機械優(yōu)化設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：優(yōu)化設(shè)計；機械設(shè)計；效率；最佳方案

我國在工程運用中都取得了非常大的進步與很好的成效,然而和國外的先進優(yōu)化技術(shù)相比還是有非常大的差異,在現(xiàn)實工程中能夠起到作用的優(yōu)化設(shè)計方案或者是設(shè)計結(jié)果所占據(jù)的比例并不是非常的大。計算機等輔助裝備性能的不斷增強、加之市場與科技的雙重推進，使優(yōu)化技術(shù)能夠在機械設(shè)計與制造中的運用得到了迅猛的發(fā)展,遺傳算法、粒子群法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等其它一些智能的優(yōu)化方法在優(yōu)化設(shè)計中也得到了非常廣泛的引用?，F(xiàn)代機械正向著大型化、復雜化的方向發(fā)展,傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法在實際工程的運用中逐漸顯表現(xiàn)的有些單調(diào)與乏力，已經(jīng)不能滿足產(chǎn)品不斷創(chuàng)新的需求,機械優(yōu)化設(shè)計急需創(chuàng)新和發(fā)展。

1機械優(yōu)化設(shè)計中的相關(guān)定義

優(yōu)化設(shè)計能夠展示出人們對于設(shè)計規(guī)律這個客觀世界認知的深化。設(shè)計上的優(yōu)化值具體是指在特定條件的影響下能夠取得的最佳設(shè)計值。最優(yōu)值是一個比較相對的概念,其和數(shù)學上的極值相比還是有很多不同的。

2機械優(yōu)化設(shè)計研究內(nèi)容

機械優(yōu)化設(shè)計是一種比較科學、現(xiàn)代化的設(shè)計方式,而且是“最優(yōu)”的。此處的“最優(yōu)”也是相對而言的,伴隨科技的不斷發(fā)展以及設(shè)計條件不斷變化,最優(yōu)的標準也隨之改變。優(yōu)化設(shè)計體現(xiàn)了人們對于客觀世界認知的深化,需要人們按照事物發(fā)展的客觀規(guī)律,在特定的物質(zhì)基礎(chǔ)與技術(shù)情況下完全發(fā)揮人的主觀能動性,獲得最好的設(shè)計方案。

2.1優(yōu)化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的區(qū)別

優(yōu)化設(shè)計的最終目的就是最優(yōu)設(shè)計，運用數(shù)學手段創(chuàng)建能夠達到設(shè)計目的的優(yōu)化模型；在大量能夠?qū)嵤┑脑O(shè)計方案里面選擇出最好的設(shè)計方案；其所運用的手段就是計算機，計算機具有非?？斓倪\算速度，可以從數(shù)量較多的方案中挑選出“最優(yōu)方案”。即使在建模的時候需要進行合適的適簡化,或許會導致所得到的結(jié)果不是完全可行或者是實際最優(yōu)的，然而它是以客觀規(guī)律與數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，不需要太多費用，所以其具備了經(jīng)驗類比或者是試驗手段所沒有的特征。傳統(tǒng)設(shè)計同樣也追尋著最優(yōu)的結(jié)果，經(jīng)常是以調(diào)查分析為基石，根據(jù)設(shè)計需要與實踐經(jīng)驗，參照相似的工程設(shè)計,經(jīng)過估算、經(jīng)驗對比、試驗以及構(gòu)思、評價、再構(gòu)思、再評價的尋優(yōu)步驟來選擇設(shè)計方案，接下來需要剛度、強度以及穩(wěn)定性等其它方面進行計算。經(jīng)有關(guān)實踐可以看出，傳統(tǒng)的設(shè)計還要大量不足之處需要改善，并且最后的結(jié)果基本上離不開初始設(shè)計的試驗范圍。

2.2優(yōu)化設(shè)計所研究的內(nèi)容

優(yōu)化設(shè)計首先需要選擇設(shè)計變量、制定目標函數(shù)、列出約束條件以及構(gòu)建優(yōu)化模型,其次是選用比較合適的優(yōu)化方法進行優(yōu)化求解,其主要包含了建模與求解。建模的要求:了解與把握優(yōu)化設(shè)計方法的基本理論知識、設(shè)計問題抽象與數(shù)學模型處理的基本技能；具備此領(lǐng)域豐富的專業(yè)知識與設(shè)計經(jīng)驗。

2.3機械優(yōu)化設(shè)計特點

機械優(yōu)化設(shè)計其實就是將計算方法與數(shù)學規(guī)劃理論運用到機械設(shè)計中去，按照所設(shè)定好的目標，憑借電子計算機的運算尋找最佳設(shè)計方案的相關(guān)參數(shù)，進而能夠獲得更大的技術(shù)經(jīng)濟的成效，其具備了普通的機械設(shè)計所沒有的特征。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：能夠減少機械產(chǎn)品的成本，增強它的性能。

2.4機械優(yōu)化設(shè)計基本思路

在保證基本機械性能的基礎(chǔ)上，依托計算機,運用部分具有較高精度的力學與數(shù)學規(guī)劃方法來進行計算。機械優(yōu)化設(shè)計的步驟：對設(shè)計變量進行分析，提出目標函數(shù)，確定約束條件，建立優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型；選用合適的優(yōu)化方式，編寫優(yōu)化程序；準備所需要使用的初始數(shù)據(jù)并且上機進行計算，對計算所得到的結(jié)果進行必要的驗證。

3機械優(yōu)化設(shè)計方法

優(yōu)化準則法針對不同類型的約束、變量以及目標函數(shù)等需要導出完全不一樣的優(yōu)化準則,通用性非常差,并且基本上都是近似最優(yōu)解；規(guī)劃法需要經(jīng)過大量的迭代、不斷進行分析，需要花費大量的資金，這在很大程度上限制了它在實際工程優(yōu)化設(shè)計中的宣傳運用?，F(xiàn)代化的機械設(shè)計復雜程度越來越高,傳統(tǒng)的優(yōu)化算法已經(jīng)不能跟上時代的潮流。

3.1遺傳算法

遺傳算法最是早由美國密歇根大學的Holland教授所提出的，是模擬生物進化的過程、高度并行、隨機以及自適應的全局優(yōu)化概率搜索算法。其根據(jù)獲得最大收益的原則進行隨機搜索,不需要使用任何梯度信息,就能夠獲得全局最優(yōu)解,具備非常強的靈活性、通用性與全面性；其缺點就是不能夠確保下一代比上一代要好。在1980年的時候，被大量的運用到函數(shù)優(yōu)化與人工搜索等其它方面，在最近的幾年里更多的是被運用到工程優(yōu)化設(shè)計中，其主要適合設(shè)計變量比較少的情況使用。

3.2粒子群算法

Kennedy和Ebehart在1995年的時候提出了模擬鳥群覓食環(huán)節(jié)的粒子群法，從一個優(yōu)化解集進行搜索，經(jīng)過個體之間的相互競爭與合作，實現(xiàn)復雜空間中最優(yōu)解的全局搜群法與遺傳算法相比，容易實現(xiàn)、原理簡單以及有記憶性，不需要進行變異與交叉操作，需要調(diào)節(jié)的參數(shù)并不是非常的多，收斂的速度很快，算法所獨有的并行搜索不僅能夠降低陷入局部極小的可能性，進一步提高了算法的性能與計算的效率。目前，其已經(jīng)被應用到了對目標函數(shù)進行、對優(yōu)化動態(tài)環(huán)境進行優(yōu)化與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓練等其它方面，然而運用在機械優(yōu)化設(shè)計中的研究還是非常少的。

4案例分析

內(nèi)燃機連桿結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計。運用傳統(tǒng)的設(shè)計是很難使得連桿達到不但要輕而且又非?？煽康哪繕耍x用最優(yōu)化方法并結(jié)合采用有限元法數(shù)值計算技術(shù)對連桿結(jié)構(gòu)進行分析，則可圓滿完成這一任務，并得出連桿最優(yōu)化設(shè)計后的結(jié)構(gòu)形狀。在連桿結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計計算中，每向最優(yōu)方案前進一步，都需要對連桿結(jié)構(gòu)進行有限元研究，其主要目標就是為最優(yōu)化的設(shè)計提供變形、應力以及疲勞安全系數(shù)等相關(guān)信息。運用有限元的方式對連桿結(jié)構(gòu)在全部720°循環(huán)的過程中做動態(tài)分析，會獲得非常好的效果，然而這就會導致會有一個非常繁瑣的計算過程，需呀花費大量的時間。所以，在最優(yōu)化過程中可配合使用計算比較方便、結(jié)果也比較準確以及花費時間比較少的最大拉、壓工況下的有限元靜力分析，而后對連桿上應力、變形最大及疲勞安全系數(shù)最小的特征部位的計算結(jié)果進行動態(tài)修正。修正值可通過對連桿最優(yōu)化設(shè)計初始方案的動態(tài)分析或?qū)σ延羞B桿的動應力電測得到。

