优化设计的基本理论和特点

2021-12-01 12:15:38

阅读 10107次标签：优化设计作者： 690330410@qq.com

优化设计是一门新兴学科，很多人对这门学科并不是很了解却想要去了解关于优化设计学科的相关知识。这其实是一件好事，因为你不会不是一件羞愧的事情，只要你想学习，肯努力，就一定能攻破优化设计的各种难题，获得新知识，新技能。那么，我们今天就一起来学习一下优化设计基本理论和优化设计特点。了解一门新兴学科，首先应该从基本了解起：

优化设计的基本理论和特点

优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。

优化设计是以建立数学模型进行设计的。优化设计引用了一些新的概念和术语,如前所述的设计变量、目标函数、约束条件等。机械优化设计将机械设计的具体要求构造成数学模型,将机械设计问题转化为数学问题,构成一个完整的数学规划命题,逐步求解这个规划命题,使其最佳地满足设计要求,从而获得可行方案中的最优设计方案。优化设计改变了传统的设计方式。传统设计方法是被动地重复分析产品的性能,而不是主动设计产品的参数。作为一项设计不仅要求方案可行、合理,而且应该是某些指标达到最优的理想方案。并从大量的可行设计方案中找出—种最优化的设计方案,从而实现最优化的设计。优化设计可以满足多方面的性能要求。产品要求总体结构尺寸小,传动效率高,生产成本低等,这些要求用传统设计方法设计是无法解决的。实践证明,最优化设计是保证产品具有优良的性能,减轻自重或体积,降低工程造价的一种有效设计方法。

优化设计过程与传统设计方法有所不同。它是以计算机自动设计选优为其基本特征的。由于计算机的运用速快,分析计算一个方案只要几秒以至千分之一秒钟,因而可以从大量的方案中选出最优方案。因此可以为设计人员提供大量的设计分析数据,有助于考察设计结果,从而可以提高机械产品的设计质量。

对于我们来说，优化设计学科是一门新兴学科，但它的基本理念和特点却是已经成形了的。我们需要去了解这些基本的知识，才能进一步地扩大我们的知识面，增加我们对优化设计的理解。一品威客网是一个接纳新知识，接纳新型人才的地方，如果你是这方面的专家，欢迎加入人才板块。

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