機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：優(yōu)化設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；效率；最佳方案

我國(guó)在工程運(yùn)用中都取得了非常大的進(jìn)步與很好的成效,然而和國(guó)外的先進(jìn)優(yōu)化技術(shù)相比還是有非常大的差異,在現(xiàn)實(shí)工程中能夠起到作用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案或者是設(shè)計(jì)結(jié)果所占據(jù)的比例并不是非常的大。計(jì)算機(jī)等輔助裝備性能的不斷增強(qiáng)、加之市場(chǎng)與科技的雙重推進(jìn)，使優(yōu)化技術(shù)能夠在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的運(yùn)用得到了迅猛的發(fā)展,遺傳算法、粒子群法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等其它一些智能的優(yōu)化方法在優(yōu)化設(shè)計(jì)中也得到了非常廣泛的引用?，F(xiàn)代機(jī)械正向著大型化、復(fù)雜化的方向發(fā)展,傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在實(shí)際工程的運(yùn)用中逐漸顯表現(xiàn)的有些單調(diào)與乏力，已經(jīng)不能滿(mǎn)足產(chǎn)品不斷創(chuàng)新的需求,機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)急需創(chuàng)新和發(fā)展。

1機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的相關(guān)定義

優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠展示出人們對(duì)于設(shè)計(jì)規(guī)律這個(gè)客觀(guān)世界認(rèn)知的深化。設(shè)計(jì)上的優(yōu)化值具體是指在特定條件的影響下能夠取得的最佳設(shè)計(jì)值。最優(yōu)值是一個(gè)比較相對(duì)的概念,其和數(shù)學(xué)上的極值相比還是有很多不同的。

2機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種比較科學(xué)、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方式,而且是“最優(yōu)”的。此處的“最優(yōu)”也是相對(duì)而言的,伴隨科技的不斷發(fā)展以及設(shè)計(jì)條件不斷變化,最優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)也隨之改變。優(yōu)化設(shè)計(jì)體現(xiàn)了人們對(duì)于客觀(guān)世界認(rèn)知的深化,需要人們按照事物發(fā)展的客觀(guān)規(guī)律,在特定的物質(zhì)基礎(chǔ)與技術(shù)情況下完全發(fā)揮人的主觀(guān)能動(dòng)性,獲得最好的設(shè)計(jì)方案。

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的區(qū)別

優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終目的就是最優(yōu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用數(shù)學(xué)手段創(chuàng)建能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目的的優(yōu)化模型；在大量能夠?qū)嵤┑脑O(shè)計(jì)方案里面選擇出最好的設(shè)計(jì)方案；其所運(yùn)用的手段就是計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)具有非?？斓倪\(yùn)算速度，可以從數(shù)量較多的方案中挑選出“最優(yōu)方案”。即使在建模的時(shí)候需要進(jìn)行合適的適簡(jiǎn)化,或許會(huì)導(dǎo)致所得到的結(jié)果不是完全可行或者是實(shí)際最優(yōu)的，然而它是以客觀(guān)規(guī)律與數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，不需要太多費(fèi)用，所以其具備了經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比或者是試驗(yàn)手段所沒(méi)有的特征。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣也追尋著最優(yōu)的結(jié)果，經(jīng)常是以調(diào)查分析為基石，根據(jù)設(shè)計(jì)需要與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參照相似的工程設(shè)計(jì),經(jīng)過(guò)估算、經(jīng)驗(yàn)對(duì)比、試驗(yàn)以及構(gòu)思、評(píng)價(jià)、再構(gòu)思、再評(píng)價(jià)的尋優(yōu)步驟來(lái)選擇設(shè)計(jì)方案，接下來(lái)需要?jiǎng)偠?、?qiáng)度以及穩(wěn)定性等其它方面進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)有關(guān)實(shí)踐可以看出，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)還要大量不足之處需要改善，并且最后的結(jié)果基本上離不開(kāi)初始設(shè)計(jì)的試驗(yàn)范圍。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)所研究的內(nèi)容

優(yōu)化設(shè)計(jì)首先需要選擇設(shè)計(jì)變量、制定目標(biāo)函數(shù)、列出約束條件以及構(gòu)建優(yōu)化模型,其次是選用比較合適的優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化求解,其主要包含了建模與求解。建模的要求:了解與把握優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的基本理論知識(shí)、設(shè)計(jì)問(wèn)題抽象與數(shù)學(xué)模型處理的基本技能；具備此領(lǐng)域豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

2.3機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)特點(diǎn)

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)其實(shí)就是將計(jì)算方法與數(shù)學(xué)規(guī)劃理論運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中去，按照所設(shè)定好的目標(biāo)，憑借電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算尋找最佳設(shè)計(jì)方案的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)而能夠獲得更大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的成效，其具備了普通的機(jī)械設(shè)計(jì)所沒(méi)有的特征。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：能夠減少機(jī)械產(chǎn)品的成本，增強(qiáng)它的性能。

2.4機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)基本思路

在保證基本機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，依托計(jì)算機(jī),運(yùn)用部分具有較高精度的力學(xué)與數(shù)學(xué)規(guī)劃方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟：對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行分析，提出目標(biāo)函數(shù)，確定約束條件，建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型；選用合適的優(yōu)化方式，編寫(xiě)優(yōu)化程序；準(zhǔn)備所需要使用的初始數(shù)據(jù)并且上機(jī)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)計(jì)算所得到的結(jié)果進(jìn)行必要的驗(yàn)證。

3機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

優(yōu)化準(zhǔn)則法針對(duì)不同類(lèi)型的約束、變量以及目標(biāo)函數(shù)等需要導(dǎo)出完全不一樣的優(yōu)化準(zhǔn)則,通用性非常差,并且基本上都是近似最優(yōu)解；規(guī)劃法需要經(jīng)過(guò)大量的迭代、不斷進(jìn)行分析，需要花費(fèi)大量的資金，這在很大程度上限制了它在實(shí)際工程優(yōu)化設(shè)計(jì)中的宣傳運(yùn)用?，F(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)復(fù)雜程度越來(lái)越高,傳統(tǒng)的優(yōu)化算法已經(jīng)不能跟上時(shí)代的潮流。

3.1遺傳算法

遺傳算法最是早由美國(guó)密歇根大學(xué)的Holland教授所提出的，是模擬生物進(jìn)化的過(guò)程、高度并行、隨機(jī)以及自適應(yīng)的全局優(yōu)化概率搜索算法。其根據(jù)獲得最大收益的原則進(jìn)行隨機(jī)搜索,不需要使用任何梯度信息,就能夠獲得全局最優(yōu)解,具備非常強(qiáng)的靈活性、通用性與全面性；其缺點(diǎn)就是不能夠確保下一代比上一代要好。在1980年的時(shí)候，被大量的運(yùn)用到函數(shù)優(yōu)化與人工搜索等其它方面，在最近的幾年里更多的是被運(yùn)用到工程優(yōu)化設(shè)計(jì)中，其主要適合設(shè)計(jì)變量比較少的情況使用。

3.2粒子群算法

Kennedy和Ebehart在1995年的時(shí)候提出了模擬鳥(niǎo)群覓食環(huán)節(jié)的粒子群法，從一個(gè)優(yōu)化解集進(jìn)行搜索，經(jīng)過(guò)個(gè)體之間的相互競(jìng)爭(zhēng)與合作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間中最優(yōu)解的全局搜群法與遺傳算法相比，容易實(shí)現(xiàn)、原理簡(jiǎn)單以及有記憶性，不需要進(jìn)行變異與交叉操作，需要調(diào)節(jié)的參數(shù)并不是非常的多，收斂的速度很快，算法所獨(dú)有的并行搜索不僅能夠降低陷入局部極小的可能性，進(jìn)一步提高了算法的性能與計(jì)算的效率。目前，其已經(jīng)被應(yīng)用到了對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行、對(duì)優(yōu)化動(dòng)態(tài)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練等其它方面，然而運(yùn)用在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的研究還是非常少的。

4案例分析

內(nèi)燃機(jī)連桿結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。運(yùn)用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是很難使得連桿達(dá)到不但要輕而且又非?？煽康哪繕?biāo)，而選用最優(yōu)化方法并結(jié)合采用有限元法數(shù)值計(jì)算技術(shù)對(duì)連桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，則可圓滿(mǎn)完成這一任務(wù)，并得出連桿最優(yōu)化設(shè)計(jì)后的結(jié)構(gòu)形狀。在連桿結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算中，每向最優(yōu)方案前進(jìn)一步，都需要對(duì)連桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元研究，其主要目標(biāo)就是為最優(yōu)化的設(shè)計(jì)提供變形、應(yīng)力以及疲勞安全系數(shù)等相關(guān)信息。運(yùn)用有限元的方式對(duì)連桿結(jié)構(gòu)在全部720°循環(huán)的過(guò)程中做動(dòng)態(tài)分析，會(huì)獲得非常好的效果，然而這就會(huì)導(dǎo)致會(huì)有一個(gè)非常繁瑣的計(jì)算過(guò)程，需呀花費(fèi)大量的時(shí)間。所以，在最優(yōu)化過(guò)程中可配合使用計(jì)算比較方便、結(jié)果也比較準(zhǔn)確以及花費(fèi)時(shí)間比較少的最大拉、壓工況下的有限元靜力分析，而后對(duì)連桿上應(yīng)力、變形最大及疲勞安全系數(shù)最小的特征部位的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正。修正值可通過(guò)對(duì)連桿最優(yōu)化設(shè)計(jì)初始方案的動(dòng)態(tài)分析或?qū)σ延羞B桿的動(dòng)應(yīng)力電測(cè)得到。

