有限元结构优化设计（有限元结构优化设计例子）

大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于有限元结构优化设计的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。

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本文目录:

• 1、结构优化可以做到什么程度？

• 2、重庆交通大学土木建筑学院的学科专业

• 3、有限元分析是什么？

• 4、紧急求助啊！机械制造方面的有个专业叫工程优化设计，这和工程结构优化设计有区别吗？可以在加分啊。

一、结构优化可以做到什么程度？

在结构拓扑优化的问题中，刚度式结构性能最关键的要素之一。从数学的角度而言，结构刚度优化的目的是寻求刚度的最小值，该值可以用几何参数的函数，即设计变量来表达。包括BESO在内的大部分拓扑优化算法都是基于有限元方程的，它会将结构体离散成一个个单元体进行分析计算。每个单元体的状态（开启或关闭）能够方便地呈现结构的几何形态，因此可被视为设计变量。一个简单但完整的刚度优化模型通常包含一个体积约束值，用于控制材料的用量。在BESO计算过程中，为了实现优化目标，敏感度分析将设计变量在1和0之间切换（1表示开启，0表示关闭）。BESO算法的实现细节可查阅相关参考文献。下文呈现的是BESO在建筑设计中的应用案例。

二、重庆交通大学土木建筑学院的学科专业

专业定位：本专业立足土木工程建设与发展需要，面向岩土、道桥与隧道工程等各类土木工程设施，以土木工程学科为背景，土木工程研究、设计、施工、管理与养护的基础理论和工程素质教育为重点，适应现代大土木发展需要的宽口径工程教育。建成行业特色鲜明、全国先进的土木工程专业。

培养目标：培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体全面发展，掌握扎实的数学、力学基础理论知识和较宽广的专业知识，具有较强的外语和计算机应用能力，具备独立从事道路与隧道工程、地下空间与工程的规划、设计、施工、管理和科学研究能力的高级专门人才。

核心课程：画法几何及工程制图、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学与基础工程、岩石力学、工程地质、工程测量、结构设计原理、结构有限元、岩土工程勘察及测试技术、地基处理、支挡结构与边坡工程、基坑工程、道路工程、桥梁工程、桩基工程、隧道工程、道路立交规划设计、特殊路基工程、工程检测与评估。

就业服务方向及从事主要工作：毕业生面向国家交通运输部、住建部各级管理部门，省市交通厅（局）、住建厅（委、局）、市政局、公路局，主要从事公路与城市道路及城市地下空间建设行业的规划、设计、施工监理、质检、科研、管理等企事业单位及大专院校从事岩土工程、城市地下空间开发、市政基础设施建设、城市轨道交通、地下资源开发与环境建设、公路与城市道路等的规划、设计、施工、监理、质检、科研、教学和管理工作。 培养目标：熟练掌握土木工程基本知识和检测与维护技能，具有较强的实践动手能力，具备从事土木工程材料检测、工程结构检测与维护和工程质量控制的高级工程技术人才。

主要课程：材料力学、结构力学、理论力学、弹性力学、桥梁工程、量测理论与技术、结构试验与检测技术、道路工程、隧道工程、房屋建筑学、桥梁检测与评估、土木工程结构分析、结构加固材料与工艺、桥梁加固与改造、结构可靠性鉴定技术、路桥养护技术、工程灾害与防治概论、结构裂缝与控制、桥梁施工控制技术、道路检测与处治技术

就业服务方向：国家交通部及建设部各级管理部门，省市交通厅（局）、建设厅、公路局，公路、城市道路及轨道交通建设行业的施工监理、质检、科研、管理等企事业单位及大专院校。

主要从事工作：从事工程材料检测、结构检测与维护、岩土工程检测与维护技术、质量管理等工作。 培养目标：培养适应现代化建设和科学技术高速发展需要，德、智、体、美等全面发展，具有扎实的数学、力学理论知识和较宽广的专业知识，具备从事桥梁与隧道工程、地下空间与工程的规划、设计、施工、管理和科学研究能力的高级专门人才。

