1、机械优化设计课程论文机械优化设计课程论文 1 / 5 机械优化设计论文机械优化设计论文 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 授课教师授课教师： 完成日期完成日期： 机械优化设计课程论文机械优化设计课程论文 2 / 5 摘要摘要:机械优化设计的目的是以最低的成本获得最好的效益,是设计工作者一直 追求的目标,从数学的观点看,工程中的优化问题,就是求解极大值或极小值问题,亦即 极值问题。本文从优化设计的基本理论、优化设计与产品开发、优化设计特点及优化设 计应用等方面阐述优化设计的基本方法理论。 关键词关键词: 机械优化设计 产品开发 正文：正文： 一、械优化设计的基本理论一、械优化设计的
2、基本理论 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过 计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使 期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优 化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高 设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反 映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建 立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量 之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得
3、范围和相互之间的关系;二是如何 机械优化设计课程论文机械优化设计课程论文 3 / 5 求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问 题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系 或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变 量,建立目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优 化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。 二、机械优化设计与产品开发二、机械优化设计与产品开发 产品生产是企业的中心任务,而产品的竞争力影响着企业的生存与发展。产品的竞 争力主要在于它的性能和质量
4、,也取决于经济性,而这些因素都与设计密切相关,可以说 产品的水平主要取决于设计水平。随着生产的日益增长,要求机器向着高速、高效、低 消耗方向发展,并且由于商品的竞争,要求不断缩短设计周期,因而对产品的设计已不是 仅考虑产品本身,还要考虑对系统和环境的影响;不仅要考虑技术领域,还要考虑经济、 社会效益;不仅考虑当前,还要考虑长远发展。在这种情况下,所谓传统的设计方法已越 来越显得适应不了发展的需要。由于科学技术的迅速发展,对客观世界的认识不断深入, 设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步,使产品的设计发生了很大的变化,特别 是电子计算机的发展及应用,对设计工作产生了革命性的突变,为设计工作提供了实现 设计自动化和精密计算的条件。因此,用理论设计代替经验设计、用精确设计代替近似 设计、用优化设计代替一般设计将成为设计的必然发展趋势。 三、机械优化设计的特点三、机械优化设计的特点 优化设计是以建立数学模型进行设计的。优化设计引用了一些新的概念和术语,如 前所述的设计变量、目标函数、约束条件等。机械优化设计将机械设计的具体要求构造 成数学模型,将机
