MATLAB優(yōu)化工具箱在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

為了優(yōu)化淤地壩壩高設(shè)計(jì),把產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益表達(dá)為由壩地生產(chǎn)效益、攔泥效益、建壩費(fèi)用、工程運(yùn)行費(fèi)用4個(gè)因素構(gòu)成的目標(biāo)函數(shù),考慮了淤地面積、攔泥、壩高、淤積年限和上游淹沒(méi)條件的約束,建立了淤地壩最優(yōu)壩高的數(shù)學(xué)模型。介紹了matlab優(yōu)化工具箱的使用方法,并用于求解優(yōu)化模型算例,結(jié)果表明:使用matlab優(yōu)化工具箱可以方便快捷地得出優(yōu)化結(jié)果,且輸入比較簡(jiǎn)單,能夠提高工作效率。

matlab優(yōu)化工具箱在鋼結(jié)構(gòu)截面優(yōu)化中的應(yīng)用——利用matlab優(yōu)化工具箱對(duì)鋼結(jié)構(gòu)截面進(jìn)行優(yōu)化，具有結(jié)果可靠、方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)單、雙軸對(duì)稱組合工字形梁截面的優(yōu)化結(jié)果的分析，提出了在不同情況下，該兩種組合工字形梁各自的適用條件?！　?/p>

介紹了星齒行星傳動(dòng)的結(jié)構(gòu),建立了以體積最小進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,簡(jiǎn)述了利用matlab優(yōu)化工具箱進(jìn)行優(yōu)化的方法,并通過(guò)實(shí)例對(duì)星齒行星傳動(dòng)加以優(yōu)化,達(dá)到了減小體積的目的。

有密封性要求的螺栓組聯(lián)接被廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械或容器中。為了達(dá)到最少化的消耗螺栓材料,達(dá)到節(jié)約成本的目的,以matlab為平臺(tái),建立了螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì)模型,并利用matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)較好地解決了螺栓組聯(lián)接設(shè)計(jì)問(wèn)題的最優(yōu)化問(wèn)題。

結(jié)合工程實(shí)例,介紹了matlab優(yōu)化工具箱在環(huán)衛(wèi)環(huán)衛(wèi)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。利用matlab優(yōu)化工具箱求解優(yōu)化問(wèn)題,不用編寫大量算法程序,提高了設(shè)計(jì)效率,算法可靠,非常實(shí)用。

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),一般采用作圖法和解析法,作圖法誤差較大,解析法計(jì)算量大。為此,采用matlab優(yōu)化工具箱對(duì)農(nóng)用運(yùn)輸車進(jìn)行轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)前置梯形和后置梯形兩種情況采用了fmincon函數(shù)和ga函數(shù)。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)例的計(jì)算和分析,表明了matlab優(yōu)化工具箱對(duì)于解決農(nóng)用運(yùn)輸車轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)這類實(shí)際工程約束最優(yōu)求解問(wèn)題是有效的,而且精度較高,計(jì)算量較小。

針對(duì)整體式轉(zhuǎn)向梯形,對(duì)其空間結(jié)構(gòu)和前輪定位參數(shù)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。對(duì)初步選定的轉(zhuǎn)向梯形參數(shù),以外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角相對(duì)誤差建立目標(biāo)函數(shù)模型,利用matlab優(yōu)化工具箱對(duì)目標(biāo)函數(shù)模型進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí),matlab優(yōu)化工具箱通過(guò)改變變量參數(shù),即可實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)的整體式轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

傳統(tǒng)的角接觸球軸承的設(shè)計(jì)是通過(guò)反復(fù)的試湊、校核,從而最終確定設(shè)計(jì)方案的,雖能滿足一般要求,但往往不是最佳的設(shè)計(jì)方案。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,為了進(jìn)一步地降低角接觸球軸承所受的摩擦阻力和減輕磨損,達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的,以角接觸球軸承所受摩擦力矩最小為優(yōu)化目標(biāo),建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并利用matlab軟件的優(yōu)化工具箱,對(duì)角接觸球軸承進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),結(jié)果表明達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

將服從任意概率分布的隨機(jī)變量xi映射為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)隨機(jī)變量yi。從正態(tài)空間中可靠度指標(biāo)β的幾何意義出發(fā),建立了求解可靠度指標(biāo)β的優(yōu)化模型。利用matlab的強(qiáng)大優(yōu)化功能求解該模型,得到可靠度指標(biāo)β及驗(yàn)算點(diǎn)y,并討論了該模型解的存在條件。最后給出了算例及結(jié)果比較。