主要课程：高等数学、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学、岩石力学、工程地质、土木工程材料、工程测量、结构设计原理、基础工程、结构有限元、道路规划设计、城市地铁规划设计、桥梁工程、隧道工程、边坡工程与防护、桩基工程、地下结构设计原理等。

就业服务方向：国家交通部及建设部各级管理部门，省市交通厅（局）、建设厅、市政局、公路局，公路与城市道路及城市地下空间建设行业的规划、设计、施工监理、质检、科研、管理等企事业单位及大专院校。

从事主要工作：城市地下空间开发、市政基础设施建设、城市轨道交通、地下资源开发与环境建设、公路与城市道路等的规划、设计、施工、监理、质检、科研、教学和管理工作。 专业定位：本专业立足土木工程建设与发展需要，面向隧道、地下与道桥工程等各类土木工程设施，以土木工程学科为背景，土木工程研究、设计、施工、管理与养护的基础理论和工程素质教育为重点，适应现代大土木发展需要的宽口径工程教育。建成行业特色鲜明、全国先进的土木工程专业。

培养目标：培养适应社会主义现代化建设和科学技术高速发展需要，德、智、体全面发展，掌握扎实的数学和力学基础理论和较宽广的专业知识，具有较强的外语和计算机应用能力，具备独立从事隧道及城市轨道交通工程以及相关道路、桥梁规划、设计、施工、监理、管养等专业知识和较强能力的卓越人才。

核心课程：画法几何及工程制图、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、工程测量、工程地质、土力学与基础工程、结构设计原理、岩石力学、建筑材料、有限元法应用、隧道工程、地下建筑结构、桥梁工程、地下工程施工与组织管理、隧道通风与运营管理、爆破工程、基坑工程（其中企业学习一年时间）。

就业服务方向及从事主要工作：毕业生面向国家交通运输部、住建部各级管理部门，省市交通厅（局）、住建厅（委、局）、公路局，主要从事公路、城市道路及轨道交通建设行业规划、设计、施工监理、质检、科研、管理等企事业单位及大专院校从事隧道工程、城市轨道交通、桥梁工程、公路与城市道路、矿山建筑等的规划、设计、施工、监理、质检、科研和管理工作。 培养目标：培养适应社会主义现代化建设和科学技术高速发展需要，德、智、体、美等全面发展，获得工程师基本培训，掌握扎实的数学和力学基本理论和基础知识，具有建筑结构工程的项目规划、设计、施工、监理、科研及管理能力，能适应房屋建筑结构、地下建筑结构、桥梁结构等领域的要求，具有较强的外语和计算机应用能力，综合素质较高，工程实践能力较强的高级工程技术专业人才。

主要课程：高等数学、英语、工程制图和画法几何、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、测量学、工程地质、土质学与基础工程、结构设计原理、钢结构、房屋结构工程、桥梁工程、建筑经济学、土木工程施工组织与管理、高层建筑等。

就业服务方向：本专业方向学生具有广泛的适应性，毕业后可到各工程设计研究单位，建筑企业，工程管理部门，对外工程承包公司，交通工程部门，房地产部门工作。

从事主要工作：房屋建筑结构、地下建筑结构、桥梁结构设计、施工管理、监理、房地产开发工程和项目管理，以及建筑工程学科的教学、科研工作。 培养目标：培养社会主义现代化建设需要，掌握扎实的数学、力学理论知识和较宽广的专业知识和一定的人文学科修养，获得土木工程师的基本训练，具有较强的外语和计算机应用能力，具备独立从事大、中型桥梁工程规划、设计、施工、管理和科学研究能力的高级工程技术专业人才。

主要课程：高等数学、英语、工程制图和画法几何、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、测量学、工程地质、土质学与基础工程、桥涵水文、结构设计原理、桥梁工程、钢桥、桥梁结构电算、旧桥加固与改造、建筑经济学、桥梁施工组织与管理等。

就业服务方向：国家交通部及建设部各级管理部门，省市交通厅（局）、建设厅、公路局，公路、城市道路及轨道交通建设行业规划、设计、施工监理、质检、科研、管理等企事业单位及大专院校

