機械優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用發(fā)展
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- 機械優(yōu)化設(shè)計一.引言
機械優(yōu)化設(shè)計是建立在近代應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、應(yīng)用力學(xué)和材料學(xué)和計算機程序設(shè)計之上的，是解決復(fù)雜設(shè)計問題的一種有效工具。選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，編寫優(yōu)化程序。以上所述的優(yōu)化進程所需重視的問題主要是針對優(yōu)化軟件的專門研制領(lǐng)域的，且優(yōu)化設(shè)計工作者可據(jù)實際需求選擇最合適的方法，較靈活的改變和組合各類設(shè)計思路，但這對設(shè)計者的綜合優(yōu)化理論知識背景要求較高。
機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是決定機械性能最主要的因素。科技論文。從工程設(shè)計基礎(chǔ)和目標(biāo)上可將設(shè)計分為：新型設(shè)計(開發(fā)性設(shè)計)、繼承設(shè)計、變型設(shè)計(基于標(biāo)準(zhǔn)型的修改)。所謂新型設(shè)計，即應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過實驗證明可行的新技術(shù)，設(shè)計未曾有過的新型機械，主要包括功能設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，是機械設(shè)計發(fā)展的方向所在，然而貫穿其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)即是設(shè)計的方法和實現(xiàn)的手段。人類一直都在不斷探索新方法和新設(shè)計理念。從17世紀(jì)前形成的直覺設(shè)計過渡到經(jīng)驗設(shè)計和傳統(tǒng)設(shè)計，直到目前的現(xiàn)代設(shè)計，從靜態(tài)、經(jīng)驗、手工式的‘安全壽命可行設(shè)計’方法發(fā)展到動態(tài)、科學(xué)、計算機化、自動化的優(yōu)化設(shè)計方法，已將科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的實用方法論應(yīng)用于工程設(shè)計中了。機械優(yōu)化設(shè)計融合了多種學(xué)科，具有很強的綜合性和理論性，同時也具有很強的應(yīng)用價值，在機械工程中起到重要的作用，對提升機械性能有很大的幫助，作為一種解決復(fù)雜問題的理論工具有很重要的應(yīng)用意義。本文主要介紹機械優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用和發(fā)展情況，從傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代化方法進行分析，以及討論未來優(yōu)化的發(fā)展情況。
二.傳統(tǒng)優(yōu)化方法的應(yīng)用與發(fā)展分析
2.1 傳統(tǒng)機械優(yōu)化設(shè)計方法的應(yīng)用
傳統(tǒng)機械優(yōu)化設(shè)計方法大多應(yīng)用于機械結(jié)構(gòu)和零件功能的優(yōu)化設(shè)計，針對機械結(jié)構(gòu)的性能和形態(tài)進行優(yōu)化。在機械結(jié)構(gòu)上，內(nèi)點罰函數(shù)優(yōu)化法，能夠?qū)偠群蛪簭澖M合強度結(jié)構(gòu)進行良好的優(yōu)化，既能夠滿足尺寸要求又能良好的控制結(jié)構(gòu)自重。在形態(tài)方面，典型的是軸對稱鍛造部件的毛坯形狀的優(yōu)化。在性能方面，采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法和黃金分割法對部分兩岸結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，使得機械結(jié)構(gòu)更加準(zhǔn)確保持運動平衡性，提高了傳力性能。這樣看來，傳統(tǒng)機械優(yōu)化設(shè)計方法依然能夠取得良好的效果，所以在機械設(shè)計發(fā)展中不能忽略傳統(tǒng)優(yōu)化方法的作用。
2.2 傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法的一些改進
在新的設(shè)計方法出現(xiàn)后，傳統(tǒng)機械優(yōu)化設(shè)計進行了一些改進：設(shè)計中普遍采用最優(yōu)設(shè)計方案和設(shè)計策略，幫助達到最優(yōu)組合性能;建立能夠反映設(shè)計問題的數(shù)學(xué)模型，提高機械設(shè)計的準(zhǔn)確性;利用計算機選擇最優(yōu)方案，通過計算機程序解決更加復(fù)雜的計算;計算機輔助設(shè)計，降低人工設(shè)計的誤差。 ...
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