设计中的创意方法总结
设计中的创意方法总结 Part 1记得刚毕业那时，常幻想着自己是个大艺术家，满怀憧憬的想找一份理想的工作。后来入了行，慢慢的发现自己好像不是这块料；不但没有好的想法与创意，而且软件也不懂得怎么去操作，再后来接触多了、看多了、被蹂躏得多了、想法也慢慢的多了，却又发现，在天马行空的想法面前，根本不知道怎么去实现，从一个痛苦的坑里跳进了另一个坑中。后来记得有位前辈告诉我说，做这行是需要慢慢沉淀和积累的，形成风格是需要时间的，在职业生涯的前几年里，都是布满荆棘的学习和积累的过程。现在慢慢的开始明白，原来在我们年轻的时候，我们总是把我们的创作冲动当作是创作才华，而后发现自己才智平庸没有好创意、理想与梦幻破灭时，心会是那样的痛苦。 Part 2 常常会想，什么样的设计才是最好的设计(其实本来就没有最好的)。又常常觉得，这个表现已经很完美了，但事后抽身回来再看，还是有很多不如意的地方。类似的问题想多了，渐渐觉得，一个好的作品是由多方面组成的，比如色彩、布局、构成、风格、细节等。而在现下的互联网环境下，只要有足够的时间，我们都可以将自己的想法做到尽善尽美。其实不难发现，设计工作中的创意才是设计作品成功与否的关键，如果我们在设计创意上出现了偏离，那所有的努力，也就付之东流了。
这篇探讨并没有能上升到理论的高度，每个设计师都有自己独到的创意方法。这些文字仅是我在平时工作中的一些方法与认识，与大家分享。 创意设计过程 1. 收集与归纳素材确定项目设计方案、确定项目创意要点、确定项目表现形式、确定项目文案以及确定项目相关素材。 2. 处理酝酿让思想自由驰骋，发挥思维的灵活性；对前期收集的信息进行综合处理；运用各种方法勾画出若干可实施方案。 3. 总结可实施方案对一众方案进行筛选并挑选出最具备可行性特质的方案。 4. 项目实施与后期校验在整个项目进行过程中，都要对项目的各个关键点进行全面的思考，并要与项目相关的各个角色保持高效的沟通，善于抓住问题核心并能给出相应的解决方案，很多时候设计师的沟通水平决定了项目的进展、推进速度与最后输出成果的质量。
机械优化设计复合形方法及源程序
机械优化设计——复合形方法及源程序 (一) 题目：用复合形法求约束优化问题 ()()()2 22 1645min -+-=x x x f ；0642 22 11≤--=x x g ；01013≤-=x g 的最优解。 基本思路：在可行域中构造一个具有K 个顶点的初始复合形。对该复合形各顶点的目标函数值进行比较，找到目标函数值最大的顶点（即最坏点），然后按一定的法则求出目标函数值有所下降的可行的新点，并用此点代替最坏点，构成新的复合形，复合形的形状每改变一次，就向最优点移动一步，直至逼近最优点。 (二) 复合形法的计算步骤 1）选择复合形的顶点数k ，一般取n k n 21≤≤+，在可行域内构成具有k 个顶点的初始 复合形。 2）计算复合形个顶点的目标函数值，比较其大小，找出最好点x L 、最坏点x H 、及此坏点 x G.. 3）计算除去最坏点x H 以外的（k-1）个顶点的中心x C 。判别x C 是否可行，若x C 为可行点， 则转步骤4）；若x C 为非可行点，则重新确定设计变量的下限和上限值，即令 C L x b x a ==,，然后转步骤1），重新构造初始复合形。 4）按式()H C C R x x x x -+=α计算反射点x Ｒ，必要时改变反射系数α的值，直至反射成 功，即满足式()()()()H R R j x f x f m j x g
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。
链轮设计步骤经典.doc
滚子链传动设计计算步骤 已知p=10KW ，小链轮的转速n1=720r/min ，传动比i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两链轮中心距a=500~600mm 范围，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角近于35o ，小链轮孔径40m m d k =。 计算： （1）小链轮齿数z1 z1、z2取奇数，则链条节数p L 为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速或有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有25齿。 （2）大链轮齿数z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整z2=65 （3）实际传动比i=83.223 65z z i 1 2=== （4）设计功率P k p A d = A k 工况系数，查表5.4-31k A =，10KW P k p A d == （5）单排链条传递功率m Z d 0k k P P =，查表5.4-4和5.4-5，齿数系数23.1k Z =，排数 系数m k =1 1 23.110P 0?= =8.13kw （6）链节距p 根据13.8P 0=，n1=720r/min ，查图5.4-1功率曲线0P 和n1确定的点，应在所选型号链的功率曲线下方附近（不超过直线）。结果为10A ，节距p=15.875mm ， （7）验算小链轮轴直径k d 查5.4-7链轮中心孔最大许用直径40m m 65d k max >= （8）初定中心距0a p )50~30(a 0=为优，无张紧轮时取25p a 0< 80p a 0max =
6m m .555875.153535p a 0=?== （9）确定链条节数0 2 12210p a p )2z z (2 z z p 2a L π -+++= 35p p )22365(26523p 35p 22π-+++?= =115.3 取116L p = （10）链条长度84m .11000 875 .151161000 p L L p =?= = （11）计算（理论）中心距'a 当21z z ≠时，a 21p 'k )z z 2L (p a --= 当21z z =时，)z L (2 p a p '-= 根据2143.223 6523116z z z L 1 21p =--=--，查表5.4-9，若有必要可使用插值。 24559 .0k a = 42.56124559.0)65231162(875.15k )z z 2L (p a a 21p '=?--?=--= (12)实际中心距a a a a '?-=，一般'a )004.0~002.0(a =? 559.74mm 561.420.003-561.42a a a '=?=?-= (13)链速s /38m .41000 60875.157******** 60p n z v 11=???=?= (14)有效圆周率1N .228338 .4101000v 1000P F t =?== (15)作用在轴上的力F 水平或倾斜的传动t A F K )2.1~15.1(F ≈ 接近垂直的传动t A F 05K .1F ≈ A K 工况系数，见表5.4-3 F=1.2×1×2283.1=2739.7N (16)润滑方式。 (17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997 1表示排数，116表示节数 (18)链轮的几何尺寸 滚子直径16m m .10d 1= p=15.875mm
链轮计算公式
第6章链传动 本章提示： 链传动由两个链轮和绕在两轮上的中间挠性件-----链条所组成。靠链条与链轮之间的啮合来传递两平行轴之间的运动和动力，属于具有啮合性质的强迫传动。其中，应用最广泛的是滚子链传动。 本章介绍了链传动的工作原理、特点及应用范围；重点分析了链传动的运动不均匀性（即多边形效应）产生的原因和链传动的失效形式；阐明了功率曲线图的来历及使用方法；着重讨论了滚子链传动的设计计算方法及主要参数选择；简要介绍了齿形链的结构特点以及链传动的润滑和张紧的方法。 基本要求 1)．了解链传动的工作原理、特点及应用 2)．了解滚子链的标准、规格及链轮结构特点。 3)．掌握滚子链传动的设计计算方法。 4)．对齿形链的结构特点以及链传动的布置、张紧和润滑等方面有一定的了解。 6.1 概述 链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，见图6.1，以链作中间挠性件，靠链与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。
