本站原创本文是一篇计算机论文范文,计算机相关在职毕业论文开题报告,关于现代机械优化设计先进技术相关专科毕业论文范文。适合计算机及产品设计及科学技术方面的的大学硕士和本科毕业论文以及计算机相关开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科.随着社会的发展、人们思想观念的更新和科学技术的发展而提出,对节能、环保、改进产品性能和增加产品市场竞争能力等方面的重要性而受到越来越多的重视.本文在现代设计的方法基础上,对机械设计进行了优化分析.
关 键 词：机械设计；优化；先进技术
中图分类号：TD402文献标识码：A
现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科.工程实际中还逐渐出现了许多新的设计思想和设计方法.随着社会的发展、人们思想观念的更新和科学技术的发展而提出,对节能、环保、改进产品性能和增加产品市场竞争能力等方面的重要性而受到越来越多的重视.传统的设计运用力学和数学形成经验作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计.我们熟悉的优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、有限元法等,这些设计方法已经较为成熟,形成了完整的设计体系.机械优化设计是在进行某种机械产品设计时,根据规定的约束条件,优选设计参数,使某项或几项设计指标获得最优值.
它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的统称,提高设计质量和缩短设计周期,是为了适应市场剧烈竞争的需要,以及计算机在设计中的广泛应用.60年代以来,在设计领域相继诞生与发展的一系列新兴学科的集成.产品设计的“最优值”或“最佳值”,系指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.最优值的概念是相对的,随着科学技术的发展及设计条件的变动,最优化的标准也将发生变化.这种选择不仅保证多参数的组合方案满足各种设计要求,而且又使设计指标达到最优值.由于传统设计所用的计算方法和参考数据偏重于经验的概括和总结,往往忽略了一些难解或非主要因素.在信息处理、参量统计和选取、经验或状态的存储和调用等还没有一个理想的有效方法,解算和绘图也多用手工完成,这不仅影响设计速度和设计质量的提高,也难以做到精确和优化的效果.因此,求解优化设计问题就是一种用数学规划理论和计算机自动选优技术来求解最优化的问题.优化设计反映了人们对客观世界认识的深化,它要求人们根据事物的客观规律,在一定的物质基础和技术条件下,得出最优的设计方案.机械优化设计可解决设计方案参数的最佳选择问题.
1现代设计方法
1.1创新设计
创新是设计的本质,随着科学技术突飞猛进的发展,产品的市场竞争也日益激烈.们消费观念不断变化,产品的创新性,创新产品能满足甚至创造出新的需求宜人性等因素愈来愈受到重视,大量科技成果转化为生产力,在竞争中占据着突出地位.在这种形势下,创新设计是产品适应新的市场形势的最好途径,因而必然有较强的市场竞争力.
1.2智能设计
为了提高制造业对市场变化,在CIMS环境下,设计正在向集成化、自动化等方向发展.就必须大大加强设计专家与计算机工具,使计算机能在更大范围内,这一人机结合的设计系统中机器的智能,更高水平上帮助或代替人类专家处理数据、信息与知识,大幅度提高设计自动化的水平.智能设计就是要研究如何提高人机系统中计算机的智能水平,做出各种设计决策,使计算机更好地承担设计中各种复杂任务,智能化是设计活动的显著特点,也是走向设计自动化的重要途径.
1.3响应设计
随着市场竞争的加剧,使得产品的更新换代不断加快,市场寿命周期不断缩短.现代科技的日新月异,建立快速捕捉市场动态需求信息的决策机制.实施快速响应设计技术,适应市场环境的变化,面对瞬息万变的市场环境,用户需求的转移,增强企业市场竞争的有效途径.更要求企业具有高度的灵敏性,不断地迅速开发新产品,能抓稍纵即逝的机遇,变被动适应用户,这样才能保证企业在竞争中立于不败之地.在这种时代背景下,市场竞争的焦点就转移到速度上来,快速提高更高的性能/价格比产品的企业,将具有更高的竞争力.为提高快速响应能力,企业首先应当能迅速捕捉复杂多变的市场动态信息,并及时作出正确的预测和决策.
2现代设计优化技术方法
2.1现代方法与传统方法比较
整个传统设计的过程,参照同类产品,通过估算、经验类比或试验等方法来确定产品的初步设计方案,是人工试凑和定性分析比较的过程.机械产品的设计,一般需要经过需求分析、方案设计、分析计算、市场调查、结构设计、工程绘图和编制技术文件等一系列工作过程.传统设计方法通常是在调查分析的基础上,优化设计理论的研究和应用实践,从经验、感性和类比为主的传统设计方法过渡到科学、理性和立足于计算分析的现代设计方法,又能满足生产的工艺性、使用的可靠性和安全性要求,使传统设计方法发生了根本变革,机械产品设计正在逐步向自动化、集成化和智能化方向发展,按照传统方法得出的设计方案,可能存在有较大改进和提高的余地.机械产品设计工作的任务就是使设计的产品既具有优良的技术性能指标,且消耗和成本最低等.根据经验或直观判断对设计参数进行修改.但是由于传统设计方法受到计算方法和手段等条件的限制,设计人员可以在有限的几种合格设计方案中,这是很难找出最优设计方案的.
2.2优化设计
随着计算机及其计算技术的迅速发展,对结构的参数化模型进行加载与求解.工程设计中较复杂的一些优化问题取得了较好的技术和经济效果,把状态变量提取出来供优化处理器进行优化参数评价.促进了工程优化设计理论和方法的发展,并结合工程优化设计的特点,为以后软件修正模型提供可能.如果最优,完成迭代,退出优化循环圈.利用CAE软件的参数化建模功能,将要参与优化的数据定义为模型参数,重新投入循环,与上次循环提供的优化参数作比较之后确定该次循环目标函数是否达到了最小.在多目标优化,混合离散变量优化、模糊优化以及人工智能、神经网络及遗传算法,应用于优化设计等方面都获得一些显著的成果,已完成的优化循环和当前优化变量的状态修正设计变量,逐步形成以计算机和优化技术为基础的近代优化设计.
结论
从机械产品设计的全局来看,目前比较先进的优化设计,大多数还停留在设计方案后参数优化方面,面向产品设计,应将优化设计拓宽到机械设计产品的全生命周期过程,是适应机械产品设计.随着CAD技术不断地发展,现代科学技术支持下,现代机械先进优化设计技术将进行新一轮的发展.