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《机械优化设计理论方法概述》

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摘要机械优化设计理论方法是目前为止最重要的现代化设计方法,主要功能就是从众多设计方案中找出最佳方案,从而使设计方法更加的高效、科学.现在的机械优化设计越来越困难,原因就是现代工程装备的复杂性大大提高了,所以现在最主要的研究方面就是如何运用新的科学理论探索新的优化设计方法.文章阐述了机械优化设计的含义、目的以及必要性,总结了机械优化设计的特点,分析了现代机械优化设计的理论方法和研究现状,并对该领域中应当进一步研究的问题和发展方向,提出自己的见解.

关键词机械；优化设计；理论方法；研究概述

中图分类号：TH122文献标识码：C文章编号：2095-1205(2017)06-21-01

1机械优化设计研究内容

优化设计的思想是利用数学手段建立满足设计要求的优化模型,以达到最优设计；方法是使方案参数沿着方案更好的方向自动调整,以达到优化方法；手段是从大量方案中选出“最优方案”,以达到高效设计.尽管建模是结果可能不可行,但是优化设计基于一些规律和数据,又不需要花费太多费用,因此具有试验手段唯一的优点,再加以适当的经验,就会得到一个圆满的设计结果.

传统设计同样追求最优结果,通常都是通过估算、经验类比、试验、构思、评价、再构思、评价来进行选拔最优方案.但是实际情况又有所不同,一般都会因为一些原因无法确定其最优性,对其的计算也只是起到了校核的作用,只能证明方案的可行性.实践表明,传统设计存在很大的改进空间,前期所做的大量实验反而浪费资源和人力,得到的最终结果也和最初设想的没有太大出入.所以传统设计仅仅是满足主观上的最优,而非真正的最优设计.

2传统优化设计理论方法

2.1准则优化法

准则优化法是根据力学、物理学以及其他多种原则规定评优准则,然后运用此准则进行寻找最优方案.优点是具有简单的概念和计算,并且在少约束时优化效果较高.缺点是考虑的方面较少,不能再多约束时运用,会使效率降低.

2.2线性规划法

线性规划法是机械优化设计的重要方法之一,主要是运用数学极值原理求解目标函数问题以及约束条件为设计变量的线性优化问题,主要方法有单纯形法和序列线性规划法.

3现代优化设计理论方法

3.1遗传性算法

遗传性算法最早是由Holland教授提出,来源于对自然和人工自适应系统的研究,是一种全局优化概率搜索算法.作为一种使用、科学的优化技术,遗传算法发展速度极快,近些年来在人工搜索应用、函数优化方面都有很重要的贡献.

3.2神经网格法

神经网格是一种非线性动力系统,具有概括、类比、联想等方式,并且部分损伤后不会影响整体的结果.该方法主要利用网络能量函数的极小点总是对应网神经网格的稳定平衡点进行优化设计,使计算效率大大提高.

4机械优化设计研究展望

优化设计拥有提高设计质量、缩短研发周期等优点,在未来必定会得到广泛应用,会成为产品设计阶段必要的步骤.截止到目前,它已经为社会带来较大的经济效益,但在实际工程中还没有得到较多的应用.造成这种情况的原因主要是其建模难度过大、选择方案和求解的能力有限、数学建模描述能力低等,鉴于现代机械产品开发越来越来快的现状,机械优化设计要改善自身缺点,适应社会发展,争取早日为祖国的建设做贡献.

5结论

现代机械化水平发展过快,我们要尽快提高优化设计方法,已跟上发展的步伐,主要从研究对象、研究方法、优化建模、优化算法、优化程序等几大块进行改良,建立良好的研究环境和求解环境,使机械优化设计理论得到更多的应用.

参考文献

[1]郭永凤.机械优化设计理论方法研究[J].企业技术开发,2016(02).

[2]张宏浩.论机械优化设计理论方法研究[J].现代国企研究,2015(20).

[3]陈波.机械优化设计理论方法研究综述[J].科技风,2014(9):159-159.

优化设计论文参考资料：