机械优化设计实例教学文稿

机械优化设计实例

压杆是一根足够细长的直杆，以学号为p值，自定义有设计变量的

尺寸限制值，求在p 一定时d i、d2和丨分别取何值时管状压杆的体积或重量最小？（内外直

径分别为d i、d2）两端承向轴向压力，并会因轴向压力达到临界值时而突然弯曲，失去稳定

性，所以，设计时，应使压应力不超过材料的弹性极限，还必须使轴向压力小于压杆的临界载

荷。

解：根据欧拉压杆公式，两端铰支的压杆，其临界载荷为:

I ――材料的惯性矩，EI为抗弯刚度

1、设计变量

现以管状压杆的内径d i、外径d2和长度l作为设计变量

2、目标函数

以其体积或重量作为目标函数

3、约束条件

以压杆不产生屈服和不破坏轴向稳定性，以及尺寸限制为约束条件，在外力为p的情况下建立优化模型：

min F〔孟）=oiia 右詡异）=—一和）J

2） '

压杆的最优化设计

也㈤皿也2亟刍-皿。

4

勿（忙）=韵佃1 dJ = P -卩匕

型—瘩辽（茁—町）

I2~M?

嵐二（工）==止皿_￡］玉o

血（兀）=呂.SJ =右 ~ ^lmax —°

3) .3 ■■' -J」j -工—二.

g$ (光)~ & (￡) —^2 2JHK—"」

^W = ^W = U-/^o

gO劭刘

罚函数:

反耐皿上严）二7寓-町）f +円｛［诡［o,［cr］-+ mm[ Q@『+nun[鸥『+min[ 0,?]3 + ■■■)

传递扭矩的等截面轴的优化设计

2、目标函数JT 讪(為4-d「)―^—胡

解：1、设计变量:

冈区

I

3、约束条件:

式中：――轴所传递的最大扭矩

勿（匿）二內⑴二兰拿-罔空

J7EZ

2）要求扭转变形小于许用变形。即:

式中：G――材料的剪切弹性模数

32M T1

3）结构尺寸要求的约束条件:

若轴中间还要承受一个集中载荷，则约束条件中要考虑：根据弯矩联合作用得出的强度与扭转约束条件、

弯曲刚度的约束条件、对于较重要的和转速较高可能引起疲劳损坏的轴，疲劳强度校核的安全系数法，增

加一项疲劳强度不低于许用值的约束条件。

Jp ――极惯性矩，对实心轴:

以轴的重量最轻作为目标函数:

a = = --- Ip

4

1）要求扭矩应力小于许用扭转应力，即:

抗扭截面系数。对实心轴

16

应采用

二级齿轮减速器的传动比分配

二级齿轮减速器，总传动比i=4，求在中心距A最小下如何

分配传动比？设齿轮分度圆直径依次为d i、d2、d3、d4。第

级减速比分别为i 1、i 2。假设d i=d3,则:

1 1 4 1 4

」飞3化)+囲+血)］飞如+ 訂二护［卄廿2］

七辊矫直实验

罚函数法是一种对实际计算和理论研究都非常有价值的优化方法，广泛用来求解约束问题。

其原理是将优化问题中的不等式约束和等式约束加权转换后，和原目标函数结合成新的目标函

数，求解该新目标函数的无约束极小值，以期得到原问题的约束最优解。考虑到本优化程序要处理的是一个兼而有之的问题，故采用混合罚函数法。

-)、优化过程

(1)、设计变量

以试件通过各矫直辊时所受到的弯矩为设计变量:

X -M3- [x1工4 x5]r

(2)、目标函数

住用在轿直辗上的压力

以矫直机的驱动功率为目标函数

式中：——矫直速度，mm/s

匸一一矫直辊直径，mm

耳一一传动效率

亠」二一一作用在辊子上的总传动力矩

叽=M t+皿+心

: --- 轧件弯曲变形所需的转动力矩，N.mm

M t=十十亞占+ M补丄一

4%

M

" ' ――克服轧件与辊子间滚动摩擦所需的转动力矩，N.mm

山――克服辊子轴承的摩擦及支承辊与工作辊间的滚动摩擦所需力矩，

.mm

上式表明，编制程序时也可以把目标函数简化为求弯矩和的最小值。简化问题，可以将程序中的目标函数改为

工X =兀+兀$十工4 +屯+兀&

（3）、不等式约束

首先，试件应满足咬入条件，即

式中：丁二一一一、二辊之间的相对压下量

口一一试件与矫直辊之间的滑动摩擦系数

其次，要保证试件每经过一个矫直单元，实现一次反向弯曲，且弯矩值在极限范围内，即

式中：门』一一使试件产生反向弯曲的最小弯矩值，N.mm

为了使试件变形充分、均匀，在经过第一、第二个矫直单元时反弯曲率值与原始曲率值应尽量接近。也就是说，前几个矫直单元采用大变形矫直方案。试件从最后一个矫直辊中出来后, 要满足质量要求，符合国家有关标准，即有

C

式中：L门——有关标准规定的残余曲率值，对于本试件

[cj= Z.OxlO'5mm~x

(4)、等式约束

式中：*--、?-＞、?’匸、?’工——分别为相邻两辊之间的相对压下量

二)、优化数据

以原始曲率半径为2000mm的08F双层焊管为例，得到优化矫直力矩为

X 二｛百花花石x.y =(21274.6 22321 9 22045.Z 21983.2 21874.7)7

优化矫直力为

P={P l马E 耳耳死耳f 二{274.4 820.8 1088.6 1079.5 1062.8 783.4 分别对原始双层曲率半径为1500mm 2500mm和3000mmB勺断面系数相同的

5级齿轮传动的传动比分配

在指挥仪及精密仪器中，常用如图所

示的多级减速器。为了提高运动精度，不仅

要求减重，还要求转动惯量小。

已知总减速比为i,假定各级小齿轮参

数相同，各级减速比分别为,

且有一：。下面推导转动惯量和

中心距的表达式。

解：i.总转动惯量’」

式中一1为小齿轮转动惯量，■- ■-。若令"-等于下式右端括号内各项，即

当1 一定时，对'1求极小，则必为极小，「称传动的转动惯量系数。

2?中心距-

进行矫直力矩优化，得到的优化值与原始曲率半径为2000mm的值相差不大。

￡二二哄力十弓+%+九+258.2)r

08F 双层卷焊管

机械优化设计论文(基于MATLAB工具箱的机械优化设计)

