机械结构优化设计的回顾与展望

  本文关键词：机械结构优化设计的回顾与展望，由笔耕文化传播整理发布。

第20卷　第4期　2000年12月

桂　林　电　子　工　业　学　院　学　报

JOURNALOFGUILININSTITUTEOFELECTRONICTECHNOLOGY

Vol.20,No.4Dec.2000　

机械结构优化设计的回顾与展望

李泉永

(桂林电子工业学院机电与交通工程系,广西桂林　541004)

摘　要:介绍了机械结构优化设计这一现代设计方法的研究与应用进展,并列举了我国电子机械工程方面的部分优化研究工作。同时还展望机械结构优化方法的发展动向。关键词:优化设计;机械结构;优化;电子机械中图分类号:

TH122　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:1001-7437(2000)04-114-06

引言

优化设计这一现代设计方法是六十年代随着电子计算机的广泛使用而迅速发展起来的一门新的学科。优化设计能为工程及产品设计提供一种重要的科

学设计方法,使得在解决复杂设计问题时,能从众多的设计方案中寻得尽可能完善的设计方案,并能大大提高设计质量和设计效率。目前优化方法在航空、造船、国防、机械、电子、电器、交通、建筑、纺织、冶金、石油、化工及管理等设计领域等都得到了广泛的应用,而且取得了显著的技术、经济效果。

所谓优化设计就是在规定的各种设计限制条件下,将实际设计问题首先转为最优化问题,然后运用最优化理论和方法,在电子计算机上进行自动调优计算,从满足各种设计要求及限制条件的全部可行方案中,选定出最优设计方案。就最优化的理论和方法而言,继古典的微分法和变分法之后,出现有数学规划优化法、准则优化法、混合法及利用遗传算法、人工神经网络的优化方法等。进入21世纪,工程技术人员普及应用最优化方法是必然趋势。本文就机械结构优化研究与应用现状加以介绍,以供准备涉及此学科领域的工作者参考。

典微分法和变分法,但由于这些方法本身的复杂性及计算工具的限制,最优化没有得到发展。近代最优化方法成为一门独立的学科要算是在1947年Dantzig发表了求解线性优化问题的单纯形法,在五十年代,鉴于线性规划的实际效果,再加上大规模生产的需要,使得最优化的研究蓬勃兴起,到六十年代由于高速计算机的结合,出现了大量最优化的算法,同时逐渐形成了最优化的基本理论。在这期间Bellman的动态规划(1957年),Charnes和Cooper提出的目的规划(1961年)和六十年代中Zoutendijk和Rosen对非线性规划的贡献,Duffin、Zener和Peterson发展的几何规划,Gemory对整数规划的开拓,Dantzig、Charnes和Cooper发展了随机规划方法等都是最具有影响的研究成果。七十年代是最优化的兴旺发展时期,这时与最优化有关的著作、杂志和专门研究机构大量地涌现,这一时期最优化不论在解线性规划、非线性规划以及随机规划、非光滑规划、多目标规划、几何规划、整数规划等各种最优化问题理论或方法都有了新的进展,同时也开始出现一些优化方法软件,像面向航空结构的高效率结构优化程序系统AC-CESS的发表是七十年代非线性规划的最好成就。到八十年代初国内外许多大学都已开设最优化课程。八十年代来除最优化理论与方法有所发展外,在针对复杂工程实际应用研究、软件开发、多学科交叉应用、优化新方法探讨和提高优化质量和效率等方面都取得了不少的进展。四十多年来的最优化发展,使最优

[10]

1　优化设计的发展状况[1～

13]

早期的最优化方法可追溯到三四十年代前的古

收稿日期:2000-08-31

基金项目:电科院预研基金资助(编号:DJ7.3.9.2)

作者简介:李泉永(1939-),男,福建莆田人,桂林电子工业学院机电与交通工程系教授,主要从事有限元分析、结构优化和CAD等现代设计

.

下一页

  本文关键词：机械结构优化设计的回顾与展望，，由笔耕文化传播整理发布。