數(shù)學(xué)模型論文

1、東 北 大 學(xué)研 究 生 考 試 試 卷評(píng)分考試科目： 數(shù)學(xué)模型 課程編號(hào)： 閱 卷 人： 考試日期： 2012.12 姓 名： 1班 學(xué) 號(hào)： 注 意 事 項(xiàng)1考 前 研 究 生 將 上 述 項(xiàng) 目 填 寫(xiě) 清 楚2字 跡 要 清 楚，保 持 卷 面 清 潔3交 卷 時(shí) 請(qǐng) 將 本 試 卷 和 題 簽 一 起 上 交東北大學(xué)研究生院數(shù)學(xué)模型在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用1 緒論機(jī)械工業(yè)肩負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)提供技術(shù)裝備的重要任務(wù). 機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一. 而隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)機(jī)械性能的好壞起著越來(lái)越重要的作用，而且產(chǎn)品的迅速更新?lián)Q代也要

2、求設(shè)計(jì)的過(guò)程大大縮短. 因此，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，本質(zhì)上是運(yùn)用計(jì)算機(jī)快速完成傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的“評(píng)價(jià)再設(shè)計(jì)”的過(guò)程. 看起來(lái)設(shè)計(jì)過(guò)程和數(shù)學(xué)模型毫無(wú)關(guān)聯(lián)，但為了完成人際交互對(duì)話，第一步也是重要的一步就是必須將機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題數(shù)學(xué)化，即 抽象成為優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型；第二步是應(yīng)用最優(yōu)化計(jì)算方法的程序在計(jì)算機(jī)上求解這個(gè)數(shù)學(xué)模型以得到最優(yōu)解. 2 機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)用戶(hù)的使用要求對(duì)專(zhuān)用機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和尺寸形狀、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的過(guò)程. 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，是決定機(jī)械性能的最主要的因素. 機(jī)械

3、設(shè)計(jì)的努力目標(biāo)是：在各種限定的條件（如材料、加工能力、設(shè)計(jì)理論和計(jì)算手段等）下設(shè)計(jì)出最理想的機(jī)械，也就是達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì). 因此需要綜合地考慮許多要求，一般包括：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染. 這些要求通常是相互矛盾的，而且它們之間的相對(duì)重要性因機(jī)械種類(lèi)和用途的不同而異. 設(shè)計(jì)者的任務(wù)是按具體情況權(quán)衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設(shè)計(jì)的機(jī)械有最優(yōu)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。隨著機(jī)械工程基礎(chǔ)理論和價(jià)值工程、系統(tǒng)分析等新學(xué)科的發(fā)展，制造和使用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)資料的積累，以及計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，優(yōu)化逐漸依靠科學(xué)運(yùn)算. 服務(wù)于不同行業(yè)的機(jī)械，應(yīng)用不同的工作原理，要求不同的功能

4、和特性. 各行業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)，特別是整體和整系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，須依附于各有關(guān)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)而難于形成獨(dú)立的學(xué)科. 因此出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)、礦山機(jī)械設(shè)計(jì)、紡織機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車(chē)機(jī)械設(shè)計(jì)、船舶機(jī)械設(shè)計(jì)、泵機(jī)械設(shè)計(jì)、壓縮機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)、汽輪機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)、內(nèi)燃機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)床機(jī)械設(shè)計(jì)、航空機(jī)械設(shè)計(jì)等分支學(xué)科. 但是，這許多專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)又有許多共性技術(shù)，例如機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析和綜合、力與能的分析和計(jì)算、工程材料學(xué)、材料強(qiáng)度學(xué)、傳動(dòng)、潤(rùn)滑、密封等. 也出現(xiàn)了許多現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法常見(jiàn)的有：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、分形設(shè)計(jì)、網(wǎng)上設(shè)計(jì)等. 3 數(shù)學(xué)模型在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例3.1

5、在航天器控制系統(tǒng)通用仿真技術(shù)中的應(yīng)用3.1.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制的發(fā)展隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制也在不斷發(fā)展. 這一發(fā)展大致歸納為：由基于經(jīng)典控制理論的單變量控制系統(tǒng)發(fā)展到基于現(xiàn)代控制理論的多變量控制系統(tǒng)；由機(jī)械液壓式控制系統(tǒng)發(fā)展到數(shù)字式電子控制系統(tǒng)；發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立控制發(fā)展到飛行推進(jìn)綜合控制. 一方面，可控變量增加，回路增多，控制裝置增加，使系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜；另一方面，控制精度不斷提高，控制裝置的結(jié)構(gòu)也由笨重到小巧，從粗糙到精細(xì)，由機(jī)械液壓式發(fā)展到數(shù)字電子式控制器，并且運(yùn)用現(xiàn)代控制理論來(lái)進(jìn)行分析以獲得最優(yōu)性能. 3.1.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)的建模與仿真航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型是分析發(fā)動(dòng)機(jī)特性、研究其