基于MATLAB工具箱的机械优化设计 长江大学机械工程学院机械11005班刘刚 摘要：机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计效率和质量。本文系统介绍了机械优化设计的研究内容及常规数学模型建立的方法，同时本文通过应用实例列举出了MATLAB 在工程上的应用。 关键词：机械优化设计；应用实例；MATLAB工具箱；优化目标 优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科, 是构成和推进现代设计方法产生与发展的重要内容。机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术, 为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法, 使设计者由被动地分析、校核进入主动设计, 能节约原材料, 降低成本, 缩短设计周期, 提高设计效率和水平, 提升企业竞争力、经济效益与社会效益。国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视, 并开展了大量工作, 其基本理论和求解手段已逐渐成熟。 国内优化设计起步较晚, 但在众多学者和科研人员的不懈努力下, 机械优化设计发展迅猛, 在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果, 但与国外先进优化技术相比还存在一定差距, 在实际工程中发挥效益的优化设计方案或设计结果所占比例不大。计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重驱动, 使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展, 遗传算法、神经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。目前, 优化设计已成为航空航天、汽车制造等很多行业生产过程的一个必须且至关重要的环节。 一、机械优化设计研究内容概述 机械优化设计是一种现代、科学的设计方法, 集思考、绘图、计算、实验于一体, 其结果不仅“可行”, 而且“最优”。该“最优”是相对的, 随着科技的发展以及设计条件的改变, 最优标准也将发生变化。优化设计反映了人们对客观世界认识的深化, 要求人们根据事物的客观规律, 在一定的物质基和技术条件下充分发挥人的主观能动性, 得出最优的设计方案。 优化设计的思想是最优设计, 利用数学手段建立满足设计要求优化模型; 方法是优化方法, 使方案参数沿着方案更好的方向自动调整, 以从众多可行设计方案中选出最优方案; 手段是计算机, 计算机运算速度极快, 能够从大量方案中选出“最优方案“。尽管建模时需作适当简化, 可能使结果不一定完全可行或实际最优, 但其基于客观规律和数据, 又不需要太多费用, 因此具有经验类比或试验手段无可比拟的优点, 如果再辅之以适当经验和试验, 就能得到一个较圆满的优化设计结果。 传统设计也追求最优结果, 通常在调查分析基础上, 根据设计要求和实践

《制作演示文稿》教学设计

《制作演示文稿》教学设计 一、基本说明 1、模块：初中信息技术基础 2、年级：初中一年级 3、所用教材版本：湖南电子音像出版社 4、学时数：45分钟（计算机室授课） 二、教学设计 1、教学目标： 知识目标：（1）学会建立和保存PowerPoint演示文稿。（2）掌握添加幻灯片、在幻灯片插入图片、文本框、声音、艺术字等对象的方法等基本操作。 能力目标：（1）通过自学培养学生对信息搜集、选择、整合信息和自主学习的能力。（2）通过小组学习、自己发现问题、解决问题，培养学生合作学习和研究性学习的能力。 情感目标：让学生认识到热爱家乡的重要性，培养学生热爱家乡、热爱大自然的思想感情。 2、教学重点：幻灯片中各种媒介体对象的插入和编辑操作。 3、教学难点：插入各种对象的操作，及改变对象大小、格式的操作。 4、内容分析：本课是第四单元第四节，本节课讲解了制作幻灯片的过程，文字不多，却尽显PowerPoint使用的精髓。 5、学情分析：学生通过前面的学习对于PowerPoint已经有了一个大体的了解，更可贵的是同学们对这一部分的内容很感兴趣，这也为我们顺利完成本节课的任务提供了一个前提。 6、设计思路：在“任务驱动”策略下，教师开展探究式教学与学生自主性学习、合作性学习、研究性学习相结合。让学生学会动手操作、探索；动眼观察、欣赏、评析；动口讨论、询问；动脑思考、探索；发挥学生的主体作用。充分体现学生为主体的教学方法。

通过对教材和教学对象的分析，我将课本的范例和技能分开。在范例的选择上：我考虑到课本上的范例学生可能不是太感兴趣，我大胆的突破教材，与我们家乡的旅游联系起来，选取制作以“秀美桃江”为主题的多媒体作品为教学任务；在教学方法上：采用“任务驱动”法。在任务的选择上，遵循由易到难的原则。在任务的实施过程中改变过去我们熟悉的“教师讲，学生听”，“教师问学生答”及大量演练习题的模式，变“传递式教学”为“引导式教学”、变“复制式教学”为“创造式教学”、变“独立学习”为“合作学习”，在教学过程中突出学生学习主体地位、激发学生自主学习情感、提高学生自主学习的效率。 附：教学资源：学案、课件

边城的精彩片段摘抄教学文稿

边城的精彩片段摘抄

边城的精彩片段摘抄 导读：本文是关于句子大全的文章，如果觉得很不错，欢迎点评和分享！ 1、她有时仿佛孤独了一点，爱坐在岩石上去，向天空一片云一颗星凝眸。 2、要自己作主，站到对溪高崖竹林里为你唱三年六个月的歌是马路——你若欢喜走马路，我相信人家会为你在日头下唱热情的歌，在月光下唱温柔的歌，一直唱到吐血喉咙烂！ 3、光明也正如黑暗一样，总是忽然而来，谁也不知道它什么时候会来，但是你一定要有信心，一定要相信它迟早总会来的。 4、不许哭，做一个大人，不管有什么事都不许哭，要硬扎一点，结实一点，方配活到这块土地上。 5、大老何尝不想在车路上失败时走马路；但他一听到二老的坦白陈述后，他就知道马路只二老有分，自己的事不能提了。 6、每个人都有彷徨的时候，彷徨并不可怕，可怕的是在彷徨中不做抉择，因为一旦有所抉择，就不会再彷徨，就会照选定的方向去行事。 7、人为什么总对已得到的感情不知加以珍惜，却在失去后再追悔？——这种痛苦本就是人类最古老最深邃的痛苦。 8、日子平平的过了一个月，一切人心上的病痛，似乎皆在那份长长的白日下医治好了。

