现代机械优化设计课程论文
机械优化设计实验教学研究论文
机械优化设计实验教学研究论文机械优化设计实验教学研究论文机械优化设计实验教学研究论文1《机械优化设计》教学改革思路及措施1.1《机械优化设计》课程理论教学研究与改革《机械优化设计》课程理论教学体系的建设主要包括优化课程内容、制定课程教学大纲、编写课程教案几个方面。
如前所述，机械优化设计课程教学需要克服“四个脱节”。
因此在课程体系研究方面主要解决实现理论基础教学和应用能力培养相结合，以及课程内容与技术发展相结合两个问题。
（1）实现理论基础教学和应用能力培养相结合针对因该课程数学基础较多导致工科学生畏难情绪大，学习热情不高等问题，在课程数学理论基础等知识点方面，侧重算法原理的讲解而非算法过程的介绍；侧重使学生掌握使用现有数学工具解决工程问题，而非自行编制算法程序求解数值问题。
从而使学生从算法原理和理论基础中跳出来，提升到知识的应用的层次。
（2）课程内容与技术发展相结合机械设计问题已经从求解小规模单一问题发展到求解大规模复杂性问题。
因此优化方法也从经典的优化方法发展到多学科设计优化、智能优化方法、基于仿真的优化等领域。
因此课程内容应和技术发展相结合，适当引入先进优化方法的介绍。
为学生从解决简单数值问题过渡到今后解决复杂工程问题提供知识储备。
适应“卓越计划”提出的培养学生工程能力的要求。
1.2《机械优化设计》实验课程体系的建设《机械优化设计》实验课程体系的建设主要包括实验内容与实验项目的设置、制定实验教学大纲、编写实验指导书几个方面。
实验体系建设的主要目的是使实验项目设置与工程问题相结合，实验内容与工程实践所需的综合性知识应用相适应。
（1）首先在实验项目设置时，根据“卓越计划”的要求，以培养学生的工程能力和知识的综合运用能力为目标。
通过建立知识-能力-实验内容关系矩阵。
将各个知识点的能力培养落实到各个实验项目环节。
并且实验项目的设置突出和其他相关课程内容、工程问题相结合。
避免知识点与工程应用脱节，从而达到工程技术人才的具备知识的综合运用能力的培养要求。
机械优化设计方法论文
浅析机械优化设计方法基本理论【摘要】在机械优化设计的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。
每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。
在综合大量文献的基础上，总结机械优化设计的特点，着重分析常用的机械优化设计方法，包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主要性能指标。
【关键词】机械；优化设计；方法特点；评价指标一、机械优化概述机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。
该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。
随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。
]1[优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。
按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等。
1.1 设计变量设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。
设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。
优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。
必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。
1.2 约束条件约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，按表达方式可分为等式约束和不等式约束。
机械优化设计课程设计
目录摘要 (3)关键词 (3)一、概述 (3)二、优化方法介绍 (3)（一）、一维搜索方法 (3)（二）无约束优化方法 (5)1）共轭方向的生成 (6)2）基本算法 (6)3)改进算法的基本步骤如下 (7)三、优化设计实例 (10)1）模型 (10)2）变量 (10)3）优化设计源程序 (10)4）分析结果 (20)四、课程总结 (20)《机械优化设计》课程设计论文摘要：随着社会经济的迅速发展，机械优化设计作为一门为工程设计提供手段的学科，在这样的时代背景下应运而生。
针对具体的课题，通过一些设计变量而建立起目标函数的过程，称为数学建模；应用优化方法为工程设计寻找出最优解是现代优化设计所研究的主要课题与方向。
关键词：机械优化设计；设计变量；目标函数；数学模型；优化方法一、概述优化设计是20世纪60年代初发展起来的一门新学科，它是将最优化原理与计算技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法的手段。
利用这种新的设计方法，人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和设计质量。
因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门，成为现代工程设计的一个重要手段！二、优化方法介绍（一）、一维搜索方法一维搜索方法可分为两类，一类称为试探法，这类方法是按某种给定的规律来确定区间内插入点的位置，此点位置的确定仅仅按照区间缩短如何加快，而不顾及函数值的分布关系，例如黄金分割法，裴波那契法等。
另一类一维搜索法称作插值法或函数逼近法。