5結(jié)語

機械優(yōu)化設(shè)計為機械工程界創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟財富，伴隨科技手段的不斷更新，優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展具有非常廣闊的前景。目前的優(yōu)化正逐漸的發(fā)展成為多學科的優(yōu)化設(shè)計，完全運用最先進的計算機技術(shù)。虛擬設(shè)計技術(shù)是未來發(fā)展的重點，仿真技術(shù)也逐步向著協(xié)同化與系統(tǒng)化的方向不斷發(fā)展。目前依然處在理論探究階段的結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化、結(jié)構(gòu)動態(tài)性能優(yōu)化設(shè)計、智能算法優(yōu)化設(shè)計、可靠性穩(wěn)健設(shè)計、柔性機械優(yōu)化以及綠色優(yōu)化等都是未來機械優(yōu)化設(shè)計的重點發(fā)展方向。然而我們依然需要注意的是，在逐漸增強優(yōu)化技術(shù)水平的同時，國內(nèi)的機械加工的工藝水平、制造技術(shù)以及加工手段也需要同步增強，否則機械的整體水平依然會停在原地。這不但要引入先進的加工技術(shù)，更為重要的是不斷增強加工設(shè)備自身的性能，特別是數(shù)控機床的加工水平。增強與國際技術(shù)發(fā)達國家之間的溝通與合作，軟、硬件技術(shù)共同提升，以期達到機械設(shè)計——加工一體化的目的。

作者:張鑫 單位:西京學院

參考文獻:

第2篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：機械優(yōu)化；設(shè)計理論；方法研究

引言

機械優(yōu)化設(shè)計在一定程度上是機械領(lǐng)域移植中最優(yōu)設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計對機械應該過程有著重要的推動作用。機械設(shè)計不僅利于方案的優(yōu)化設(shè)計，能夠把繁瑣的設(shè)計問題進一步的簡單化，同時也是機械設(shè)計過程中比較重要方案之一。

1.機械優(yōu)化設(shè)計過程中的理論特點

1.1具有一定的針對性

針對機械優(yōu)化設(shè)計而言，其特點在一定程度上具有針對性，相應優(yōu)化方式能夠?qū)獌?yōu)化問題，每個不同的優(yōu)化設(shè)計形式不僅具有一定的范疇，同時也具有相應的領(lǐng)域要求。在對機械優(yōu)化進行設(shè)計的過程中，要對情況進行具體的分析，對數(shù)據(jù)進行參考，對其蘊含變量形式進行有效的考慮，在一定程度上對效果的最佳狀態(tài)進行優(yōu)化。

1.2具有客觀性

客觀性體現(xiàn)主要是在數(shù)學模型基礎(chǔ)上進行建立的，在對機械進行優(yōu)化的過程中，應該注意把一些具體的設(shè)計問題進一步的轉(zhuǎn)換為具體的數(shù)學問題。按照可觀性進行分析，對其相應的函數(shù)變量進行有效的分析，結(jié)合具體形式制定出具體的設(shè)計優(yōu)化形式，對數(shù)學模型進行建立，分析機械優(yōu)化數(shù)據(jù)，對優(yōu)化的形式進行不斷的完善。

1.3具有一定的創(chuàng)新性

針對創(chuàng)新而言，它是新時代的新思想，只要擁有創(chuàng)新，社會經(jīng)濟才能夠在一定程度上不斷的發(fā)展。機械在進行優(yōu)化設(shè)計時，也不能夠離開創(chuàng)新思想，優(yōu)化設(shè)計屬于傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計所優(yōu)化的結(jié)果，針對傳統(tǒng)的優(yōu)化型設(shè)計而言，其設(shè)計相對來說比較老舊，不適合現(xiàn)代生活成產(chǎn)中的優(yōu)化，現(xiàn)代生產(chǎn)過程中的機械優(yōu)化設(shè)計能夠?qū)Ξa(chǎn)品的性能進行主動分析。由于科學時代的發(fā)展，人們對計算機應用方式進行不斷的借助，對函數(shù)進行大規(guī)模運算，通過運算能夠在一定程度上得出機械優(yōu)化設(shè)計中的最優(yōu)方案。

2.機械優(yōu)化設(shè)計過程中的方法

2.1對準則進行優(yōu)化

針對準則化而言，它在一定程度上是優(yōu)化設(shè)計過程中一種傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式，原理的形成不是根據(jù)數(shù)學進行計算，而是結(jié)合物理學角度以及力學角度等進行有效的分析，具有一定的主觀性。其優(yōu)點就是對概念進行更加直觀的優(yōu)化，計算所根據(jù)的物理原理相對來說比較簡單，在單一目標函數(shù)形勢下有著更加好的優(yōu)化效果，在一定程度上適合傳統(tǒng)工程的應用。但是有力也有弊，弊端就是在對多目標函數(shù)進行優(yōu)化的過程中，比較容易出現(xiàn)問題，優(yōu)化效率相對來說也是比較低的。

2.2對于線性規(guī)劃

針對線性規(guī)劃而言，在一定程度上對數(shù)學極值原理的方式進行有效的運用以及優(yōu)化，是機械優(yōu)化設(shè)計過程中比較重要的方法。線性規(guī)劃方法不僅可以分為單純形法，同時還可以分為序列線性規(guī)劃法。單純形法一開始是由美國學者進行提出的，是對優(yōu)化設(shè)計方式進行解答的一個簡單和直接的方法，單純形法對單一目標進行相應的分析，并且具有優(yōu)化的作用，但是在對多函數(shù)進行運算的過程中，顯得不是特別有效。序列線性規(guī)劃法能夠在一定程度上拆解機械設(shè)計問題，對部分優(yōu)化模式也能夠進行有效的求解，對其進行分步驟的進行求解，在對每部進行解答后在對其進行有效的整合，進行重新求解，最終對準確的數(shù)值進行有效的求解。這樣能夠讓機械優(yōu)化設(shè)計過程在一定程度上更具有準確性，但是針對計算形式來說，比較繁瑣，具有較大的計算工作量，因此。效率性的缺少，不利于機械優(yōu)化設(shè)計。

2.3對于非線性規(guī)劃

針對非線性規(guī)劃而言，在實際生產(chǎn)以及生活的過程中，非線性規(guī)劃應用相對來說是比較廣泛的。對機械優(yōu)化設(shè)計過程中起到推動性作用，對線性規(guī)劃進行完全運用的解讀的結(jié)果是比較片面的，因此非線性規(guī)劃運用在一定程度上是一項比較重要的革新方式。非線性規(guī)劃在數(shù)學模式進行計算的過程中，不僅可以分為無約束直接法，還可以分為無約束間接法。針對無約束直接法在一定程度上主要是對機械優(yōu)化設(shè)計方式中的已有數(shù)據(jù)進行分析，同時也對再生信息進行試探分析，對最優(yōu)值形式進行求出。然而無約束間接法在一定程度上是對數(shù)學原理進行利用，對函數(shù)進行計算求優(yōu)方式。是機械優(yōu)化設(shè)計過程中比較重要的組成部分。

3.機械在進行優(yōu)化設(shè)計過程中的主要展望

在目前生產(chǎn)生活當中，機械優(yōu)化設(shè)計的應用還不是很廣泛，其原因就是具有較大的建模難度，現(xiàn)今技術(shù)模式在進行計算的過程中，顯得比較低，具有較低的準確性，對復雜的優(yōu)化產(chǎn)品難以進行處理，對全局進行解答都是比較吃力的，所以在進行研究優(yōu)化的過程中，可以先從簡單的部件進行有效地優(yōu)化，對優(yōu)化效率進行不斷的提升。在原有基礎(chǔ)上加入先進的生產(chǎn)技術(shù)，對生產(chǎn)優(yōu)化的方式和方法進行有效的探究，促進系統(tǒng)優(yōu)化的全面性。

4.總結(jié)

隨著經(jīng)濟時代的不斷發(fā)展，計算機應用技術(shù)在一定程度上在機械優(yōu)化設(shè)計中得到了比較廣泛的應用，這讓優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)業(yè)得到了一定的發(fā)展。所以，在進行優(yōu)化設(shè)計時，應該注意理論和實踐這兩者的結(jié)合，這樣才能夠讓機械化設(shè)計得到廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1]董立立，趙益萍，梁林泉，朱煜，段廣洪.機械優(yōu)化設(shè)計理論方法研究綜述[J].機床與液壓，2010，15：114-119.