从事主要工作：各级交通或市政管理部门、勘察设计单位、施工单位、监理单位、科研院所和高等院校等。 培养目标：培养公路、城市道路及常用桥梁、隧道方面的高级工程技术人才。通过在校学习，掌握道路基础设施的设计、施工、监理、维护和管理的基本理论和技能。

主要课程：理论力学、结构力学、材料力学、土力学、水力学、工程测量学、工程地质、结构设计原理、基础工程、道路勘测设计、路基路面工程、桥梁工程、隧道工程、交通工程等。

就业服务方向：国家交通部、建设部、铁道部等各级管理部门，省市交通厅（局）、建设厅、公路局，公路、城市道路及轨道交通建设行业等企事业单位及大专院校。

从事主要工作：土木、交通领域从事勘测、设计、施工、监理、质检、管理和科学研究工作，也可以从事大专院校的专业教学工作。 专业定位：本专业以土木工程为背景，以道路、桥梁。隧道、结构等土木工程设计、施工与管养的基本素质教育为重点，适应建设发展需要的宽口径教育，以培养具有扎实理论基础、宽厚专业知识和较强实践与创新能力，能胜任各类土木工程建设和管养中的安全控制与管理的高级专门技术人才为目标，争取建成行业特色鲜明、在行业内有较高知名度的安全工程专业。

培养目标:本专业培养德、智、体全面发展，能适应社会主义现代化建设需要，获得工程师基本训练，基础扎实，素质良好，能从事安全技术工程、安全科学研究、安全监察与管理、环境监测、安全设计与生产、安全教育与培训等工作，具有创新精神和实践能力的高级专门人才。

核心课程：画法几何及工程制图、理论力学、材料力学、结构力学、工程测量、工程地质、土力学与基础工程、水力学桥涵水文、结构设计原理、安全系统工程、安全人机工程、消防安全、防火防爆工程学、安全管理与监察、安全心理学、安全工程专业外语、安全经济学、通风与防尘、灾害防治理论与技术、工程招投标与项目管理。

就业服务方向及从事主要工作：毕业生面向国家交通运输部、住建部各级管理部门，省市交通厅（委、局）、住建厅（委、局）、公路局，主要从事公路、城市道路及轨道交通建设行业规划、设计、施工监理、质检、科研、管理等企事业单位及大专院校从事工程质监、安检、勘察设计、施工、监理、质检、维护、科研、教学、管理。 培养目标： 培养具有扎实的数学、物理、力学理论基础，较强的工程分析与力学实验能力，必要的工程知识与工程训练，系统地掌握计算机应用技术，受到良好的计算机编程、计算机绘图、数据处理训练的高素质、强能力的德智体全面发展的高级专门人才。

主要课程：英语、数学分析、高等代数、普通物理学、计算机语言与程序设计、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、实验力学、振动力学、流体力学、计算力学、板壳理论、复合材料力学、结构优化设计、塑性力学、断裂力学、结构有限元分析及程序设计、结构分析软件应用。

就业服务方向：国家各级管理部门，各类工程行业如土建、机械、材料、能源、水利、航空航天、冶金、交通运输以及科研单位，大专院校等。

从事主要工作：各类工程对象的动静态力学理论和实验研究、工程结构的力学性能分析研究与开发；有限元分析与计算、工程材料的强度研究计算、产品CAD和优化设计、应用计算机仿真和模拟技术对结构及系统进行设计和分析，大型工程软件应用与开发等。 培养目标：培养系统掌握材料科学方面的基本理论和技术，具备材料物理相关的基本知识、基本技能，受到科学思维与工程计算与力学实验等工程基本训练，能够在材料科学与工程及其相关的领域从事研究、教学、科技开发和相关管理工作的材料物理高级专门人才。

主要课程：高等数学、大学物理、普通物理实验、量子力学、理论力学、材料力学、理论物理、数学物理方法、固体物理、材料工艺学、物理化学、材料的表面与界面、材料物理、现代材料分析技术、聚合物加工原理等。