5結(jié)語(yǔ)

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)為機(jī)械工程界創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)富，伴隨科技手段的不斷更新，優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展具有非常廣闊的前景。目前的優(yōu)化正逐漸的發(fā)展成為多學(xué)科的優(yōu)化設(shè)計(jì)，完全運(yùn)用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，仿真技術(shù)也逐步向著協(xié)同化與系統(tǒng)化的方向不斷發(fā)展。目前依然處在理論探究階段的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能算法優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)、柔性機(jī)械優(yōu)化以及綠色優(yōu)化等都是未來(lái)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)發(fā)展方向。然而我們依然需要注意的是，在逐漸增強(qiáng)優(yōu)化技術(shù)水平的同時(shí)，國(guó)內(nèi)的機(jī)械加工的工藝水平、制造技術(shù)以及加工手段也需要同步增強(qiáng)，否則機(jī)械的整體水平依然會(huì)停在原地。這不但要引入先進(jìn)的加工技術(shù)，更為重要的是不斷增強(qiáng)加工設(shè)備自身的性能，特別是數(shù)控機(jī)床的加工水平。增強(qiáng)與國(guó)際技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家之間的溝通與合作，軟、硬件技術(shù)共同提升，以期達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)——加工一體化的目的。

作者:張?chǎng)?單位:西京學(xué)院

參考文獻(xiàn):

第2篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械優(yōu)化；設(shè)計(jì)理論；方法研究

引言

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)在一定程度上是機(jī)械領(lǐng)域移植中最優(yōu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械應(yīng)該過(guò)程有著重要的推動(dòng)作用。機(jī)械設(shè)計(jì)不僅利于方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠把繁瑣的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)一步的簡(jiǎn)單化，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中比較重要方案之一。

1.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中的理論特點(diǎn)

1.1具有一定的針對(duì)性

針對(duì)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，其特點(diǎn)在一定程度上具有針對(duì)性，相應(yīng)優(yōu)化方式能夠?qū)?yīng)優(yōu)化問(wèn)題，每個(gè)不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)形式不僅具有一定的范疇，同時(shí)也具有相應(yīng)的領(lǐng)域要求。在對(duì)機(jī)械優(yōu)化進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)情況進(jìn)行具體的分析，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行參考，對(duì)其蘊(yùn)含變量形式進(jìn)行有效的考慮，在一定程度上對(duì)效果的最佳狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化。

1.2具有客觀(guān)性

客觀(guān)性體現(xiàn)主要是在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行建立的，在對(duì)機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，應(yīng)該注意把一些具體的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換為具體的數(shù)學(xué)問(wèn)題。按照可觀(guān)性進(jìn)行分析，對(duì)其相應(yīng)的函數(shù)變量進(jìn)行有效的分析，結(jié)合具體形式制定出具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化形式，對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立，分析機(jī)械優(yōu)化數(shù)據(jù)，對(duì)優(yōu)化的形式進(jìn)行不斷的完善。

1.3具有一定的創(chuàng)新性

針對(duì)創(chuàng)新而言，它是新時(shí)代的新思想，只要擁有創(chuàng)新，社會(huì)經(jīng)濟(jì)才能夠在一定程度上不斷的發(fā)展。機(jī)械在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，也不能夠離開(kāi)創(chuàng)新思想，優(yōu)化設(shè)計(jì)屬于傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)所優(yōu)化的結(jié)果，針對(duì)傳統(tǒng)的優(yōu)化型設(shè)計(jì)而言，其設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較老舊，不適合現(xiàn)代生活成產(chǎn)中的優(yōu)化，現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠?qū)Ξa(chǎn)品的性能進(jìn)行主動(dòng)分析。由于科學(xué)時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用方式進(jìn)行不斷的借助，對(duì)函數(shù)進(jìn)行大規(guī)模運(yùn)算，通過(guò)運(yùn)算能夠在一定程度上得出機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的最優(yōu)方案。

2.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中的方法

2.1對(duì)準(zhǔn)則進(jìn)行優(yōu)化

針對(duì)準(zhǔn)則化而言，它在一定程度上是優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中一種傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式，原理的形成不是根據(jù)數(shù)學(xué)進(jìn)行計(jì)算，而是結(jié)合物理學(xué)角度以及力學(xué)角度等進(jìn)行有效的分析，具有一定的主觀(guān)性。其優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)概念進(jìn)行更加直觀(guān)的優(yōu)化，計(jì)算所根據(jù)的物理原理相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，在單一目標(biāo)函數(shù)形勢(shì)下有著更加好的優(yōu)化效果，在一定程度上適合傳統(tǒng)工程的應(yīng)用。但是有力也有弊，弊端就是在對(duì)多目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，比較容易出現(xiàn)問(wèn)題，優(yōu)化效率相對(duì)來(lái)說(shuō)也是比較低的。

2.2對(duì)于線(xiàn)性規(guī)劃

針對(duì)線(xiàn)性規(guī)劃而言，在一定程度上對(duì)數(shù)學(xué)極值原理的方式進(jìn)行有效的運(yùn)用以及優(yōu)化，是機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中比較重要的方法。線(xiàn)性規(guī)劃方法不僅可以分為單純形法，同時(shí)還可以分為序列線(xiàn)性規(guī)劃法。單純形法一開(kāi)始是由美國(guó)學(xué)者進(jìn)行提出的，是對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方式進(jìn)行解答的一個(gè)簡(jiǎn)單和直接的方法，單純形法對(duì)單一目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的分析，并且具有優(yōu)化的作用，但是在對(duì)多函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算的過(guò)程中，顯得不是特別有效。序列線(xiàn)性規(guī)劃法能夠在一定程度上拆解機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)部分優(yōu)化模式也能夠進(jìn)行有效的求解，對(duì)其進(jìn)行分步驟的進(jìn)行求解，在對(duì)每部進(jìn)行解答后在對(duì)其進(jìn)行有效的整合，進(jìn)行重新求解，最終對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)值進(jìn)行有效的求解。這樣能夠讓機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程在一定程度上更具有準(zhǔn)確性，但是針對(duì)計(jì)算形式來(lái)說(shuō)，比較繁瑣，具有較大的計(jì)算工作量，因此。效率性的缺少，不利于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.3對(duì)于非線(xiàn)性規(guī)劃

針對(duì)非線(xiàn)性規(guī)劃而言，在實(shí)際生產(chǎn)以及生活的過(guò)程中，非線(xiàn)性規(guī)劃應(yīng)用相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較廣泛的。對(duì)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中起到推動(dòng)性作用，對(duì)線(xiàn)性規(guī)劃進(jìn)行完全運(yùn)用的解讀的結(jié)果是比較片面的，因此非線(xiàn)性規(guī)劃運(yùn)用在一定程度上是一項(xiàng)比較重要的革新方式。非線(xiàn)性規(guī)劃在數(shù)學(xué)模式進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，不僅可以分為無(wú)約束直接法，還可以分為無(wú)約束間接法。針對(duì)無(wú)約束直接法在一定程度上主要是對(duì)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方式中的已有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)也對(duì)再生信息進(jìn)行試探分析，對(duì)最優(yōu)值形式進(jìn)行求出。然而無(wú)約束間接法在一定程度上是對(duì)數(shù)學(xué)原理進(jìn)行利用，對(duì)函數(shù)進(jìn)行計(jì)算求優(yōu)方式。是機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中比較重要的組成部分。

3.機(jī)械在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要展望

在目前生產(chǎn)生活當(dāng)中，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用還不是很廣泛，其原因就是具有較大的建模難度，現(xiàn)今技術(shù)模式在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，顯得比較低，具有較低的準(zhǔn)確性，對(duì)復(fù)雜的優(yōu)化產(chǎn)品難以進(jìn)行處理，對(duì)全局進(jìn)行解答都是比較吃力的，所以在進(jìn)行研究?jī)?yōu)化的過(guò)程中，可以先從簡(jiǎn)單的部件進(jìn)行有效地優(yōu)化，對(duì)優(yōu)化效率進(jìn)行不斷的提升。在原有基礎(chǔ)上加入先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)優(yōu)化的方式和方法進(jìn)行有效的探究，促進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化的全面性。

4.總結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)時(shí)代的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在一定程度上在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中得到了比較廣泛的應(yīng)用，這讓優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)得到了一定的發(fā)展。所以，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意理論和實(shí)踐這兩者的結(jié)合，這樣才能夠讓機(jī)械化設(shè)計(jì)得到廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]董立立，趙益萍，梁林泉，朱煜，段廣洪.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方法研究綜述[J].機(jī)床與液壓，2010，15：114-119.

