机械优化设计实例及matlab优化工具.pptx

机械优化设计实例 及matlab优化工具 ;;机械优化设计全过程一般可分为： 1)建立优化设计的数学模型。 2)选择适当的优化方法。 3)编写计算机程序。 4)准备必要的初始数据并上机计算。 5)对计算机求得的结果进行必要的分析。 ;1）设计变量的选择： 尽量减少设计变量数目 设计变量应当相互独立;试设计一重量最轻的空心传动轴。空心传动轴的D、d分别为轴的外径和内径。轴的长度不得小于3m。轴的材料为45钢，密度为7.8×10-6㎏/㎜，弹性模量E=2×105MPa，许用切应力[τ]=60MPa。??所受扭矩为M=1.5×106N·mm。 ;所设计的空心传动轴应满足以下条件： （1）扭转强度 空心传动轴的扭转切应力不得超过许用值，即 ;;（2）抗皱稳定性 扭转切应力不得超过扭转稳定得临界切应力:;;设： ;;平面连杆机构优化设计; 设计一再现预期轨迹mm的曲柄摇杆机构。已知xA＝67mm，yA＝10mm，等分数s＝12，对应的轨迹mm上12个点的坐标值见表，许用传动角[γ]＝300。;一、建立优化设计的数学模型 ;点M的坐标: ;该问题有8个设计变量，记为： ;2）确定目标函数;3）确定约束条件 (1)由曲柄存在条件，可得:;(3)由满足传动角条件γ＞[γ]，可得： ;优化设计工具;优化设计工具;第1部分 MATLAB基础;1.1 MATLAB窗口;1.2 数据表示 ;1.3 数组 ;1.3 数组 ; 1.3 数组 ;1.3.3 数组运算;3). 数组点乘 两数组的对应元素相乘a.*b 结果： [a1＊b1 a2＊b2…an＊bn] （a与b的维数必须相同）;4). 数组点正除（右除） 使两数组的对应元素正除 a./b 结果为: （a、b维数必须相同）;1.4 源文件（M－文件）;1.4.2 非函数文件 ;1.4.3 M-文件的操作 ;;;;第2部分 优化计算工具;MATLAB解决的线性规划问题的标准形式为：;2.1 线性规划优化函数;2.1 线性规划及其优化函数;2.1线性规划及其优化函数;2.2 无约束非线性优化函数;2.2 无约束非线性优化函数;2.2 无约束非线性优化函数;2.3 约束优化函数;2.3 约束优化函数—盖板优化实例： ;目标函数：;盖板优化实例;盖板优化实例;盖板优化实例;运行结果： x = 0.6332 25.3264 fval = 101.3056;前面空心轴的问题：;x = 33.7505 12.8830 3.0000 fval = 0.1787 exitflag = 4 output = iterations: 7 funcCount: 39 stepsize: 1 algorithm: medium-scale: SQP, Quasi-Newton, line-search;装载机优化设计:;9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生???像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。5月-215月-21Monday, May 31, 2021 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。20:11:0520:11:0520:115/31/2021 8:11:05 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。5月-2120:11:0520:11May-2131-May-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。20:11:0520:11:0520:11Monday, May 31, 2021 13、志不立，天下无可成之事。5月-215月-2120:11:0520:11:05May 31, 2021 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If Id gone alone, I couldnt have seen nearly as much, because I wouldnt have known my way about. 。31 五月 20218:11:05 下午20:11:055月-21 15、会当凌绝顶，一览众山小。五月 218:11 下午5月-2120:11