9、我要一个爷爷欢喜，你也欢喜的人来接收这只渡船。 10、一个对于诗歌图画稍有兴味的旅客，在这小河中，蜷伏于一只小船上，作三十天的旅行，必不至于感到厌烦，正因为处处有奇迹，自然的大胆处与精巧处，无一处不使人神往倾心。 11、像我这样的女人，总是以一个难题的形式出现在感情里。 12、我尚不知道我应得座碾坊，还是应得一只渡船；因为我命里或许只许我撑个渡船。 13、他从不思索自己职务对于本人的意义，只是静静的很忠实的在那里活下去。 14、翠翠每天皆到白塔下背太阳的一面去午睡，高处既极凉快，两山竹篁里叫得使人发松的竹雀和其它鸟类又如此之多，致使她在睡梦里尽为山鸟歌声所浮着，做的梦也便常是顶荒唐的梦。 15、近水人家多在桃杏花里，春天时只需注意，凡有桃花处必有人家，凡有人家处必可沽酒。夏天则晒晾在日光下耀目的紫花布衣裤，可以作为人家所在的旗帜。秋冬来时，房屋在悬崖上的，滨水的，无不朗然入目。 16、他们生活虽那么同一般社会疏远，但是眼泪与欢乐，在一种爱憎得失间，揉进了这些人生活里时，也便同另外一片土地另外一些年轻生命相似，全个身心为那点爱憎所浸透，见寒作热，忘了一切。若有多少不同处，不过是这些人更真切一点，也更近于糊涂一点罢了。 17、秋冬来时，房屋在悬崖上的，滨水的，无不朗然入目。

机械优化设计方法论文

浅析机械优化设计方法基本理论 【摘要】在机械优化设计的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。在综合大量文献的基础上，总结机械优化设计的特点，着重分析常用的机械优化设计方法，包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主 要性能指标。 【关键词】机械；优化设计；方法特点；评价指标 一、机械优化概述 机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等。 1.1 设计变量 设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。

机械优化设计实验指导书

机械优化设计实验指导 书 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】

《机械优化设计》 实验指导书 武秋敏编写 院系：印刷包装工程学院 专业：印刷机械 西安理工大学 二00七年九月 上机实验说明 【实验环境】 操作系统： Microsoft Windows XP 应用软件：Visual C++或TC。 【实验要求】 1、每次实验前，熟悉实验目的、实验内容及相关的基本理论知识。 2、无特殊要求，原则上实验为1人1组，必须独立完成。 3、实验所用机器最好固定，以便更好地实现实验之间的延续性和相关性，并便于检查。 4、按要求认真做好实验过程及结果记录。 【实验项目及学时分配】 【实验报告和考核】 1、实验报告必需采用统一的实验报告纸，撰写符合一定的规范，详见实验报告撰写格式及规范。

（一）预习准备部分 1. 预习本次实验指导书中一、二、三部分内容。 2. 按照程序框图试写出汇编程序。 （二）实验过程部分 1. 写出经过上机调试后正确的程序，并说明程序的功能、结构。 2. 记录4000～40FFH内容在执行程序前后的数据结果。 3. 调试说明，包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析，对执行结果进行分析。 （三）实验总结部分

实验（一） 【实验题目】 一维搜索方法 【实验目的】 1．熟悉一维搜索的方法－黄金分割法，掌握其基本原理和迭代过程； 2．利用计算语言（C语言）编制优化迭代程序，并用给定实例进行迭代验证。 【实验内容】 1．根据黄金分割算法的原理，画出计算框图； 2．应用黄金分割算法，计算：函数F(x)=x2+2x，在搜索区间-3≤x≤5时，求解其极小点X*。 【思考题】 说明两种常用的一维搜索方法，并简要说明其算法的基本思想。 【实验报告要求】 1．预习准备部分：给出实验目的、实验内容，并绘制程序框图； 2．实验过程部分：编写上机程序并将重点语句进行注释；详细描述程序的调过程（包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析。 3．实验总结部分：对本次实验进行归纳总结，给出求解结果。要求给出6重迭代中a、x1、x2、b、y1和y2的值，并将结果与手工计算结果进行比较。 4.回答思考题。

演示文稿教案

演示文稿的制作 单元备课 一、主要内容：选用了广泛应用于产品展示、演示教学的PowerPoint软件，教 学内容围绕我国特有的珍稀动物这个主题展开，介绍了演示文稿的规划、素材搜集、幻灯片制作和作品的调试与发布等内容。教材共分四节，各节内容的安排体现了制作演示文稿的几大步骤，具有顺序性。本章的最后安排的栏目——综合实践，是对本章所学内容的综合练习，老师可以根据自己学校的实际选择教学。 二、教学目的：本章的目的是让学生学会演示文稿制作的一般过程与方法，培养 学生有效地搜集信息、整理与处理信息、呈现信息的能力，提高学生的审美能力，培养正确的审美情趣。如果课时比较充足，可以让学生分组合作完成一些比较大的主题，反之，则不建议进行分组教学，学生可以选择一些小的主题独立完成，如四季九寨、自我介绍等。 三、学情分析： 1．学生已经能熟练地进行文件(文件夹)的新建、移动、复制、删除、重命名等Windows 的基本操作，初步具备分类存储与管理资料的能力。 2．对于已上过信息技术课的学生而言，此部分内容比较简单，教师可以依照教材的顺序进行教学，并把重点放在演示文稿的整体规划与设计以及交互设计上面。 3．对于演示文稿制作这部分内容是零起点的学生来说，要在规定课时内完成本章内容，会存在一定的难度。教师需要结合补缺内容和学案进行相应的指导。 4．对于所有学生而言，因为在初中一年都已经学习了文字编辑、图片处理等内容，这些知识都可以迁移到本章来。 5．鼓励能力强的学生另选主题。 四、教学重点：本章的重点是演示文稿的规划与制作。在幻灯片中插入媒体素材 和格式设置的操作技术则是技能的重点，由于本章知识和技能的结合较为密切，因此通过学习操作技能可以加深对知识的理解和记忆。同时，由于学生在学习本章之前接触过文字处理，而且作为Office的组件，PowerPoint和Word在界面和操作上有许多共同之处，在教学的过程中通过强调学科共通和知识迁移也有助于知识的掌握。 五、课时分配： 第1部分规划与筹备演示文稿2课时 第2部分制作演示文稿3课时 第3部分修饰演示文稿2课时 第4部分交互、动态设计及作品发布2课时

