MATLAB优化工具箱在机械优化设计教学中的应用

为了优化淤地坝坝高设计,把产生经济效益表达为由坝地生产效益、拦泥效益、建坝费用、工程运行费用4个因素构成的目标函数,考虑了淤地面积、拦泥、坝高、淤积年限和上游淹没条件的约束,建立了淤地坝最优坝高的数学模型。介绍了matlab优化工具箱的使用方法,并用于求解优化模型算例,结果表明:使用matlab优化工具箱可以方便快捷地得出优化结果,且输入比较简单,能够提高工作效率。

matlab优化工具箱在钢结构截面优化中的应用——利用matlab优化工具箱对钢结构截面进行优化，具有结果可靠、方便快捷等优点。通过对单、双轴对称组合工字形梁截面的优化结果的分析，提出了在不同情况下，该两种组合工字形梁各自的适用条件。　　

介绍了星齿行星传动的结构,建立了以体积最小进行优化设计的数学模型,简述了利用matlab优化工具箱进行优化的方法,并通过实例对星齿行星传动加以优化,达到了减小体积的目的。

有密封性要求的螺栓组联接被广泛地应用在各种机械或容器中。为了达到最少化的消耗螺栓材料,达到节约成本的目的,以matlab为平台,建立了螺栓组联接的设计模型,并利用matlab优化工具箱中的fmincon函数较好地解决了螺栓组联接设计问题的最优化问题。

结合工程实例,介绍了matlab优化工具箱在环卫环卫机械优化设计中的应用。利用matlab优化工具箱求解优化问题,不用编写大量算法程序,提高了设计效率,算法可靠,非常实用。

传统的转向梯形机构的设计,一般采用作图法和解析法,作图法误差较大,解析法计算量大。为此,采用matlab优化工具箱对农用运输车进行转向梯形的优化设计。针对前置梯形和后置梯形两种情况采用了fmincon函数和ga函数。通过设计实例的计算和分析,表明了matlab优化工具箱对于解决农用运输车转向梯形的优化设计这类实际工程约束最优求解问题是有效的,而且精度较高,计算量较小。

针对整体式转向梯形,对其空间结构和前轮定位参数进行合理的简化。对初步选定的转向梯形参数,以外转向轮转角相对误差建立目标函数模型,利用matlab优化工具箱对目标函数模型进行优化。同时,matlab优化工具箱通过改变变量参数,即可实现不同参数的整体式转向梯形的优化设计。

传统的角接触球轴承的设计是通过反复的试凑、校核,从而最终确定设计方案的,虽能满足一般要求,但往往不是最佳的设计方案。在传统设计的基础上,为了进一步地降低角接触球轴承所受的摩擦阻力和减轻磨损,达到延长使用寿命的目的,以角接触球轴承所受摩擦力矩最小为优化目标,建立优化数学模型,并利用matlab软件的优化工具箱,对角接触球轴承进行优化设计,结果表明达到了优化设计的目的。

将服从任意概率分布的随机变量xi映射为标准正态随机变量yi。从正态空间中可靠度指标β的几何意义出发,建立了求解可靠度指标β的优化模型。利用matlab的强大优化功能求解该模型,得到可靠度指标β及验算点y,并讨论了该模型解的存在条件。最后给出了算例及结果比较。

在机械优化设计领域针对实体结构的动态分析计算,采用bp神经网络可以提高优化收敛速度和精度,神经网络理论与传统的数值方法相结合具有重要的现实意义。

介绍工程机械优化设计的背景，ansys有限元分析软件的概况和用ansysworkbench模块进行优化分析的流程以及在工程机械优化设计中的意义，并举例说明ansysworkbench模块在工程机械中的应用。通过实践应用，得出的结论是：ansysworkbench优化设计模块大大缩短了工程机械设计人员的结构优化设计周期，提高了设计效率。

在机械加工中，机床的工具箱的主要功能在于对机械加工中所使用的各种工具进行整理和存放，为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，是机械加工机床的重要组成部分。每一台机床都有一个工具箱，如果工具箱的设计不合理，就会不利于工具的摆放，对实际的使用也造成不利的影响，甚至造成工具的损坏。对机械加工机床工具箱进行优化设计，可以使工具箱的设计更加合理，使用更加方便。本文即对机械加工机床工具箱的优化设计进行研究和探讨。

科技信息 机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的 因素。从工程设计基础和目标上可将设计分为：新型设计(开发性设计)、 继承设计、变型设计(基于标准型的修改)。所谓新型设计，即应用成熟的 科学技术或经过实验证明可行的新技术，设计未曾有过的新型机械，主 要包括功能设计和结构设计，是机械设计发展的方向所在，然而贯穿其 中的关键环节即是设计的方法和实现的手段。人类一直都在不断探索 新方法和新设计理念。从17世纪前形成的直觉设计过渡到经验设计和 传统设计，直到目前的现代设计[1]，从静态、经验、手工式的‘安全寿命可 行设计’方法发展到动态、科学、计算机化、自动化的优化设计方法，已 将科学领域内的实用方法论应用于工程设计中了。 1.机械优化设计应用 现代设计都是面向市场、实现功能及产品优势的设计。创新设计、 绿色设计、优化设计