这类方法是根据某些点处的某些信息，如函数值，一阶导数，二阶导数等，构造一个插值函数来逼近原来的函数，用插值函数的极小点作为区间的插入点，这类方法主要有二次插值法，三次插值法等。
在此重点讨论黄金分割法。
黄金分割法适用于[a, b]区间上的任何单谷函数求极小值问题，对函数除要求“单谷”外不作其他要求，甚至可以不连续。
因此，这种方法的适应面相当广。
现代机械设计论文(5篇)
现代机械设计论文(5篇)现代机械设计论文(5篇)现代机械设计论文范文第1篇分析现代化机械设计的合理性,首先要对现代化的机械生产模式进行分析,再对机械设计的合理性进行实际性的解读。
由于现代化技术的进展,机械生产与制造已经突破了传统的车间与车床生产模式,从而实现了现代化的生产方式。
那么,现代化机械生产模式详细是怎样的呢?在对机械设计方面又有着哪些影响呢?1.1现代化机械生产模式更加符合市场的需求,符合批量生产的规模现代化生产模式由于受到诸多的市场刚需影响,机械产品的需求量不断增大,而生产周期不断缩减。
这在很大程度上刺激了机械生产模式,对于传统的机械生产更是一种挑战。
因此,在外界的压力之下,机械生产方式以及机械的设计理念都进行了较大程度的修改,以满意日益增加的市场需求。
那么,在生产方式方面,机械生产采纳了自动化远程掌握生产技术,并结合计算机数据处理技术,来实现一种现代化的机械生产模式。
1.2现代化机械生产模式引入新技术,从而实现全新的机械制造业单一的技术进展完全无法满意市场需求,各个领域的技术进行结合进展,才能够实现对一个产业的变革与市场顺应度。
机械制造业领域,要想实现肯定的市场竞争力,就必需实现产业的整合与技术的结合应用。
从传统的机械生产模式,就可以发觉传统机械模式存在的问题。
其详细表现在:大量的人工操作,不仅效率低,而且简单消失错误,产品质量不合格的现象时有发生。
车间是传统的机械产品的主要生产基地,生产车间的人工操作太多。
一般的工件都需要进行反复打磨,才能够符合产品需求。
由于避开不了人工的主观误差,在生产的过程中常常会消失工件报废的现象。
不仅造成了原料的铺张,又增加了生产成本与时间成本。
车间的平安问题特别重要,常常性平安问题无法避开。
传统的生产车间都是人工对着一台机床进行操作,一旦操作不当,就会消失一些危急问题,从而影响其生产质量。
在进行工件加工的过程中,人员受伤的现象始终无法真正避开,对于人身平安是一种损害,而对于生产流程,也经常会消失脱节和拖工的现象,造成整体的产品质量下降。
机械优化设计理论与方法研究[论文]
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机械优化设计理论与方法研究【摘要】机械优化设计是近年来发展迅速的一门学科，广泛地应用于各个领域并取得巨大收益。
本文简述了优化设计的一般思路过程，对比了传统与现代设计方法不同，追溯了机械优化设计的发展历程，聚焦现今优化设计所面临的挑战，同时展望了其深具研究价值的广阔前景。
【关键词】机械优化设计理论方法1 机械优化设计理论概述1.1 机械优化设计的概念机械优化设计是指最优化技术在机械设计领域的移植和应用，是以最低成本获得最高效益。
其根据机械设计理论、方法与标准规范等建立能够正确反映实际工程设计的数学模型，利用数学手段和计算机计算技术，在众多的方法中快速找出最优方案。
机械优化设计通过把机械问题转化为数学问题，加以计算机辅助设计，优选设计参数，在满足众多设计目的和约束条件的情况下，获得最令人满意、经济效益最高的方案。
目前，机械优化设计已成为解决机械设计问题的有效方法。
1.2 机械优化设计研究的内容机械优化设计主要研究的是其建模和求解两部分内容。
如何选择设计变量、列出约束条件、确定目标函数。
其中，设计变量是指在设计过程中经过逐步调整，最后达到最优值的独立参数。
设计变量的数目确定优化设计的维数，维数越大，优化设计工作越复杂，但效益越高，所以选取适当的设计变量显得尤为重要。
约束条件即是对约束变量的限制条件，起着降低设计变量自由度的作用。
目标函数即是指各个设计变量的函数表达式，工程中的优化过程即是指找出目标函数的最小值（最大值）的过程。
一般而言，目标函数的确定相对容易，但约束条件的选取显得比较困难。
2 机械优化设计的一般思路与常见方法2.1 机械优化设计的一般思路2.1.1 分析问题，建立优化设计数学模型在机械优化设计的过程中，首先需要通过对实际问题的分析，选取适当的设计变量，确定优化问题的目标函数和约束条件，从而建立优化设计的数学模型。
2.1.2 选择优化设计方法，编写程序在设计变量、约束条件和目标函数三大要素已经确定，构建好数学模型的情况下，编写计算机语言程序。
机械优化设计论文(基于MATLAB工具箱的机械优化设计)
基于MATLAB 工具箱的机械优化设计长江大学机械1：程学院机械11005班刘刚 摘 要：机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中 找出最佳方案，从而大大提高设计效率和质量。
本文系统介绍了机械优化设计的 研究内容及常规数学模型建立的方法，同时本文通过应用实例列举出了 MATLAB 在工程上的应用。
关键词：机械优化设计；应用实例：MATLAB 工具箱；优化目标优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科，是构成和 推进现代设计方法产生与发展的重要内容。
机械优化设计是综合性和实用性都很 强的理论和技术，为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法，使设计者 由被动地分析、校核进入主动设计，能节约原材料，降低成本，缩短设计周期， 提高设计效率和水平，提升企业竞争力、经济效益与社会效益。
国内外相关学者 和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分觅视，并开展了大最工作， 其基本理论和求解手段己逐渐成熟。
