現(xiàn)代的設(shè)計(jì)的方法優(yōu)化的設(shè)計(jì)教學(xué)課件

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法第二部分優(yōu)化設(shè)計(jì)Optimaldesign第一章優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本知識(shí)§1-1概論尋找最優(yōu)的決策以獲得最好的經(jīng)濟(jì)效果,就促使最優(yōu)化技術(shù)迅速發(fā)展。評(píng)價(jià)一種設(shè)計(jì)方法優(yōu)劣的主要根據(jù),是設(shè)計(jì)質(zhì)量及設(shè)計(jì)速度。設(shè)計(jì)質(zhì)量取決于所用的基本理論是否正確及設(shè)計(jì)方法恰當(dāng)與否,設(shè)計(jì)速度則取決于設(shè)計(jì)方法及運(yùn)算輔助工具。為提高設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)速度,采用最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是極其重要的。優(yōu)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的一個(gè)重要領(lǐng)域,已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,如在生產(chǎn)中,如何使成本最低?如何合理地分配資源獲得最大經(jīng)濟(jì)效益?如何使設(shè)計(jì)的機(jī)械在滿足各項(xiàng)功能的前提下,使其重量最低、造價(jià)最低等。優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用,成為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)多、快、好、省地發(fā)展的有效方法2優(yōu)化設(shè)計(jì)的改進(jìn)歷史:1.試算法這種方法始于20世紀(jì)20代末。試算法以一定的理論公式為根據(jù),利用已知或假定的技術(shù)條件,通過多次試算、修改,最終獲得適用的設(shè)計(jì)參數(shù)例如,設(shè)計(jì)一個(gè)剛度P一定的圓柱形螺旋壓簧,可以根據(jù)下列剛度公式進(jìn)行試算P′=Pca4F8nD式中P-彈簧所受的軸向負(fù)荷,P=arD2彈簧的平均直徑,簡稱中徑8KD2F一彈簧在負(fù)荷P作用下所產(chǎn)生的變形量n-彈簧的有效圈數(shù)d一彈簧材料的直徑G一彈簧材料的切變模量根據(jù)上式,如己知或先預(yù)定Dn、d、G各參數(shù),通過多次試算修改,就有可能得到壓簧剛度等于或接近于的設(shè)計(jì)參數(shù)。剛度公式也可以寫成一般的多元函數(shù)表達(dá)式,即式中代表性能看標(biāo)),是設(shè)計(jì)參量;分別代表,所以′x.。對(duì)仔個(gè)多函數(shù),如要求函數(shù)值一定,固然可以通過適當(dāng)選定各值來滿足要求。但在既有一定數(shù)值范圍限制又包括部分離散量的情況下,即使經(jīng)過多次試算,修改,也難獲得理想結(jié)果。計(jì)算量也會(huì)隨著試算次數(shù)的增多而加大。2.表格法這種方法始于20世紀(jì)30年代。它仍以一定的理論計(jì)算公式為根據(jù),參照常用離散數(shù)列及規(guī)范,預(yù)制出系統(tǒng)的表格,供設(shè)計(jì)者直接查閱。目的在于簡化設(shè)計(jì)過程、減少重復(fù)試算量。如螺旋狀拉、壓彈簧設(shè)計(jì)中所用曲度系數(shù)表格表1-1彈簧旋繞比的選擇d(mm)0.2-0.4045-11.1~222-67~1618-247-145-125~104~104-8表1-2彈簧旋繞比與曲度系數(shù)對(duì)照表K141iiti.101.211184C-10.615