机械优化设计实验指导书

前言 机械优化设计是一门实践性很强的课程，必须通过实际上机操作运用各种优化方法程序来达到： 1、加深对机械优化设计方法的基本理论和算法步骤的理解； 2、培养独立编制计算机程序的能力； 3、掌握常用优化方法程序的使用； 4、培养灵活运用优化方法解决工程设计问题的能力。 因此，本课程在课堂教学过程中安排适当的时间上计算机运算。本书作为上机实验的指导书，旨在对每次实验目的内容提出具体要求，并加以考核。 实验报告内容 每次上机实验后，学生要做一份完整的实验报告，实验报告内容应包括： 1、优化方法的基本原理简述； 2、自编优化方法源程序。 3、考核题的优化结果及其分析； 4、具体工程设计问题的数学模型、优化设计结果及其分析。

实验一 一维搜索方法（黄金分割法或二次插值法） 1、 目的：加深对一维搜索方法的确定区间的进退法和缩短区间的黄金分割法或二次插值法基本原理的理解 2、 内容：按所给程序框图编制上机程序，上机输入、调试并运行程序，或调试并运行已给程序，用所给考核题进行检验。 3、 考核题（α0＝0，h 0=0.1, ε=0.001） (1) 36102+-=t t )t (f min (2) 60645234+-+-=t t t t )t (f min (3) 221)t )(t ()t (f min -+= (4) x e x )x (f min -+=22 (5) 求函数4321322123141x x x x x x x x x x )X (f +--=自点T k ),,,(X 3210---=出发，沿方向T ),,,(4321=d 的最优步长因子α× 和在d 方向的极小点X *和极小值f(X *)。

演示文稿仔细做教学设计

4. 演示文稿仔细做 活动目标： 1、了解演示文稿的基本结构。 2、掌握图文混排幻灯片的具体操作。 3、熟悉添加幻灯片的操作方法。 4、体验用计算机制作演示文稿的基本过程。 教学重点：掌握图文混排幻灯片的具体操作。 教学准备：古诗的相关资料。 教学过程： 一、导入 上节课，我们初步认识了PPT，这节课，我们继续学习有关演示文稿的相关操作。 二、新授 1、我们一起来看一个演示文稿，一个完整的演示文稿一般包括标题页、目录页、展示页、封底页。 2、标题页顾名思义，主要是用来点明演示文稿的主题，一般也会加入制作者的姓名等信息。 3、目录页一般是用来展示演示文稿的内容结构，帮助观众概要地了解演示内容； 4、展示页通常有多张，是演示文的主体，用来展示关于主题的观点和想法；

5、封底页，位于演示文稿的最后，通常用来表达作者的谢意或提供联系信息。 6、这节课，我们以《九月九日忆山东兄弟》为例，来学习标题页和展示页的制作。 7、首先我们来制作标题页：古诗词赏析六（2）班欣欣 同学们根据我们前面学过的内容，新建一个演示文稿，当我们打开这个PPT后，出现的第一张幻灯片就是标题页。 点击此处添加标题，我们在这里输入：古诗词赏析 单击此处添加副标题，我们在这里输入班级姓名 为了使标题页更美观，我们要为这张幻灯片添加背景 单击右键：背景添加适合它的背景 我们还可以为这张幻灯片插入一些剪贴画来进一步美化它 好，同学们来制作这张标题幻灯片 8、唐代伟大的诗人王维写了一首关于重阳节的古诗，是什么？ 我们一起来背诵一下这首古诗 今天我们来制作关于这首古诗的演示文稿。 点右键新建一张幻灯片 9、新建好第二张幻灯片后，我们来做展示页。展示页是演示文稿的正文内容，是演示文稿的主体部分。在这张幻灯片上，我们录入古诗《九月九日忆山东兄弟》设置好格式。 10、第二张展示页，我们来制作作者简介。我们插入一张幻灯片 上边，我们输入：赏析

机械优化设计方法基本理论

机械优化设计方法基本理论 一、机械优化概述 机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等 1.1 设计变量 设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。 1.2 约束条件 约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，按表达方式可分为等式约束和不等式约束。按性质分为性能约束和边界约束，按作用可分为起作用约束和不起作用约束。针对优化设计设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法分类如下。约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组变量的间接限制。等式约束对设计变量的约束严格，起着降低设计变量自由度的作用。优化设计的过程就是在设计变量的允许范围内，找出一组优化的设计变量值，使得目标函数达到最优值。

编辑演示文稿教学设计及反思

编辑演示文稿教学设计及反思 一、学习者分析 学生已在前两节学会基本操作，包括启动退出，创建及保存多张幻灯片组成的演示文稿，只不过暂时还停留在文字构成的幻灯片部分的与修改。学生作品已初见效果，学生的兴趣和熟练程度越来越高。 二、教材内容分析 1、本节的主要内容及在本章中的地位 本节介绍各种视图及其相互间的转换，在此基础上对演示文稿中的幻灯片分别进行添加、删除、移动、复制等操作。可考虑用2个课时，重点放在对演示文稿中的幻灯片的添加、删除、移动、复制等的操作为下一节修饰演示文稿打下基础。那一节。 2、教学重点、难点： 重点：演示文稿的包括添加、删除、移动、复制等。 难点：各种视图的有效应用。 3、课时安排：1课时 三、教学目标 1.知识与技能 （1）了解PowerPoint中各种视图方式的选择及相互间的转换； （2）了解各种视图的有效应用场合； （3）学会演示文稿中幻灯片的添加、删除、移动、复制。 2.过程与方法

