浅析机械优化设计方法基本理论( 二 )


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、优化设计方法的评判指标
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、结论
机械优化设计作为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 。
【浅析机械优化设计方法基本理论】

推荐阅读