指标的最优化设计287

§11-2 普通圆柱齿轮传动装置齿轮啮合参数的最优化设计290

§11-3 行星齿轮传动装置的最优化设计293

§11-4 汽车变速器的最优化设计303

第十二章弹簧的最优化设计305

§12-1 普通圆柱螺旋弹簧的最优化设计305

§12-2 离合器碟形弹簧及膜片弹簧的最优化设计309

§12-3 汽车扭杆悬架及扭杆弹簧的最优化设计316

第十三章 制动器的最优化设计322

第十四章 同步器的最优化设计334

第十五章 离合器盖结构形状的最优化设计338

第十六章 汽车发动机与传动系参数的最优匹配343

附录：最优化方法的FORTRAN语言子程序汇编352

参考文献444