（1）通过观察各种视图的切换方式，了解各种视图的主要优势，掌握各种视图的切换方法； （2）通过学习实践活动掌握演示文稿的基本方法。 3.情感态度价值观 通过学生自主探索演示文稿，培养学生自主意识，有利于促进学生的观察力和实践应用能力。 四、教学理念和方法 教师利用先行组织者策略，让学生更清楚各种视图的优势。本节采用讲、演、练相结合的教学方法开展教学。 五、教学过程设计 1、教学内容的组织与呈现方式 教师直接演示各种视图切换下的不同形式，并就不同视图的优势作简单的介绍和演示，大纲视图更利于文字纲要的编写，对幻灯片的题目等显示一目了然，浏览视图适宜幻灯片之间切换方式的设置（如果学生的基础较弱，则这点不讲），适宜观看所有幻灯片整体的风格等，放映视图播放幻灯片（以大纲、浏览和普通视图为主讲内容）。教学过程中的操作以PowerPointxx版本为例。

机械优化设计实例讲解学习

机械优化设计实例 压杆的最优化设计 压杆是一根足够细长的直杆，以学号为p值，自定义有设计变量的 尺寸限制值，求在p一定时d1、d2和l分别取何值时管状压杆的体积或重 量最小？（内外直径分别为d1、d2）两端承向轴向压力，并会因轴向压力 达到临界值时而突然弯曲，失去稳定性，所以，设计时，应使压应力不 超过材料的弹性极限，还必须使轴向压力小于压杆的临界载荷。 解：根据欧拉压杆公式，两端铰支的压杆，其临界载荷为：I——材料的惯性矩，EI为抗弯刚度 1、设计变量 现以管状压杆的内径d1、外径d2和长度l作为设计变量 2、目标函数 以其体积或重量作为目标函数 3、约束条件 以压杆不产生屈服和不破坏轴向稳定性，以及尺寸限制为约束条件，在外力为p的情况下建立优化模型： 1） 2）

3） 罚函数： 传递扭矩的等截面轴的优化设计解：1、设计变量： 2、目标函数

以轴的重量最轻作为目标函数： 3、约束条件： 1）要求扭矩应力小于许用扭转应力，即： 式中：——轴所传递的最大扭矩 ——抗扭截面系数。对实心轴 2）要求扭转变形小于许用变形。即： 扭转角： 式中：G——材料的剪切弹性模数 Jp——极惯性矩，对实心轴： 3）结构尺寸要求的约束条件： 若轴中间还要承受一个集中载荷，则约束条件中要考虑：根据弯矩联合作用得出的强度与扭转约束条件、弯曲刚度的约束条件、对于较重要的和转速较高可能引起疲劳损坏的轴，应采用疲劳强度校核的安全系数法，增加一项疲劳强度不低于许用值的约束条件。

二级齿轮减速器的传动比分配 二级齿轮减速器，总传动比i=4，求在中心距A最小下如何 分配传动比？设齿轮分度圆直径依次为d1、d2、d3、d4。第一、二 级减速比分别为i1、i2。假设d1=d3,则： 七辊矫直实验 罚函数法是一种对实际计算和理论研究都非常有价值的优化方法，广泛用来求解约束问题。其原理是将优化问题中的不等式约束和等式约束加权转换后，和原目标函数结合成新的目标函数，求解该新目标函数的无约束极小值，以期得到原问题的约束最优解。考虑到本优化程序要处理的是一个兼而有之的问题，故采用混合罚函数法。 一）、优化过程 （1）、设计变量 以试件通过各矫直辊时所受到的弯矩为设计变量： （2）、目标函数

机械优化设计习题及答案

机械优化设计习题及参考答案 1-1.简述优化设计问题数学模型的表达形式。 答：优化问题的数学模型是实际优化设计问题的数学抽象。在明确设计变量、约束条件、目标函数之后，优化设计问题就可以表示成一般数学形式。求设计变量向量[]12T n x x x x =L 使 ()min f x → 且满足约束条件 ()0 (1,2,)k h x k l ==L ()0 (1,2,)j g x j m ≤=L 2-1.何谓函数的梯度？梯度对优化设计有何意义？ 答：二元函数f(x 1,x 2)在x 0点处的方向导数的表达式可以改写成下面的形式：??? ?????????????=??+??= ??2cos 1cos 212cos 21cos 1θθθθxo x f x f xo x f xo x f xo d f ρ 令xo T x f x f x f x f x f ?? ????????=????=?21]21[)0(， 则称它为函数f （x 1，x 2）在x 0点处的梯度。 （1）梯度方向是函数值变化最快方向，梯度模是函数变化率的最大值。 （2）梯度与切线方向d 垂直，从而推得梯度方向为等值面的法线方向。梯度)0(x f ?方向为函数变化率最大方向，也就是最速上升方向。负梯度-)0(x f ?方向为函数变化率最小方向，即最速下降方向。 2-2.求二元函数f （x 1，x 2）=2x 12+x 22-2x 1+x 2在T x ]0,0[0=处函数变化率最 大的方向和数值。 解：由于函数变化率最大的方向就是梯度的方向，这里用单位向量p 表示，函数变化率最大和数值时梯度的模)0(x f ?。求f （x1，x2）在

机械优化设计实验指导书(114830)讲解学习

机械优化设计实验指导书 实验一用外推法求解一维优化问题的搜索区间 一、实验目的： 1、加深对外推法（进退法）的基本理论和算法步骤的理解。 2、培养学生独立编制、调试机械优化算法程序的能力。 3、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、主要设备及软件配置 硬件：计算机（1台/人） 软件：VC6.0（Turbo C） 三、算法程序框图及算法步骤 图1-1 外推法（进退法）程序框图

算法程序框图：如图1-1所示。 算法步骤：（1）选定初始点a1=0, 初始步长h＝h0，计算 y1＝f(a1)， a2=a1＋h,y2＝f(a2)。 （2）比较y1和y2: （a）如y1≤y2, 向右前进；，转（3）； （b）如y2＞y1, 向左后退；h＝－h，将a1与a2，y1与y2的 值互换。转（3）向后探测； (3）产生新的探测点a3＝a2＋h，y3＝f(a3); (4) 比较函数值 y2和y3： （a）如y2>y3, 加大步长 h＝2h ，a1=a2, a2=a3,转（3）继续 探测。 （b）如y2≤y3,则初始区间得到：a=min[a1,a3]， b=max[a3,a1]，函数最小值所在的区间为[a， b] 。 四、实验内容与结果分析 1、根据算法程序框图和算法步骤编写计算机程序; 2、求解函数f(x)=3x2-8x+9的搜索区间，初始点a1=0,初始步长h0=0.1; 3、如果初始点a1=1.8,初始步长h0=0.1,结果又如何？ 4、试分析初始点和初始步长的选择对搜索计算的影响。