第3篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】優(yōu)化設(shè)計 創(chuàng)新平臺 大學教育

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2012）23-0097-01

一 機械優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)新平臺建設(shè)的意義

創(chuàng)新，也叫創(chuàng)造。創(chuàng)造是個體根據(jù)一定目的和任務，運用一切已知的條件，產(chǎn)生出新穎、有價值的成果（精神的、物質(zhì)的）的認知和行為活動。創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。我國已確定了在2020年把我國建設(shè)成為創(chuàng)新型國家的奮斗目標，這標志著我國進入了創(chuàng)新型國家建設(shè)時期。提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家是國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心，是提高綜合國力的關(guān)鍵。創(chuàng)新型國家要由創(chuàng)新人才來創(chuàng)造，因此創(chuàng)新型國家的基礎(chǔ)是創(chuàng)新人才。美國心理學家和教育家泰勒提出：創(chuàng)造活動不但對科技進步，而且對國家乃至全世界都有著重要的影響，哪個國家能最大限度地發(fā)現(xiàn)、發(fā)展、鼓勵人民的潛在創(chuàng)造性，哪個國家在世界上就處于十分重要的地位，就可立于不敗之地。

大學生是最具創(chuàng)新潛力的群體之一。黨的十七大提出“優(yōu)先發(fā)展教育，建設(shè)人力資源強國”，強調(diào)“實施擴大就業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，促進以創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)”，“完善支持自主創(chuàng)業(yè)，自謀職業(yè)政策，加強就業(yè)觀念教育，使更多勞動者成為創(chuàng)業(yè)者”。在高等學校開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，積極鼓勵高校學生自主創(chuàng)業(yè)，是教育系統(tǒng)深入學習實踐科學發(fā)展觀，服務于創(chuàng)新型國家建設(shè)的重大戰(zhàn)略舉措；是深化高等教育教學改革，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要途徑；是落實以創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)，促進高校畢業(yè)生充分就業(yè)的重要措施。為貫徹落實黨的十七大提出的“提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家”和“促進以創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)”的發(fā)展戰(zhàn)略，教育部下發(fā)了《關(guān)于大力推進高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》（以下簡稱《意見》）?！兑庖姟芬蟾叩葘W校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育要面向全體學生，融入人才培養(yǎng)全過程。要在專業(yè)教育基礎(chǔ)上，以轉(zhuǎn)變教育思想、更新教育觀念為先導，以提升學生的社會責任感、創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)業(yè)能力為核心，以改革人才培養(yǎng)模式和課程體系為重點，大力推進高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育工作，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

創(chuàng)新教育起源于20世紀80年代的歐美國家，而1997年清華大學發(fā)起的“清華大學創(chuàng)業(yè)計劃大賽”標志著我國高等學校創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育的開始。同年，團中央、中國科協(xié)、全國學聯(lián)決定舉行首屆“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)大賽，掀起我國各知名高校探索、發(fā)展大學生創(chuàng)業(yè)教育的。2002年教育部確定清華大學、北京航空航天大學等9所大學為我國創(chuàng)業(yè)教育試點院校，給予政策和經(jīng)費支持，探索我國高校學生創(chuàng)業(yè)教育的基本方法和發(fā)展模式?，F(xiàn)階段，高等院校積極開展大學生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)教育對有效緩解大學生就業(yè)壓力，深化教育改革，強化大學生人格發(fā)展以及促進教育與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展均具有極為重要的社會意義與實踐價值。

以上表明，我國已將大學生創(chuàng)新活動納入高等教育培養(yǎng)目標，并將其提到一個相當重要的位置。

二 機械優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)新平臺建設(shè)的基本思路和內(nèi)容

對于機械優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)新平臺來說，它首先是創(chuàng)新了工科院校應用型人才培養(yǎng)模式，是建設(shè)創(chuàng)新型國家對高等工程教育發(fā)展提出的歷史性要求。我們準備建設(shè)的創(chuàng)新平臺，主要是要利用農(nóng)業(yè)大學工科教學現(xiàn)狀和自身客觀條件，利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，創(chuàng)設(shè)良好的創(chuàng)新學習環(huán)境，以彌補目前課程硬件設(shè)施的不足。學生可利用計算機隨時登錄機械優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)新視頻和實踐教學平臺，根據(jù)自己的需要觀察學習各式各類機器機構(gòu)、各種優(yōu)化設(shè)計實例，有效開闊學生的工程實踐視野，幫助學生充實和積累學生創(chuàng)新感性認識。為學生具體創(chuàng)新活動提供充實可用的創(chuàng)作素材；利用視頻實踐教學平臺，學生不僅能夠掌握傳統(tǒng)機械工程設(shè)計的基本方法，而且能夠?qū)W習先進的工程優(yōu)化設(shè)計軟件。提高農(nóng)業(yè)院校本科生的新設(shè)計方法的自我學習能力，縮小農(nóng)業(yè)院校學生與重點院校學生在專業(yè)技術(shù)軟件運用能力之間的差距。視頻實踐教學平臺的建立能極大地方便了學生工程創(chuàng)新能力和實踐能力的提高。

其次是構(gòu)建多元化應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，是適應我國大眾化高等教育的發(fā)展，滿足社會多層次人才質(zhì)量標準需求的必由之路。教育部部長周濟指出：到2005年底，中國的高等學校數(shù)為2300余所，在校的大學生總數(shù)已超過2300余萬人，高等教育的毛入學率已提高到21%，實現(xiàn)了高等教育大眾化的歷史目標。大眾教育的形成促使高校培養(yǎng)的人才盡快由知識型、技術(shù)型向?qū)W習型和能力型轉(zhuǎn)化。同時越來越復雜、廣泛和變化不定的社會市場對人才的需求，也為大眾化教育下多元化應用型人才培養(yǎng)模式提供了廣闊的發(fā)展前景。

最后是創(chuàng)新工科院校應用型人才培養(yǎng)模式，面向地方經(jīng)濟的快速發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)創(chuàng)新人才，是教育為振興河南工業(yè)基地建設(shè)和服務的重要任務，也是標本兼治、提高畢業(yè)生就業(yè)能力的重要途徑。河南作為產(chǎn)業(yè)基地（主要是制造業(yè)）的地位日益突出，以技術(shù)引進、吸收、改造、提高與創(chuàng)新成為該省社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的主要驅(qū)動力。社會經(jīng)濟發(fā)展對現(xiàn)代工程師也提出了更高的要求，而創(chuàng)新則是現(xiàn)代工程的本質(zhì)屬性。培養(yǎng)具備良好的知識、能力、素質(zhì)，能綜合運用科學理論和技術(shù)手段來分析與解決各種工程問題的能力的高素質(zhì)創(chuàng)新人才，是高等工科院校研究與建構(gòu)應用型人才培養(yǎng)的教育體系的核心內(nèi)容。

三 結(jié)束語

近年來，河南高校的學科專業(yè)建設(shè)工作取得了很大成績，培養(yǎng)了大批專業(yè)人才，為推進該省經(jīng)濟發(fā)展作出了重要貢獻。目前，該省工業(yè)調(diào)整振興的任務十分繁重，對各類工程技術(shù)人才特別是創(chuàng)新型人才提出了更加緊迫的需求。在新形勢下，充分發(fā)揮企業(yè)與高校的優(yōu)勢和作用，做好河南企校共建工科專業(yè)工作，是貫徹落實科學發(fā)展觀，加強企校合作的一種機制創(chuàng)新；是加快企業(yè)人才培養(yǎng)，壯大創(chuàng)新人才隊伍，推進該省工業(yè)調(diào)整振興與經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措；是推動企校人才供需對接，實現(xiàn)企校優(yōu)勢互補、資源共享的有效形式，對于更好地貫徹落實河南省委、省政府重要部署，推進經(jīng)濟文化強省建設(shè)，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻

第4篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

自動化控制設(shè)計，應用計算機智能控制，實現(xiàn)自動感應、自動配置、自動控制操作提高安全性能?？煽啃栽O(shè)計，避免過多的更換零部件，提高整機可靠性能，減少污染，符合人性化的設(shè)計原則。系統(tǒng)設(shè)計，采用多級防塵設(shè)計結(jié)構(gòu)，防止異物進入，應用自動加注設(shè)施，高效集中，定時定量，減少成本，環(huán)保方便。

二、綠色環(huán)保機械的優(yōu)化設(shè)計

（一）材料選擇

在材料選擇上要盡量考慮可再生利用的資源，選用可回收、易分解、可再生且環(huán)保的材料，尤其是結(jié)構(gòu)件的設(shè)計要滿足無毒、對環(huán)境無害的選配要求，以提高機械材料的再生率為宗旨?；诘湍芎摹㈤L壽命、無污染的原則，盡可能提高耐久性能，實現(xiàn)機械化高效率。

（二）電機選擇

在選擇電機的過程中，要選擇低油耗、低排放、低噪聲的低公害電機，采用先進的科學發(fā)展技術(shù)，降低污染，減少噪聲影響。比如，環(huán)保型水冷增壓柴油機，噪聲小、排放低、油耗小，運行安全可靠。

（三）優(yōu)化技術(shù)改進

1.降低機械產(chǎn)品的振動和噪音影響

機械振動和噪音是機械設(shè)計中的焦點問題，一直備受人們的關(guān)注。降低噪聲不僅體現(xiàn)了環(huán)保，也貫徹實施了人性化的設(shè)計策略。例如，在主機系統(tǒng)設(shè)計中可采用液壓馬達驅(qū)動代替發(fā)動機驅(qū)動冷卻風扇，不僅達到了降低噪聲的目的，還可以降低液壓油泵振動、油管振動產(chǎn)生的噪聲。又如，在裝載機設(shè)計中，采用雙向減振懸掛系統(tǒng)克服整機動力傳動系統(tǒng)與車架間的共振及動力系統(tǒng)的磨損。

2.液壓系統(tǒng)的清潔和防滲漏改進

注意保持液壓系統(tǒng)的清潔對機械工程來說是非常重要的。在液壓系統(tǒng)設(shè)計階段要特別的精心，要采用國內(nèi)外先進的科學技術(shù)、高端的設(shè)計，這樣不僅可以除去油液中的垃圾，還可以減少機械部件的磨損，延長使用壽命。做好液壓系統(tǒng)保潔可以避免油溫升高過快，延長更換機油的時間。比如，采用增壓液壓油箱，可以防止灰塵和水分的進入，達到液壓清潔的目的。因此，采用耐腐蝕、優(yōu)良性能的液壓管道,再加上精心的設(shè)計，是防止?jié)B漏污染，保持液壓系統(tǒng)清潔的有效結(jié)合。

（四）節(jié)能設(shè)計

綠色環(huán)保是當前機械工程發(fā)展的新要求，是符合人性化追求的設(shè)計宗旨。低消耗、無污染是機械設(shè)計的一個重要理念。在機械系統(tǒng)設(shè)計過程中，一定要做好高效節(jié)能的設(shè)計。在設(shè)備選材過程中選用節(jié)能發(fā)動機，可以考慮采用雙泵分合流技術(shù)、液壓負荷傳感技術(shù)和靜液驅(qū)動技術(shù)等設(shè)計方式達到高效節(jié)能的目的，實現(xiàn)環(huán)境的有效保護。

三、總結(jié)

第5篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：《機械優(yōu)化設(shè)計》；課程設(shè)計；《機械設(shè)計》課程體系

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）08-0212-02

一、國內(nèi)教學現(xiàn)狀

《機械優(yōu)化設(shè)計》是機械設(shè)計制造類本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是數(shù)學規(guī)劃與計算機技術(shù)高度結(jié)合的學科。本課程通常以理論教學為主，涉及的數(shù)學知識與優(yōu)化算法較多，其內(nèi)容理論性強，又很抽象，不易理解，導致學生學習該課程的熱情普遍不高。江蘇大學是國內(nèi)較早開始《機械優(yōu)化設(shè)計》課程的學校之一。馬履中等[1]在教學改革中，將教材內(nèi)容不斷更新、注意優(yōu)化軟件建設(shè)，不斷更新和自編新的優(yōu)化軟件，注意教學手段的改革，積極推行多媒體教學及雙語教學；注意收集學生的優(yōu)秀作業(yè)、應用實例、優(yōu)化軟件。長江大學汪建華等[2]重視對學生知識應用能力和實際操作能力的培養(yǎng)，以適應社會需要為目標，著重“應用”二字，以“應用”為主旨和特征構(gòu)建教學內(nèi)容，重視對學生的技術(shù)應用能力的培養(yǎng)。教學中引入Matlab優(yōu)化工具箱，減少學生編程與調(diào)試的工作量，將課程教學重點放在數(shù)學模型的建立上，優(yōu)化方法的選擇，以及Matlab優(yōu)化工具箱中優(yōu)化函數(shù)的使用上，使學生既學到了優(yōu)化的思想與理論方法，又能夠把實際決策問題用數(shù)學建模的方法轉(zhuǎn)化為優(yōu)化模型。河南工業(yè)大學武照云等[3]加大實驗環(huán)節(jié)的學時安排（10學時左右為宜），開發(fā)基于Matlab的算法程序庫，運用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z言Visual Basic進行軟件開發(fā)，采用算法可視化技術(shù)。何亞銀[4]開展課堂板書、多媒體教學和網(wǎng)絡(luò)教學相結(jié)合的授課方式，將《機械優(yōu)化設(shè)計》與C語言相結(jié)合，通過C語言編程來實現(xiàn)相關(guān)算法。目前國內(nèi)外的機械工程教育向著復合型人才和工程應用能力培養(yǎng)的趨勢發(fā)展，學生不僅需要有堅實的數(shù)理科學知識，同時需要工程實踐方面的訓練，強調(diào)理解知識、掌握學習的方法、培養(yǎng)獨立分析與解決工程實踐問題的能力。機械設(shè)計類現(xiàn)行的且已延續(xù)了幾十年的教學方式中，《機械原理》、《機械設(shè)計》的課程及課程設(shè)計四個教學環(huán)節(jié)孤立地完成，教學內(nèi)容不連貫，學生接受《機械設(shè)計》的有關(guān)知識和技能缺乏系統(tǒng)性。傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品開發(fā)方法中，其設(shè)計、制造及檢測環(huán)節(jié)相互獨立，嚴重脫節(jié)，須反復進行產(chǎn)品樣機的試制—檢測—修改設(shè)計。即使這樣，一些嚴重的結(jié)構(gòu)缺陷及設(shè)計原理、基本參數(shù)的錯誤在設(shè)計階段也往往不能及時被發(fā)現(xiàn)，有的到了產(chǎn)品開發(fā)的后期或正式生產(chǎn)時甚至在投入使用一段時間后才發(fā)現(xiàn)，有時產(chǎn)品還不得不返回到設(shè)計構(gòu)造階段以便進行必要的設(shè)計變更。這樣的產(chǎn)品開發(fā)程序效率低，浪費了大量時間、人力和資金。目前，《機械優(yōu)化設(shè)計》的教學方法仍然有很多值得探索的地方。如何提高學生的學習積極性，擺脫傳統(tǒng)的以講授數(shù)學原理為主的教學方法，對本課程的教學內(nèi)容、教學模式、教學手段進行改革，已經(jīng)勢在必行。

二、我校開展《機械優(yōu)化設(shè)計》的實踐與總結(jié)

