本书遵循教育部教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。

本书曾获评“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，“十三五”国家重点出版物出版规划项目（现代机械工程系列精品教材），也曾获评普通高等教育“十一五”国家级规划教材，教育部“面向21世纪课程教材”，并荣获2002年全国普通高等学校优秀教材二等奖。
本书是根据全国高等学校机械设计及制造专业教学指导委员会制定的教学计划和教学大纲编写的。本书主要内容有：优化设计概述、优化设计的数学基础、一维搜索方法、无约束优化方法、线性规划、约束优化方法、多目标及离散变量优化方法、机械优化设计实例、常用优化方法程序考核题及计算机实习建议。
本书符合党的二十大报告中关于“深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”的要求，在详细讲授基础理论知识的同时融入探索性实践内容，以增强学生的自信心和创造力，即用学科理论知识促进学生活跃思维、敢于创新，尽可能地将新思路在实践中进行创造性的转化，推动科学技术实现创新性发展。
本书中包含相应的知识讲解视频，拓展知识视频和仿真展示，均以二维码的形式呈现，使用微信扫码后，经注册可免费观看。
本书可作为高等院校机械设计及制造专业本科生、研究生的教材，也可供相关专业师生及工程技术人员参考。

目录
前言
绪论1
第一章优化设计概述5
第一节人字架的优化设计5
第二节机械优化设计问题的建模示例8
第三节优化设计问题的数学模型20
第四节优化设计问题的建模基础23
第五节优化设计问题的基本解法25
第二章优化设计的数学基础28
第一节方向导数和梯度的概念28
第二节多元函数的泰勒展开31
第三节无约束优化问题的极值条件33
第四节函数的凸性与凸规划35
第五节约束优化问题的极值条件38
第三章一维搜索方法43
第一节一维搜索的内涵与思想43
第二节外推法与区间消去法44
第三节一维搜索的试探方法48
第四节一维搜索的插值方法52
第四章无约束优化方法58
第一节概述58
第二节最速下降法59
第三节牛顿型方法63
第四节共轭方向及共轭方向法66
第五节共轭梯度法70
第六节鲍威尔方法74
第七节变尺度法81
第八节坐标轮换法87
第九节单形替换法90
习题96
第五章线性规划97
第一节线性规划的标准形式与基本性质97
第二节基本可行解的转换104
第三节单纯形方法109
第四节单纯形法应用举例113
第五节修正单纯形法130
习题138
第六章约束优化方法140
第一节概述140
第二节随机方向法142
第三节复合形法146
第四节可行方向法151
第五节惩罚函数法160
第六节增广乘子法167
第七节非线性规划问题的线性化解法——
线性逼近法175
第八节广义约化梯度法179
第九节二次规划法183
第十节结构优化方法184
第十一节遗传算法197
习题201
第七章多目标及离散变量优化方法204
第一节多目标优化问题204
第二节多目标优化方法207
第三节离散变量优化问题230
第四节离散变量优化方法232
习题251
第八章机械优化设计实例252
第一节优化设计实践应用技巧252
第二节机床主轴结构优化设计256
第三节圆柱齿轮减速器的优化设计258
第四节平面连杆机构的优化设计265
第五节汽车悬架系统的优化设计269
第六节热压机机架结构的优化设计274
第七节月生产计划的很优安排278
第八节运动模拟器的优化设计280
附录常用优化方法程序考核题及
计算机实习建议284
附录A常用优化方法程序考核题284
附录B计算机实习建议286
参考文献287