实验二用黄金分割法求解一维搜索问题 一、实验目的： 1、加深对黄金分割法的基本理论和算法步骤的理解。 2、培养学生独立编制、调试机械优化算法程序的能力。 3、培养学生灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、主要设备及软件配置 硬件：计算机（1台/人） 软件：VC6.0（Turbo C） 三、算法程序框图及算法步骤 图1-2 黄金分割法程序框图 算法程序框图：如图1-2所示。 算法步骤： 1）给出初始搜索区间[a，b]及收敛精度ε，将λ赋以0.618。

《制作演示文稿》教学设计

《制作演示文稿》教学设计 一、教材内容分析 (2) 二、学习者特征分析 (2) 1. 学习者初始能力的分析 (2) 2. 学习者的一般特征 (2) 3. 学习者的学习风格 (2) 三、学习目标分析 (3) 1. 知识与技能 (3) 2. 过程与方法 (3) 3. 情感态度与价值观 (3) 四、学习的重难点 (3) 1. 学习重点 (3) 2. 学习难点 (3) 五、教法与学法的设计 (3) 1. 设计思想 (3) 2. 教法设计 (4) 3. 学法设计 (4) 六、学习资源与环境的选择 (4) 1. 学习资源 (4) 2. 学习环境 (4) 七、评价量规 (4) 八、学习准备 (5) 九、学习流程图 (6) 十、学习过程 (7) 1.课前学习过程 (7) 2.课上学习过程 (7)

3.课后学习过程 (10) 《制作演示文稿》教学设计 一、教材内容分析 本节选自人教版初中信息技术七年级上册第二单元第七课《制作演示文稿》，本节课的主要内容有制作封面幻灯片、制作演示文稿中的其他幻灯片、应用设计模板、自己设计模板组成。 本节课的内容是以搜集多媒体素材和加工多媒体素材为基础，学习演示文稿的制作，并对前面学到的知识巩固的升华。通过小组制作自己感兴趣的主题的作品如：电子相册、我的校园、我喜欢的明星等，学习演示文稿的的版面设计、添加文字、插入图片、插入声音视频等操作，提高学生知识和技能的综合应用能力，激发学生学习兴趣，培养小组协作能力及欣赏水平。在制作演示文稿中体会乐趣，认识到自己的不足与优势，在学的过程中提高情感、态度与价值观。 二、学习者特征分析 1.学习者初始能力的分析 学习者已经学习了多媒体素材的搜集与加工，并能够很好的操作，在课前搜集自己感兴趣的话题资料。学习者对PowerPoint有了初步的认识学会了一些基本操作，对本节的内容提前做了预习及素材准备。 2.学习者的一般特征 本节内容是针对七年级学生设计的，七年级的学生开始进入少年期（12-15岁），他们的身体形态发生着显著的变化，心理也相应的发生变化。在这个时期，学习者积极的向上心理和强烈的求知欲望，喜欢新鲜感的刺激，是塑造良好性格的最佳时期。通过小组协作和自主学习及他们多多媒体的新鲜感，来激发他们的创造性。 3.学习者的学习风格 学习者对新鲜的事物有很强的好奇感，积极地探索精神。喜欢信息技术课程，享受网上学习的乐趣。合作与竞争性都十分明显，乐于小组合作且彰显自己

演示文稿教学设计

演示文稿教学设计 课题：演示文稿 授课对象：初二学生 教材分析：演示文稿为江苏省初中信息技术第六章第四节，通过演示，使学生们多媒体作品的一个初步的认识，知道多媒体作品中包括文字、声音、图形和视频动画等信息。 教学目标： 1、知识与技能 （1）知道演示文稿的作用。 （2）掌握演示文稿的设计方法。 2、过程与方法 通过课前准备活动及课上活动，提高学生自主学习自主探究的能力，提高学生获取信息能力、思维能力、分析能力、表达及评价能力。 3、情感态度与价值观 发展学生敢于创新的科学精神，热爱民族文化热爱生活的积极情感，提高学生审美情趣。 重难点及对策： 1.掌握演示文稿的设计方法。 2.演示文稿的整体优化。 3. 学生已有一定的逻辑思维能力，对要认识的事物有强烈自主探究的欲望和渴望展示并被肯定的精神需求。以学生为中心，以亲身感受练习为主线，以布置和指导预习为起始环节。这有利于学生作为学习主体提早进入学习过程；利于学生带着思考进入课堂学习过程；利于减轻教师课堂教学负担，提高课堂教学效率与教学质量。 教学过程结构流程图 教师活动 学生活动 学生能力发展 教法和教学手段： 1．教法：以主体教育思想为基础，探究式学习法为主，结合目标教学法和讨论交流法。2．教学手段：本课在网络教室进行，全方位的使用多媒体课件（分为教师用和学生用两类）和网络多媒体广播系统演示和展示，增加教学的直观性，为主体参与的顺利开展提供保障。