本課程所依托的《機械設(shè)計》課程為山東省精品課程，所在教學團隊為省級團隊。長期以來，青島理工大學機械工程學院《機械設(shè)計》教研室在林晨老師和楊志強老師的領(lǐng)導和帶動下，具有良好的教學研究基礎(chǔ)和傳統(tǒng)。《機械優(yōu)化設(shè)計》課程教學的順利執(zhí)行，必需與《機械原理》和《機械設(shè)計》課程相結(jié)合。為了推進該課程的教學，我們在《機械原理》課程的教學中即引進優(yōu)化設(shè)計的理論，即在平面連桿機構(gòu)設(shè)計這部分教學時，初步講授優(yōu)化設(shè)計理論。2012年我們選用了清華大學出版社出版、李萬祥老師主編的《工程優(yōu)化設(shè)計與MATLAB實現(xiàn)》[5]這本書，筆者和同學普遍感覺挺好。該書的優(yōu)點在于對應每一個算法，都附有相應的MATLAB程序。學生可以在掌握算法的基本知識點以后，利用這些程序上機操作。MATLAB語言簡潔，代碼靈活，具有極其豐富的庫函數(shù)資源，并且對代碼的書寫形式?jīng)]有很嚴格的限制，同時利用豐富的庫函數(shù)簡化了子程序的編寫任務；具有功能強大的圖形功能，可以將計算結(jié)果生成圖形或進行運動仿真。傳統(tǒng)教材僅介紹算法。程序需要學生自己編寫。這對于我們僅有32學時的選修課來說，要求學生編寫簡單的程序是可能的，但是要書寫較長的、本身就比較復雜的算法是不容易的。筆者長期從事數(shù)值模擬工作，在實踐中發(fā)現(xiàn)，教給學生掌握編程技術(shù)最簡單高效的方法，就是給學生現(xiàn)成的程序，然后在其基礎(chǔ)上進行修改。在上課過程中，采用多媒體教學方法，并安排4～6學時的上機學時。在教學過程中，為了讓同學對優(yōu)化設(shè)計方法的應用有更深的認識，要求學生對機械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計情況、先進的優(yōu)化設(shè)計方法等方面進行調(diào)研，并通過圖書館“維普數(shù)據(jù)庫”查閱文獻資料，書寫讀書報告。課程進行過程中，結(jié)合平行進行的《機械設(shè)計》課程的內(nèi)容，讓同學們進行軸和帶傳動的優(yōu)化設(shè)計等計算。在課程結(jié)束時，結(jié)合平行進行的減速器的課程設(shè)計，要求同學使用優(yōu)化理論對減速器進行設(shè)計。同學們最開始都覺得比較難，經(jīng)任課教師答疑，他們最終調(diào)試好程序，計算出優(yōu)化后的結(jié)果，同學們普遍有豁然開朗之感。根據(jù)以上的教學思想，這樣就可以簡單方便地把《機械原理》、《機械設(shè)計》和《機械優(yōu)化設(shè)計》這三門課程有序地結(jié)合起來。

三、思考

數(shù)學語言描述了機械工程中的各類現(xiàn)象，所以《機械優(yōu)化設(shè)計》這門課給出了各種數(shù)值計算方法及相關(guān)數(shù)學模型。但學生在學習課本前面的數(shù)值方法時往往容易糊涂。所以我們在講授這門課時，必須先提出工程實際問題，然后再根據(jù)實際問題提煉出數(shù)學模型，再進行求解。這門課的理念，應該不只局限于機械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計本身。優(yōu)化設(shè)計的教學目的并非只是教給學生如何建立數(shù)學模型，甚至是如何編程并上機，最終的目的應是為了解決實際工程問題，并在生活和工作中貫徹優(yōu)化設(shè)計的理念，給生活和工作提供方便。優(yōu)化設(shè)計的理念在《機械設(shè)計》中可以應用到各個方面，并且和其他先進設(shè)計方法如摩擦學設(shè)計、可靠性設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合。比如，能源短缺問題已成為世界各國密切關(guān)注的重要問題。我國的能源形勢十分緊張，能源供需矛盾突出。受技術(shù)水平制約，我國許多能耗設(shè)備效率較低，在能源緊張的同時還存在著比較嚴重的浪費現(xiàn)象。因此，節(jié)能是我國國民經(jīng)濟發(fā)展中的長期戰(zhàn)略任務。那么如何能夠設(shè)計出節(jié)能的機械，哪怕只節(jié)省1%，那么節(jié)省的能源數(shù)量也是驚人的。教學的目的是為了工程實際應用，而不是與工程實際脫節(jié)。所以在接下來的教學過程中，筆者設(shè)想，應該增加與工廠生產(chǎn)實際相關(guān)聯(lián)的設(shè)計題目。而且作為教研室的教學儲備，打算以本科生畢業(yè)設(shè)計的形式做一些優(yōu)化設(shè)計的工程題目。這個難度要求雖然更高，但比較有意義。

參考文獻：

[1]馬履中，楊啟志，尹小琴，等.“機械優(yōu)化設(shè)計”課程教學改革[J].江蘇大學學報，2003，25（4）：95-97.

[2]汪建華.袁新梅.《機械優(yōu)化設(shè)計》課程教學改革與探索[J].長江大學學報（自然科學版），2011，8（10）：119-121.

[3]武照云，劉曉霞，劉楠皤，李麗.《機械優(yōu)化設(shè)計》課程教學研究與改革[J].機械管理開發(fā)，2011，（1）：190-191.

第6篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市發(fā)展速度也越來越快，越來越多的農(nóng)村人口開始向城市轉(zhuǎn)移。為了解決有限的建筑面積和不斷增多的人口之間的矛盾，高層建筑的應用越來越廣泛，這也造成了電梯在人們生活中的大量應用。在現(xiàn)實生活中時常會出現(xiàn)電梯故障，這給人們的生活和工作帶來巨大的影響。為了能解決這一問題，盡可能的降低電梯故障對人們生活的影響，文章從電梯起重機械入手，深入分析電梯故障產(chǎn)生的原因，并有針對性的提出了改進建議，最后還詳細闡述了電梯起重機械故障診斷系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中的應用。

關(guān)鍵詞：

起重機械；故障診斷；優(yōu)化設(shè)計

隨著高層建筑在城市的大規(guī)模應用，電梯起重機械在人們的生活中已成為不可缺少的代步工具，起的作用越來越大。但沖頂、墩地、溜梯等電梯故障的出現(xiàn)給人們的生活也帶來了巨大的不便，嚴重的甚至危及人們的生命安全。為了盡可能的減少這些故障問題的出現(xiàn)，保障人們的生命財產(chǎn)安全，文章通過對當前已知的電梯起重械的故障特點進行分析，有針對性的提出了一些故障檢測與優(yōu)化改良的措施。

1電梯起重機械故障特征

為了方便建筑高層居民的生活，電梯在高層建筑中被非常廣泛的應用。相關(guān)機構(gòu)通過一系列的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電梯的安全度比爬樓梯安全要高出50倍。除此之外，我國在歐洲EN81標準基礎(chǔ)上制定了GB7588《電梯制造與安裝安全規(guī)范》標準，這項規(guī)定也使得我國成為電梯方面要求最高的國家。這項條文出臺不久國家就規(guī)定所有相關(guān)機構(gòu)必須嚴格遵守，強制落實。根據(jù)此條文的相關(guān)內(nèi)容。電梯的零部件要先經(jīng)過相關(guān)的權(quán)威機構(gòu)進行檢驗和型式試驗合格后方可實用。另外在新電梯投入使用前或者經(jīng)過改造再次運行前都要由相關(guān)的機構(gòu)進行嚴格詳細的檢測。盡管這些規(guī)定在法律法規(guī)、標準、規(guī)范、規(guī)程上保障了電梯的安全性，但電梯實際故障還是時常發(fā)生。這就要求我們對已經(jīng)出現(xiàn)的電梯故障加以分析并提出解決這類問題的有效方法方案。

1.1機械疲勞引發(fā)的故障

隨著科技的發(fā)展，電梯中的荷載稱量方式也應與時俱進，那些與時展脫節(jié)的技術(shù)與設(shè)備應該及時淘汰。舉例來說，當前電梯中采用的電磁式稱量裝置能夠?qū)﹄娞莺奢d進行持續(xù)的檢測，并通過與群控系統(tǒng)關(guān)聯(lián)對電梯的啟動與運行進行適時的調(diào)節(jié)，保證電梯的順利、安全運行，這是傳統(tǒng)的開關(guān)荷載檢測技術(shù)與設(shè)備無法實現(xiàn)的。

