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01 第一章 机械优化设计绪论.ppt

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本课件为机械优化设计课程绪论,从优化设计(Optimum Design)的定义与由来切入,说明机械优化设计是在规定设计限制下优选设计参数、使设计指标获得最优值的方法,并对比传统设计过程概括其三大特点与发展概况。

机械优化设计课程封面,标示课程名称与最优化技术在机械设计中的应用主题
第一章绪论开篇页,说明优化设计是六十年代随最优化技术与计算技术发展起来的新设计方法
机械优化设计定义页,说明在规定设计限制下优选设计参数使设计指标获得最优值
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第1页:机械优化设计课件封面

本页为《机械优化设计》课程封面,标示课程名称与主题——机械优化设计方法,即最优化技术和计算技术在机械设计领域中的应用。

第2页:优化设计的定义与由来

优化设计(Optimum Design)
20 世纪 60 年代发展起来的一门新的设计方法,是最优化技术和计算技术在设计领域中应用的结果。
  • 解析法:微分求极值
  • 数值计算法:迭代逼近最优值
  • 计算机优化设计

第3页:什么是机械优化设计

机械优化设计
使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获得最优值。
最优值(Optimum)
在满足多种设计目标和约束条件下所获得的最令人满意和最适宜的值。

第4页:传统机械设计过程

一、从传统设计到优化设计:机械设计一般需要经过如下工作过程。

  • 调查研究(资料检索)
  • 拟订方案(设计模型)
  • 分析计算(论证方案)
  • 绘图和编制技术文件

第5页:机械优化设计过程框图

本页为机械优化设计过程框图(图1-3),与传统设计过程对照,突出以最优化思想为指导、以计算机为手段、以优化方法为核心的求解流程。

第6页:优化设计的三个特点

  • (1)设计的思想是最优设计
  • (2)设计的方法是优化方法
  • (3)设计的手段是计算机

二、机械优化设计的发展概况:近几十年来随着数学规划论和电子计算机的迅速发展而产生,它首先在结构设计、化学工程、航空和造船等部门得到应用。

第7页:优化设计的应用与发展概况

国内近年来才开始重视,但发展迅速,在机构综合、机械的通用零部件设计、工艺设计方面都得到应用。

在机械设计方面的应用较晚,从国际范围来说,是在上世纪 60 年代后期才得到迅速发展的。

第8页:存在问题一:限于参数优化

1)目前优化设计多数还局限在参数最优化这种数值量优化问题,结构型式的选择还需进一步研究解决。

第9页:发展趋势:与CAD和专家系统结合

  • 2)优化设计这门新技术在传统产业中普及率还不高。
  • 3)把优化设计与 CAD、专家系统结合起来是优化设计发展的趋势之一。

第10页:本课程的主要内容

三、本课程的主要内容

  1. 建立优化设计的数学模型
  2. 选择合适的优化方法
  3. 编制计算机程序,求得最佳设计参数
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