在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域針對(duì)實(shí)體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析計(jì)算,采用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以提高優(yōu)化收斂速度和精度,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與傳統(tǒng)的數(shù)值方法相結(jié)合具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

介紹工程機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的背景，ansys有限元分析軟件的概況和用ansysworkbench模塊進(jìn)行優(yōu)化分析的流程以及在工程機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的意義，并舉例說(shuō)明ansysworkbench模塊在工程機(jī)械中的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，得出的結(jié)論是：ansysworkbench優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊大大縮短了工程機(jī)械設(shè)計(jì)人員的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)效率。

在機(jī)械加工中，機(jī)床的工具箱的主要功能在于對(duì)機(jī)械加工中所使用的各種工具進(jìn)行整理和存放，為工具的使用提供便利，在一定程度上起到提高工作效率的作用，是機(jī)械加工機(jī)床的重要組成部分。每一臺(tái)機(jī)床都有一個(gè)工具箱，如果工具箱的設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)不利于工具的擺放，對(duì)實(shí)際的使用也造成不利的影響，甚至造成工具的損壞。對(duì)機(jī)械加工機(jī)床工具箱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使工具箱的設(shè)計(jì)更加合理，使用更加方便。本文即對(duì)機(jī)械加工機(jī)床工具箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和探討。

科技信息 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是決定機(jī)械性能最主要的 因素。從工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和目標(biāo)上可將設(shè)計(jì)分為：新型設(shè)計(jì)(開發(fā)性設(shè)計(jì))、 繼承設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)(基于標(biāo)準(zhǔn)型的修改)。所謂新型設(shè)計(jì)，即應(yīng)用成熟的 科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明可行的新技術(shù)，設(shè)計(jì)未曾有過(guò)的新型機(jī)械，主 要包括功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的方向所在，然而貫穿其 中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)即是設(shè)計(jì)的方法和實(shí)現(xiàn)的手段。人類一直都在不斷探索 新方法和新設(shè)計(jì)理念。從17世紀(jì)前形成的直覺設(shè)計(jì)過(guò)渡到經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，直到目前的現(xiàn)代設(shè)計(jì)[1]，從靜態(tài)、經(jīng)驗(yàn)、手工式的‘安全壽命可 行設(shè)計(jì)’方法發(fā)展到動(dòng)態(tài)、科學(xué)、計(jì)算機(jī)化、自動(dòng)化的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，已 將科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)用方法論應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中了。 1.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用 現(xiàn)代設(shè)計(jì)都是面向市場(chǎng)、實(shí)現(xiàn)功能及產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)的設(shè)計(jì)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)、 綠色設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)

任何產(chǎn)品在投放市場(chǎng)之前會(huì)經(jīng)歷市場(chǎng)調(diào)查、產(chǎn)品策劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)這幾個(gè)環(huán)節(jié),其中產(chǎn)品設(shè)計(jì)無(wú)疑是最關(guān)鍵的一項(xiàng)。通過(guò)大量的市場(chǎng)調(diào)研和產(chǎn)品策劃,設(shè)計(jì)人員根據(jù)一些必要因素,進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)最終投放市場(chǎng),最后根據(jù)市場(chǎng)反饋進(jìn)行修改。但是隨著社會(huì)科技的發(fā)展,這類設(shè)計(jì)還是存在浪費(fèi)人力、重復(fù)設(shè)計(jì)等問(wèn)題。機(jī)械設(shè)計(jì)同樣也存在此類問(wèn)題,隨后優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念被人們提及出來(lái)。本文淺析研究機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)在工程教育中的方法,以期能為機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)在工程教育中的方法提供參考。

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程論文 1/5 復(fù)雜道具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)論文 班級(jí)：機(jī)制084 學(xué)號(hào)：3080101433 姓名：趙明輝 授課教師：梁利東老師 完成日期：2011年5月3日 摘要:機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的是以最低的成本獲得最好的效益,是設(shè)計(jì)工作者一直 追求的目標(biāo),從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看,工程中的優(yōu)化問(wèn)題,就是求解極大值或極小值問(wèn)題,亦即 極值問(wèn)題。本文從優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論、優(yōu)化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)、優(yōu)化設(shè)計(jì)特點(diǎn)及優(yōu)化設(shè) 計(jì)應(yīng)用等方面闡述優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本方法理論。 關(guān)鍵詞:機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品開發(fā) 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程論文 2/5 正文： 一、械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論 優(yōu)化設(shè)計(jì)是一門新興學(xué)科,它建立在數(shù)學(xué)規(guī)劃理論和計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,通過(guò) 計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算,能從眾多的設(shè)計(jì)方案中尋到盡可能完善的或最適宜的設(shè)計(jì)方案,使 期望的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu),它可以成功地解決解析