1.2系統(tǒng)出現(xiàn)的故障

相比其他部件，電梯門是故障發(fā)生率最高的部位。為了保障電梯的安全性，一般會在電梯上的轎箱的底盤上安裝兩個微動開關(guān)，只要電梯的荷載不超過滿載值（滿載值一般是極限載重額的80%）只會觸發(fā)一個微動開關(guān)，這時電梯能正常運行；一旦超過滿載值就會同時觸發(fā)兩個微動開關(guān)，電梯將停止運行，并發(fā)出警示，同時電梯門也不會關(guān)閉。

1.3自然磨損引起的故障

如同其他的機械部件，電梯內(nèi)的部件也會隨者使用時間的延長而逐漸磨損。盡管這種現(xiàn)象不可避免，我們還是可以通過一些手段減小磨損帶來的影響，避免電梯出現(xiàn)故障。

2電梯起重機械故障診斷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計措施

為了保障人們的生命安全，現(xiàn)實生活中的電梯都會有一定的保護措施。這種保護作用通常是通過一些保護裝置來實現(xiàn)的，裝置會在特定的情況下如電梯超載時發(fā)出警示同時阻斷電梯的運行，以此來保護電梯里的人們。這些裝置種類繁多，按照安裝位置的不同可以分為以下幾類。

2.1活動轎廂

這種荷載裝置是將橡膠固定在底盤和轎廂底盤的中間。通過橡膠的形變來感知荷載的變化，將這個裝置與控制系統(tǒng)聯(lián)動。一旦超載，橡膠發(fā)生形變觸發(fā)保護機制。由于這種方法費用低、安全性好，是當前應用最為廣泛的裝置，這種方法唯一的缺點就是一旦損壞更換極其不方便。

2.2活動轎廂地板這種裝置

主要是被安裝在電梯內(nèi)部，但是并不會直接與電梯部件接觸。當電梯內(nèi)有荷載時，電梯的地板會發(fā)生輕微形變向下凹陷，當荷載超過一定值時，地板就會與裝置接觸引發(fā)保護機制。

2.3轎頂稱量裝置

顧名思義，這種裝置通常是被安裝在電梯箱的頂部的繩頭組合處，它的主要部件是杠桿和彈簧組。該裝置通過杠桿的擺動幅度來反映電梯箱內(nèi)荷載的大小，一旦超載，杠桿擺動幅度達到一定程度就會出發(fā)保護機制。

2.4機房稱量裝置

如果超載裝置無法安裝在轎底或轎頂，而且電梯采用2：1繞法的時候，可以在機房中安裝超載裝置。這種裝置與轎頂?shù)姆Q量裝置比較類似，也是安裝在電梯頂部的繩頭結(jié)合處。不同的是這種裝置的杠桿是隨著繩頭組縱向移動。一旦荷載超過一定值，剛好自動達到一定距離就觸發(fā)保護機制。

2.5電磁式稱量裝置

隨著科技的發(fā)展，電梯技術(shù)也取得了很大的成就，為了準確獲取所有的電梯荷載情況，以便及時的對電梯的運行狀況進行調(diào)整電梯的群控技術(shù)得到了很大程度的發(fā)展。

3電梯起重機械故障診斷系統(tǒng)的應用及改善

（1）電梯主要是用來垂直輸送人員或者材料的裝置，電梯作用的發(fā)揮離不開各個部件的正常運作。只有電梯的各個部件都符合相關(guān)的安全規(guī)定，各個運行環(huán)節(jié)都按照相關(guān)要求進行操作，電梯順利進行，才能保證電梯的安全。這就需要設(shè)計人員在設(shè)計電梯時充分考慮所有因素，設(shè)計出最合理的電梯結(jié)構(gòu)，施工單位認真負責，嚴格按照設(shè)計和相關(guān)規(guī)范施工，確保施工質(zhì)量，投入運行后相關(guān)的人員及時維護。只有通過多方努力才能實現(xiàn)電梯安全。

（2）對電梯的維護通常由以下兩種方式來進行：a.通過科學的管理對電梯發(fā)生的故障進行預測，并做好預防措施，降低故障率，保證電梯的順利運行，即維護形式的措施；b.而維護類別的措施也是一種在做好預測、預防措施的同時根據(jù)實際的情況進行調(diào)整以減小部件的磨損度。通過平時的小規(guī)模維修來減少大規(guī)模修理的次數(shù)。這也是當前應用最廣的方法。

（3）除了對電梯進行及時的維修外，還要注意對電梯備用部件的管理。a.通過協(xié)調(diào)各個部門，及時的采購相關(guān)的部件，并對采購的部件進行嚴格的檢測保證其質(zhì)量。b.注意加強對倉庫的監(jiān)管，確保替換的備用部件達到相關(guān)標準的要求。對于電梯也要進行及時的檢測，依據(jù)檢測結(jié)果，對電梯故障進行預測，有針對性的進行預防和優(yōu)化改良。降低電梯的故障率，降低對人們生活的影響。

4堅持定期檢驗檢測

為確保電梯安全運行，最重要的是嚴格執(zhí)行《特種設(shè)備安全法》的規(guī)定，堅持定期檢驗，《特種設(shè)備安全法》第40條明確規(guī)定“未經(jīng)定期檢驗或者檢驗不合格的特種設(shè)備，不得繼續(xù)使用”違反了《特種設(shè)備安全法》的這一規(guī)定，屬違法行為。綜上所述，對電梯起重械進行故障診斷對減少電梯起重械故障有著非常顯著的效果。因此必須通過科學的檢測手段、先進的檢測技術(shù)、專業(yè)的檢測設(shè)備對電梯起重機械進行系統(tǒng)、嚴格的檢測，預防電梯起重機械故障。并根據(jù)對已知的電梯故障的分析結(jié)果提出相應的優(yōu)化方案。

參考文獻：

[1]陳本明.起重機械存在的安全隱患及其分析[J].科技資訊，2015（16）.

[2]劉鈺，周鑫.淺談起重機械的安全管理[J].品牌與標準化，2015（14）.

[3]孫麗.淺談起重機械的電氣檢驗[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2015（13）.

第7篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

[關(guān)鍵詞] 機械系統(tǒng) 人機界面 優(yōu)化設(shè)計

人機界面的內(nèi)容較多，研究人機界面對體統(tǒng)運作功效和操作人員身心健康的影響存在一定的難度。到目前為止，國內(nèi)外人機界面優(yōu)化方法仍不完善。由于人機界面設(shè)計中個元部件幾何未知的布置非常重要。所以優(yōu)化設(shè)計機械系統(tǒng)人機界面至關(guān)重要。

一、機械系統(tǒng)人機界面概述

機械系統(tǒng)的人機界面值得是操作人員和機器之間相互作用的區(qū)域，是人機之間傳送信息的媒介。他主要包括三部分，機器顯示器與人的信息通道的界面，機上操作器與人的運動器官的的界面，人機系統(tǒng)與環(huán)境之間的界面。機器的構(gòu)成有其自身的規(guī)律，操作環(huán)境或生活環(huán)境也會因個各種因素在空間和時間上受到某種限制，如經(jīng)濟上的可行性，技術(shù)上的可能性，機器本身性能要求的條件，以及使用機器時的外界環(huán)境條件等。為了適應這些情況，就要求對人的因素予以限制和訓練，盡量發(fā)揮人的因素有一定可塑性的特點，讓人去適應機器的要求，以保證人機系統(tǒng)具有最佳效果。其實人機界面除上述硬件設(shè)備外，還應該包括操作規(guī)程，維護手冊的等。也有人將上述人機界面稱為硬件，而將人與計算機組成的人機界面稱為軟件人機界面。

二、機械系統(tǒng)人機界面構(gòu)成要素

機械系統(tǒng)人機界面設(shè)計包含多重因素。根據(jù)人機工程學得基本原理和機械系統(tǒng)人機界面設(shè)計原則，借鑒一般機械系統(tǒng)人機界面的特點和設(shè)計要求，可以認為機械系統(tǒng)人機界面的構(gòu)成要素主要包括，人體、工作臺、視覺元件、受控操縱元件、腳控操作元件、工作座椅等。

人機功能：人機功能分配是人機系統(tǒng)設(shè)計的重要一環(huán)，其目的是根據(jù)系統(tǒng)工作要求，使人機系統(tǒng)可靠、有效的發(fā)揮作用，達到人與機器的最佳配合。人機功能分配，必須參照人和機器各自的功能特點。但是，功能分配的基本策略則應根據(jù)實際情況把系統(tǒng)的操作看作一個整體，同時也應注意為操作人員創(chuàng)造一個有意義、有激勵、富有挑戰(zhàn)性的工作情景。