就业服务方向：国家交通部及建设部各级管理部门，省市交通厅、建设厅、公路局，交通与建筑行业规划、设计、质检、监理、科研单位，大专院校。

从事主要工作：工程材料制备与合成、材料加工、材料结构与性能测定、材料应用或管理工作。 培养目标：培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高，既具有系统而扎实的工程力学理论基础，又具有土木工程知识与工程分析能力的复合型技术人才；擅长应用国际通用的大型结构分析软件系统，对工程问题进行分析；能在建筑与交通等领域，从事结构分析、安全评估、技术开发等工作。

主要课程：大学外语、高等数学、工程制图、计算机语言与程序设计、计算机辅助设计、理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、结构振动与稳定、结构有限元分析、有限元程序设计、大型结构分析软件、道路工程、桥梁工程、房屋建筑。

就业服务方向：国家交通部及建设部各级管理部门，省市交通厅、建设厅、公路局，交通与建筑行业规划、设计、质检、监理、科研单位，大专院校。

从事主要工作：在交通与建筑等企事业单位，对道路、桥梁、房屋建筑等土木工程结构，从事结构分析、安全评估、技术开发工作，或从事工程结构分析的教学与科研工作。 培养目标：培养具备建筑设计、室内设计、城市规划、景观设计、建筑技术、建筑经济及管理、建筑法规等宽广的专业知识，具备人文科学知识和较好的艺术修养，获得建筑师基本训练的高级专门人才。

主要课程：建筑设计基础、建筑设计、室内设计、美术、建筑表现技法、建筑CAD、建筑史、建筑设计原理、建筑力学、建筑结构、建筑构造、建筑物理、建筑设备、建筑施工、建筑材料、建筑经济、建筑师职业基础等。

就业服务方向：交通与建筑行业的各级管理部门，交通与建筑行业的规划、设计、科研单位，房地产开发企业，室内装饰设计、施工企业，大专院校。

从事主要工作：建筑规划、设计、室内装饰的设计、施工和管理工作，房地产开发工程的工程决策和项目管理，建筑学科的教学、科研工作。

备注：要求考生具备一定的美术功底和艺术修养。 培养目标：培养具备地面测量、空间测量、摄影测量、遥感、地图编制及地理信息系统设计等方面的知识，能在国民经济各部门从事国家基础测绘建设、城市建设、资源调查与管理、地图与地理信息系统的设计、实施和研究，环境保护与灾害预防等领域的研究、管理、教学等方面工作的高级工程技术人才。

主要课程：数学、外语、测量学、工程测量、测量平差基础、工程控制测量、摄影测量定位理论与方法、地形影像信息学、网络数据库应用、地图学、遥感原理与应用、计算机绘图、地理信息系统原理及应用、地籍测量、GPS原理及应用、桥梁工程、道路工程等。

就业服务方向：交通部及建设部各级管理部门，省市测绘部门、交通局、公路局、国土部门、电信部门、矿山、国土资源、环境保护、旅游等部门、建筑行业设计、施工、科研等企事业单位及高等院校。

从事主要工作：基础测绘、城市规划、资源调查、旅游管理、道路桥梁的勘测设计、施工、监理、质检、管理和科研工作，以及从事与地理信息系统和测绘相关专业的工作。 培养目标：培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高，具备金属材料、无机非金属材料，高分子材料等材料科学领域与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，能适应社会主义现代化建设需要的研究和工程技术高级人才。

主要课程：数学、外语、材料力学、断裂力学、材料科学基础、材料实验技术、工程力学、物理化学、现代测试技术、硅酸盐物理化学、建筑材料性能学、混凝土工程技术、建筑材料质检与质量控制等。

就业服务方向：交通与建筑行业各管理部门、交通与建筑行业规划、设计单位、建筑材料科研单位、建筑材料研制公司和企业、工程监理与质检部门及高等院校等。

从事主要工作：土木工程建筑材料的应用、研究，施工监理，土木工程材料的质量检测与控制，土木工程新材料的研究开发与设计，材料工程学科的教学和科研工作。 学院实验教学条件完备、管理规范，满足基础和专业实验教学要求。物理、化学、电子电工、力学、材料、测量等6个实验室为重庆市普通高校基础课教学合格实验室，力学、材料、道路与桥梁实验中心为重庆市实验教学示范中心。结构工程、道路、力学、建筑材料、测量与空间信息处理、隧道及轨道工程、岩土与地质工程等7个专业教学实验室，建筑面积9898.9平方米，教学及科研仪器设备近3000台（套），总值6277万元，开设基础型实验85项、综合设计型实验69项和研究创新性实验22项，实验项目开出率100%。 名称 建成年份 建筑面积（平方米） 主要设备 仪器设备总值