6、控制規(guī)律，并對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析的基礎(chǔ)，也是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)及飛行推進(jìn)綜合控制系統(tǒng)進(jìn)行半物理仿真、評(píng)估控制系統(tǒng)性能并進(jìn)一步進(jìn)行試驗(yàn)研究的重要條件. 然而，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的氣動(dòng)熱力系統(tǒng)，其內(nèi)部工作機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，如何用數(shù)學(xué)方法描述發(fā)動(dòng)機(jī)，一直是國(guó)內(nèi)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究的重要課題. 對(duì)于要研究的對(duì)象，計(jì)算機(jī)一般是不能直接認(rèn)知和處理的，這就要求為之建立一個(gè)既能反映所研究對(duì)象的實(shí)質(zhì)，又易于被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)學(xué)模型. 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型是發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)抽象，是用圖表、曲線、公式、微分方程等來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程（穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)）的規(guī)律. 計(jì)算機(jī)處理這些經(jīng)過(guò)抽象的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)輸出這些模型的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)展現(xiàn)研究對(duì)

7、象的某些特質(zhì)，當(dāng)然，這種展現(xiàn)可以是三維立體的，由于三維顯示清晰直觀，已為越來(lái)越多的研究者所采用. 通過(guò)對(duì)這些輸出量的分析，就可以更加清楚的認(rèn)識(shí)研究對(duì)象. 通過(guò)這個(gè)關(guān)系還可以看出，數(shù)學(xué)建模的精準(zhǔn)程度是決定計(jì)算機(jī)仿真精度的最關(guān)鍵因素. 從模型角度出發(fā)，可以將計(jì)算機(jī)仿真分為三個(gè)步驟：模型的建立、模型的轉(zhuǎn)換和模型的仿真實(shí)驗(yàn). 這里重點(diǎn)介紹模型的建立，首先需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)仿真所要達(dá)到的目的抽象出一個(gè)確定的系統(tǒng)，并且要給出這個(gè)系統(tǒng)的邊界條件和約束條件. 之后，需要利用各種發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)，把所抽象出來(lái)的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)的表達(dá)式描述出來(lái)，描述的內(nèi)容就是所謂的“數(shù)學(xué)模型”，這個(gè)模型是進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的核心. 對(duì)于發(fā)

8、動(dòng)機(jī)這個(gè)多學(xué)科仿真系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以將模型大體分為幾個(gè)層次：一、發(fā)動(dòng)機(jī)整體模型，把發(fā)動(dòng)機(jī)看作一個(gè)獨(dú)立完整的系統(tǒng)，是一個(gè)穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)基本模型，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和部件性能計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)性能和效率. 二、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和控制模型，該模型是一個(gè)一維熱力基本模型，并帶有簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)元件、控制及其它學(xué)科數(shù)據(jù). 它利用部件性能，幾何尺寸和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)推力和重量，以及系統(tǒng)瞬態(tài)特性. 三、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)空間和時(shí)間平均模型，該模型是一個(gè)二維流體模型，使部件邊界條件與整個(gè)系統(tǒng)邊界條件相關(guān). 四、部件三維實(shí)時(shí)精確模型，把所有零部件的全部物理過(guò)程進(jìn)行全三維實(shí)時(shí)精確仿真，這類(lèi)模型正是目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值仿真追求的目標(biāo). 國(guó)外發(fā)

9、動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型技術(shù)的發(fā)展以美國(guó)為代表. 最早的航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型NASALewis于六十年代開(kāi)發(fā)SMOTE模型、隨后又開(kāi)發(fā)了GENENG，GENENG模型，但這三個(gè)模型都只能進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算；之后又開(kāi)發(fā)了三轉(zhuǎn)子、三函道、具有動(dòng)態(tài)計(jì)算性能的DYNGEN模型，該模型可任意選擇發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，這就是國(guó)內(nèi)廣泛使用的“7901程序”. 90年代，NASA Lewis研究中心的推進(jìn)系統(tǒng)數(shù)值仿真NPSS計(jì)劃，開(kāi)始采用面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建立“數(shù)字式試車(chē)臺(tái)”的通用發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真程序，現(xiàn)已成功開(kāi)發(fā)出MAPSS軟件和Onys軟件. 我國(guó)自七十年代中期開(kāi)始進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)建模與仿真技術(shù)，當(dāng)時(shí)主要采用定比熱或平均比熱法.

