机械优化设计方法现状及发展趋势.pdf

机械优化设计方法现状及发展趋势 关键词： 优化设计 现状 发展趋势 Key Words ：Optimal Design current situation Development trends 摘要： 随着科学发展的需要 , 机械产品设计质量的不断提高 , 设计周期的白益缩短 , 要求 设计者考虑的因素也愈来愈多 , 其计算方法的复杂性和精确性都是二般传统设计难以完成 的。面对这种技术发展的现状 , 设计者便开始求助于新的理论和新的设计方法。机械优化设 计就是在这种情况下 , 发展起来的一种现代设计方法。 As the needs of the scientific development, mechanical product design and continuous improvement in quality, design cycle, shortening the require designers to consider more and more of the factors, and its method of calculating the complexity and accuracy are difficult for traditional design like the Second completed. Face in the development of this technology, designers began to turn to new theories and new methods of design. Optimal Design of machinery is in such circumstances, the development of a modern design. 引言 机械优化设计是最优化理论、 电子计算机技术与机械工程相结合的一门学科。 早在二十 世纪五十年代以前 , 工程设计问题的最佳决策还只是限于古典数学中的微分法和变分法 , 或 用拉格朗日乘子法解决等式约束问题。 直到四十年代前后 , 特别是 Dantzing 提出大型线性规 划技术以后 , 使得借用数值算数求解优化问题才成为可能。 随着电子计算机和计算技术的迅 速发展 , 不仅推动了最优化技术的广泛应用 , 也促进最优化理论的进一步发展。在此期间 , 把最优化技术运用到机械工程设计中的 “机械工程优化设计 ”概念便由此而萌生 , 成为了 一门工程新学科。 机械优化设计同传统设计相比、 具有以下三个特点： （1）采用了最优化思想和策略； （2 ） 建立了一个能正确反映实际工程设计问题的数学模型； （3 ）用高速计算机寻求最佳方案。 实 践表明：机械优化设计已成为解决机械设计问题的一种有效方法 , 是计算机辅助设计 （CAD ） 应用中的一个重要方面。 1 机械优化设计方法概述 设计任何一种机械设备 , 都需要预先规定一个设计指标 , 即设计要求或追求目标。设计 者首先要根据设计要求进行方案设计 , 以期能找出一种最佳方案。 而以数学规划理论加电子 计算机技术为基础的机械优化设计可为解决这类工作设计问题 , 提供重要的理论依据和设 计方法。 机械优化设计问题渊源于生产实践。 对于一般工程问题 , 设计者可以根据其实际设计问 题的追求目标和限制条件约束 , 抽象为如下的数