項(xiàng)目教學(xué)是一種以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)模式,而教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)是項(xiàng)目教學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié).針對(duì)《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問(wèn)題,以提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的運(yùn)用能力為目標(biāo),選取一個(gè)帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)兩級(jí)傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)為教學(xué)項(xiàng)目,建立了優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,包括目標(biāo)函數(shù)、約束條件等.應(yīng)用excel軟件,按照?qǐng)D表數(shù)據(jù)化、模型實(shí)現(xiàn)和解算等步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型的求解.該軟件對(duì)解決優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題具有建模過(guò)程簡(jiǎn)單、優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算速度快、設(shè)計(jì)資料可讀性高、設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平高等優(yōu)點(diǎn),可以大大提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率,為優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程應(yīng)用提供了新的借鑒思路.該教學(xué)項(xiàng)目“教、學(xué)、做”相結(jié)合,突出學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

本文利用線性規(guī)劃方法建立解決大型工程項(xiàng)目土方調(diào)配的一般數(shù)學(xué)模型,進(jìn)一步提出使用matlab優(yōu)化工具箱解決復(fù)雜線性規(guī)劃問(wèn)題的方法。結(jié)合某大型公路項(xiàng)目實(shí)際,把土方調(diào)配問(wèn)題描述為可供求解的數(shù)學(xué)形式,針對(duì)所求解的問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型,通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的研究,建立邊界約束條件,編寫matlab計(jì)算程序。調(diào)用優(yōu)化工具箱linprog函數(shù),解決大型工程項(xiàng)目復(fù)雜的土方調(diào)配問(wèn)題,獲得優(yōu)化的調(diào)配方案。

高等工程教育正經(jīng)歷著巨大的變革,cdio的教育理念正逐步被人們接受。而機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)選修課程,在教學(xué)中引入cdio的教育理念,讓學(xué)生主動(dòng)探尋優(yōu)化算法的本質(zhì)、實(shí)踐優(yōu)化算法、與實(shí)際機(jī)械工程問(wèn)題的結(jié)合和運(yùn)用。精選二個(gè)項(xiàng)目加以教學(xué)實(shí)施和實(shí)踐,取得了良好的教學(xué)效果。

該文通過(guò)對(duì)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程的分析,基于web的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)原理,在此框架下探討了在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作端,采用將人工智能中bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與遺傳優(yōu)化算法相結(jié)合的方式,通過(guò)vb語(yǔ)言與matlab軟件混合編程,在產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程的前期優(yōu)化分析階段,實(shí)現(xiàn)齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),從而可以在web平臺(tái)繼續(xù)將設(shè)計(jì)結(jié)果傳給solidworks、pro/e和ug等制圖軟件,為后續(xù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析以及虛擬樣機(jī)實(shí)驗(yàn)等提供遠(yuǎn)程服務(wù)支持.

針對(duì)隨道圍巖力學(xué)參數(shù)中有許多為隨機(jī)變量和其極限狀態(tài)功能函數(shù)高度非線性的特征,應(yīng)用工程結(jié)構(gòu)可靠性理論,在matlab優(yōu)化工具箱中采用最優(yōu)化化方法計(jì)算了隧道襯砌結(jié)構(gòu)的可靠度.結(jié)果表明:用該方法計(jì)算隨道襯砌結(jié)構(gòu)可靠度,編程簡(jiǎn)單,準(zhǔn)備工作量少,無(wú)需將狀態(tài)函數(shù)線性化,計(jì)算速度快,精度高.

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是涵蓋了多方面理論的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,它在機(jī)械工業(yè)、汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域都有著深入的應(yīng)用。為此,本文將從機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)概念解讀入手,具體分析機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)基本思路構(gòu)想,研究?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法有效性的甄別準(zhǔn)據(jù),并就現(xiàn)階段機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展情況進(jìn)行探究,以供參考。

以一個(gè)雙輸入單輸出溫度控制系統(tǒng)為例,詳細(xì)敘述應(yīng)用系統(tǒng)辨識(shí)工具箱進(jìn)行建模、仿真和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的過(guò)程,包括控制對(duì)象的辨識(shí)數(shù)據(jù)采集、模型估算、控制器設(shè)計(jì)和系統(tǒng)仿真等.重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)辨識(shí)工具箱圖形用戶界面的使用方法.