第3篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】?jī)?yōu)化設(shè)計(jì) 創(chuàng)新平臺(tái) 大學(xué)教育

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2012）23-0097-01

一 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的意義

創(chuàng)新，也叫創(chuàng)造。創(chuàng)造是個(gè)體根據(jù)一定目的和任務(wù)，運(yùn)用一切已知的條件，產(chǎn)生出新穎、有價(jià)值的成果（精神的、物質(zhì)的）的認(rèn)知和行為活動(dòng)。創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。我國(guó)已確定了在2020年把我國(guó)建設(shè)成為創(chuàng)新型國(guó)家的奮斗目標(biāo)，這標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)時(shí)期。提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的核心，是提高綜合國(guó)力的關(guān)鍵。創(chuàng)新型國(guó)家要由創(chuàng)新人才來(lái)創(chuàng)造，因此創(chuàng)新型國(guó)家的基礎(chǔ)是創(chuàng)新人才。美國(guó)心理學(xué)家和教育家泰勒提出：創(chuàng)造活動(dòng)不但對(duì)科技進(jìn)步，而且對(duì)國(guó)家乃至全世界都有著重要的影響，哪個(gè)國(guó)家能最大限度地發(fā)現(xiàn)、發(fā)展、鼓勵(lì)人民的潛在創(chuàng)造性，哪個(gè)國(guó)家在世界上就處于十分重要的地位，就可立于不敗之地。

大學(xué)生是最具創(chuàng)新潛力的群體之一。黨的十七大提出“優(yōu)先發(fā)展教育，建設(shè)人力資源強(qiáng)國(guó)”，強(qiáng)調(diào)“實(shí)施擴(kuò)大就業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，促進(jìn)以創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)”，“完善支持自主創(chuàng)業(yè)，自謀職業(yè)政策，加強(qiáng)就業(yè)觀(guān)念教育，使更多勞動(dòng)者成為創(chuàng)業(yè)者”。在高等學(xué)校開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，積極鼓勵(lì)高校學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，是教育系統(tǒng)深入學(xué)習(xí)實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀(guān)，服務(wù)于創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)的重大戰(zhàn)略舉措；是深化高等教育教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要途徑；是落實(shí)以創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)，促進(jìn)高校畢業(yè)生充分就業(yè)的重要措施。為貫徹落實(shí)黨的十七大提出的“提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家”和“促進(jìn)以創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)”的發(fā)展戰(zhàn)略，教育部下發(fā)了《關(guān)于大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》）?！兑庖?jiàn)》要求高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育要面向全體學(xué)生，融入人才培養(yǎng)全過(guò)程。要在專(zhuān)業(yè)教育基礎(chǔ)上，以轉(zhuǎn)變教育思想、更新教育觀(guān)念為先導(dǎo)，以提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)業(yè)能力為核心，以改革人才培養(yǎng)模式和課程體系為重點(diǎn)，大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育工作，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

創(chuàng)新教育起源于20世紀(jì)80年代的歐美國(guó)家，而1997年清華大學(xué)發(fā)起的“清華大學(xué)創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽”標(biāo)志著我國(guó)高等學(xué)校創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育的開(kāi)始。同年，團(tuán)中央、中國(guó)科協(xié)、全國(guó)學(xué)聯(lián)決定舉行首屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽，掀起我國(guó)各知名高校探索、發(fā)展大學(xué)生創(chuàng)業(yè)教育的。2002年教育部確定清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等9所大學(xué)為我國(guó)創(chuàng)業(yè)教育試點(diǎn)院校，給予政策和經(jīng)費(fèi)支持，探索我國(guó)高校學(xué)生創(chuàng)業(yè)教育的基本方法和發(fā)展模式?，F(xiàn)階段，高等院校積極開(kāi)展大學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育對(duì)有效緩解大學(xué)生就業(yè)壓力，深化教育改革，強(qiáng)化大學(xué)生人格發(fā)展以及促進(jìn)教育與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展均具有極為重要的社會(huì)意義與實(shí)踐價(jià)值。

以上表明，我國(guó)已將大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)納入高等教育培養(yǎng)目標(biāo)，并將其提到一個(gè)相當(dāng)重要的位置。

二 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的基本思路和內(nèi)容

對(duì)于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新平臺(tái)來(lái)說(shuō)，它首先是創(chuàng)新了工科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家對(duì)高等工程教育發(fā)展提出的歷史性要求。我們準(zhǔn)備建設(shè)的創(chuàng)新平臺(tái)，主要是要利用農(nóng)業(yè)大學(xué)工科教學(xué)現(xiàn)狀和自身客觀(guān)條件，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，創(chuàng)設(shè)良好的創(chuàng)新學(xué)習(xí)環(huán)境，以彌補(bǔ)目前課程硬件設(shè)施的不足。學(xué)生可利用計(jì)算機(jī)隨時(shí)登錄機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)創(chuàng)新視頻和實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，根據(jù)自己的需要觀(guān)察學(xué)習(xí)各式各類(lèi)機(jī)器機(jī)構(gòu)、各種優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例，有效開(kāi)闊學(xué)生的工程實(shí)踐視野，幫助學(xué)生充實(shí)和積累學(xué)生創(chuàng)新感性認(rèn)識(shí)。為學(xué)生具體創(chuàng)新活動(dòng)提供充實(shí)可用的創(chuàng)作素材；利用視頻實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生不僅能夠掌握傳統(tǒng)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本方法，而且能夠?qū)W習(xí)先進(jìn)的工程優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。提高農(nóng)業(yè)院校本科生的新設(shè)計(jì)方法的自我學(xué)習(xí)能力，縮小農(nóng)業(yè)院校學(xué)生與重點(diǎn)院校學(xué)生在專(zhuān)業(yè)技術(shù)軟件運(yùn)用能力之間的差距。視頻實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的建立能極大地方便了學(xué)生工程創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的提高。

其次是構(gòu)建多元化應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，是適應(yīng)我國(guó)大眾化高等教育的發(fā)展，滿(mǎn)足社會(huì)多層次人才質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需求的必由之路。教育部部長(zhǎng)周濟(jì)指出：到2005年底，中國(guó)的高等學(xué)校數(shù)為2300余所，在校的大學(xué)生總數(shù)已超過(guò)2300余萬(wàn)人，高等教育的毛入學(xué)率已提高到21%，實(shí)現(xiàn)了高等教育大眾化的歷史目標(biāo)。大眾教育的形成促使高校培養(yǎng)的人才盡快由知識(shí)型、技術(shù)型向?qū)W習(xí)型和能力型轉(zhuǎn)化。同時(shí)越來(lái)越復(fù)雜、廣泛和變化不定的社會(huì)市場(chǎng)對(duì)人才的需求，也為大眾化教育下多元化應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式提供了廣闊的發(fā)展前景。

最后是創(chuàng)新工科院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，面向地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)創(chuàng)新人才，是教育為振興河南工業(yè)基地建設(shè)和服務(wù)的重要任務(wù)，也是標(biāo)本兼治、提高畢業(yè)生就業(yè)能力的重要途徑。河南作為產(chǎn)業(yè)基地（主要是制造業(yè)）的地位日益突出，以技術(shù)引進(jìn)、吸收、改造、提高與創(chuàng)新成為該省社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)現(xiàn)代工程師也提出了更高的要求，而創(chuàng)新則是現(xiàn)代工程的本質(zhì)屬性。培養(yǎng)具備良好的知識(shí)、能力、素質(zhì)，能綜合運(yùn)用科學(xué)理論和技術(shù)手段來(lái)分析與解決各種工程問(wèn)題的能力的高素質(zhì)創(chuàng)新人才，是高等工科院校研究與建構(gòu)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教育體系的核心內(nèi)容。

三 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，河南高校的學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)工作取得了很大成績(jī)，培養(yǎng)了大批專(zhuān)業(yè)人才，為推進(jìn)該省經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。目前，該省工業(yè)調(diào)整振興的任務(wù)十分繁重，對(duì)各類(lèi)工程技術(shù)人才特別是創(chuàng)新型人才提出了更加緊迫的需求。在新形勢(shì)下，充分發(fā)揮企業(yè)與高校的優(yōu)勢(shì)和作用，做好河南企校共建工科專(zhuān)業(yè)工作，是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀(guān)，加強(qiáng)企校合作的一種機(jī)制創(chuàng)新；是加快企業(yè)人才培養(yǎng)，壯大創(chuàng)新人才隊(duì)伍，推進(jìn)該省工業(yè)調(diào)整振興與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措；是推動(dòng)企校人才供需對(duì)接，實(shí)現(xiàn)企校優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享的有效形式，對(duì)于更好地貫徹落實(shí)河南省委、省政府重要部署，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)文化強(qiáng)省建設(shè)，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻(xiàn)