人機界面：人與機器發(fā)生作用的交界面稱為人機界面。對它的研究是人機系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容。人機界面通?？梢苑殖蓹C器顯示器和人的感覺器官(眼、耳、鼻等)之間，以及人的效應器官（手、足等）和機器控制器之間兩種界面。人與機之間的信息溝通是在人機界面上實現(xiàn)的（見圖）。人的感覺器官接收已轉(zhuǎn)換成某種標志或圖像形式的機器加工過程，或被控對象狀態(tài)的信息，并傳遞到大腦。大腦對已感知到的各種信息進行加工、解釋,轉(zhuǎn)化為實際狀態(tài)的信息,并把它與預期的結(jié)果進行比較、分析、作出決策,發(fā)出指令信息。根據(jù)這些指令,效應器官作用于機器控制器,將人的輸出信息轉(zhuǎn)換成機器的輸入信息。機器對輸入信息進行加工，并通過顯示器將機器加工過的信息作用于人。這樣，操作人員就可以不斷地對機器工作狀態(tài)加以調(diào)整、控制，最終完成一定的系統(tǒng)功能。

顯示器：顯示器是人機界面的重要組成部分，其功能是向人提供各種有關(guān)的信息。顯示器一般可分為視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等顯示器。

控制器：控制器是人機界面中另一個重要組成部分，其功能是將人的有關(guān)控制信息傳遞給機器。最常見的控制器是手、足控制器和言語控制器。

三、機械系統(tǒng)人機界面優(yōu)化方法

人機工程學的研究廣泛采用了人體科學和生命科學等相關(guān)科學的研究方法及手段，也采取了系統(tǒng)工程、控制理論、統(tǒng)計學等其它學科的一些研究方法，而且本學科的研究也建立了一些獨特的新方法，以探討人、機、環(huán)境要素間復雜的關(guān)系問題。這些方法中包括：測量人體各部分靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)：調(diào)查、詢問或直接觀察人在作業(yè)時的行為和反應特征：對時間和動作的分析研究；測量人在作業(yè)前后以及作業(yè)過程中的心理狀態(tài)和各種生理指標的動態(tài)變化；觀察和分析作業(yè)過程和工藝流程中存在的問題；分析差錯和意外事故的原因：進行模型實驗或用計算機進行模擬實驗：運用數(shù)字和統(tǒng)計學的方法找出各變數(shù)之間的相互關(guān)系，以便從中得出正確的結(jié)論或發(fā)展成有關(guān)理論。

目前常育的研究方法有：

a觀察法：為研究系統(tǒng)中人機的工作狀態(tài)，常采用備種各樣的觀察方法，如工人操作動作的分析、功能分析和工藝流程分析等大都采用觀察法。

實測法：是一種借助于機器設(shè)備進行實際測量的方法。例如對人體靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)的測量對系統(tǒng)參數(shù)及作業(yè)環(huán)境參數(shù)的測量等。

b實驗法：它是當實測法受到限制時采用的一種研究方法，一般在實驗室進行．但也可以在作業(yè)現(xiàn)場進行，如為了獲得人對各種不同顯示儀表的認讀速度和差錯率的數(shù)據(jù)時，一股在實驗室進行。

c模擬和模型實驗法：由于機器系統(tǒng)一般比較復雜，因而在進行人機系統(tǒng)研究時常采用模擬的方法。模擬方法包括各種技術(shù)和裝置的模擬，如操作訓練模擬器、機器模型以及各種人體模型等。

d計算機數(shù)值仿真法：由于人機系統(tǒng)中的操作者是具有主觀意志的生命體，模擬和模型方法研究人機系統(tǒng)，往往不能完全反映系統(tǒng)中生命體的特征，其結(jié)果與實際相比必有一定誤差。數(shù)值仿真是在計算機上利用系統(tǒng)的數(shù)學模型進行仿真性實驗研究，如人體動作分析仿真等。在電子計算機的推動下，最優(yōu)化理論與方法在經(jīng)濟計劃、工程設(shè)計、生產(chǎn)管理、交通運輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛應用，成為一門十分活躍的學科。將優(yōu)化設(shè)計理論和方法應用于機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的范疇來說，大致可分為結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓撲優(yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計首先要解決的是參數(shù)優(yōu)化，也是最早引入機械設(shè)計中的內(nèi)容之一。通過尋找最佳參數(shù)可以直接得到好的設(shè)計，它是在已定結(jié)構(gòu)方案、零部件結(jié)構(gòu)形狀和選擇材料下完成參數(shù)設(shè)計的優(yōu)化。形狀優(yōu)化是在結(jié)構(gòu)類型、材料和布局已定條件下，對結(jié)構(gòu)幾何形狀進行優(yōu)化，包括二維和三維的形狀優(yōu)化及與形狀有關(guān)的參數(shù)優(yōu)化，這是優(yōu)化設(shè)計的深化。而拓撲優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件布局和節(jié)點的聯(lián)接關(guān)系進行優(yōu)化，即在外部設(shè)計要求下首先要從結(jié)構(gòu)方案、類型、布局等方面去尋優(yōu)，這是更高層次的優(yōu)化也是更富有創(chuàng)新的概念設(shè)計。從目前研究和應用的成熟程度來看，形狀優(yōu)化的提出盡管已經(jīng)歷了近20多年，還處在研究和應用探索階段。

e分析法：它是在上述各種方法中獲得了一定的資料和數(shù)據(jù)后采用的一種研究方法。目前人機工程學研究采用的分析法包括瞬間分析法、知覺與運動信息分析法、動作負荷分析 法、頻率分析法、危象分析法和相關(guān)分析法。

f調(diào)查研究法：人機工程學專家采用各種調(diào)查研究方法來抽樣分析操作者或使用者的意見和建議。

參 考 文 獻

第8篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：蟻群算法；遺傳算法；元胞原理；四桿機構(gòu)

中圖分類號：tg316 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）3-0048-02

隨著科學技術(shù)和工業(yè)水平的不斷提高，目前在機械優(yōu)化設(shè)計的要求也越來越高，原來傳統(tǒng)的圖解法、解析法等設(shè)計方法已不能完全滿足現(xiàn)在的要求。雖然后來也出現(xiàn)了比如蟻群算法這樣的優(yōu)秀設(shè)計方法，但是其自身也存在停滯現(xiàn)象、收斂速度慢等問題，不能很有效的進行機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。于是基于蟻群算法、遺傳算法、元胞原理可提出兩種優(yōu)秀的設(shè)計方法：遺傳蟻群算法、元胞蟻群算法。這兩種設(shè)計方法可以有效的克服基本蟻群算法的缺點，改進設(shè)計效果，使機械設(shè)計變得更加優(yōu)化。下面我們將分別根據(jù)不同的條件，然后運用遺傳蟻群算法和元胞蟻群算法進行平面四桿機構(gòu)再現(xiàn)軌跡的優(yōu)化進行設(shè)計，使機械的優(yōu)化設(shè)計問題得到不同程度的解決。

1 蟻群算法

1.1 蟻群算法基本原理

蟻群算法是由Marco Dorigo于1992年在他的博士論文中提出的一種用來尋找最優(yōu)優(yōu)路徑的概率型算法。蟻群算法的基本原理和模型來源于螞蟻在找食物時選擇路線的過程。我們都知道自然界的螞蟻即使在沒有任何外界導向信息的情況下，螞蟻也總是能找到從巢穴到食物的最短路線。Marco Dorigo等人發(fā)現(xiàn)，自然界螞蟻尋找到從巢穴到食物的最短路線，是通過一種正反饋效應實現(xiàn)的。具體表現(xiàn)為：單個的螞蟻每次會在自己行走的路線下留下一種揮發(fā)性的分泌物，我們稱其為信息激素。這樣就使最優(yōu)路徑上的激素濃度越來越大，而其它路徑上的激素濃度會隨著螞蟻的不斷運動而逐漸減少，最終使最優(yōu)路徑被找出。

1.2 蟻群算法基本模型及其實現(xiàn)