学法 1。习材料： 教师提供学生用课件，即多种表达类型的演示文稿（文本说明型，指《任务》和《帮助》课件；宣传型，指《爱护眼睛》和《中国书法》课件；综合展示型，指《校园陶艺》课件），通过指导学生主体参与合作学习，使学生初步掌握下列几种学习方法。 2。学法 （1）自主探究的方法 （2）合作学习的方法 。 主要教学过程说明： 教学步骤教师活动学生活动学生能力发展 结合预习 情景导入1、播放“从雅典到北京”演示文稿 2、揭示课题，出示学习目标观看作品，联系预习 进入情境，把握目标，为本课的学习作好思想准备发展记忆力、审美能力 学习新知1、出示任务一：充分感受多媒体演示文稿，并思考以下问题：①演示文稿的设计主要分哪几步？②确定主题后需要搜集的素材主要包括什么？其来源有哪些？ ③为使演示文稿内容清晰，一般要设计哪几个页面？ 将感受发表在电子学习档案“我的感受”中。 2、全场巡视，个别指导 3、指导学生登录电子学习档案袋发表感受 4、适时切换监控，观察学生情况 5、登录电子学习档案袋，浏览学生发表的感受 6、投影展示几个学生的学习感觉 1、结合学习资料，充分感受声、图、文并茂的多媒体演示文稿 2、思考并解决任务中的有关问题 3、将感受记录到电子学习档案袋 4、对教师的展示作出评价和思考发展学生自主探究能力，发展学生理解分析能力及评价能力 应用新知1、出示任务二：自选某主题(中国京剧、中国茶文化、中国武术、环境保护、奥运、校园文化或其他感兴趣的)进行构思设计，写出方案。 2、全场巡视，个别指导 3、指导学生登录电子学习档案袋发表设计方案 4、适时切换监控，观察学生情况 5、登录电子学习档案袋电，浏览学生的设计方案学生分组，各组自主选题，自主设计制作方案。发展学生合作学习和探究创新能力 学生展示组织学生展示设计方案，对学生的设计方案引导全体学生作出评价展示小组设计方案，说出设计上的创意及思路，其他同学认真听取并可提出建议发展学生表达能力，运用新知分析解决问题能力和自我评价、相互评价能力 指导小结整体评价学生的设计方案，出示一份《中国茶文化》演示文稿设计方案，结合它作出设计方案的小结，并为下一课的学习作好铺垫认真听取，积极思考，使知识系统化，为进一步改进自己的设计方案和所需材料的搜集及作品的制作做好思想准备发展学生自我评价能力和思维能力 教学设计意图及评价：

机械优化设计大作业

一、问题描述 1.1结构特点 (1)体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高 ； (2)传动效率高，工作高 ；(3)传动比大。 1.2用途和使用条件 某行星齿轮减速器主要用于石油钻采设备的减速，其高速轴转速为1300r/min ；工作环境温度为-20℃～60℃，可正、反两向运转。 按该减速器最小体积准则，确定行星减速器的主要参数。 二、分析 传动比u=4.64，输入扭矩T=1175.4N.m ，齿轮材料均选用38SiMnMo 钢，表面淬火硬度HRC 45~55，行星轮个数为3。要求传动比相对误差02.0≤?u 。 弹性影响系数Z E =189.8MPa 1/2；载荷系数k=1.05；齿轮接触疲劳强度极限[σ]H =1250MPa ；齿轮弯曲疲劳强度极限[σ]F =1000MPa ；齿轮的齿形系数Y Fa =2.97；应力校正系数Y Sa =1.52；小齿轮齿数z 取

值范围17--25；模数m取值范围2—6。 注：优化目标为太阳轮齿数、齿宽和模数，初始点[24，52，5]T 三、数学建模 建立数学模型见图1，即用数学语言来描述最优化问题，模型中的数学关系式反映了最优化问题所要达到的目标和各种约束条件。 3.1设计变量的确定 影响行星齿轮减速器体积的独立参数为中心轮齿数、齿宽、模数及行星齿轮的个数,将他们列为设计变量，即： x=[x 1 x 2 x 3 x 4 ]T=[z 1 b m c]T [1] 式中：z1 ˉ￣太阳轮齿数；b―齿宽（mm）；m—模数（mm）;行星轮的个数。通常情况下，行星轮个数根据机构类型以事先选定，由已知条件c=3。这样，设计变量为： x=[x 1 x 2 x 3 ]T=[z 1 b m]T [1] 3.2目标函数的确定 为了方便，行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和3个行星轮体积之和来代替，即： V=π/4（d 12+Cd 2 2）b 式中：d1--太阳轮1的分度圆直径，mm；d2--行星轮2的分度圆直径，mm。 将d 1=mz 1， d 2 =mz 2 ，z 2 =z 1 （u－2）/2代入（3）式整理，目标函 数则为：

制作演示文稿教学设计

《制作演示文稿》教学设计 一、教材分析 本节选自滇人课标版初中信息技术七年级第10册第四单元第14课《制作演示文稿》，本节课的主要内容有制作封面幻灯片、制作演示文稿中的其他幻灯片、应用设计模板、自己设计模板组成。 本节课的内容是以搜集多媒体素材和加工多媒体素材为基础，学习演示文稿的制作，并对前面学到的知识巩固的升华。通过小组制作自己感兴趣的主题的作品如：我的校园生活、我喜欢的明星等，学习演示文稿的的版面设计、添加文字、插入图片、插入声音视频等操作，提高学生知识和技能的综合应用能力，激发学生学习兴趣，培养小组协作能力及欣赏水平。在制作演示文稿中体会乐趣，认识到自己的不足与优势，在学的过程中提高情感、态度与价值观。 二、学情分析 本节内容是针对七年级学生设计的，七年级的学生开始进入少年期（12-15岁），他们的身体形态发生着显着的变化，心理也相应的发生变化。在这个时期，学习者积极的向上心理和强烈的求知欲望，喜欢新鲜感的刺激，是塑造良好性格的最佳时期。通过小组协作和自主学习及他们多多媒体的新鲜感，来激发他们的创造性。 学生对PowerPoint有了初步的认识学会了一些基本操作，对本节的内容提前做了预习及素材准备。 学生对新鲜的事物有很强的好奇感，积极地探索精神。喜欢信息技术课程，享受网上学习的乐趣。合作与竞争性都十分明显，乐于小组合作且彰显自己的个性。 三、教学目标分析 1.知识与技能 （1）掌握制作封面幻灯片的基本步骤及要求。 （2）掌握制作幻灯片的基本步骤。 （3）学会根据设计风格合理应用幻灯片模板。 （4）掌握自己设计模板的方法。 2.过程与方法 （1）学会设计自己的模板。 （2）熟悉制作多媒体演示文稿的方法。 3.情感态度与价值观 （1）通过小组合作制作自己的模板，增强同学的组织能力和团队合作意识。