任何产品在投放市场之前会经历市场调查、产品策划、产品设计、产品生产这几个环节,其中产品设计无疑是最关键的一项。通过大量的市场调研和产品策划,设计人员根据一些必要因素,进行产品的设计最终投放市场,最后根据市场反馈进行修改。但是随着社会科技的发展,这类设计还是存在浪费人力、重复设计等问题。机械设计同样也存在此类问题,随后优化设计的概念被人们提及出来。本文浅析研究机械优化设计在工程教育中的方法,以期能为机械优化设计在工程教育中的方法提供参考。

机械优化设计课程论文 1/5 复杂道具的优化设计 机械优化设计论文 班级：机制084 学号：3080101433 姓名：赵明辉 授课教师：梁利东老师 完成日期：2011年5月3日 摘要:机械优化设计的目的是以最低的成本获得最好的效益,是设计工作者一直 追求的目标,从数学的观点看,工程中的优化问题,就是求解极大值或极小值问题,亦即 极值问题。本文从优化设计的基本理论、优化设计与产品开发、优化设计特点及优化设 计应用等方面阐述优化设计的基本方法理论。 关键词:机械优化设计产品开发 机械优化设计课程论文 2/5 正文： 一、械优化设计的基本理论 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过 计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使 期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析

项目教学是一种以问题为导向的教学模式,而教学项目设计是项目教学的一个关键环节.针对《机械优化设计》课程特点及教学中存在的问题,以提高学生对理论知识的运用能力为目标,选取一个带传动和链传动两级传动的优化设计为教学项目,建立了优化设计的数学模型,包括目标函数、约束条件等.应用excel软件,按照图表数据化、模型实现和解算等步骤实现对优化设计模型的求解.该软件对解决优化设计问题具有建模过程简单、优化设计计算速度快、设计资料可读性高、设计自动化水平高等优点,可以大大提高设计人员的设计效率,为优化设计的工程应用提供了新的借鉴思路.该教学项目“教、学、做”相结合,突出学生应用能力的培养,提高了学生学习兴趣和解决实际问题的能力.

本文利用线性规划方法建立解决大型工程项目土方调配的一般数学模型,进一步提出使用matlab优化工具箱解决复杂线性规划问题的方法。结合某大型公路项目实际,把土方调配问题描述为可供求解的数学形式,针对所求解的问题建立数学模型,通过对数学模型的研究,建立边界约束条件,编写matlab计算程序。调用优化工具箱linprog函数,解决大型工程项目复杂的土方调配问题,获得优化的调配方案。

高等工程教育正经历着巨大的变革,cdio的教育理念正逐步被人们接受。而机械优化设计是机械类专业的一门专业选修课程,在教学中引入cdio的教育理念,让学生主动探寻优化算法的本质、实践优化算法、与实际机械工程问题的结合和运用。精选二个项目加以教学实施和实践,取得了良好的教学效果。

该文通过对产品协同设计过程的分析,基于web的产品协同设计原型系统原理,在此框架下探讨了在产品结构优化设计的工作端,采用将人工智能中bp神经网络与遗传优化算法相结合的方式,通过vb语言与matlab软件混合编程,在产品协同设计过程的前期优化分析阶段,实现齿轮传动的优化设计,从而可以在web平台继续将设计结果传给solidworks、pro/e和ug等制图软件,为后续产品结构强度分析以及虚拟样机实验等提供远程服务支持.

针对随道围岩力学参数中有许多为随机变量和其极限状态功能函数高度非线性的特征,应用工程结构可靠性理论,在matlab优化工具箱中采用最优化化方法计算了隧道衬砌结构的可靠度.结果表明:用该方法计算随道衬砌结构可靠度,编程简单,准备工作量少,无需将状态函数线性化,计算速度快,精度高.

机械优化设计是涵盖了多方面理论的现代设计方法,它在机械工业、汽车工业、航空航天工业等多个领域都有着深入的应用。为此,本文将从机械优化设计概念解读入手,具体分析机械优化设计基本思路构想,研究优化设计方法有效性的甄别准据,并就现阶段机械优化设计软件的发展情况进行探究,以供参考。

以一个双输入单输出温度控制系统为例,详细叙述应用系统辨识工具箱进行建模、仿真和设计控制系统的过程,包括控制对象的辨识数据采集、模型估算、控制器设计和系统仿真等.重点介绍了系统辨识工具箱图形用户界面的使用方法.