機(jī)床廠優(yōu)化設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為工具休弃，根據(jù)最優(yōu)化原理和方法并綜合各方面的因豪，以人機(jī)配合的方式或用“自動(dòng)探索”的方式圈膏，在現(xiàn)有工程條件下從眾多可行方案中尋求最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法塔猾。它是從20世紀(jì)60年代開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算數(shù)學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用逐漸發(fā)展起來的一門新學(xué)科本辐，目前已在機(jī)械守涤、電子、冶金懂崭、建筑溃艺、航天等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　機(jī)床廠優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是在堆優(yōu)化數(shù)學(xué)理論和現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)上处淘，首先建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型睡硫，即設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)栈眉、約束條件趣闹，然后選用合適的優(yōu)化方法，編制相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序榛架，運(yùn)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)確定最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)箍负。

　　機(jī)床廠優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中的設(shè)計(jì)變量是指在優(yōu)化過程中經(jīng)過調(diào)整或逼近，最后達(dá)到最優(yōu)值的獨(dú)立參數(shù)唤鳍。目標(biāo)函數(shù)是反映各個(gè)設(shè)計(jì)變量相互關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式麦回，用來作為評價(jià)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，因此建立目標(biāo)函數(shù)是整個(gè)機(jī)床廠優(yōu)化設(shè)計(jì)中比較重要的問題恕刘。機(jī)械系統(tǒng)及其零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程缤谎，是在給定的I況（例如載荷）條件下，在對機(jī)械系統(tǒng)的性能、幾何尺寸關(guān)系或其他因素的限制（約束）范圍內(nèi)坷澡，選取設(shè)計(jì)變量托呕，建立目標(biāo)函數(shù)并獲得最優(yōu)值。機(jī)床廠在工程設(shè)計(jì)中目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值都采用目標(biāo)函數(shù)的極小值频敛。

　　機(jī)床廠機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)一般包括三方面的內(nèi)容：一是將工程實(shí)際問題抽象成為最優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型项郊，即建立優(yōu)化方程；=是遺擇和應(yīng)用優(yōu)化數(shù)值方法求解這個(gè)數(shù)學(xué)模型姻政，即優(yōu)化問題的求解呆抑；三是對求解結(jié)果進(jìn)行分析評價(jià)并做出決策，即設(shè)計(jì)方案的評價(jià)和決策汁展。

　　在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)鹊碍，一般要避免兩種傾向。一種傾向是數(shù)學(xué)模型過分精細(xì)和復(fù)雜食绿，導(dǎo)致求解失敗或使計(jì)算成本過高侈咕；另一種傾向是數(shù)學(xué)模型過分簡化，使優(yōu)化問題沒有能反映設(shè)計(jì)的最本質(zhì)要求屏酌。對于機(jī)械結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)對象庇讥，則需要運(yùn)用力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識予问。對于靜態(tài)問題润沸，其數(shù)學(xué)模型通常是建立一個(gè)代數(shù)方程組；而對于動(dòng)力學(xué)問題涕笛，則多為常微分方程組燥箍。這些方程組反映了所分析的結(jié)構(gòu)備參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，因此通過它們就可以研究各參數(shù)對設(shè)計(jì)對象工作性能的影響列汽。

　　數(shù)學(xué)模型建立以后朦晋，就要研究求解的具體方法，即優(yōu)化設(shè)計(jì)方法喳律。優(yōu)化的方法有很多周狱，按目標(biāo)函數(shù)的個(gè)數(shù)可分為單目標(biāo)優(yōu)化和多目標(biāo)優(yōu)化方法；按設(shè)計(jì)變量的贛目可分為一維優(yōu)化和多維優(yōu)化方法赤朽；按設(shè)計(jì)對象有無約束分為約束優(yōu)化和無約束優(yōu)化等稿辙。從本質(zhì)上講，優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法就是函數(shù)或泛函求極值的方法气忠，可以用解析法（即微分或變分等分法）求解邓深，也可以用迭代法求解。在機(jī)械設(shè)計(jì)中的問題多數(shù)是設(shè)計(jì)變量較多的約束優(yōu)化問題笔刹，而且多為非線性的，因此不宜采用解析法求解，而大多采用數(shù)值迭代琺求解舌菜。具體設(shè)計(jì)方法可參考有關(guān)文獻(xiàn)資料萌壳。

　　由于我國已經(jīng)編制建立了常用機(jī)械零部件及機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序庫，在完成優(yōu)化求解的過程中日月，對一般的設(shè)計(jì)問題就不需要自己編寫優(yōu)化方法計(jì)算程序袱瓮，只要根據(jù)設(shè)計(jì)題目的具體特點(diǎn)和要求，在優(yōu)化設(shè)計(jì)程序庫中選用合適的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算即可爱咬。必要時(shí)再編制專用優(yōu)化設(shè)計(jì)程序來求解各種專門類型的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題尺借。機(jī)床廠日前許多商用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件如Pro/Engineer、1-DEAS精拟、ANSYS等軟件燎斩，都古有進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本模塊和功能。

　　對機(jī)床廠優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果和方案進(jìn)行評價(jià)甫蹄、決策树吏，是優(yōu)化設(shè)計(jì)的最后環(huán)節(jié)，必須以適合生產(chǎn)實(shí)際條件為評價(jià)目標(biāo)缚粮，分析優(yōu)化參數(shù)是否有必要調(diào)整漫介。優(yōu)化結(jié)果是否為在給定條件下的最優(yōu)解等問題，以作出最合理的選擇囊叛。

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