1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法和層次
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以分為不同的層次和類型。根據(jù)優(yōu)化目的的不同，可以分為尺寸優(yōu)化技術(shù)、形狀優(yōu)化技術(shù)和拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)。
(1)尺寸優(yōu)化技術(shù)。尺寸優(yōu)化技術(shù)主要是指在保證機(jī)械產(chǎn)品的形狀和拓?fù)潢P(guān)系不變的情況下，尋找最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中利用計(jì)算機(jī)技術(shù)尋找合適的尺寸變量，通過運(yùn)算過程實(shí)現(xiàn)重組。
(2)形狀優(yōu)化技術(shù)。在機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，不僅要保證尺寸達(dá)標(biāo)，還要保證外觀和形狀能滿足建筑工程的要求。因此，形狀設(shè)計(jì)要保證機(jī)械產(chǎn)品的尺寸和拓?fù)潢P(guān)系不變，設(shè)計(jì)過程中要保證形狀變量。通過設(shè)計(jì)不同的結(jié)構(gòu)，最終使外形滿足工程要求，實(shí)現(xiàn)使用功能。
(3)拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)。拓?fù)浼夹g(shù)主要通過連續(xù)結(jié)構(gòu)和離散結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在連續(xù)結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)中，要注意優(yōu)化孔的數(shù)量，包括形狀和分布現(xiàn)象，同時(shí)要注意優(yōu)化結(jié)構(gòu)邊界。采用離散結(jié)構(gòu)拓?fù)浼夹g(shù)，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，保證每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)都能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的連接方式。
2結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的設(shè)計(jì)方法
(1)確定目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)是機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本參數(shù)。要建立目標(biāo)函數(shù)，明確機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以有效設(shè)定和研究，項(xiàng)目中提出的具體要求也可以設(shè)定和整理。通過設(shè)置目標(biāo)函數(shù)，可以將變形帶來(lái)的壓力和程度降到最低。
(2)設(shè)計(jì)函數(shù)變量。對(duì)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化中建立的函數(shù)，下一步就是研究確定函數(shù)中的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。機(jī)械產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置主要包括結(jié)構(gòu)組成中的幾何參數(shù)和物理參數(shù)，比如在設(shè)計(jì)中設(shè)置零件的長(zhǎng)、寬、厚，這些參數(shù)會(huì)影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。如果參數(shù)設(shè)計(jì)中存在一些不合理的數(shù)據(jù)，將直接影響機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，以及企業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提高。
(3)約束條件的規(guī)定。功能變量設(shè)計(jì)完成后，在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中要增加一些要求，在設(shè)計(jì)過程中要增加一些約束，才能進(jìn)行加工制造。約束主要是指在計(jì)算中確定函數(shù)變量可以在相對(duì)約束范圍內(nèi)，比如一些極值的設(shè)置和管理。
(4)選擇最佳優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。選擇最佳優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終過程和關(guān)鍵。面對(duì)各種各樣、各具特色的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，我們應(yīng)該仔細(xì)選擇和評(píng)估。需要對(duì)機(jī)械產(chǎn)品工程進(jìn)行具體分析，結(jié)合實(shí)際問題和現(xiàn)象進(jìn)行合理的選擇和研究，最終選擇一種合適的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。專業(yè)技術(shù)人員在加工制造前，應(yīng)從全方位監(jiān)督的角度對(duì)方案進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。
3結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略探討
3.1提高整體技術(shù)人員的整體素質(zhì)和能力。
為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化，首先需要保證技術(shù)人員具有專業(yè)的工程知識(shí)和數(shù)學(xué)建模能力。工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中要符合規(guī)范，注意理解功能的體現(xiàn)，用規(guī)范的數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)存在的問題和設(shè)計(jì)內(nèi)容，確定一個(gè)適合解決問題的模型。在掌握建模能力的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)具備解決建模中存在的[6]個(gè)問題的能力，利用不同的參數(shù)變量，確保在求解過程中得到準(zhǔn)確的答案。
3.2在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)利用各學(xué)科的綜合能力。
機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)是復(fù)雜的，設(shè)計(jì)工程會(huì)包含各個(gè)學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，如數(shù)學(xué)算法、數(shù)據(jù)分析方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。一定要在設(shè)計(jì)過程中注意各個(gè)角度的分析和運(yùn)用，以此來(lái)考慮方案的可行性。首先，從整個(gè)項(xiàng)目的角度出發(fā)，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的不同氛圍的設(shè)計(jì)區(qū)塊和內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的知識(shí)設(shè)置，并對(duì)函數(shù)變量進(jìn)行優(yōu)化，從而設(shè)計(jì)好每一個(gè)區(qū)塊。要注意掌握各塊之間的聯(lián)系，將其組合成一個(gè)整體，以保證優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的特征完整。
3.3注重結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。
從市場(chǎng)需求的角度出發(fā)，注重創(chuàng)新發(fā)展，通過改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。在新時(shí)代，創(chuàng)新能力是企業(yè)發(fā)展的源泉，要保證企業(yè)能夠在市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位，擁有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。在改革創(chuàng)新的過程中，要摒棄傳統(tǒng)觀念，創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案和思維，與時(shí)俱進(jìn)，滿足市場(chǎng)需求。
4摘要
機(jī)械產(chǎn)品是我國(guó)各行各業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)保障，具有重要影響。目前，機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計(jì)是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。要減少質(zhì)量差、使用性差的現(xiàn)象，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，為機(jī)械行業(yè)的發(fā)展提供創(chuàng)新開發(fā)能力。