国内优化设计起步较晚，但在众多学者和科研人员的不懈努力下，机械优 化设计发展迅猛，在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果，但与 国外先进优化技术相比还存在一定差距，在实际工程中发挥效益的优化设计方 案或设计结果所占比例不大。
计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重 驱动，使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展，遗传算法、神 经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。
目前，优化 设计已成为航空航天、汽午制造等很多行业生产过程的一个必须且至关重要的环 节。
一、机械优化设计研究内容概述机械优化设计是一种现代、科学的设计方法，集思考、绘图、计算、实验于 一体，其结果不仅“可行”，而且“最优S 该“最优”是相对的，随着科技的 发展以及设计条件的改变，最优标准也将发生变化。
优化设计反映了人们对客观 世界认识的深化，要求人们根据事物的客观规律，在一定的物质基和技术条件 下充分发挥人的主观能动性，得出最优的设计方案a优化设计的思想是最优设计，利用数学手段建立满足设计要求优化模型， 方法是优化方法，使方案参数沿着方案更好的方向自动调整，以从众多可行设 计方案中选出最优方案，手段是计算机，计算机运算速度极快，能够从大量方 案中选出“最优方案“。
关于机械工程的优化设计
关于机械工程的优化设计摘要：近几年来，伴随着科学技术的进步，各个行业都有了一定的发展。
特别是随着工业机器的发展，国内机器制造业也随之产生了翻天覆地的变化。
在此基础上，提出了一种新的、有针对性的、有针对性的设计方法。
机械可靠性的优化设计是一个值得关注的、系统的研究课题。
文章从分析目前在机械工程领域中，可靠性优化设计的现状入手，对该系统的一般设计方法和具体应用进行了详细的论述。
关键词：机械工程可靠性；优化设计；应用引言随着社会和科技的不断进步，机械工程在国民经济中的作用日益突出。
对机械设计提出了更高的要求。
但是，与西方先进国家相比，我国的机械工程制造业仍有一些不足之处，例如，在机械工程的可靠性优化设计中，更多的是侧重于理论，而不是将理论运用到实际中去。
1机械工程产品的可靠性优化设计现状分析在科技进步的驱动下，产品的升级是伴随着社会的发展而来的。
随着人们生活水平的不断提高，对其功能和可靠性的要求也越来越高。
随着科学技术的发展，以目前的生产工艺为基础的机械工程产品的结构越来越复杂。
不仅各种优良的技术被广泛运用于生产和生产，同时，我们的产品也在不断地更新。
由于产品结构的复杂性，使其在机械工程中具有较高的可靠性。
更确切地说，可靠性主要是指在某一特定需求的条件下，该产品可以达到某一特定效果的程度。
在机械制造领域，要想生产出满足客户要求的产品，就必须进行详细的规划设计，对产品设计中的潜在问题进行严格的控制，以提高产品的稳定性，达到预期的目的[1]。
2开展可靠性优化设计的原因简述2.1社会发展所需近几年来，我国的经济、科技等都得到了飞速的发展，现在市场上的产品种类繁多，因此，广大群众对产品的质量标准也有了更高的要求。
此外，由于人们的观念发生了改变，人们对质量、性能的要求要比对其外表形象的要求高得多。
因此，对于有关企业来说，要想获得稳定的发展，就必须积极进行可靠性设计工作，这也是我们进行这项设计的主要原因。
2.2提高产品质量的可靠性在此基础上，以不断降低产品的售后维护率，降低消费者的产品品质抱怨，从而构建出一套适合于公司未来发展的品质能力[2]。
【精品毕设】现代机械优化设计课程论文
现代机械优化设计摘要：机械优化设计是近年来发展起来的一门新的学科，起始于20世纪60年代，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。
在机械应用的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量关键词：优化设计；方法特点；发展态势一、机械优化设计的设计思想机械优化设计是为了适应于不断发展的生产现代化而发展起来的。
它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，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到尽可能完善的或最适宜的设计方案。
该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益。
所谓优化设计就是在规定的各种设计限制条件下，将实际设计问题首先转为最优化问题，然后运用最优化理论和方法，在电子计算机上进行自动调优计算，从满足各种设计要求及限制条件的全部可行方案中，选定出最优设计方案。
就最优化的理论和方法而言，继古典的微分法和变分法之后，出现有数学规划优化法、准则优化法、混合法及利用遗传算法、人工神经网络的优化方法等。
进入21世纪，工程技术人员普及应用最优化方法是必然趋势1．设计变量设计变量是指在设计过程中我们必须全面考虑确定的各项独立参数，一旦这些设计参数全部确定了，设计方案也就完全确定了。
他们在整个设计过程中相当于一个个变量，变量的多少与数值大小直接影响着优化工作的复杂程度。
也就是说，设计变量数目越多，设计空间的维数越大，优化设计工作也就越复杂，同时效益也越显著。
因此在选择设计变量时。
必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。
2．约束条件约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，而优化设计问题大多数是约束的优化问题。
针对优化设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法进行分类。
