机械优化设计小论文
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。
机械系统优化设计方法与工程实践
机械系统优化设计方法与工程实践摘要：本论文探讨了机械系统的优化设计方法及其在工程实践中的应用。
首先，论文介绍了机械系统优化设计的背景和重要性。
随后，论文详细阐述了优化设计方法，包括数学建模、仿真分析、参数优化等关键步骤。
接着，本文着重讨论了这些方法在不同领域的工程实践中的应用，如航空航天、汽车制造、机械工程等。
通过案例研究和实际工程经验，论文强调了机械系统优化设计在提高性能、降低成本和提高可靠性方面的重要作用。
最后，本文总结了未来研究的方向，以进一步推动机械系统优化设计在工程领域的发展。
关键词：机械系统、优化设计、工程实践、数学建模、仿真分析、参数优化、性能提升、成本降低、可靠性、工程应用。
引言：机械系统的优化设计是工程领域中至关重要的议题。
在不断演进的技术和市场竞争下，寻找更有效、更可靠、更经济的解决方案已成为迫切需求。
本论文将深入研究机械系统的优化设计方法，强调其在各种工程实践中的关键作用。
通过数学建模、仿真分析和参数优化等技术，我们将揭示机械系统优化设计的魅力，展示它如何改善性能、降低成本，并增强可靠性。
这项工作旨在激发更多关于机械系统优化设计的研究兴趣，为工程界提供更多实用的解决方案。
一、机械系统优化设计方法概述机械系统的优化设计是工程领域中至关重要的任务之一，旨在实现系统性能的最佳化、成本的最小化以及可靠性的最大化。
在本段中，我们将深入探讨机械系统优化设计的核心方法。
1、机械系统优化设计的关键之一是数学建模。
数学模型是将机械系统的物理特性和工作原理转化为数学方程的过程。
这些模型可以包括力学、热力学、流体力学等方面的方程。
通过建立准确的数学模型，工程师可以更好地理解系统行为，为优化设计提供基础。
这些模型还可以用于仿真分析，以评估不同设计方案的性能。
2、仿真分析是机械系统优化设计的关键步骤之一。
它允许工程师在实际制造之前对系统进行虚拟测试和评估。
通过仿真，工程师可以模拟各种工作条件和负载情况，以评估系统的性能、稳定性和安全性。
优化设计小论文
机械优化设计优化设计是20世纪60年代初发展起来的一门新的学科,也是一项新的设计技术。
它是将数学规划理论与计算技术应用于设计领域, 按照预定的设计目标,以电子计算机及计算程序作为设计手段,寻求最优设计方案的有关参数,从而获得较好的技术经济效益。
机械的研究和应用具有悠久的历史,它伴随甚至推动了人类社会和人类文明的发展。
机构学研究源远流长, 但从古到今,机构学领域主要研究三个核心问题, 即机构的构型原理与新机构的发明创造、机构分析与设计的运动学与动力学性能评价指标、根据性能评价指标分析和设计机构。
机构是组成机械的基本单元,一般机械都是由一个或多个机构组成。
对于机构的研究, 能够为发明、创造新机械提供理论、资料和经验。
而对于机构的优化设计, 使机构具有确定的几何尺寸,能够满足运动学要求, 并能实现给定的运动规律,这些能够为某些具体的机械设计, 使机械满足某些特定的功能提供了可靠的依据。
机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的因素。
从工程设计基础和目标上可将设计分为：新型设计(开发性设计)、继承设计、变型设计(基于标准型的修改)。
所谓新型设计，即应用成熟的科学技术或经过实验证明可行的新技术，设计未曾有过的新型机械，主要包括功能设计和结构设计，是机械设计发展的方向所在，然而贯穿其中的关键环节即是设计的方法和实现的手段。
人类一直都在不断探索新方法和新设计理念。
从17 世纪前形成的直觉设计过渡到经验设计和传统设计，直到目前的现代设计[1]，从静态、经验、手工式的‘安全寿命可行设计’方法发展到动态、科学、计算机化、自动化的优化设计方法，已将科学领域内的实用方法论应用于工程设计中了。
机械优化设计基本思路是在保证基本机械性能的基础上，借助计算机，应用一些精度较高的力学/ 数学规划方法进行分析计算，让某项机械设计在规定的各种设计限制条件下，优选设计参数，使某项或几项设计指标（外观、形状、结构、重量、成本、承载能力、动力特性等）获得最优值。
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。
机械优化设计论文
机械优化设计论文机械优化设计论文班级：11机自1班学号：1110121121姓名：张杰授课教师：屈光老师摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。
本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其优化方法、数学模型及优化应用进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。
关键词：机械优化设计；优化方法；数学模型；优化应用。
一、械优化设计的基本理论优化设计是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重视，并开展了大量工作，其基本理论和求解手段已逐渐成熟。
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。
二、机械优化设计数学模型建立方法（1）、目标函数的建立目标函数是以设计变量表示设计所要追求的某种性能指标的解析表达式，目标函数的构造与选择，关系到优化结果的实用性，从不同角度出发或根据设计对象和要求的不同，可能条件中筛选出最合理的标准作为目标函数，一般没有量化的原则和规律可以遵循，但根据以往机械优化设计的许多案例作参考。
（2）、约束条件的确定产品的设计过程通常对设计变量有各种限制，这些限制用函数的形式反映在模型中，就称为设计变量的约束条件，或简称为设计约束。
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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机械优化设计阐述与分析