10、 近二十年，隨著國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)研究機(jī)構(gòu)廣泛開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)模型的開(kāi)發(fā)工作，包括面向?qū)ο蟮慕７椒ǎ诎l(fā)動(dòng)機(jī)建模方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，逐步縮小了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距. 3.1.3航空發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)介航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型是發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的數(shù)學(xué)描述，是關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)和使用條件與發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系. 根據(jù)不同目的和研究任務(wù)時(shí)，需要推導(dǎo)不同形式的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型. 發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的形式多樣，一般分為：線性的和非線性的；定常和非定常的；確定的和隨機(jī)的；連續(xù)和發(fā)散的；具有集中參數(shù)及具有分布參數(shù)的；實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的. 從研究發(fā)動(dòng)機(jī)的特性出發(fā)，數(shù)學(xué)模型分為：穩(wěn)態(tài)、小偏離動(dòng)態(tài)和大偏離動(dòng)態(tài)三類(lèi). 建立發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型

11、的方法有解析法、試驗(yàn)法. 試驗(yàn)法是通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理，獲取發(fā)動(dòng)機(jī)特性，從而得到發(fā)動(dòng)機(jī)模型的方法. 采用解析法建立數(shù)學(xué)模型需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的物理過(guò)程有詳盡的了解，并能用數(shù)學(xué)方法描述. 這種方法通過(guò)順次描述發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件（風(fēng)扇、氣壓機(jī)、燃燒室、渦輪、噴管等）工作的微分方程和代數(shù)方程來(lái)建立數(shù)學(xué)模型. 然后根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各部件參數(shù)間的聯(lián)系建立平衡關(guān)系式（如流量平衡、壓力平衡和功率平衡等），這些平衡關(guān)系實(shí)際上構(gòu)成了一系列的非線性方程，這些方程即為發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型. 實(shí)驗(yàn)法建立的發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型在數(shù)學(xué)上是具有分段線性系數(shù)的線性微分方程和代數(shù)方程的組合，由于這種方法依賴(lài)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因而適合于已存在的發(fā)動(dòng)

12、機(jī)建模，對(duì)于方案設(shè)計(jì)階段的發(fā)動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)法顯然不適合. 而解析法建模能夠考慮各種工作條件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)特性的影響，無(wú)論哪一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的特性發(fā)生變化，只要改變描述該部件的模型方程即可，并能應(yīng)用于預(yù)研工作，具有較強(qiáng)通用性. 另外，隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的快速提高，在許多情況下可以采用實(shí)時(shí)解析模型來(lái)代替試驗(yàn)?zāi)Ｐ? 發(fā)動(dòng)機(jī)解析建模需要知道各個(gè)部件工作時(shí)的內(nèi)部特性，而發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件都是非常復(fù)雜的流體機(jī)械和熱力機(jī)械，要獲得發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的特性往往牽涉到非常復(fù)雜的部件內(nèi)部工作過(guò)程的數(shù)值模擬問(wèn)題，且各部件進(jìn)出口流場(chǎng)計(jì)算的工作量大，邊界條件相對(duì)復(fù)雜. 故目前廣泛采用的建立發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的方法是將發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件視為“黑

13、匣子”來(lái)給出部件的特性，屬于第二層次數(shù)學(xué)模型. 該模型是獲得簡(jiǎn)單的、快速計(jì)算的、能夠?qū)崟r(shí)或更快地進(jìn)行計(jì)算的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ). 因此，在建模過(guò)程做如下假設(shè)：發(fā)動(dòng)機(jī)截面氣體參數(shù)只沿軸向變化，徑向無(wú)變化；所有氣體動(dòng)力學(xué)方程不考慮粘性及質(zhì)量力；在葉片機(jī)械及熱交換中進(jìn)行的氣動(dòng)熱力學(xué)過(guò)程看作是定常的；忽略燃燒延遲，按發(fā)動(dòng)機(jī)部件順序，逐一建立氣體流動(dòng)方程、熱力方程，最后通過(guò)共同工作方程建立混合排氣的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型. 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)原理，發(fā)動(dòng)機(jī)六個(gè)平衡方程可以唯一的確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，也即發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)可以通過(guò)六個(gè)獨(dú)立參數(shù)表達(dá). 將平衡方程表述為 （1）只要求解該平衡非線性方程組，就可得到發(fā)動(dòng)機(jī)各截面參數(shù).