第4篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)智能控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)、自動(dòng)配置、自動(dòng)控制操作提高安全性能?？煽啃栽O(shè)計(jì)，避免過(guò)多的更換零部件，提高整機(jī)可靠性能，減少污染，符合人性化的設(shè)計(jì)原則。系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用多級(jí)防塵設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，防止異物進(jìn)入，應(yīng)用自動(dòng)加注設(shè)施，高效集中，定時(shí)定量，減少成本，環(huán)保方便。

二、綠色環(huán)保機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）材料選擇

在材料選擇上要盡量考慮可再生利用的資源，選用可回收、易分解、可再生且環(huán)保的材料，尤其是結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足無(wú)毒、對(duì)環(huán)境無(wú)害的選配要求，以提高機(jī)械材料的再生率為宗旨?；诘湍芎?、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染的原則，盡可能提高耐久性能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化高效率。

（二）電機(jī)選擇

在選擇電機(jī)的過(guò)程中，要選擇低油耗、低排放、低噪聲的低公害電機(jī)，采用先進(jìn)的科學(xué)發(fā)展技術(shù)，降低污染，減少噪聲影響。比如，環(huán)保型水冷增壓柴油機(jī)，噪聲小、排放低、油耗小，運(yùn)行安全可靠。

（三）優(yōu)化技術(shù)改進(jìn)

1.降低機(jī)械產(chǎn)品的振動(dòng)和噪音影響

機(jī)械振動(dòng)和噪音是機(jī)械設(shè)計(jì)中的焦點(diǎn)問(wèn)題，一直備受人們的關(guān)注。降低噪聲不僅體現(xiàn)了環(huán)保，也貫徹實(shí)施了人性化的設(shè)計(jì)策略。例如，在主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)代替發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇，不僅達(dá)到了降低噪聲的目的，還可以降低液壓油泵振動(dòng)、油管振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。又如，在裝載機(jī)設(shè)計(jì)中，采用雙向減振懸掛系統(tǒng)克服整機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)與車(chē)架間的共振及動(dòng)力系統(tǒng)的磨損。

2.液壓系統(tǒng)的清潔和防滲漏改進(jìn)

注意保持液壓系統(tǒng)的清潔對(duì)機(jī)械工程來(lái)說(shuō)是非常重要的。在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段要特別的精心，要采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、高端的設(shè)計(jì)，這樣不僅可以除去油液中的垃圾，還可以減少機(jī)械部件的磨損，延長(zhǎng)使用壽命。做好液壓系統(tǒng)保潔可以避免油溫升高過(guò)快，延長(zhǎng)更換機(jī)油的時(shí)間。比如，采用增壓液壓油箱，可以防止灰塵和水分的進(jìn)入，達(dá)到液壓清潔的目的。因此，采用耐腐蝕、優(yōu)良性能的液壓管道,再加上精心的設(shè)計(jì)，是防止?jié)B漏污染，保持液壓系統(tǒng)清潔的有效結(jié)合。

（四）節(jié)能設(shè)計(jì)

綠色環(huán)保是當(dāng)前機(jī)械工程發(fā)展的新要求，是符合人性化追求的設(shè)計(jì)宗旨。低消耗、無(wú)污染是機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)重要理念。在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要做好高效節(jié)能的設(shè)計(jì)。在設(shè)備選材過(guò)程中選用節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)，可以考慮采用雙泵分合流技術(shù)、液壓負(fù)荷傳感技術(shù)和靜液驅(qū)動(dòng)技術(shù)等設(shè)計(jì)方式達(dá)到高效節(jié)能的目的，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的有效保護(hù)。

三、總結(jié)

第5篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》；課程設(shè)計(jì)；《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程體系

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）08-0212-02

一、國(guó)內(nèi)教學(xué)現(xiàn)狀

《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》是機(jī)械設(shè)計(jì)制造類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是數(shù)學(xué)規(guī)劃與計(jì)算機(jī)技術(shù)高度結(jié)合的學(xué)科。本課程通常以理論教學(xué)為主，涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)與優(yōu)化算法較多，其內(nèi)容理論性強(qiáng)，又很抽象，不易理解，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的熱情普遍不高。江蘇大學(xué)是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)始《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程的學(xué)校之一。馬履中等[1]在教學(xué)改革中，將教材內(nèi)容不斷更新、注意優(yōu)化軟件建設(shè)，不斷更新和自編新的優(yōu)化軟件，注意教學(xué)手段的改革，積極推行多媒體教學(xué)及雙語(yǔ)教學(xué)；注意收集學(xué)生的優(yōu)秀作業(yè)、應(yīng)用實(shí)例、優(yōu)化軟件。長(zhǎng)江大學(xué)汪建華等[2]重視對(duì)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力和實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)社會(huì)需要為目標(biāo)，著重“應(yīng)用”二字，以“應(yīng)用”為主旨和特征構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容，重視對(duì)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。教學(xué)中引入Matlab優(yōu)化工具箱，減少學(xué)生編程與調(diào)試的工作量，將課程教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)學(xué)模型的建立上，優(yōu)化方法的選擇，以及Matlab優(yōu)化工具箱中優(yōu)化函數(shù)的使用上，使學(xué)生既學(xué)到了優(yōu)化的思想與理論方法，又能夠把實(shí)際決策問(wèn)題用數(shù)學(xué)建模的方法轉(zhuǎn)化為優(yōu)化模型。河南工業(yè)大學(xué)武照云等[3]加大實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)安排（10學(xué)時(shí)左右為宜），開(kāi)發(fā)基于Matlab的算法程序庫(kù)，運(yùn)用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言Visual Basic進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，采用算法可視化技術(shù)。何亞銀[4]開(kāi)展課堂板書(shū)、多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的授課方式，將《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》與C語(yǔ)言相結(jié)合，通過(guò)C語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法。目前國(guó)內(nèi)外的機(jī)械工程教育向著復(fù)合型人才和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)的趨勢(shì)發(fā)展，學(xué)生不僅需要有堅(jiān)實(shí)的數(shù)理科學(xué)知識(shí)，同時(shí)需要工程實(shí)踐方面的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)理解知識(shí)、掌握學(xué)習(xí)的方法、培養(yǎng)獨(dú)立分析與解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力。機(jī)械設(shè)計(jì)類(lèi)現(xiàn)行的且已延續(xù)了幾十年的教學(xué)方式中，《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》的課程及課程設(shè)計(jì)四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)孤立地完成，教學(xué)內(nèi)容不連貫，學(xué)生接受《機(jī)械設(shè)計(jì)》的有關(guān)知識(shí)和技能缺乏系統(tǒng)性。傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法中，其設(shè)計(jì)、制造及檢測(cè)環(huán)節(jié)相互獨(dú)立，嚴(yán)重脫節(jié)，須反復(fù)進(jìn)行產(chǎn)品樣機(jī)的試制—檢測(cè)—修改設(shè)計(jì)。即使這樣，一些嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)缺陷及設(shè)計(jì)原理、基本參數(shù)的錯(cuò)誤在設(shè)計(jì)階段也往往不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，有的到了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的后期或正式生產(chǎn)時(shí)甚至在投入使用一段時(shí)間后才發(fā)現(xiàn)，有時(shí)產(chǎn)品還不得不返回到設(shè)計(jì)構(gòu)造階段以便進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)變更。這樣的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)程序效率低，浪費(fèi)了大量時(shí)間、人力和資金。目前，《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》的教學(xué)方法仍然有很多值得探索的地方。如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，擺脫傳統(tǒng)的以講授數(shù)學(xué)原理為主的教學(xué)方法，對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段進(jìn)行改革，已經(jīng)勢(shì)在必行。

二、我校開(kāi)展《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》的實(shí)踐與總結(jié)