机械电子工程13（2）班：
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。
本文重点介绍机械优化设计理论基础的同时，对其特点、评价方式进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。
关键词：机械优化设计特点现状方法
机械优化设计就是把机械设计与优化设计理论及方法相结合，借助电子计算机，自动寻找实现预期目标的最优设计方案和最佳设计参数的一种有效的设计方法，应用机械优化设计方法，不仅能使设计周期大大缩短，计算精度显著提高，而且可以解决传统设计方法所不能解决的比较复杂的最优化设计问题。
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，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。
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。
一、机械优化设计的设计思想
优化设计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[1]。
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范围和相互之间的关系；二是如何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、机械优化设计的特点
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。
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。
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、机械优化设计现状及发展趋势
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一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。
机械优化设计，自前在国内应用情况还难做出估计。
但不少工程实例表明：机械优化设计在现代产品设计中的经济效果还是很显著的。
例如：对某大型一级减速器，优化设计结果使其重量减轻12%。
对某行星减速器，优化设计结果使体积缩小13%。
对一台L桥式起重机箱形主梁，优化结果使其重量减轻14%等等。
另外，机械优化设计后，其动力性能、运动精度得到了显著的改善。
目前，对各种机构进行优机械优化设计已开始由对零；部件和机构的设计转向整机或系统设计。
总之，近十儿年来的机械优化设计发展，给机械工程带来了很大的效益，对进一步提高机械产品质量、降低成本，缩短生产周期等方面产生了深刻的影响。
但要看到，目前大多数机械优化设计所采用的优化算法与实际工程设计的要求还不相适应，乃是当今优化设计面临的新的挑战。
四、优化设计的应用
机构运动参数的优化设计是机械优化设计中发展较早的领域，不仅研究了连杆机构、凸轮机构等再现函数和轨迹的优化设计问题，而且还提出一些标准化程序。
机械零、部件的优化设计最近十几年也有很大发展，主要是研究各种减速器的优化设计、液压轴承和滚动轴承的优化设计以及轴、弹簧、制动器等的结构参数优化。
除此之外，在机床、锻压设备、压延
设备、起重运输设备、汽车等的基本参数、基本工作机构和主体结构方面也进行了优化设计工作。
近年来发展起来的计算机辅助设计(CAD)引入优化设计方法后，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计过程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。
机械优化设计研究的发展情况表明，机械优化设计已陆续用到建筑结构、化工、冶金、铁路、航天航空、造船、机床、汽车、自动控制系统、电力系统以及电机、电器等工程设计领域，并取得了显著效果。
总的看来，机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的，是一门崭新的学科。
它是在现代机械设计理论的基础上提出的一种更科学的设计方法，它可使机械产品的设计质量达到更高的要求。
因此，在加强现代机械设计理论研究的同时，还要进一步加强最优设计数学模型的研究，以便在近代数学、力学和物理学的新成就基础上，使其更能反映客观实际。
同时机械优化设计的研究还必须与工程实践、数学力学理论、计算技术和电子计算机的应用等紧密联系起来，才能具有更广阔的发展前景。
五、总结
总的看来,机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的,是一门崭新的学科。
它是在现代机械设计理论的基础上提出的一种更科学的设计方法,它可使机械产品的设计质量达到更高的要求。
因此,在加强现代机械设计理论研究的同时,还要进一步加强最优设计数学模型的研究,以便在近代数学、力学和物理学的新成就基础上,使其更能反映客观实际。
同时机械优化设计的研究还必须与工程实践、数学力学理论、计算技术和电子计算机的应用等紧密联系起来,才能具有更广阔的发展前景。
［参考文献］
[1]程耿东,顾元宪,王健.我国机械优化研究与应用的综述和展望[J].机械强度, 1995.
[2]王瑾.面向环境的产品设计制造及应用研究[J].机械管理开发,2011.
[3]李晶,鹿晓阳,陈世英.结构优化设计理论与方法研究进展[J].工程建设,2007.
[4]王维威,解念锁.金属基复合材料的加工方法及应用[J].科技创新导报,2010.
[5]郭谆钦,王承文.现代设计方法在机械优化设计中的应用[J].机电产品开发与创新,2007.
[6]王瑾.基于材料的绿色产品设计与管理研究[J].科技创新导报,2009. [7 ]解念锁,王瑾.我国硬质合金工业发展现状与资源保护,2006.。