约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组设计变量的间接限制。
机械优化设计综述及展望
机械优化设计综述及展望机械优化设计课程论文班级：机械1105学号：A07110065姓名：于鸿飞指导教师：孙伟机械优化设计综述及展望摘要:机械优化设计是建立在近代应用数学、物理学、应用化学、应用力学、材料学和计算机程序设计之上的,是解决复杂设计问题的一种有效工具。
优化设计方法是机械优化设计的灵魂,本文简要介绍了优化算法发展及机械优化设计方法的选择及其应用与发展前景。
关键词:设计方法优化应用前景展望Abstract:the mechanical optimization design is based on the modern applied mathematics, physics, applied chemistry, applied mechanics, materials science, and computer programming is an effective tool to solve the problem of complex design. Optimization design method is the soul of mechanical optimization design, this paper briefly introduces the development optimization algorithm and the selection of mechanical optimization design method and its application and development prospect. Keywords: design method to optimize application outlook机械优化设计是从20世纪60年代初期开始随着数学规划理论的发展和计算机的广泛应用而产生的一门新的学科，是近代先进机械设计技术中的一种方法。
机械工程专业优秀毕业论文范本基于仿生设计思想的新型机械结构优化研究
机械工程专业优秀毕业论文范本基于仿生设计思想的新型机械结构优化研究为了满足题目要求，本文将按照毕业论文的格式来展开讨论。
不过在论文正文开始前，还是先给出一个简要的摘要，以方便读者了解论文的主要内容。
摘要：本文基于仿生设计思想，对机械工程中的机械结构进行了优化研究。
首先，我们介绍了仿生设计思想的基本概念和应用价值。
接着，我们详细分析了现有机械结构的不足之处，并提出了一种新型的机械结构优化方法。
通过对比实验验证，我们证明了该优化方法的有效性。
最后，我们对未来机械工程中基于仿生设计思想的发展进行了展望。
1. 引言1.1 课题背景1.2 研究目的和意义2. 仿生设计思想的基本概念和应用价值3. 现有机械结构优化方法的不足4. 基于仿生设计思想的新型机械结构优化方法4.1 仿生设计思想在机械工程中的应用4.2 新型机械结构优化方法的原理和步骤5. 实验验证与结果分析5.1 实验设计5.2 实验结果5.3 结果分析和讨论6. 发展前景6.1 仿生设计思想在机械工程中的潜在应用6.2 研究的局限性和未来的改进方向1. 引言1.1 课题背景在机械工程领域，结构优化是提高机械性能和效率的重要方法。
传统的机械结构设计多为基于经验和人工优化的结果，这在一定程度上限制了机械设备的发展和创新。
为了克服这一问题，本研究采用了仿生设计思想，探索新型机械结构的优化方法。
1.2 研究目的和意义本研究的目的是基于仿生设计思想，通过优化机械结构的形态和材料，提高机械设备的性能和可靠性。
通过对不同材料和形态的结构进行比对，可以得到更加合理和高效的机械结构设计方法，为机械工程的发展提供参考和指导。
2. 仿生设计思想的基本概念和应用价值2.1 仿生设计思想的基本概念仿生设计是通过模仿自然界的生物结构和生物过程，将其应用于工程设计中的一种方法。
仿生设计在许多领域中得到了广泛应用，如飞行器设计、材料科学和机器人技术等。
该设计思想的核心目标是在不同层面上解决复杂的工程问题。
机械优化设计论文
机械优化设计摘要：本文简单介绍了机械优化设计的发展概况，其基本概念和的经济效果，以及其优化问题的分类，优化方法的选择，优化课题的选择和优化设计的发展方向。
关键词：机械优化设计优化设计优化方法一.前言在人类活动中，要办好一件事（指规划、设计等），都期望得到最满意、最好的结果或效果。
为了实现这种期望，必须有好的预测和决策方法。
方法对头，事半功倍，反之则事倍功半。
优化方法就是各类决策方法中普遍采用的一种方法。
机械优化设计，作为一门现代化设计方法，广泛的应用于机械设计中，并取得了巨大的经济效益。
该技术己成为现代工程师必须掌握的现代设计方法之一。
二.优化设计概况机械优化设计应用的发展历史，经历了由怀疑、提高认识到实践收效，从而引起广大工程界日益重视的过程。
在60～70年代，计算机价格昂贵，优化设计在应用实践方面多数限于高等院校、研究所和少数大型企业中开展。
从70年代到80年代，计算机价格大幅度下降，优化设计应用的诱人威力，市场竞争日益激化，作为产品开发和更新的第一关是如何极大地缩短设计周期、提高设计质量和降低设计成本已成为企业生存的生命线，从而引起广大企业和设计师的高度重视。
用优化设计方法来改造传统设计方法已成为竞相研究和推广并可带来重大变革的发展战略，优化设计在设计领域中开拓了新的途径。
三.优化设计的概念机械优化设计是将机械工程的设计问题转化为最优化问题，然后选择适当的最优化方法，利用电子计算机从满足要求的可行设计方案中自动寻找实现预期目标的最优化设计方案。
设计步骤：把实际机械设计问题转化为数学模型，然后根据数学模型的特性，选择某种适当的优化方法及其程序，通过电子计算机，求得最优解。