（万元） 承担本科教学任务 结构工程实验室 1960 4847 五通道结构动态试验系统(MTS)，材料试验系统，64通道动态信号采集及分析仪，24通道动态信号采集及分析仪，10000kN压力试验机，三孔连拱有机玻璃模型等 3900 桥梁工程，结构试验，路桥检测技术 道路实验室 1951 1842.22 MUMU-METERMKB激光路面断面系统摩擦测试仪，GREENWEOD P3B激光路面断面系统测试梁，V73激光路面断面系统检测用车，BBP半导体制冷低温变曲流速仪，CRT-NU14气动伺服沥青材料试验机等 1084 道路工程，路基路面工程，道路检测与处治技术 力学实验室 1960 840 微机控制电子万能试验机，微机控制扭转试验机，电测应力实验系统，振动实验系统，冲击实验系统等 366 材料力学，工程力学，实验力学 建筑材料实验室 1960 780 AG-X100kN电子万能试验机，YAJ-5000kN电液伺服压剪试验机，WAW-1000kN电液伺服液压万能试验机等 307 建筑材料，结构加固材料与工艺 测量与空间信息处理实验室 1960 589.68 GPS全球定位仪，智能化全站仪，精密水准仪，Hp5500彩色工程绘图仪，Context工程宽幅扫描仪，数字摄影测量工作站VirtuoZoNT等 340 工程测量，测量综合实习 岩土与地质工程实验室 1951 1000 岩石力学试验系统，X射线粉末衍射仪，岩石耐久性崩解仪，三轴仪，直剪仪等 280 工程地质，土力学与地基基础，岩土工程测试技术 隧道及轨道工程实验室 2011 1030 造雪机，动态数据采集仪，超声岩土参数测定仪，导热系数测定仪，水分测定仪，地质雷达，TGP地质超前预报系统，数字摄影测量工作站VirtuoZoNT等 隧道工程，道路工程，岩土工程，测试技术

三、有限元分析是什么？

有限元分析是指用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。

四、紧急求助啊！机械制造方面的有个专业叫工程优化设计，这和工程结构优化设计有区别吗？可以在加分啊。

用我们学过这个方面知识的同学的话说，不管加什么前缀，后缀，带优化设计的专业或课程或模块方向，都是扯淡。

优化设计大概就是运用计算机（有数理的理论基础的，知识体系并非全是计算机）辅助分析，来到达设计方面的最优化，这个算是好的说法了，不好的说法，就教你些有限元分析啦，ansys什么的软件运用啦，学了没啥鸟用。

并不是说这些学科和知识没用，在国外机械类专业里面，这些知识方法和能力，就跟我们的机械制图，一样属于基础的，人人都得会的基础，而到了中国，因为软件全英文，理论又过于理论化，导致很多我这样的学生学不懂，从而就有那么一群搞学术的人总细化冠以优化设计这个词来凸显自己的高深，因为这个词让外人觉得很有技术水平，很琢磨不透，其实……

国内没人请你做优化设计的事儿的，就算研究所也只是搞学术的时候瞎弄了写写论文罢了，没任何的用处，在行业内这个已经是大家都知道的事实了，你说你会设计，有人请你，你说你会优化设计……，但有些东西也不能怪罪学术圈子，举个例子，分析设计的理论暂且不说，比如一个零件的强度分析，基础的数据，材料强度得有吧，就国内目前这种材料市场来看，别说强度了，你买回来的45钢是不是45钢都难说，不经过热处理，不经过理化试验，没人敢用，其他的铸件什么的更是……你连基础数据都没有，还分析个屁啊，分析都没结果，还谈什么优化，这不是扯淡这是什么。

以上就是关于有限元结构优化设计相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。

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