14、3.2 梁結(jié)構(gòu)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用由于可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)彌補(bǔ)了單一可靠性設(shè)計(jì)的不足，使設(shè)計(jì)不僅符合工況運(yùn)行的要求，而且得出最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，因而更有工程實(shí)用價(jià)值，對(duì)它的研究已成為目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者積極探索的重要領(lǐng)域之一. 近年來(lái)，賀向東、張義民等在可靠性設(shè)計(jì)理論和優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)上，提出了一種計(jì)算任意分布參數(shù)和不完全概率信息的梁結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)的數(shù)值方法，建立了梁結(jié)構(gòu)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)地發(fā)展了可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)理論. 3.2.1 可靠度計(jì)算可靠性設(shè)計(jì)的一個(gè)目標(biāo)是計(jì)算可靠度 （2）其中為基本隨機(jī)參數(shù)向量的聯(lián)合概率密度，這些隨機(jī)參數(shù)代表載荷、零部件的特性等隨機(jī)量，為狀態(tài)函數(shù)，可表示零部件的兩種狀態(tài)

15、（3）這里極限狀態(tài)方程是一個(gè)n維曲面，稱(chēng)為極限狀態(tài)面或失效臨界面. 在狀態(tài)函數(shù)為顯性表達(dá)式時(shí)，可以把隨機(jī)參數(shù)向量X，狀態(tài)參數(shù)表示出來(lái). 3.2.2 隨機(jī)攝動(dòng)技術(shù)根據(jù)可靠性的干涉理論，工程結(jié)構(gòu)的剛度破壞問(wèn)題可以定義為工程結(jié)構(gòu)中的廣義位移超過(guò)了其允許值，那么工程結(jié)構(gòu)剛度可靠性分析中的狀態(tài)參數(shù)方程可以寫(xiě)成 （4）其中A相對(duì)于廣義位移向量的允許值. 把隨機(jī)參數(shù)向量X和狀態(tài)函數(shù)表示為 （5） （6）這里為一小參數(shù)，下標(biāo)為的部分表示隨機(jī)參數(shù)中的確定部分，下標(biāo)為的部分表示隨機(jī)參數(shù)中的隨機(jī)部分，且具有零均值. 顯然這里要求隨機(jī)部分比確定部分小得多.對(duì)上面兩式取均值、方差、三階矩和四階矩即可. 3.2.3 剛度

16、可靠性設(shè)計(jì)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的基本思想是：要求結(jié)構(gòu)在滿足一定性能的條件下，使其可靠度達(dá)到最大；或者使結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳性能指標(biāo)時(shí)，要求它的工作可靠度不低于某一規(guī)定水平.一般來(lái)說(shuō)，后一種方法更為實(shí)用. 當(dāng)設(shè)計(jì)要求為,有 （7）這里是給定約束應(yīng)滿足的概率值，可靠度由Edgewonh級(jí)數(shù)或經(jīng)驗(yàn)修正公式獲得. 剛度可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)可用如下模型來(lái)求解 （8）其中為給定應(yīng)滿足要求的可靠度，和為不等式約束. 展望數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短研發(fā)周期起到非常關(guān)鍵的作用，有著廣闊的應(yīng)用前景，必將成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必要步驟和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)節(jié). 目前，數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)已取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但其工程應(yīng)用遠(yuǎn)比預(yù)

17、期的小. 隨著對(duì)數(shù)學(xué)模型方法認(rèn)識(shí)的深入，其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣，它的綜合求解能力和使用效果會(huì)有很大的提高，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)、研究對(duì)象，從簡(jiǎn)單的零部件或較復(fù)雜零部件簡(jiǎn)化處理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)入到整體優(yōu)化、分布分級(jí)優(yōu)化、并行優(yōu)化等全過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)；(2)、研究方法，開(kāi)展多目標(biāo)多學(xué)科的建模研究，融機(jī)械動(dòng)力學(xué)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)、有限元、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、計(jì)算力學(xué)等為一體，形成新的能夠求解復(fù)雜數(shù)學(xué)建模的理論、方法和體系；(3)、優(yōu)化算法，研究現(xiàn)有模型的組合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，發(fā)揮優(yōu)點(diǎn)，尋找新的模型，以解決復(fù)雜設(shè)計(jì)問(wèn)題；(4)、優(yōu)化建模，尋求廣泛的目標(biāo)函數(shù)和約束的組合，研究自動(dòng)智能建模技術(shù)，提高數(shù)學(xué)模型的描述能力和建模效率；(5)、借助應(yīng)用軟件求解優(yōu)化問(wèn)題，優(yōu)化程序，同時(shí)促進(jìn)促進(jìn)設(shè)計(jì)的發(fā)展. 參考文獻(xiàn)1.嚴(yán)峻. 機(jī)械設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)優(yōu)化的方法，浙江絲綢工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998,02, 13-15.2.濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)，北京：高等教育出版社，1982, 10-12.3.孫靖民，梁迎春. 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)，北京：機(jī)