机械优化设计.pdfVIP

维普资讯 科技与经济 2006年第5期 通叠 口册 啪 口 jIin械优化设计 胡笛川 (内蒙古机电职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010010) 摘 要 ：机械优化设计是近年来发展起来自寺一 门新自寺学科。从 6O年代开始 ，由于最优化技术 和计算 机技术在设计领域 的应 用。为工程设计提供 了一种重要 的科学设计方法 。本文论述 了在解决复杂设计 问题时，从众多的设计方案 中寻到最优方案 的方法，目的在于提 高设计效率和设计质量 。 关键词 ：机械 ；优化设计 ；产品开发 ；设计应 用 中图分类 号 ：TH12 文献标识码 ：A 文 章编号 ：1o07—6921(2o06)O5一O1O1一O1 机 械 优 化 设计 是 以最低 的成 本 获 得 最 好 的效 设计工作提供 了实现设 计 自动 化和精 密计算 的条 益 ．是设计工作者一 直追求 的 目标 ，从 数学 的观 点 件 。因此 ，用理论设计代替经验设计 、用精确设计代 看 。工程 中的优化 问题 ，就是求解极大值或极小值 问 替近似 设计 、用 优 化设 计代 替一般 设 计 将 成 为 设计 题 ，亦 即极值 问题 。 的必然发展趋 势 J。 1 机械优化设计的设计思想 3 优化设计 的特 点 优化设计是一 门新兴学科 ，它建立在数学规划 优化设计是 以建立数学模型进行设计 的。优化 理论和计算机程序设计基础上 ，通过计算机 的数值 设计 引用 了一些新 的概念和术语 ，如前所述 的设计 计算 ．能从众多的设计方案 中寻到尽可能完善 的或 变量 、目标 函数 、约束条件等 。机械优化设计将机械 最适宜的设计方案，使期望的经济指标达到最优，它 设计的具体要求构造成数学模型，将机械设计 问题 可 以成功地解决解析等其它方法难 以解决的复杂 问 转化为数学 问题 。构成一个完整 的数学规划命题 。逐 题 ．优化设计为工程设计提供 了一种重要 的科学设 步求解这个规划命题 ，使其最佳地满足设计要求 ，从 计方法 。因而采用这种设计方法能大大提高设计效 而获得可行方案 中的最优设计方案 。 率和设计质 量…。优化设计主要包括两个方面 ：一 优化设计改变 了传统的设计方式 。传统设计方 是如何将设计 问题转化为确切反映问题实质并适合 法是被动地重复分析产 品的性 能。而不是主动设计 于优化计算 的数学模型，建立数学模型包括 ；选取适 产 品的参数 。作为一项设计 不仅要求 方案可行 、合 当的设计变量 。建立优 化 问题 的 目标 函数和约束 条 理 。而且应该是某些指标达 到最优 的理 想方案 。并 件 。 目标 函数是设计 问题所要求的最优指标与设计 从大量 的可行设计方案 中找 出一种最优化 的设计方 变量之间的函数关 系式 ，约束条件反 映 的是设计 变 案 ，从而实现最优化的设计 。 量取得范 围和相互之 间的关系 ；二是如何求得该 数 优化设计可 以满足多方面 的性 能要求 。产 品要 学模 型的最优解 ：可 归结为在给 定 的条件 下求 目标 求总体结构尺寸小，传动效率高，生产 成本低等 。这 函数的极值或最优值 的 问题 。机械优化设计就是在 些要求用传统设计方法设计是无法解决 的。实践证 给定的载荷或环境条件下，在机械产品的形态 、几何 明。最优化设计是保证产 品具有优 良的性能，减轻 自 尺寸关系或其它因索 的限制范 围