杜子学 潘丽雯

（重庆交通大学，400074，重庆∥第一作者，教授）

优化设计这一现代设计方法是20世纪60年代随着电子计算机的广泛使用而迅速发展起来的一门新的学科。所谓优化设计就是：在规定的各种设计限制条件下，将实际问题首先转为最优化问题，然后运用最优化理论和方法，在电子计算机上进行自动调优计算，从满足各种设计要求及限制条件的全部可行方案中，选定出最优设计方案。

尺寸优化，是对模型形状有了一定的形状设计思路后所进行的一种细节设计。对于单轨车辆的尺寸优化而言，即是通过改变结构单元的属性，如壳单元的厚度、梁单元的横截面属性、弹簧单元的刚度和质量单元的质量等，以达到一定的设计要求（如应力、质量、位移等）。

随着高速铁路的发展以及新型超长、精密大断面铝型材的生产和焊接技术不断进步，铝合金在高速客车上的应用得到了极大发展，铝合金车辆数量猛增。如果对铝合金车体轻量化设计，可以减少制动力以及对轨道线路的静、动载荷，使线路的维修周期大大延长，同时可降低维修费用和制造费用，延长大修期，使各部件厚度的分配更趋合理。

传统的结构设计，要求人们根据经验并通过判断去创造设计方案；随后的力学工作实质上是对给定的方案作力学的分析，校核它是否安全和可行。结构优化设计是一种规格化的设计方法，要综合各方面的因素、要求、约束条件等，将设计问题按优化设计所规定的格式建立数学模型，选择合适的优化方法及计算机程序；……