在链传动中，按链条结构的不同主要有滚子链传动和齿形链传动两种类型： 1．滚子链传动 滚子链的结构如图6.2。它由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。链传动工作时，套筒上的滚子沿链轮齿廓滚动，可以减轻链和链轮轮齿的磨损。 把一根以上的单列链并列、用长销轴联接起来的链称为多排链，图6.3为双排链。链的排数愈多，承载能力愈高，但链的制造与安装精度要求也愈高，且愈难使各排链受力均匀，将大大降低多排链的使用寿命，故排数不宜超过4排。当传动功率较大时，可采用两根或两根以上的双排链或三排链。
为了形成链节首尾相接的环形链条，要用接头加以连接。链的接头形式见图6.4。当链节数为偶数时采用连接链节，其形状与链节相同，接头处用钢丝锁销或弹簧卡片等止锁件将销轴与连接链板固定；当链节数为奇数时，则必须加一个过渡链节。过渡链节的链板在工作时受有附加弯矩，故应尽量避免采用奇数链节。 链条相邻两销轴中心的距离称为链节距，用p表示，它是链传动的主要参数。 滚子链已标准化，分为A、B两种系列。A系列用于重载、高速或重要传动；B系列用于一般传动。表6.1列出了部分滚子链的基本参数和尺寸。
链轮制造工艺流程优化设计
链轮制造工艺流程优化设计 在机械化的今天，链轮广泛的应用于各种行业，如工业、农业、军事、医疗卫生、科技等方面，在各种领域起到举足轻重的作用，在规模大的传动过程中，链轮比齿轮起到更大的作用，链轮是用链条来传动的，齿轮是通过互相啮合来传动的。和齿轮相比，链轮有单排、双排和多排的。适用于低速、重载和高温条件下，传动的功率和速度范围较大，结构紧凑可实现较大的传动比，效率高、使用寿命长，可以用在两轴中心较远的场合。 链轮适用的精密仪器：二氧化碳检测仪蓄电池内阻测试仪二氧化碳检测仪耐尘试验机砂尘试验机振动分析二氧化碳检测仪三丰表面粗糙度仪耐尘试验机砂尘试验机重金属检测仪安全光幕耐尘试验机砂尘试验机重金属检测仪安全光幕安全光幕耐尘试验机砂尘试验机重金属检测仪测量仪跳线架重金属检测仪拉力试验机等等。 虽然链轮的适用场合广泛，但它的生产制作成本是相比齿轮比较大，且制作要求比较高，这就需要一个合理的工艺流程，既要保证质量高又能保证成本最小化，而本文设计的是奇数齿链轮工艺流程，以独特的视角进行设计。从链轮的材料、工序、制造参数、过程分析、提高时间利用率等方面逐个分析，做了此份设计。 机械设计本身充满了逻辑性，在机械设计类的文章应有尽有的今天，本篇文章有着自己的优势，此篇文章是按照生产流程的顺序来设计的，设计的是一种比较新鲜的模式—奇数链轮。本文虽然参考了大量的资料，也经过老师指导，文章中也难免会有错误和漏洞，还请各位读者包涵。 作为企业生产计划和控制的运作层次，车间生产管理从上层计划系统接受生产订单，调度和控制生产过程，最后完成生产订单直至产品入库。通过实现工厂生产过程和生产活动控制，从而精益生产管理，使材料、人力、时间、空间、能量、运输等资源能得到最大的利用，为企业创造更高的效益。链轮在生产过程中，为了使得资源能够得到最优的利用和避免浪费，需要对其生产过程进行合理的优化设计。 第一章链轮概述及工序流程 1.1 链轮概述
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
平面设计创意十种方法总结
平面设计创意十种方法总结
平面设计创意十种方法总结 平面设计创意的本质是什么？不是去寻找什么很酷的调色板，不是去追求什么灰度和阴影效果，不是制造出虚有其表令人眼花缭乱的效果，这些东西不能够喧宾夺主，设计的本质在于营造引人入胜的用户体验，我在洛阳广告干了好多年了，就自己的经验总结了平面设计创意十种方法经验如下： 平面设计创意第1种方法 没文案就是最好的文案 读图时代，画面往往成为身体，文字渐渐成为衣衫（别忘了早期的平面广告都是相反，往往画面只是陪衬；当然还有文字就是画面画面就是文字的情况）。性感的身材，往往是越穿越少越美丽，这是国际上近年来的趋势。包得严严实实的当然还有也还是主流，但渴望展示自己曼妙身材的是越来越多了。当然，*尖的境界就是全裸登场，这当然需要勇气，而且需要先天的条件非