根據(jù)Dorigo等人提出的關(guān)于蟻群算法的基本觀點，我們可以將蟻群算法的基本實現(xiàn)過程和原理描述以下幾個步驟：

①搜索結(jié)果不滿足預期效果時，螞蟻繼續(xù)尋找另一條路線；②搜索過程中非最優(yōu)路徑上的信息激素濃度減少，最優(yōu)路徑上的信息激素增加；③信息激素濃度等根據(jù)搜索結(jié)果進行實時更新；④搜索到最終結(jié)果。但是通過實踐發(fā)現(xiàn)這種基本蟻群算法原理在求解結(jié)果的過程中會出現(xiàn)搜索速度慢等缺點。因此如若將蟻群算法與遺傳算法、元胞模型等原理相結(jié)合，就出現(xiàn)了遺傳蟻群算法、元胞蟻群算法，這些復合的算法就可以有效的克服簡單蟻群算法的缺點。

2 遺傳蟻群算法

2.1 遺傳蟻群算法原理

在上述螞蟻的轉(zhuǎn)移概率的定義式中，信息啟發(fā)式因子？鄣和期望值啟發(fā)式因子？茁，以及信息量殘留系數(shù)？籽都可以進行用數(shù)學方法進行計算分析，因此，如果將？鄣、？茁和？籽這三個因素看成代表螞蟻搜索求解過程中典型的3段代碼，并將？鄣、？茁、？籽編碼為實數(shù)。然后通過遺傳算法中的遺傳算子進行變異處理，這樣就可以在原有的算法結(jié)果的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化。這樣就把基本的蟻群算法與遺傳算法中的遺傳變異效應相結(jié)合起來。這樣遺傳蟻群算法原理就產(chǎn)生了。

2.2 遺傳蟻群算法模型及其實現(xiàn)（以平面四桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計為例）

4 結(jié) 語

蟻群算法是模擬自然界螞蟻的覓食行為的一種模型方法，雖然在機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中有一定的優(yōu)勢，但是其自身也存在一些問題，故將蟻群算法和遺傳算法、元胞模型進行綜合運用，克服了原有基本蟻群算法的缺點。為機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供了更為簡便、優(yōu)秀的設(shè)計方法，并且可以根據(jù)實際情況的已知條件選擇恰當?shù)脑O(shè)計方法。這樣我們在實際的設(shè)計中可以根據(jù)自身的情況選擇遺傳蟻群算法或者元胞蟻群算法，這為我們的設(shè)計提供了較大的選擇空間。

參考文獻：

[1] 劉國光.基于改進蟻群算法的四桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2006，37（1）：149-151.

第9篇：機械優(yōu)化設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】機械工程；優(yōu)化；設(shè)計

在進行機械工程的產(chǎn)品設(shè)計時，將可靠性理論與技術(shù)應用于其中，并根據(jù)需要與可能，將產(chǎn)品的可靠性使用作為優(yōu)先考慮的設(shè)計準則；在滿足時間、費用及性能的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計出的機械工程產(chǎn)品符合可靠性的要求。設(shè)計問題在涉及傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)的同時，也與價值工程、系統(tǒng)工程、環(huán)境工程及質(zhì)量控制工程等有著密切的關(guān)系。因此，可靠性設(shè)計是多學科與多技術(shù)相互交叉融合的一種新興技術(shù)。

一、機械工程產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)狀分析

由于我國的特殊歷史原因，機械工程制造業(yè)與西方發(fā)達國家機械制造業(yè)相比，顯得相對落后，尤其是在可靠性設(shè)計的研究方面更是顯得滯后。直到二十世紀八十年代，我國在機械工程的可靠性研究才取得了一些初步的成效，在某些個別的行業(yè)還成立了專門從事優(yōu)化設(shè)計研究的組織與團體，并為社會培養(yǎng)了大批的優(yōu)化設(shè)計研究的技術(shù)人才，制定出了整套優(yōu)化設(shè)計的規(guī)范標準。從總體上來看，過去的優(yōu)化設(shè)計研究比較偏重于理論，但在生產(chǎn)實踐中，對于理論的應用則是比較少，就這一點而言，與制造業(yè)相對較為發(fā)達的國家相比較，存在著許多不足之處。

二、優(yōu)化設(shè)計在機械工程中的應用

機械工程產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計在產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用周期的各環(huán)節(jié)都起著重要作用。這些環(huán)節(jié)主要有產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用及售后維修等。以下就機械工程產(chǎn)品的設(shè)計、制造及使用三個環(huán)節(jié)展開討論優(yōu)化設(shè)計問題。

1.機械工程產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計

機械工程產(chǎn)品的設(shè)計主要包括裝配整體設(shè)計與零件組裝設(shè)計。對機械產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計時，可以將其當作一個整體，設(shè)計的方法主要有兩種，第一種方法為：先大致了解機械的完整系統(tǒng)，并分析組成整體的零部件具有多大程度的可靠性，據(jù)此推斷出整體具有多大程度的可靠性；這種方法即為預測整體設(shè)計可靠性的手段，預測的結(jié)果必須與設(shè)計指標相符合。第二種方法為：將整體機械工程優(yōu)化設(shè)計所要求的指標分配到其零部件的設(shè)計上，要求零部件必須滿足各自的可靠性指標要求；常用的可靠性的分配方法有：再分配、等分配、比例分配及綜合評分的分配方法。設(shè)計單個零件時，盡量采用符合國家規(guī)定且已經(jīng)在生產(chǎn)中大量投入使用的常規(guī)零件，并用不同設(shè)計方法對重要程度不相同的零件進行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計關(guān)鍵部件之前，要先行可靠性的試驗。除此之外，要反復驗證及修改機械工程產(chǎn)品設(shè)計的可靠性，直到其能夠滿足于優(yōu)化設(shè)計所要求的標準為止。設(shè)計機械工程的人機系統(tǒng)也很重要，這方面的設(shè)計包括適應性及操作的舒適性設(shè)計。

2.機械工程產(chǎn)品制造中的優(yōu)化設(shè)計

要保證一個產(chǎn)品的質(zhì)量，在制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制是最關(guān)鍵的部分，因此，機械產(chǎn)品在制造的過程中進行優(yōu)化設(shè)計是非常重要的。加工的設(shè)備可靠性要得到保證，在選擇加工工藝與工藝流程時，要注意其技術(shù)水平，保證制造水平盡量達到最優(yōu)化。產(chǎn)品制造工藝流程是一個完整的系統(tǒng)，其中的各個方案與工序是工藝流程系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，對每個子系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計時，都要綜合考慮各方面的因素，如工藝裝備、加工設(shè)備、加工材料與工作人員素質(zhì)等；只有這樣才能為各個子系統(tǒng)設(shè)計出可靠性與合理的指標；最后，整合分析各個子系統(tǒng)的指標，并通過合理的方法將總系統(tǒng)的可靠性及優(yōu)化指標整理出來。

3.機械工程產(chǎn)品的使用與維修的優(yōu)化設(shè)計

對機械產(chǎn)品進行維修，能有效延長其使用壽命；良好的售后服務水平是一個公司獲得發(fā)展的必備條件。因此，生產(chǎn)機械設(shè)備的廠家要認真對待售后服務與維修的問題，運用先進的邏輯分析法，制定出科學的維修內(nèi)容與維修方式，對機械產(chǎn)品的合理使用壽命作出規(guī)劃。機械工程產(chǎn)品具有可維修性及可靠性，兩者在很大程度上是相似的，可維修性是可靠性的具體指標之一。對機械工程產(chǎn)品進行設(shè)計時就應當首先考慮到可靠性指標，以便能使設(shè)計出的機械產(chǎn)品在發(fā)生故障的情況下，易于檢查與維修。進行機械產(chǎn)品維修的優(yōu)化設(shè)計時，要充分考慮維修費用的問題，負責設(shè)計工作的人員在進行機械工程優(yōu)化設(shè)計時，要以最少的費用獲得最高程度可靠性作為設(shè)計的原則，以便能夠盡量減少發(fā)現(xiàn)故障的時間。因此，以優(yōu)化設(shè)計理論作為維修設(shè)計的基礎(chǔ)，是非常合理的，也是非常重要的；制定經(jīng)濟合理的維修設(shè)計在現(xiàn)代化與科學化的進程中意義重大。使用符合標準的維修設(shè)備進行維修，提高維修工作人員的技能水平，使機械產(chǎn)品的維修工作能夠朝現(xiàn)代化與科學化的方向發(fā)展。