本課程所依托的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程為山東省精品課程，所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)為省級(jí)團(tuán)隊(duì)。長(zhǎng)期以來(lái)，青島理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院《機(jī)械設(shè)計(jì)》教研室在林晨老師和楊志強(qiáng)老師的領(lǐng)導(dǎo)和帶動(dòng)下，具有良好的教學(xué)研究基礎(chǔ)和傳統(tǒng)?！稒C(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的順利執(zhí)行，必需與《機(jī)械原理》和《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程相結(jié)合。為了推進(jìn)該課程的教學(xué)，我們?cè)凇稒C(jī)械原理》課程的教學(xué)中即引進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論，即在平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這部分教學(xué)時(shí)，初步講授優(yōu)化設(shè)計(jì)理論。2012年我們選用了清華大學(xué)出版社出版、李萬(wàn)祥老師主編的《工程優(yōu)化設(shè)計(jì)與MATLAB實(shí)現(xiàn)》[5]這本書(shū)，筆者和同學(xué)普遍感覺(jué)挺好。該書(shū)的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)應(yīng)每一個(gè)算法，都附有相應(yīng)的MATLAB程序。學(xué)生可以在掌握算法的基本知識(shí)點(diǎn)以后，利用這些程序上機(jī)操作。MATLAB語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，代碼靈活，具有極其豐富的庫(kù)函數(shù)資源，并且對(duì)代碼的書(shū)寫(xiě)形式?jīng)]有很?chē)?yán)格的限制，同時(shí)利用豐富的庫(kù)函數(shù)簡(jiǎn)化了子程序的編寫(xiě)任務(wù)；具有功能強(qiáng)大的圖形功能，可以將計(jì)算結(jié)果生成圖形或進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。傳統(tǒng)教材僅介紹算法。程序需要學(xué)生自己編寫(xiě)。這對(duì)于我們僅有32學(xué)時(shí)的選修課來(lái)說(shuō)，要求學(xué)生編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序是可能的，但是要書(shū)寫(xiě)較長(zhǎng)的、本身就比較復(fù)雜的算法是不容易的。筆者長(zhǎng)期從事數(shù)值模擬工作，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，教給學(xué)生掌握編程技術(shù)最簡(jiǎn)單高效的方法，就是給學(xué)生現(xiàn)成的程序，然后在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。在上課過(guò)程中，采用多媒體教學(xué)方法，并安排4～6學(xué)時(shí)的上機(jī)學(xué)時(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，為了讓同學(xué)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用有更深的認(rèn)識(shí)，要求學(xué)生對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)情況、先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法等方面進(jìn)行調(diào)研，并通過(guò)圖書(shū)館“維普數(shù)據(jù)庫(kù)”查閱文獻(xiàn)資料，書(shū)寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告。課程進(jìn)行過(guò)程中，結(jié)合平行進(jìn)行的《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的內(nèi)容，讓同學(xué)們進(jìn)行軸和帶傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等計(jì)算。在課程結(jié)束時(shí)，結(jié)合平行進(jìn)行的減速器的課程設(shè)計(jì)，要求同學(xué)使用優(yōu)化理論對(duì)減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)。同學(xué)們最開(kāi)始都覺(jué)得比較難，經(jīng)任課教師答疑，他們最終調(diào)試好程序，計(jì)算出優(yōu)化后的結(jié)果，同學(xué)們普遍有豁然開(kāi)朗之感。根據(jù)以上的教學(xué)思想，這樣就可以簡(jiǎn)單方便地把《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》和《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》這三門(mén)課程有序地結(jié)合起來(lái)。

三、思考

數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述了機(jī)械工程中的各類(lèi)現(xiàn)象，所以《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》這門(mén)課給出了各種數(shù)值計(jì)算方法及相關(guān)數(shù)學(xué)模型。但學(xué)生在學(xué)習(xí)課本前面的數(shù)值方法時(shí)往往容易糊涂。所以我們?cè)谥v授這門(mén)課時(shí)，必須先提出工程實(shí)際問(wèn)題，然后再根據(jù)實(shí)際問(wèn)題提煉出數(shù)學(xué)模型，再進(jìn)行求解。這門(mén)課的理念，應(yīng)該不只局限于機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)本身。優(yōu)化設(shè)計(jì)的教學(xué)目的并非只是教給學(xué)生如何建立數(shù)學(xué)模型，甚至是如何編程并上機(jī)，最終的目的應(yīng)是為了解決實(shí)際工程問(wèn)題，并在生活和工作中貫徹優(yōu)化設(shè)計(jì)的理念，給生活和工作提供方便。優(yōu)化設(shè)計(jì)的理念在《機(jī)械設(shè)計(jì)》中可以應(yīng)用到各個(gè)方面，并且和其他先進(jìn)設(shè)計(jì)方法如摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合。比如，能源短缺問(wèn)題已成為世界各國(guó)密切關(guān)注的重要問(wèn)題。我國(guó)的能源形勢(shì)十分緊張，能源供需矛盾突出。受技術(shù)水平制約，我國(guó)許多能耗設(shè)備效率較低，在能源緊張的同時(shí)還存在著比較嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，節(jié)能是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的長(zhǎng)期戰(zhàn)略任務(wù)。那么如何能夠設(shè)計(jì)出節(jié)能的機(jī)械，哪怕只節(jié)省1%，那么節(jié)省的能源數(shù)量也是驚人的。教學(xué)的目的是為了工程實(shí)際應(yīng)用，而不是與工程實(shí)際脫節(jié)。所以在接下來(lái)的教學(xué)過(guò)程中，筆者設(shè)想，應(yīng)該增加與工廠(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)題目。而且作為教研室的教學(xué)儲(chǔ)備，打算以本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式做一些優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程題目。這個(gè)難度要求雖然更高，但比較有意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬履中，楊啟志，尹小琴，等.“機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，25（4）：95-97.

[2]汪建華.袁新梅.《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革與探索[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，8（10）：119-121.

[3]武照云，劉曉霞，劉楠皤，李麗.《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程教學(xué)研究與改革[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2011，（1）：190-191.

第6篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市發(fā)展速度也越來(lái)越快，越來(lái)越多的農(nóng)村人口開(kāi)始向城市轉(zhuǎn)移。為了解決有限的建筑面積和不斷增多的人口之間的矛盾，高層建筑的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這也造成了電梯在人們生活中的大量應(yīng)用。在現(xiàn)實(shí)生活中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)電梯故障，這給人們的生活和工作帶來(lái)巨大的影響。為了能解決這一問(wèn)題，盡可能的降低電梯故障對(duì)人們生活的影響，文章從電梯起重機(jī)械入手，深入分析電梯故障產(chǎn)生的原因，并有針對(duì)性的提出了改進(jìn)建議，最后還詳細(xì)闡述了電梯起重機(jī)械故障診斷系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：

起重機(jī)械；故障診斷；優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著高層建筑在城市的大規(guī)模應(yīng)用，電梯起重機(jī)械在人們的生活中已成為不可缺少的代步工具，起的作用越來(lái)越大。但沖頂、墩地、溜梯等電梯故障的出現(xiàn)給人們的生活也帶來(lái)了巨大的不便，嚴(yán)重的甚至危及人們的生命安全。為了盡可能的減少這些故障問(wèn)題的出現(xiàn)，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，文章通過(guò)對(duì)當(dāng)前已知的電梯起重械的故障特點(diǎn)進(jìn)行分析，有針對(duì)性的提出了一些故障檢測(cè)與優(yōu)化改良的措施。

1電梯起重機(jī)械故障特征

為了方便建筑高層居民的生活，電梯在高層建筑中被非常廣泛的應(yīng)用。相關(guān)機(jī)構(gòu)通過(guò)一系列的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電梯的安全度比爬樓梯安全要高出50倍。除此之外，我國(guó)在歐洲EN81標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定了GB7588《電梯制造與安裝安全規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)規(guī)定也使得我國(guó)成為電梯方面要求最高的國(guó)家。這項(xiàng)條文出臺(tái)不久國(guó)家就規(guī)定所有相關(guān)機(jī)構(gòu)必須嚴(yán)格遵守，強(qiáng)制落實(shí)。根據(jù)此條文的相關(guān)內(nèi)容。電梯的零部件要先經(jīng)過(guò)相關(guān)的權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)和型式試驗(yàn)合格后方可實(shí)用。另外在新電梯投入使用前或者經(jīng)過(guò)改造再次運(yùn)行前都要由相關(guān)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格詳細(xì)的檢測(cè)。盡管這些規(guī)定在法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程上保障了電梯的安全性，但電梯實(shí)際故障還是時(shí)常發(fā)生。這就要求我們對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的電梯故障加以分析并提出解決這類(lèi)問(wèn)題的有效方法方案。

1.1機(jī)械疲勞引發(fā)的故障

隨著科技的發(fā)展，電梯中的荷載稱(chēng)量方式也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，那些與時(shí)展脫節(jié)的技術(shù)與設(shè)備應(yīng)該及時(shí)淘汰。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)前電梯中采用的電磁式稱(chēng)量裝置能夠?qū)?duì)電梯荷載進(jìn)行持續(xù)的檢測(cè)，并通過(guò)與群控系統(tǒng)關(guān)聯(lián)對(duì)電梯的啟動(dòng)與運(yùn)行進(jìn)行適時(shí)的調(diào)節(jié)，保證電梯的順利、安全運(yùn)行，這是傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)荷載檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

1.2系統(tǒng)出現(xiàn)的故障

相比其他部件，電梯門(mén)是故障發(fā)生率最高的部位。為了保障電梯的安全性，一般會(huì)在電梯上的轎箱的底盤(pán)上安裝兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，只要電梯的荷載不超過(guò)滿(mǎn)載值（滿(mǎn)載值一般是極限載重額的80%）只會(huì)觸發(fā)一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，這時(shí)電梯能正常運(yùn)行；一旦超過(guò)滿(mǎn)載值就會(huì)同時(shí)觸發(fā)兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，電梯將停止運(yùn)行，并發(fā)出警示，同時(shí)電梯門(mén)也不會(huì)關(guān)閉。