常优秀。不穿衣服却穿着艺术穿着气质穿着一切这才是极品。说到底还是那样美妙的创意充满诱惑力量的魅力，让一切遮拦都显得多余和矫饰。 广告中极其重要的科学是符号学，选择哪个元素应该有它特别的代指，否则就是自说自话，无法准确传达广告讯息。而且这种代指需要越直截了当越好，否则你的很大一部分受众就会不清楚广告的所指。当然，对不同的受众可以有不同的说话方式。比如上网的网友们就非常熟悉各种网络黑话和网络图标而根本不上网的知道的就相当有限。当你的创意在画面上已经表露无遗的时候，那么你会发现加上任何文案都显得重复。初学文案者经常会犯各种重复的毛病，最常见的是文案解释已经清楚的画面，这里所指的并非完全不需要文案的广告，而是很多广告创意中文案应该起画龙点睛的作用而不是在龙的下面再描一条龙，那是画蛇添足。 今年的嘎纳全场大奖playstation2的平面广告就是很好的例子。没有人蹩脚的去写上什么诸如“游戏人生，任我重生”这样我们司空见惯认
机械优化设计复习总结
10. 1. 优化设计问题的求解方法：解析解法和数值近似解法。解析解法是指优化对象用数学方程（数学模型）描述，用数学解析 方法的求解方法。解析法的局限性：数学描述复杂，不便于或不可能用解析方法求解。数值解法：优化对象无法用数学 方程描述，只能通过大量的试验数据或拟合方法构造近似函数式，求其优化解；以数学原理为指导，通过试验逐步改进 得到优化解。数值解法可用于复 杂函数的优化解，也可用于没有数学解析表达式的优化问题。但不能把所有设计参数都 完全考虑并表达，只是一个近似的数学描述。数值解法的基本思路：先确定极小点所在的搜索区间，然后根据区间消去 原理不断缩小此区间，从而获得极小点的数值近似解。 2. 优化的数学模型包含的三个基本要素：设计变量、约束条件（等式约束和不等式约束）、目标函数（一般使得目标函 数达到极小值）。 3. 机械优化设计中， 两类设计方法：优化准则法和数学规划法。 k 1 k k 优化准则法：X c X （为一对角矩阵） k 1 数学规划法：X k 1 k k k X k d （ k d 分别为适当步长某一搜索方向一一数学规划法的核心） 4. 机械优化设计问题一般是非线性规划问题， 实质上是多元非线性函数的极小化问题。 的极值问题和不等式约束优化问题的极值条件。 5. 对于二元以上的函数，方向导数为某一方向的偏导数。 重点知识点：等式约束优化问题 f | X o *kCOS i d i 1 X i 函数沿某一方向的方向导数等于函数在该点处的梯度与这一方向单位向量的内积。 速上升方向），建议用 单位向量 表示，而梯度的模是函数变化率的最大值。 6. 梯度方向是函数值变化最快的方向 （最 7. 8. 9. 多元函数的泰勒展开。 f X f x 0 T f X o -X T G X o 2 f X o f X i f X 2 X , X 2 1 2 X1 X 2 2f 2f 为X 2 2 f X 1 X 2 X 1 2 f X 2 -- 2 X 2 海赛矩阵: x o 2 f ~2 X 1 2 f 2 f X l X 2 X 1 X 2 2 f 2 X 2 （对称方 阵） 极值条件是指目标函数取得极小值时极值点应满足的条件。 某点取得极值, 要条件：极值点必在驻点处取得。用函数的二阶倒数来检验驻点是否为极值点。 导数等于零时，判断开始不为零的导数阶数如果是偶次，则为极值点， 在此点函数的一阶导数为零， 极值点的必 二阶倒数大于零，取得极小值 。二阶 奇次 则为拐点。二元函数在某点取得极值的充 分条件是在该点岀的海赛矩阵正定。 极值点反映函数在某点附近的局部性质 凸集、凸函数、凸规划。 凸规划问题的任何局部最优解也就是全局最优点 中任意两点 的线段上的所有元素都包含在该集合内。 凸函数：连接凸集定义域内任意两点的线段上， 。凸集是指一个点集或一个区域内，连接其 性质： 凸集乘上某实数、两凸集相加、两凸集的交集仍是凸集。 函数值总小于或等于用任意两点函数值做线性内插所得的值。 数学表 达：f ax, 1 a x 2 f X i f X 2 0 1，若两式均去掉等号，则 f X 称作严格凸函数。凸 函数同样满足倍乘， 加法和倍乘加仍为凸函数的三条基本性质。 优化问题。 等式约束优化问题的极值条件。两种处理方法：消元法和拉格朗日乘子法。也分别称作降维法和升维法。消元法 等式约束条件的一个变量表示成另一个变量的函数。减少了变量的个数。拉格朗日乘子法是通过增加变量 约束优化问题变成无约束优化问题，增加了变量的个数。 不等式约束优化问题的极值条件。不等式约束的多元函数极值的必要条件为库恩塔克条件。库恩塔克条件： 凸规划针对目标函数和约束条件均为凸函数是的约束 :将 将等式
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：
关于简单的普通的自行车链轮的设计!