四.优化设计的经济效果机械优化设计是把数学规划理论与计算方法应用于机械设计，按照预定的目标。
借助于电子计算机的运算寻求最优设计方案的有关参数，从而获得好的技术经济效果:（1.）可以降低机械产品成本，提高它的性能;（2）优化设计过程中所获得的大量数据，可以帮助我们摸清各项指标的变化规律，有利于对今后设计结果作出正确的判断，从而不断提高系列产品的性能;（3）用优化设计方法可合理解决多参数多目标的复杂产品设计问题五.化问题的分类在工程优化原理和方法的应用领域，主要是优化设计、优化试验和优化控制三个方面。
机械优化设计论文
浅谈机械结构动态优化设计及其相关技术笑嘻嘻论文摘要:阐述了机械系统动态优化设计的概念、内容,介绍了机械系统动态优化设计相关技术。
分析说明了机械系统动态优化设计是一项涉及现代动态分析,计算机技术,产品结构动力学理论,设计方法学等众多科学领域的高新技术,能把问题解决在设计阶段、代价小、周期短,能满足机械设备动态特性要求,能够适应当前激烈的市场竞争的需要。
论文关键词:动态设计；动力学模型；有限元法；ANSYS软件前言随着高速切削技术的发展推动了各种数控机床的出现及迅速发展。
新颖的机械结构系统使现代数控机床比传统的数控机床的运动速度提高了5-10倍，与此相应它对动态性能的要求比传统机床提高了很多倍。
这就使得我国数控机床的水平与国际先进水平的差距更大。
主要表现在:可靠性差、应变能力差、产品开发周期长、设计手段落后等，并且业内人士意识到我国数控机床的薄弱环节已从数控系统转移到机械系统。
但传统的机床设计主要是经验设计和实验相结合，其步骤是:经验设计-样机试制--样机测试-改进设。
这种方法耗费大量的人力和财力，且周期长，效果差。
因此长期沿用的以经验设计为主的落后设计方法必须改变。
1 机械结构动态设计的发展传统的设计方法越来越难以满足市场的迅速变化，同时，很难综合考虑各方面的约束条件，得到的往往只是复杂问题的可行方案，而非最优方案，也难以很好的满足机械设备动态特性要求。
对产品进行动态优化设计，可以在很大程度上解决此类问题，其特点是把问题解决在设计阶段;其优点是代价较小，能够适应当前激烈的市场竞争的需要。
机械结构动态设计是一项涉及现代动态分析，计算机技术，产品结构动力学理论，设计方法学等众多科学领域的高新技术。
其基本思想是对按功能要求设计的结构图纸或要改进的机械结构进行动力学建模，并做动特性分析。
根据对其动特性的要求或预定的动态设计目标，进行结构修改，再设计和结构重分析，直到满足结构动特性的设计要求。
1.1 机械结构动态设计的内容关键机械结构动态设计的基本概念是对满足工作性能要求的产品初步设计图纸，或需要改进的产品结构进行动力学建模，作出动态特性分析。
机械优化设计论文
机械优化设计程序设计组员:完成时间：2013年5月12日目录：1.1 进退法............................................................................................... - 4 -1.1.1进退法的原理和流程图.................................................................. - 4 -1.1.2进退法程序代码............................................................................. - 5 -1.1.3程序的调试及运行结果.................................................................. - 6 - 1.2 黄金分割............................................................................................. - 7 -1.2.1黄金分割法的原理和流程图........................................................... - 7 -1.2.2黄金分割法的程序代码.................................................................. - 7 -1.2.3程序的调试及运行结果.................................................................. - 9 - 1.3 二次插值 ......................................................................................... - 10 -1.3.1 二次插值确定搜索区间的原理和流程图...................................... - 10 -1.3.2二次插值的程序代码 ................................................................... - 11 -1.3.3程序的调试及运行结果................................................................ - 13 - 1.4 牛顿型法........................................................................................... - 14 -1.4.1牛顿型法的求极值的原理及其流程图 .......................................... - 14 -1.4.2牛顿型法的程序代码 ................................................................... - 16 -1.4.3程序的调试及运行结果................................................................ - 18 - 1.5 鲍威尔法 ......................................................................................... - 19 -1.5.1鲍威尔法的流程图....................................................................... - 19 -1.5.2鲍威尔法的程序代码 ................................................................... - 20 -1.5.3程序的调试及运行结果................................................................ - 23 - 1.6 复合型法........................................................................................... - 24 -1.6.1复合型法的求极值的原理及其流程图 .......................................... - 24 -1.6.2复合型法的程序代码 ................................................................... - 25 -1.6.3程序的调试及运行结果................................................................ - 31 - 1.7 内点惩罚函数法 ................................................................................ - 31 -1.7.1内点惩罚函数法的求极值的原理及其流程图................................ - 31 -1.7.2内点惩罚函数法的程序代码......................................................... - 32 -1.7.3程序的调试及运行结果................................................................ - 35 -2.1 圆柱齿轮减速器的优化计算 .............................................................. - 35 -2.1.1圆柱齿轮减速器优化问题的背景.................................................. - 35 -2.1.2圆柱齿轮减速器的优化设计......................................................... - 36 -2.1.2.1目标函数的确定 .................................................................. - 36 -2.1.2.2约束条件的确定 .................................................................. - 38 -2.1.3求解优化问题的程序代码 ............................................................ - 41 -2.1.4程序的调试及运行结果................................................................ - 43 -3.1体会及建议.......................................................................................... - 44 -附录........................................................................................................... - 45 -（1）fmincon函数 ......................................................................................... - 45 -1.1 进退法1.1.1进退法的原理和流程图进退法是用来确定搜索区间（包含极小值点的区间）的算法，其理论依据是：()f x 为单谷函数（只有一个极值点），且[,]a b 为其极小值点的一个搜索区间，对12,[,]x x a b ，于任意如果图1-1进退法程序框图()()12f x f x <，则2[,]a x 为极小值的搜索区间，如果()()12f x f x >，则1[,]x b 为极小值的搜索区间。
机械优化课程设计论文【范本模板】
机械优化课程设计论文班级：机械11-1小组成员：徐江野 11104300130吕琦 11104300115聂志飞 11104300116日期：2014。
06。
