現(xiàn)代機構(gòu)優(yōu)化設計是一種新的科學設計方法。它將最優(yōu)化原理和計算技術(shù)應用于設計領(lǐng)域,使工程設計人員能夠科學地從眾多設計方案中尋找出最佳設計方案,從而大大提高設計效率和質(zhì)量。
傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設計中,多采用參照同類產(chǎn)品通過估算、經(jīng)驗類比或試驗來確定初始設計方案中尋找出最佳設計方案,然后再對初始方案的設計參數(shù)進行強度、剛度、穩(wěn)定性等性能分析計算,即所謂的“安全壽命可行設計”,經(jīng)反復比較分析確定的最終設計方案往往并不是最佳方案,F(xiàn)代機械優(yōu)化設計是借助計算機,應用一些精確度較高的力學數(shù)值分析方法進行分析計算,并從大量的可行設計方案中尋找出一種最優(yōu)的設計方案,從而實現(xiàn)用理論設計代替經(jīng)驗設計,用精確計算代替近似計算,用優(yōu)化設計代替一般的安全壽命可行性設計。
現(xiàn)代機構(gòu)優(yōu)化設計主要應用于以下幾個方面:①機構(gòu)綜合——機構(gòu)運動參數(shù)優(yōu)化設計,如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等再現(xiàn)函數(shù)和軌跡的優(yōu)化;機構(gòu)動力學優(yōu)化設計等;②機構(gòu)零部件結(jié)構(gòu)設計——各種減速器的優(yōu)化設計,液壓軸承和滾動軸承的優(yōu)化設計以及軸、彈簧、制動器等的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設計;③專用機械設計——機床、鍛壓設備、壓延設備、起重運輸設備、汽車等的基本參數(shù)、基本工作機構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計;④生產(chǎn)工藝設計等。
近年來,市場由傳統(tǒng)的相對穩(wěn)定轉(zhuǎn)向動態(tài)多變,機械產(chǎn)品更新?lián)Q代周期日益縮短,把優(yōu)化設計方法與計算機輔助設計結(jié)合起來,使產(chǎn)品設計過程完全自動化,已成為設計方法的一個重要發(fā)展趨勢。