1.3自然磨損引起的故障

如同其他的機(jī)械部件，電梯內(nèi)的部件也會(huì)隨者使用時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸磨損。盡管這種現(xiàn)象不可避免，我們還是可以通過(guò)一些手段減小磨損帶來(lái)的影響，避免電梯出現(xiàn)故障。

2電梯起重機(jī)械故障診斷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

為了保障人們的生命安全，現(xiàn)實(shí)生活中的電梯都會(huì)有一定的保護(hù)措施。這種保護(hù)作用通常是通過(guò)一些保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，裝置會(huì)在特定的情況下如電梯超載時(shí)發(fā)出警示同時(shí)阻斷電梯的運(yùn)行，以此來(lái)保護(hù)電梯里的人們。這些裝置種類(lèi)繁多，按照安裝位置的不同可以分為以下幾類(lèi)。

2.1活動(dòng)轎廂

這種荷載裝置是將橡膠固定在底盤(pán)和轎廂底盤(pán)的中間。通過(guò)橡膠的形變來(lái)感知荷載的變化，將這個(gè)裝置與控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。一旦超載，橡膠發(fā)生形變觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。由于這種方法費(fèi)用低、安全性好，是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的裝置，這種方法唯一的缺點(diǎn)就是一旦損壞更換極其不方便。

2.2活動(dòng)轎廂地板這種裝置

主要是被安裝在電梯內(nèi)部，但是并不會(huì)直接與電梯部件接觸。當(dāng)電梯內(nèi)有荷載時(shí)，電梯的地板會(huì)發(fā)生輕微形變向下凹陷，當(dāng)荷載超過(guò)一定值時(shí)，地板就會(huì)與裝置接觸引發(fā)保護(hù)機(jī)制。

2.3轎頂稱(chēng)量裝置

顧名思義，這種裝置通常是被安裝在電梯箱的頂部的繩頭組合處，它的主要部件是杠桿和彈簧組。該裝置通過(guò)杠桿的擺動(dòng)幅度來(lái)反映電梯箱內(nèi)荷載的大小，一旦超載，杠桿擺動(dòng)幅度達(dá)到一定程度就會(huì)出發(fā)保護(hù)機(jī)制。

2.4機(jī)房稱(chēng)量裝置

如果超載裝置無(wú)法安裝在轎底或轎頂，而且電梯采用2：1繞法的時(shí)候，可以在機(jī)房中安裝超載裝置。這種裝置與轎頂?shù)姆Q(chēng)量裝置比較類(lèi)似，也是安裝在電梯頂部的繩頭結(jié)合處。不同的是這種裝置的杠桿是隨著繩頭組縱向移動(dòng)。一旦荷載超過(guò)一定值，剛好自動(dòng)達(dá)到一定距離就觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。

2.5電磁式稱(chēng)量裝置

隨著科技的發(fā)展，電梯技術(shù)也取得了很大的成就，為了準(zhǔn)確獲取所有的電梯荷載情況，以便及時(shí)的對(duì)電梯的運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)整電梯的群控技術(shù)得到了很大程度的發(fā)展。

3電梯起重機(jī)械故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用及改善

（1）電梯主要是用來(lái)垂直輸送人員或者材料的裝置，電梯作用的發(fā)揮離不開(kāi)各個(gè)部件的正常運(yùn)作。只有電梯的各個(gè)部件都符合相關(guān)的安全規(guī)定，各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)都按照相關(guān)要求進(jìn)行操作，電梯順利進(jìn)行，才能保證電梯的安全。這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電梯時(shí)充分考慮所有因素，設(shè)計(jì)出最合理的電梯結(jié)構(gòu)，施工單位認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范施工，確保施工質(zhì)量，投入運(yùn)行后相關(guān)的人員及時(shí)維護(hù)。只有通過(guò)多方努力才能實(shí)現(xiàn)電梯安全。

（2）對(duì)電梯的維護(hù)通常由以下兩種方式來(lái)進(jìn)行：a.通過(guò)科學(xué)的管理對(duì)電梯發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，并做好預(yù)防措施，降低故障率，保證電梯的順利運(yùn)行，即維護(hù)形式的措施；b.而維護(hù)類(lèi)別的措施也是一種在做好預(yù)測(cè)、預(yù)防措施的同時(shí)根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行調(diào)整以減小部件的磨損度。通過(guò)平時(shí)的小規(guī)模維修來(lái)減少大規(guī)模修理的次數(shù)。這也是當(dāng)前應(yīng)用最廣的方法。

（3）除了對(duì)電梯進(jìn)行及時(shí)的維修外，還要注意對(duì)電梯備用部件的管理。a.通過(guò)協(xié)調(diào)各個(gè)部門(mén)，及時(shí)的采購(gòu)相關(guān)的部件，并對(duì)采購(gòu)的部件進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)保證其質(zhì)量。b.注意加強(qiáng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)的監(jiān)管，確保替換的備用部件達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)于電梯也要進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，依據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)電梯故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，有針對(duì)性的進(jìn)行預(yù)防和優(yōu)化改良。降低電梯的故障率，降低對(duì)人們生活的影響。

4堅(jiān)持定期檢驗(yàn)檢測(cè)

為確保電梯安全運(yùn)行，最重要的是嚴(yán)格執(zhí)行《特種設(shè)備安全法》的規(guī)定，堅(jiān)持定期檢驗(yàn)，《特種設(shè)備安全法》第40條明確規(guī)定“未經(jīng)定期檢驗(yàn)或者檢驗(yàn)不合格的特種設(shè)備，不得繼續(xù)使用”違反了《特種設(shè)備安全法》的這一規(guī)定，屬違法行為。綜上所述，對(duì)電梯起重械進(jìn)行故障診斷對(duì)減少電梯起重械故障有著非常顯著的效果。因此必須通過(guò)科學(xué)的檢測(cè)手段、先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)、專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)設(shè)備對(duì)電梯起重機(jī)械進(jìn)行系統(tǒng)、嚴(yán)格的檢測(cè)，預(yù)防電梯起重機(jī)械故障。并根據(jù)對(duì)已知的電梯故障的分析結(jié)果提出相應(yīng)的優(yōu)化方案。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞] 機(jī)械系統(tǒng) 人機(jī)界面 優(yōu)化設(shè)計(jì)

人機(jī)界面的內(nèi)容較多，研究人機(jī)界面對(duì)體統(tǒng)運(yùn)作功效和操作人員身心健康的影響存在一定的難度。到目前為止，國(guó)內(nèi)外人機(jī)界面優(yōu)化方法仍不完善。由于人機(jī)界面設(shè)計(jì)中個(gè)元部件幾何未知的布置非常重要。所以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面至關(guān)重要。

一、機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面概述

機(jī)械系統(tǒng)的人機(jī)界面值得是操作人員和機(jī)器之間相互作用的區(qū)域，是人機(jī)之間傳送信息的媒介。他主要包括三部分，機(jī)器顯示器與人的信息通道的界面，機(jī)上操作器與人的運(yùn)動(dòng)器官的的界面，人機(jī)系統(tǒng)與環(huán)境之間的界面。機(jī)器的構(gòu)成有其自身的規(guī)律，操作環(huán)境或生活環(huán)境也會(huì)因個(gè)各種因素在空間和時(shí)間上受到某種限制，如經(jīng)濟(jì)上的可行性，技術(shù)上的可能性，機(jī)器本身性能要求的條件，以及使用機(jī)器時(shí)的外界環(huán)境條件等。為了適應(yīng)這些情況，就要求對(duì)人的因素予以限制和訓(xùn)練，盡量發(fā)揮人的因素有一定可塑性的特點(diǎn)，讓人去適應(yīng)機(jī)器的要求，以保證人機(jī)系統(tǒng)具有最佳效果。其實(shí)人機(jī)界面除上述硬件設(shè)備外，還應(yīng)該包括操作規(guī)程，維護(hù)手冊(cè)的等。也有人將上述人機(jī)界面稱(chēng)為硬件，而將人與計(jì)算機(jī)組成的人機(jī)界面稱(chēng)為軟件人機(jī)界面。

二、機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面構(gòu)成要素

機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)包含多重因素。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)得基本原理和機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì)原則，借鑒一般機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，可以認(rèn)為機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面的構(gòu)成要素主要包括，人體、工作臺(tái)、視覺(jué)元件、受控操縱元件、腳控操作元件、工作座椅等。

人機(jī)功能：人機(jī)功能分配是人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，其目的是根據(jù)系統(tǒng)工作要求，使人機(jī)系統(tǒng)可靠、有效的發(fā)揮作用，達(dá)到人與機(jī)器的最佳配合。人機(jī)功能分配，必須參照人和機(jī)器各自的功能特點(diǎn)。但是，功能分配的基本策略則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況把系統(tǒng)的操作看作一個(gè)整體，同時(shí)也應(yīng)注意為操作人員創(chuàng)造一個(gè)有意義、有激勵(lì)、富有挑戰(zhàn)性的工作情景。