10目录英文摘要: (3)摘要： (3)正文： (4)一、优化设计方法介绍 (4)二、机械优化设计的基本理论 (4)三、机械优化设计与产品开发 (5)四、机械优化设计的特点 (5)五、机械优化设计的应用 (6)基于复演预期函数机构的设计实例 (6)六、matlab编程及其运行过程 (9)七、总结 (12)八、参考文献 (13)CatalogEnglish Abstract.2Abstract： 3Abstract: 3An optimization design method, introduced 3Two， the basic theory of mechanical optimization design 4Three, the development of mechanical optimization design and products 4Four， mechanical optimization design features 5Five, the mechanical optimization design application 5Recapitulation expected design function mechanism based on the 6Six, matlab programming and operation process 9Seven， summarizes 12Eight， Ref。
英文摘要：Abstract: mechanical optimization design is to obtain the best benefit at the lowest cost, is the design of workers have been pursuing the goal, from a mathematical point of view， the optimization problem in engineering， is the solution of the maximum orminimum problem, i.e., extreme value problem。
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现代机械优化设计摘要：机械优化设计是近年来发展起来的一门新的学科，起始于20世纪60年代，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。
在机械应用的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量关键词：优化设计；方法特点；发展态势一、机械优化设计的设计思想机械优化设计是为了适应于不断发展的生产现代化而发展起来的。
它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，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到尽可能完善的或最适宜的设计方案。
该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益。
所谓优化设计就是在规定的各种设计限制条件下，将实际设计问题首先转为最优化问题，然后运用最优化理论和方法，在电子计算机上进行自动调优计算，从满足各种设计要求及限制条件的全部可行方案中，选定出最优设计方案。
就最优化的理论和方法而言，继古典的微分法和变分法之后，出现有数学规划优化法、准则优化法、混合法及利用遗传算法、人工神经网络的优化方法等。
进入21世纪，工程技术人员普及应用最优化方法是必然趋势1．设计变量设计变量是指在设计过程中我们必须全面考虑确定的各项独立参数，一旦这些设计参数全部确定了，设计方案也就完全确定了。
他们在整个设计过程中相当于一个个变量，变量的多少与数值大小直接影响着优化工作的复杂程度。
也就是说，设计变量数目越多，设计空间的维数越大，优化设计工作也就越复杂，同时效益也越显著。
因此在选择设计变量时。
必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。
2．约束条件约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，而优化设计问题大多数是约束的优化问题。
针对优化设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法进行分类。
约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组设计变量的间接限制。
等式约束对设计变量的约束严格，起着降低设计变量自由度的作用。
优化设计的过程就是在设计变量的允许范围内，找出一组优化的设计变量值，使得目标函数达到最优值。
3．目标函数在优化设计过程中，每一个变量之间都存在着一定的相互关系这就是用目标函数来反映。
他可以直接用来评价方案的好坏。
在优化设计中，可以根据变量的多寡将优化设计分为单目标优化问题和多目标优化问题，而我们最常见的就是多目标函数优化。
一般而言，目标函数越多，设计的综合效果越好，但问题求解越复杂。
在实际的设计问题中，常常会遇到在多目标函数的某些目标之间存在矛盾的情况，这就要求设计者正确处理各目标函数之间的关系。
对这类多目标函数的优化问题的研究，至今还没有单目标函数那样成熟。
二、机械优化设计的主要特点在优化设计过程中，每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领域。
优化设计是以建立数学模型进行设计的。
它引用了一些新的概念和术语，如前面所述的设计变量、目标函数、约束条件等用来作为机械优化设计的理论依托。
设计师可以将机械设计的具体要求构造成数学模型，将机械设计的问题转化为具体的数学问题，然后应用理论推理和验算来找到最优解决途径。
优化设计改变了传统的设计方式，开创了应用新的有效的解决机械设计问题的途径。
传统设计方法是被动地重复分析产品的性能，而现代的优化设计却能够主动设计产品的参数，从整体的大局出发找寻最优方案。
优化设计的一般过程与传统设计方法有所不同。
