第1章优化设计的基本概念(已排)汇编.ppt

* 收敛： 迭代法要解决的问题： （1）选择有哪些信誉好的足球投注网站方向 （2）确定步长因子 （3）给定收敛准则 运用迭代法，每次迭代所得新的点的目标函数都应满足函数值下降的要求： * 2.迭代终止准则 (1)点距准则 或 (2)函数值下降量 准则 　　时 　　时 * 　　上述准则都在一定程度上反映了逼近最优点的程度，但都有一定的局限性。在实际应用中，可取其中一种或多种同时满足来进行判定。 （3）目标函数梯度 准则 采用哪种收敛准则，可视具体问题而定。可以取 * * * 优化设计与有限元分析 王 学 林 机械设计与汽车工程系 Email: w_steven@ Phone:* 绪论 1.现代设计方法 　　现代设计是以市场需求为驱动，以现代设计思想、理论为指导，以现代技术手段为工具，考虑产品的全生命周期和人、机、环境相容性等因素的设计。 现代设计是传统设计的深入、丰富和完善。 　　借助计算机，应用精度较高的分析方法（如有限元方法等）进行分析计算，从大量的可行设计中寻找最优的设计方案，实现用理论代替经验设计，用精确计算代替近似计算，用优化设计、绿色设计代替一般的安全寿命的可行性设计。其目的是为了提高设计的主动性、科学性和准确性。 * 2.现代设计的特点 传统方法 现代方法 经验的、类比的 逻辑的、推理的、 系统的 静态的、少参数 动态的，多变量、 多方案 　　现代设计方法具有系统性、创造性、综合性和程式性。 含可靠性设计、优化设计、绿色设计、有限元分析等等。 3.本课程的内容 优化设计、 有限元分析 介绍数学规划理论和有限元法的基本概念和基本方法，通过实例介绍用优化理论解决机械优化设计、用有限元法分析工程结构的过程。 * 　　设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法是基于设计理论形成的，因而更具科学性和逻辑性。 现代设计方法融合了信息技术、计算机技术、知识工程和管理科学等领域的知识。但现代设计方法还不能完全取代传统设计方法，一些行之有效的经验方法目前仍在广泛使用，它们仍是现代设计方法的重要组成。 把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计过程自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 * 3. 学习参考书 （1）陈继平、李元科：《 现代设计方法》 （2）孙靖民：《 现代机械设计方法》、 《机械优化设计》 （3）周济 ： 《机械设计优化方法及应用》 （4）曾攀：《有限单元分析》 （5）Daryl L. Logan著，伍义生、吴永礼译：《有限元方法基础教程》 （6）王勖（Xù）成、邵敏 ：《有限单元法基本原理与数值方法》 * 第1章　优化设计的基本概念 自古以来的多数工程设计，都经过了某种程度的“优化”过程 1. 传统的设计过程： 设计（综合） 评价（分析） 选用（决策） 满意方案 2. “评价——再设计”的过程： (a) 经验和知识； (b) 试验； (c) 优胜劣汰 * 优化设计是一种现代设计方法 3. 优化设计的教学任务 基础：（1）最优化数学理论 （2）现代计算技术 任务： 运用计算机自动确定设计的最优方案。 内容： (1)将工程实际问题数学化； （优化设计数学模型） (2)用最优化计算方法在计算机上求解数学模型。 * 优化设计就是借助最优化数值计算方法与计算机技术，求取工程问题的最优设计方案。 机械优化设计包括： （1）必须将实际问题加以数学描述，形成数学模型； （2）选用适当的一种最优化数值方法和计算程序运算求解。 机械优化设计是应用数学方法寻求机械设计的最优方案，所以需要应用机械工程的专业知识确定设计的限制条件追求的目标。 1.1　优化设计概述 * 已知：传动比i, 转速n, 传动功率P，大小齿轮的材料，设计该