人機(jī)界面：人與機(jī)器發(fā)生作用的交界面稱(chēng)為人機(jī)界面。對(duì)它的研究是人機(jī)系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容。人機(jī)界面通?？梢苑殖蓹C(jī)器顯示器和人的感覺(jué)器官(眼、耳、鼻等)之間，以及人的效應(yīng)器官（手、足等）和機(jī)器控制器之間兩種界面。人與機(jī)之間的信息溝通是在人機(jī)界面上實(shí)現(xiàn)的（見(jiàn)圖）。人的感覺(jué)器官接收已轉(zhuǎn)換成某種標(biāo)志或圖像形式的機(jī)器加工過(guò)程，或被控對(duì)象狀態(tài)的信息，并傳遞到大腦。大腦對(duì)已感知到的各種信息進(jìn)行加工、解釋,轉(zhuǎn)化為實(shí)際狀態(tài)的信息,并把它與預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比較、分析、作出決策,發(fā)出指令信息。根據(jù)這些指令,效應(yīng)器官作用于機(jī)器控制器,將人的輸出信息轉(zhuǎn)換成機(jī)器的輸入信息。機(jī)器對(duì)輸入信息進(jìn)行加工，并通過(guò)顯示器將機(jī)器加工過(guò)的信息作用于人。這樣，操作人員就可以不斷地對(duì)機(jī)器工作狀態(tài)加以調(diào)整、控制，最終完成一定的系統(tǒng)功能。

顯示器：顯示器是人機(jī)界面的重要組成部分，其功能是向人提供各種有關(guān)的信息。顯示器一般可分為視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)和嗅覺(jué)等顯示器。

控制器：控制器是人機(jī)界面中另一個(gè)重要組成部分，其功能是將人的有關(guān)控制信息傳遞給機(jī)器。最常見(jiàn)的控制器是手、足控制器和言語(yǔ)控制器。

三、機(jī)械系統(tǒng)人機(jī)界面優(yōu)化方法

人機(jī)工程學(xué)的研究廣泛采用了人體科學(xué)和生命科學(xué)等相關(guān)科學(xué)的研究方法及手段，也采取了系統(tǒng)工程、控制理論、統(tǒng)計(jì)學(xué)等其它學(xué)科的一些研究方法，而且本學(xué)科的研究也建立了一些獨(dú)特的新方法，以探討人、機(jī)、環(huán)境要素間復(fù)雜的關(guān)系問(wèn)題。這些方法中包括：測(cè)量人體各部分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)：調(diào)查、詢(xún)問(wèn)或直接觀(guān)察人在作業(yè)時(shí)的行為和反應(yīng)特征：對(duì)時(shí)間和動(dòng)作的分析研究；測(cè)量人在作業(yè)前后以及作業(yè)過(guò)程中的心理狀態(tài)和各種生理指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化；觀(guān)察和分析作業(yè)過(guò)程和工藝流程中存在的問(wèn)題；分析差錯(cuò)和意外事故的原因：進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)或用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)：運(yùn)用數(shù)字和統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法找出各變數(shù)之間的相互關(guān)系，以便從中得出正確的結(jié)論或發(fā)展成有關(guān)理論。

目前常育的研究方法有：

a觀(guān)察法：為研究系統(tǒng)中人機(jī)的工作狀態(tài)，常采用備種各樣的觀(guān)察方法，如工人操作動(dòng)作的分析、功能分析和工藝流程分析等大都采用觀(guān)察法。

實(shí)測(cè)法：是一種借助于機(jī)器設(shè)備進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的方法。例如對(duì)人體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量對(duì)系統(tǒng)參數(shù)及作業(yè)環(huán)境參數(shù)的測(cè)量等。

b實(shí)驗(yàn)法：它是當(dāng)實(shí)測(cè)法受到限制時(shí)采用的一種研究方法，一般在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行．但也可以在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，如為了獲得人對(duì)各種不同顯示儀表的認(rèn)讀速度和差錯(cuò)率的數(shù)據(jù)時(shí)，一股在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

c模擬和模型實(shí)驗(yàn)法：由于機(jī)器系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，因而在進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)研究時(shí)常采用模擬的方法。模擬方法包括各種技術(shù)和裝置的模擬，如操作訓(xùn)練模擬器、機(jī)器模型以及各種人體模型等。

d計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真法：由于人機(jī)系統(tǒng)中的操作者是具有主觀(guān)意志的生命體，模擬和模型方法研究人機(jī)系統(tǒng)，往往不能完全反映系統(tǒng)中生命體的特征，其結(jié)果與實(shí)際相比必有一定誤差。數(shù)值仿真是在計(jì)算機(jī)上利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真性實(shí)驗(yàn)研究，如人體動(dòng)作分析仿真等。在電子計(jì)算機(jī)的推動(dòng)下，最優(yōu)化理論與方法在經(jīng)濟(jì)計(jì)劃、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛應(yīng)用，成為一門(mén)十分活躍的學(xué)科。將優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的范疇來(lái)說(shuō)，大致可分為結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)首先要解決的是參數(shù)優(yōu)化，也是最早引入機(jī)械設(shè)計(jì)中的內(nèi)容之一。通過(guò)尋找最佳參數(shù)可以直接得到好的設(shè)計(jì)，它是在已定結(jié)構(gòu)方案、零部件結(jié)構(gòu)形狀和選擇材料下完成參數(shù)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。形狀優(yōu)化是在結(jié)構(gòu)類(lèi)型、材料和布局已定條件下，對(duì)結(jié)構(gòu)幾何形狀進(jìn)行優(yōu)化，包括二維和三維的形狀優(yōu)化及與形狀有關(guān)的參數(shù)優(yōu)化，這是優(yōu)化設(shè)計(jì)的深化。而拓?fù)鋬?yōu)化是對(duì)結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件布局和節(jié)點(diǎn)的聯(lián)接關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，即在外部設(shè)計(jì)要求下首先要從結(jié)構(gòu)方案、類(lèi)型、布局等方面去尋優(yōu)，這是更高層次的優(yōu)化也是更富有創(chuàng)新的概念設(shè)計(jì)。從目前研究和應(yīng)用的成熟程度來(lái)看，形狀優(yōu)化的提出盡管已經(jīng)歷了近20多年，還處在研究和應(yīng)用探索階段。

e分析法：它是在上述各種方法中獲得了一定的資料和數(shù)據(jù)后采用的一種研究方法。目前人機(jī)工程學(xué)研究采用的分析法包括瞬間分析法、知覺(jué)與運(yùn)動(dòng)信息分析法、動(dòng)作負(fù)荷分析 法、頻率分析法、危象分析法和相關(guān)分析法。

f調(diào)查研究法：人機(jī)工程學(xué)專(zhuān)家采用各種調(diào)查研究方法來(lái)抽樣分析操作者或使用者的意見(jiàn)和建議。

參 考 文 獻(xiàn)

第8篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：蟻群算法；遺傳算法；元胞原理；四桿機(jī)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：tg316 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）3-0048-02

隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)水平的不斷提高，目前在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，原來(lái)傳統(tǒng)的圖解法、解析法等設(shè)計(jì)方法已不能完全滿(mǎn)足現(xiàn)在的要求。雖然后來(lái)也出現(xiàn)了比如蟻群算法這樣的優(yōu)秀設(shè)計(jì)方法，但是其自身也存在停滯現(xiàn)象、收斂速度慢等問(wèn)題，不能很有效的進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。于是基于蟻群算法、遺傳算法、元胞原理可提出兩種優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法：遺傳蟻群算法、元胞蟻群算法。這兩種設(shè)計(jì)方法可以有效的克服基本蟻群算法的缺點(diǎn)，改進(jìn)設(shè)計(jì)效果，使機(jī)械設(shè)計(jì)變得更加優(yōu)化。下面我們將分別根據(jù)不同的條件，然后運(yùn)用遺傳蟻群算法和元胞蟻群算法進(jìn)行平面四桿機(jī)構(gòu)再現(xiàn)軌跡的優(yōu)化進(jìn)行設(shè)計(jì)，使機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題得到不同程度的解決。

1 蟻群算法

1.1 蟻群算法基本原理

蟻群算法是由Marco Dorigo于1992年在他的博士論文中提出的一種用來(lái)尋找最優(yōu)優(yōu)路徑的概率型算法。蟻群算法的基本原理和模型來(lái)源于螞蟻在找食物時(shí)選擇路線(xiàn)的過(guò)程。我們都知道自然界的螞蟻即使在沒(méi)有任何外界導(dǎo)向信息的情況下，螞蟻也總是能找到從巢穴到食物的最短路線(xiàn)。Marco Dorigo等人發(fā)現(xiàn)，自然界螞蟻尋找到從巢穴到食物的最短路線(xiàn)，是通過(guò)一種正反饋效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。具體表現(xiàn)為：?jiǎn)蝹€(gè)的螞蟻每次會(huì)在自己行走的路線(xiàn)下留下一種揮發(fā)性的分泌物，我們稱(chēng)其為信息激素。這樣就使最優(yōu)路徑上的激素濃度越來(lái)越大，而其它路徑上的激素濃度會(huì)隨著螞蟻的不斷運(yùn)動(dòng)而逐漸減少，最終使最優(yōu)路徑被找出。