浅谈机械优化设计方法

浅谈机械优化设计方法 发表时间：2019-08-29T14:17:25.640Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：钟文 [导读] 摘要：伴随着我国的经济发展越来越快，无疑给可优化性能设计带来巨大的挑战。 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司 518110 摘要：伴随着我国的经济发展越来越快，无疑给可优化性能设计带来巨大的挑战。机械优化设计是近几年来发展起来的一门新的学科，在二十世纪中旬的时候开始，优化技术和计算机技术的兴起，在每个设计领域中被应用，为工程设计提供了重要的科学的设计方法。因此，对机械设计的优化方法加以分析，吸取精华，紧跟时代步伐，与国际同步，才能增强制造业在我国市场中的竞争压力。 关键词：机械；优化设计；方法特点 引言 当今是一个信息化的社会，科技发展速度非常快，人们对多功能产品不仅有强烈的需求，也需要产品必须具备相应的功能，可靠性优化设计由此应运而生，已经取得了飞速发展和广泛应用，即以时间、费用和性能为基础，将产品能得以可靠使用作为优先考虑的设计准则，进行设计和生产可靠的性能要求。因此，可靠性设计是诸多学科和技术的交融而新兴的一种技术。 1 机械优化的概述 机械优化是顺应时代发展而不断延伸出来的一种现代化的生产而发展兴起的。它是建立在数学规划的理论和计算通过有效的实验数据和科学的评价体系来从众多的设计方案中寻找到能够尽可能的完善和适宜的设计方案，在这机械优化的这个机械方面的研究和应用的发展速度都是非常的快速，并且在快速发展的过程中取得了非常显著的效果。 2 机械设计优化方法的分类及特点 2.1 无约束优化设计法 无约束优化设计是没有约束函数的优化设计。无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法；另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法。 2.2 约束优化设计法 优化设计问题大多数是约束的优化问题，根据处理约束条件方法的不同可分为直接法和间接法。直接法常见的方法有复合形法、约束坐标轮换法和网络法等。其内涵是构造一个迭代过程，使每次的迭代点都在可行域中，同时逐步降低目标函数值，直到求得最优解。间接法常见的有惩罚函数法、增广乘子法。它是将约束优化问题转化成无约束优化问题，再通过无约束优化方法来求解，或者非线性优化问题转化成线性规划问题来处理。 2.3 遗传算法 遗传算法是一种非确定性的拟自然算法，它仿造自然界生物进化的规律，对一个随机产生的群体进行繁殖演变和自然选择，适者生存，不适者淘汰，如此循环往复，使群体素质和群体中个体的素质不断演化，最终收敛于全局最优解。最近几年中遗传算法在机械工程领域也开展了多方面的应用，主要表现在：机械结构优化设计；可靠性分析；故障诊断；参数辨识；机械方案设计。遗传算法尽管已解决了许多难题，但还存在许多问题，如算法本身的参数优化问题、如何避免过早收敛、如何改进操作手段或引入新的操作来提高算法的效率、遗传算法与其它优化算法的结合问题等。 2.4 蚁群算法 蚁群算法是受自然界中真实蚁群的集体行为的启发而提出的一种基于群体的模拟进化算法。蚁群算法对系统优化问题的数学模型没有很高的要求，只要可以显式表达即可，避免了导数等数学信息，使得优化过程更加简单，遍历性更好，适合非线性问题的求解。 2.5 模拟退火算法 模拟退火算法是一个全局最优算法，以优化问题的求解与物理系统退火过程的相似性为基础，适当的控制温度的下降过程实现模拟退火，从而达到求解全局优化问题的目的。模拟退火算法是一种通用的优化算法，用以求解不同的非线性问题；对不可微甚至不连续的函数优化，能以较大概率求得全局优化解；并且能处理不同类型的优化设计变量（离散的、连续的和混合型的）；不需要任何的辅助信息，对目标函数和约束函数没有任何要求。 3机械优化设计过程中的设计方式 众所周知，在机械方面的设计都是非常的复杂困难的，要对机械进行优化设计面临的挑战也是非常大的，但是由于机械领域中优化形式十分的广泛，相关的研究人员根据优化运算的形式进行划分，主要分为准则优化，其次是线性规划，最后是非线性规划三种。其中准则优化是一种传统的优化方式，这种方式没有通过机械优化设计的数学理论方式进行优化，而是通过物理学方面的分析得出相应的结果，这样的方式得出的结论往往是具备一定的主观性的，但是这样的传统的优化设计方式具有的优点就是可以直观的看到优化的概念，并且这种优化设计的方式相对来说也是比较简单的，并且能够充分的发挥出目标函数的最大功效，并且非常的符合传统的工程需要，但是同样具有一定的缺点，就是在效率上始终优点偏低。 线性规划就是依据数学的基础进行优化的方式，同样线性规划是机械优化设计中最重要的设计方式，但是线性规划的优化设计方式在通过数学的理论上进行设计存在着很多的缺陷，就是在针对多函数的时候就不能充分的发挥出功效，还有就是在计算的过程中，十分的复杂，结算量非常的大，导致了在效率上有很大的缺陷，所以通常情况下，线性规则的优化设计方式都没有被采用。那么非线性规划的优化设计方式是整个生产和生活中应用最广泛的优化方式，并且能够有效的推进机械优化设计的发展，并且可以利用数学模式的计算将非线性规划分为两种，一种是没有约束的直接设计方式，就是在利用机械优化设计方案中以及存在的数据和再生的数据最为基础来进行合理的分析，进而得到最佳的效果，还有一种就是没有约束但是比较间接的方法，这种方式就是前者的方式的数学模式计算改变成了数学原理作为基础，通过利用函数的特性进行计算，从而得到最优的方式，这种方式在整个的机械优化设计中是非常重要的组成部分。 4机械设计优化方法的选择 根据优化设计问题的特点（如约束问题），选择适当的优化方法是非常关键的，因为同一个问题可以有多种方法，而有的方法可能会导致优化设计的结果不符合要求。选择优化方法有四个基本原则：效率要高、可靠性要高、采用成熟的计算程序、稳定性要好。另外选择适当的优化方法还需要个人经验，深入分析优化模型的约束条件、约束函数及目标函数，根据复杂性、准确性等条件对它们进行正确的选