В книге освещены вопросы организации конструктивных систем организмов живой природы в процессе эволюции. Рассмотрены бионические принципы оптимизации конструктивных систем. Впервые предложены алгоритмы синтеза оптимальных конструктивных систем на основе бионических принципов. Дан анализ современных методов математического программирования, используемых при оптимальном проектировании конструктивных систем. Приведены материалы исследований физико-механических характеристик биоаналогов с последующим математическим и физическим моделированием последних. Представлены строительные конструкции, созданные на основе бионических принципов, и освещен опыт их применения в практике строительства. Показаны широкие возможности алгоритмов, разработанных на основе сочетания методов математического программирования с бионическими принципами и реализованных на ЭВМ, для оптимального проектирования конструктивных систем. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников.

Предисловие

1. Взаимообусловленность систем живой и неживой природы в процессе их эволюции
Гравитация и организация конструктивных систем живых организмов
Динамическое состояние живых конструктивных систем

2. Строительная бионика и оптимизация конструкций
Концепция строительной бионики
Процесс оптимизации в технике и живой природе
Энергетический критерий оценки конструктивных систем

3. Синтез искусственных конструктивных систем
Синтез оптимальной конфигурации шарнирно-стержневых систем
Структурные аналоги конструкций с упругим поведением материала
Оптимизация по массе пластинчато-стержневых систем замкнутого объема при различных комбинациях нагрузок
Оптимизация структуры пластинчатых элементов упругих комбинированных систем замкнутого объема
Дискретные и дискретизированные системы, оптимальные по массе

4. Бионические принципы оптимизации конструктивных систем
Принцип траекториального строения пластинчато-стержневых систем
Математические и экспериментальные модели траекториальных структур
Транстропно-полигональные структуры
Принцип накопления упругой энергии
Принципы обеспечения устойчивости элементов пластинчато-стержневых систем

5. Математическое моделирование бионических конструктивных систем
Моделирование пластинчато-стержневых систем с траекториальными структурами и оптимальными сечениями элементов
Синтез оптимальных структур бионических шарнирно-стержневых систем
Моделирование конструктивных систем по жесткостным характеристикам их элементов и значениям плотности материала
Моделирование резильянсовых пластинчато-стержневых систем
Моделирование пластинчато-стержневых систем, оптимальных по массе, с учетом направленной формы потери устойчивости

6. Методы оптимизации конструктивных систем
О некоторых методах решения задач упругого расчета и синтеза оптимальных пластинчато-стержневых систем
Методы штрафных функций
Метод внешней последовательной безусловной минимизации пластинчато-стержневых систем
Метод внутренней последовательной безусловной минимизации пластинчато-стержневых систем
Метод штрафных оценок при оптимизации пластинчато-стержневых систем
Реализация задач упругого расчета и синтеза пластинчато-стержневых систем

7. Инженерное проектирование бионических конструктивных систем
Конструктивные решения пластинчато-стержневых систем с траекториальными структурами
Теоретические и экспериментальные исследования пластинчато-стержневых систем с траекториальными структурами
Конструктивные решения резильянсовых пластинчато-стержневых систем
Конструктивные решения транстропно-полигональных структур

Заключение
Приложение
Предметный указатель
Список литературы