它是以计算机自动设计选优为其基本特征的。
借助于计算机的高速高效率，我们可以从大量的方案中选出最优方案。
作为一项设计不仅要求方案可行、合理，而且应该是一些指标达到最优的理想方案，这样才能使机械产品为企业带来可观效益。
三、机械优化设计的应用条件根据优化设计中所要解决问题的特点，选择适当的优化方案是非常关键的。
因为解决同一个问题可能有多种方法，而每一种方法也有可能会导致不同的结果，．而我们需要的是可以更加体现生产目标的最优方案。
所以我们在选择方案时一定要考虑一下四个原则：(1)效率要高。
(2)可靠性要高。
(3)采用成熟的计算程序。
(4)稳定性要好。
另外选择适当的优化方法时要进行深入的分析优化模型的约束条件、约束函数及目标函数，根据复杂性、准确性等条件结合个人的经验进行选择。
优化设计的选择取决于数学模型的特点，通常认为，对于目标函数和约束函数均为显函数且设计变量个数不太多的问题，采用惩罚函数法较好；对于只含线性约束的非线性规划问题，最适应采用梯度投影法；对于求导非常困难的问题应选用直接解法，例如复合形法；对于高度非线性的函数，则应选用计算稳定性较好的方法，例如BFGS变尺度法和内点惩罚函数相结合的方法。
四、机械优化设计的发展1．机械优化设计的前景早期的优化方法可追溯到三四十年代前的古典微分法和变分法，但由于这些方法本身的复杂性及计算工具的限制．优化没有得到发展。
近代优化方法成为一门独立的学科要算是在1947年George Bernard Dantzig发表了求解线性优化问题的单纯形法，在五十年代．鉴于线性规划的实际效果，再加上大规模生产的需要，使得优化的研究蓬勃兴起．到六十年代由于高速计算机的结合，出现了大量优化的算法．同时逐渐形成了优化的基本理论。
七十年代是优化的兴旺发展时期，这时与优化有关的著作、杂志和专门研究机构大量地涌现，这一时期优化不论在解线性规划、非线性规划以及随机规划、非光滑规划、多目标规划、几何规划、整数规划等各种优化问题理论或方法都有了新的进展，同时也开始出现一些优化方法软件，像面向航空结构的高效率结构优化程序系统AC—CESS的发表是七十年代非线性规划的好成就。
到八十年代初国内外许多大学都已开设优化课程。
八十年代来除优化理论与方法有所发展外，在针对复杂工程实际应用研究、软件开发、多学科交叉应用、优化新方法探讨和提高优化质量和效率等方面都取得了不少的进展。
四十多年来的优化发展，使优化理论与方法在工程设计、计划管理、科学实验以及军事科学等得到了广泛应用2．机械优化设计的展望结构优化设计随着优化方法的不断发展和改善，已逐渐得以发展。
近些年来，在结构优化算法方面．结构优化设计趋向于采用接近实际的复杂结构模型模拟大型结构系统，由于设计变量数目大，研究新的有效的准则优化方法受到重视，但仍有如何去解决针对各种特殊的结构优化问题建立相应的公式，解决解析推导和数值计算的实现问题；再是使用大型系统的分解优化方法，对于大型结构优化，可以按子结构分解或者进行多级分解优化，对于多学科的复杂系统可以按学科分解优化。
像遗传算法，人工神经网络的方法，在近十年来被引入结构优化设计并发展很快。
它们对离散与连续混合变量的全局优化，对发展结构近似重分析的专家系统有其独到之处。
现在的问题是怎样提高优化质量、精度、加快收敛，增加方法的通用性。
结构优化技术在工程设计中的进一步推广应用仍具实用价值，要解决优化设计的有限元模型的庞大性，解决结构优化与多学科设计问题交叉问题。
对于机构、结构和机械设备的可靠性与健壮性是大型工业装备设计时十分关心的问题，综合考虑可靠度，健壮性及成本的全性能优化设计理论、方法及其应用，将给出更为接近实际的结果，应予重视。
在这类问题的研究中，对包括模糊性和随机性的不确定因素应予注意。
为促进优化设计为工程实际服务，进一步开展实用性，通用性的结构化设计软件的开发和完善工作也是十分迫切的。
从近几年来国家自然科学基金所资助的内容来看，单就机械学科涉及优化设计的项目就有近2O项，有广义优化设计，全性能优化设计，模糊优化，可靠性优化，分解优化设计，光机电一体化与人机一体化设计，有基于人工神经网络的复杂结构优化研究及机械传动系统性能优化，复杂机电系统解耦与耦合设计理论与方法研究，机电产品的绿色设计理论与方法等，以及今年提出的面向产品的创新的概念设计，轧制件模具的现代设计方法等课题，反映我国已经注意追踪或跨入世界领先领域的研究工作。
另外从去年十月第一届中日韩结构与机械系统优化研讨会上发表的论文和今年九月举行的第五届国际计算结构技术会议征文内容，可以看到优化新方法的研究，形状优化和拓扑优化，多学科优化，结构优化建模，可靠性问题，结构重分析与灵敏度分析，遗传算法，神经网络，人工智能，大规模问题求解，因特网应用等还都是继续深入研究的热门课题。
五、结论机械优化设计作为在传统机械设计理论基础上结合现代设计方法而出现的一种更科学的优化设计方法，可使机械产品的质量达到更高的水平。
近年来，随着数学规划理论的不断发展和工作站计算能力的不断挖掘，机械优化设计方法和手段都有非常大的突破。
且优化设计思路不断的开阔。
总之，每一种优化设计方法都是针对某一类问题而产生的，都有各自的特点，都有各自的应用领域，机械优化设计就是在给定的载荷和环境下，在对机械产品的性能、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内，选取设计变量，建立目标函数并使其获得最优值的一种新的设计方法，其方法多样。
依据不同情形选择合理的优化方法才能更简便高效的达到目标。
当今的优化正逐步的发展到多学科优化设计，充分利用了先进计算机的技术和科学的最新成果。
所以机械优化设计的研究必须与工程实践、数学、力学理论、计算机紧密联系起来，才能具有更广阔的发展前景。
参考文献（1）李泉永；机械结构优化设计的回顾与展望；桂林电子工业学院学报；2000。
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