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机械优化设计方法分析

摘要:机械优化设计是近几年来发展起来的一门新的学科,在二十世纪中旬的时候开始,优化技术和计算机技术的兴起,在每个设计领域中被应用,为工程设计提供了重要的科学的设计方法。以下内容就是将机械设计的过程中,遇到的很多复杂的问题设计,在众多的设计方案中选择最优的一种设计方案进行设计,从而提高设计的效率和质量。机械的优化设计是以最低的成本获取最高的利益,是所有设计者追求的目标,在数学的角度来看机械的优化设计就是,求解极大值或极小值问题。本文重点介绍了机械优化设计的理论方法,分析优化方法的最新研究进展。

关键词:机械;优化设计;方法特点

现代的机械也在不断的随着时代的发展不断的进步,促使了机械优化设计的理论不断的完善,以满足时代的需求,因为这些设计的理论都会用过实验数据以及科学的进步相互结合得出来的,因此将这些结论融入实际的生产活动中能够获得显著的成效。

1机械优化的概述

机械优化是顺应时代发展而不断延伸出来的一种现代化的生产而发展兴起的。它是建立在数学规划的理论和计算通过有效的实验数据和科学的评价体系来从众多的设计方案中寻找到能够尽可能的完善和适宜的设计方案,在这机械优化的这个机械方面的研究和应用的发展速度都是非常的快速,并且在快速发展的过程中取得了非常显著的效果。

2机械优化设计的基本理论

在时代和科技不断的发展下,机械优化设计不断的在机械领域提高设计的效率和设计的质量; 优化设计主要包括了两个方面:首先,应该怎么样建立数学关系进行穿件最优的数学模型如何进行选取适当额设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。通常来说,在优化设计的过程当中,目标函数就是专门反应出每一个变量之间不同的相互关系,用目标函数来直观的评价方案的好坏。我们在优化设计中,可以通过变量的多少来定义单目标优化和多目标优化,通常情况下,目标函数越多,设计的效果就会更加的显著。第二点就是怎么求得数学模型的最优解,就是在相应的条件下求出目标函数的极值。机械优化设计就是在指定的条件下,在制作机械的限制条件范围内,使目标函数最优的一种优化设计方法,现代化的机械优化设计以及广泛被应用。

3机械优化设计的特点

在机械的优化设计的过程当中,不管用什么样的方式进行优化,每种方式都具有每种方式的特点,每个特点都具有一定的价值和领域。机械优化设计是建立在数学模型之上进行设计的。通过将设计的要求构造成一个数学模型进行机械设计,将机械设计的问题转换成为数学的问题,通过对数学模型的推理得出相应的结论,找到最佳的解决机械问题的途径。优化设计的方式改变了传统的设计方式,开展了应用新的有效的解决机械设计的问题。现代化的机械设计能够主动的设计出产品的参数,从很多个设计方案中找到最优的设计方案。机械优化设计通过计算机自动设计选优为基本的特征,借助信息化的手段提高效率,从大量的方案中寻找最佳的设计方案。在机械的设计过程当中,只有找到最优的设计方式们才能更好的使机械产品带来更加直观的利益。

4机械优化设计过程中的设计方式

众所周知,在机械方面的设计都是非常的复杂困难的,要对机械进行优化设计面临的挑战也是非常大的,但是由于机械领域中优化形式十分的广泛,相关的研究人员根据优化运算的形式进行划分,主要分为准则优化,其次是线性规划,最后是非线性规划三种。其中准则优化是一种传统的优化方式,这种方式没有通过机械优化设计的数学理论方式进行优化,而是通过物理学方面的分析得出相应的结果,这样的方式得出的结论往往是具备一定的主观性的,但是这样的传统的优化设计方式具有的优点就是可以直观的看到优化的概念,并且这种优化设计的方式相对来说也是比较简单的,并且能够充分的发挥出目标函数的最大功效,并且非常的符合传统的工程需要,但是同样具有一定的缺点,就是在效率上始终优点偏低。线性规划就是依据数学的基础进行优化的方式,同样线性规划是机械优化设计中最重要的设计方式,但是线性规划的优化设计方式在通过数学的理论上进行设计存在着很多的缺陷,就是在针对多函数的时候就不能充分的发挥出功效,还有就是在计算的过程中,十分的复杂,结算量非常的大,导致了在效率上有很大的缺陷,所以通常情况下,线性规则的优化设计方式都没有被采用。那么非线性规划的优化设计方式是整个生产和生活中应用最广泛的优化方式,并且能够有效的推进机械优化设计的发展,并且可以利用数学模式的计算将非线性规划分为两种,一种是没有约束的直接设计方式,就是在利用机械优化设计方案中以及存在的数据和再生的数据最为基础来进行合理的分析,进而得到最佳的效果,还有一种就是没有约束但是比较间接的方法,这种方式就是前者的方式的数学模式计算改变成了数学原理作为基础,通过利用函数的特性进行计算,从而得到最优的方式,这种方式在整个的机械优化设计中是非常重要的组成部分。

5机械优化设计方法的选择

根据上述的机械优化的概述降到机械优化设计是在众多的方案中找到最优的方案进行设计,那么我们要知道,找到优化设计的方案最关键的就在于如何正确的选择优化设计的方法,在实际的情况中,应该考虑到实际的设计需求和特征,进而考虑科学的优化设计方法。根据不同的优化设计方法和特性在对应的实际情况下进行合理科学的选择。合理的选择优化设计方案需要对全面的设计进行深入的全面的分析,在根据复杂性和准确性进行选择。总之就是不同的优化设计方法都是针对某一类问题而产生的,都具有各自的优点和缺点,不能单凭单纯的好坏进行选择。

6结束语

优化设计对于相关机械设备的工作效率有着很大的关系,在现代化的机械设计中,机械的优化设计不断的延伸广泛的运用,随着科技时代的发展,优化设计的形式会越来越受到重视,并且会创造出更多的经济效益。因此在机械优化设计中不断的完善优化体系,同时不断的更新理论思想的方式,进而提升优化的效率以及完善机械优化设计的方案。

参考文献:

[1]孙新城,叶军.机械优化设计中可视化方法的研究[J].现代制造技术与装备,2017(09):86-87.

[2]杨厚林.机械优化设计理论方法研究综述[J].山东工业技术,2017(17):22.

[3]樊磊.机械优化设计理论方法分析[J].时代农机,2017,44(07):19+21.

作者:郭政 单位:平煤神马机械装备集团安盛公司

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