自行车链轮设计说明书 目录 第一章设计题目及材料选择 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3链轮的常用材料 (3) 第二章链条选型及链轮设计 (3) 2.1选择链轮齿数 (3) 2.2确定计算功率 (3) 2.3选择链条型号及节距 (4) 2.4计算链节数和中心距 (4) 2.5计算链速v，确定润滑方式 (4) 第三章链轮尺寸设计 (5) 3.1滚子链链轮的齿槽形状参数 (5) 3.2滚子链链轮的主要尺寸 (5) 3.3滚子链链轮轴向齿廓尺寸 (6) 第四章总结 (6)
第一章 设计题目及材料选择 1.1设计题目 设计普通简单自行车的链传动装置，包括所需要的链条传动参数，即链条型号，节数，中心距，链速以及压轴力。其中人的重量为60kg ，蹬脚速度n 1=40r/min ；车子重量约10kg ，车胎标号8 3126?，约车胎直径为66cm ，骑车的速度为12km/h ，约3.3m/s 。 体重测量:是在11月17号下午于体军部通过人站在电子秤上测得，实测60.2kg ，为数据处理方便，取体重60kg ，从数据方面分析，对计算的结果影响不大。 车速测量，骑车以正常骑速绕操场2圈，共800m ，共用去4min ，则通过计算知我的时速为12km/h 。 1.2设计要求 自行车为简单的助行机械，根据我本人正常的蹬脚速度，设计的自行车链轮装置，应该 使自行车达到每小时12公里的速度。 1.3链轮的常用材料 链轮：40 第二章 链条选型及链轮设计 2.1选择链轮齿数 取小链轮齿数16z 2= 由后轮转速轮车πd 60n v 2= 得min /r 965.9566 .014.33 .360d v 60n 2≈=??==轮车π 传动比42.096 40n n i 21=== 因此大链轮齿数1.3842 .016i z z 21=== ，取38z 1= 2.2确定计算功率 人和车对地面的总压力() ()N F N 700101060g m m =?+=+=车人 地面对人和车的总摩擦力N F F N 4907007.0f f =?=?= 注：车胎与地面摩擦系数f=0.7~0.8
机械优化设计课程教学大纲
《机械优化设计》课程教学大纲 一．课程基本信息 开课单位：机械工程学院 英文名称：Mechanical Optimize Design 学时：总计48学时，其中理论授课36学时，实验（含上机）12学时 学分：3.0学分 面向对象：机械设计制造及其自动化，机械电子工程等本科专业 先修课程：高等数学，线性代数，计算机程序设计，工程力学，机械原理，机械设计 教材：《机械优化设计》，孙靖民主编，机械工业出版社，2012年第 5版 主要教学参考书目或资料： 1.《机械优化设计》，陈立周主编，上海科技出版社，1982年 2.《机械优化设计基础》，高健主编，机械工业出版社，2000年 3.其它教学参考数目在课程教学工作实施前另行确定 二．教学目的和任务 优化设计是60年代以来发展起来的一门新学科，它是将最优化方法和计算机技术结合、应用于设计领域而产生的一种现代设计方法。利用优化设计方法可以从众多的设计方案中寻找最佳方案，加快设计过程，缩短设计周期，从而大大提高设计效率和质量。优化设计方法目前已经在机械工程、结构工程、控制工程、交通工程和经济管理等领域得到广泛应用。在机械设计中采用最优化方法，可以加速产品的研发过程，提高产品质量，降低成本，从而达到增加经济效益的目的。学生通过学习《机械优化设计》课程，可以掌握优化设计的基本原理和方法，熟悉建立最优化问题数学模型的基本过程，初步具备对工程中的优化设计问题进行建模、编程和计算的应用能力，为以后从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。 三．教学目标与要求 本门课程通过授课、计算机编程等教学环节，使学生了解优化设计的基本思想，优化设计在机械中的作用及其发展概况。初步掌握建立数学模型的方法，掌握优化方法和使用MATLAB优化工具箱能力。并具备一定的将机械工程问题转化为最优化问题并求解的应用能力 四．教学内容、学时分配及其基本要求 第一章优化设计概述（2学时） （一）教学内容 1、课程的性质、优化的含义；优化方法的发展与应用；机械优化设计的内容及目的；机械优化设计的一般过程 2、机械优化设计的基本概念和基本术语；优化设计的数学模型；优化问题的几何描述；优化设计的基本方法 （二）基本要求
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