1.2 蟻群算法基本模型及其實(shí)現(xiàn)

根據(jù)Dorigo等人提出的關(guān)于蟻群算法的基本觀(guān)點(diǎn)，我們可以將蟻群算法的基本實(shí)現(xiàn)過(guò)程和原理描述以下幾個(gè)步驟：

①搜索結(jié)果不滿(mǎn)足預(yù)期效果時(shí)，螞蟻繼續(xù)尋找另一條路線(xiàn)；②搜索過(guò)程中非最優(yōu)路徑上的信息激素濃度減少，最優(yōu)路徑上的信息激素增加；③信息激素濃度等根據(jù)搜索結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)更新；④搜索到最終結(jié)果。但是通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)這種基本蟻群算法原理在求解結(jié)果的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)搜索速度慢等缺點(diǎn)。因此如若將蟻群算法與遺傳算法、元胞模型等原理相結(jié)合，就出現(xiàn)了遺傳蟻群算法、元胞蟻群算法，這些復(fù)合的算法就可以有效的克服簡(jiǎn)單蟻群算法的缺點(diǎn)。

2 遺傳蟻群算法

2.1 遺傳蟻群算法原理

在上述螞蟻的轉(zhuǎn)移概率的定義式中，信息啟發(fā)式因子？鄣和期望值啟發(fā)式因子？茁，以及信息量殘留系數(shù)？籽都可以進(jìn)行用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算分析，因此，如果將？鄣、？茁和？籽這三個(gè)因素看成代表螞蟻搜索求解過(guò)程中典型的3段代碼，并將？鄣、？茁、？籽編碼為實(shí)數(shù)。然后通過(guò)遺傳算法中的遺傳算子進(jìn)行變異處理，這樣就可以在原有的算法結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化。這樣就把基本的蟻群算法與遺傳算法中的遺傳變異效應(yīng)相結(jié)合起來(lái)。這樣遺傳蟻群算法原理就產(chǎn)生了。

2.2 遺傳蟻群算法模型及其實(shí)現(xiàn)（以平面四桿機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)為例）

4 結(jié) 語(yǔ)

蟻群算法是模擬自然界螞蟻的覓食行為的一種模型方法，雖然在機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中有一定的優(yōu)勢(shì)，但是其自身也存在一些問(wèn)題，故將蟻群算法和遺傳算法、元胞模型進(jìn)行綜合運(yùn)用，克服了原有基本蟻群算法的缺點(diǎn)。為機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了更為簡(jiǎn)便、優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法，并且可以根據(jù)實(shí)際情況的已知條件選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法。這樣我們?cè)趯?shí)際的設(shè)計(jì)中可以根據(jù)自身的情況選擇遺傳蟻群算法或者元胞蟻群算法，這為我們的設(shè)計(jì)提供了較大的選擇空間。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】機(jī)械工程；優(yōu)化；設(shè)計(jì)

在進(jìn)行機(jī)械工程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，將可靠性理論與技術(shù)應(yīng)用于其中，并根據(jù)需要與可能，將產(chǎn)品的可靠性使用作為優(yōu)先考慮的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；在滿(mǎn)足時(shí)間、費(fèi)用及性能的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計(jì)出的機(jī)械工程產(chǎn)品符合可靠性的要求。設(shè)計(jì)問(wèn)題在涉及傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)的同時(shí)，也與價(jià)值工程、系統(tǒng)工程、環(huán)境工程及質(zhì)量控制工程等有著密切的關(guān)系。因此，可靠性設(shè)計(jì)是多學(xué)科與多技術(shù)相互交叉融合的一種新興技術(shù)。

一、機(jī)械工程產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

由于我國(guó)的特殊歷史原因，機(jī)械工程制造業(yè)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)相比，顯得相對(duì)落后，尤其是在可靠性設(shè)計(jì)的研究方面更是顯得滯后。直到二十世紀(jì)八十年代，我國(guó)在機(jī)械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些個(gè)別的行業(yè)還成立了專(zhuān)門(mén)從事優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的組織與團(tuán)體，并為社會(huì)培養(yǎng)了大批的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究的技術(shù)人才，制定出了整套優(yōu)化設(shè)計(jì)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。從總體上來(lái)看，過(guò)去的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究比較偏重于理論，但在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)于理論的應(yīng)用則是比較少，就這一點(diǎn)而言，與制造業(yè)相對(duì)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家相比較，存在著許多不足之處。

二、優(yōu)化設(shè)計(jì)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

機(jī)械工程產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)在產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用周期的各環(huán)節(jié)都起著重要作用。這些環(huán)節(jié)主要有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用及售后維修等。以下就機(jī)械工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造及使用三個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi)討論優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。

1.機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

機(jī)械工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)主要包括裝配整體設(shè)計(jì)與零件組裝設(shè)計(jì)。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，可以將其當(dāng)作一個(gè)整體，設(shè)計(jì)的方法主要有兩種，第一種方法為：先大致了解機(jī)械的完整系統(tǒng)，并分析組成整體的零部件具有多大程度的可靠性，據(jù)此推斷出整體具有多大程度的可靠性；這種方法即為預(yù)測(cè)整體設(shè)計(jì)可靠性的手段，預(yù)測(cè)的結(jié)果必須與設(shè)計(jì)指標(biāo)相符合。第二種方法為：將整體機(jī)械工程優(yōu)化設(shè)計(jì)所要求的指標(biāo)分配到其零部件的設(shè)計(jì)上，要求零部件必須滿(mǎn)足各自的可靠性指標(biāo)要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及綜合評(píng)分的分配方法。設(shè)計(jì)單個(gè)零件時(shí)，盡量采用符合國(guó)家規(guī)定且已經(jīng)在生產(chǎn)中大量投入使用的常規(guī)零件，并用不同設(shè)計(jì)方法對(duì)重要程度不相同的零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)關(guān)鍵部件之前，要先行可靠性的試驗(yàn)。除此之外，要反復(fù)驗(yàn)證及修改機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性，直到其能夠滿(mǎn)足于優(yōu)化設(shè)計(jì)所要求的標(biāo)準(zhǔn)為止。設(shè)計(jì)機(jī)械工程的人機(jī)系統(tǒng)也很重要，這方面的設(shè)計(jì)包括適應(yīng)性及操作的舒適性設(shè)計(jì)。

2.機(jī)械工程產(chǎn)品制造中的優(yōu)化設(shè)計(jì)

要保證一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量，在制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制是最關(guān)鍵的部分，因此，機(jī)械產(chǎn)品在制造的過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常重要的。加工的設(shè)備可靠性要得到保證，在選擇加工工藝與工藝流程時(shí)，要注意其技術(shù)水平，保證制造水平盡量達(dá)到最優(yōu)化。產(chǎn)品制造工藝流程是一個(gè)完整的系統(tǒng)，其中的各個(gè)方案與工序是工藝流程系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，都要綜合考慮各方面的因素，如工藝裝備、加工設(shè)備、加工材料與工作人員素質(zhì)等；只有這樣才能為各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)出可靠性與合理的指標(biāo)；最后，整合分析各個(gè)子系統(tǒng)的指標(biāo)，并通過(guò)合理的方法將總系統(tǒng)的可靠性及優(yōu)化指標(biāo)整理出來(lái)。

3.機(jī)械工程產(chǎn)品的使用與維修的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行維修，能有效延長(zhǎng)其使用壽命；良好的售后服務(wù)水平是一個(gè)公司獲得發(fā)展的必備條件。因此，生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的廠(chǎng)家要認(rèn)真對(duì)待售后服務(wù)與維修的問(wèn)題，運(yùn)用先進(jìn)的邏輯分析法，制定出科學(xué)的維修內(nèi)容與維修方式，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的合理使用壽命作出規(guī)劃。機(jī)械工程產(chǎn)品具有可維修性及可靠性，兩者在很大程度上是相似的，可維修性是可靠性的具體指標(biāo)之一。對(duì)機(jī)械工程產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)當(dāng)首先考慮到可靠性指標(biāo)，以便能使設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品在發(fā)生故障的情況下，易于檢查與維修。進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品維修的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮維修費(fèi)用的問(wèn)題，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作的人員在進(jìn)行機(jī)械工程優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要以最少的費(fèi)用獲得最高程度可靠性作為設(shè)計(jì)的原則，以便能夠盡量減少發(fā)現(xiàn)故障的時(shí)間。因此，以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)理論作為維修設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是非常合理的，也是非常重要的；制定經(jīng)濟(jì)合理的維修設(shè)計(jì)在現(xiàn)代化與科學(xué)化的進(jìn)程中意義重大。使用符合標(biāo)準(zhǔn)的維修設(shè)備進(jìn)行維修，提高維修工作人員的技能水平，使機(jī)械產(chǎn)品的維修工作能夠朝現(xiàn)代化與科學(xué)化的方向發(fā)展。