02第二章-機械設計概論25-2(編輯修改稿)
2025-08-31 07:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 C21ABEDF34567891011GHIJK L圖 4 1111283231。11。8????????????HHLPPnFPPnLC21AB67891011GHIJK LEDF345局部自由度 復合鉸鏈 虛約束 現(xiàn)代設計方法簡介 1． 計算機輔助設計 計算機輔助設計 （ Computer Aided Design） ， 簡稱 CAD。 它是把計算機技術引入設計過程 ， 利用計算機來完成計算 、 選型 、 繪圖及其它作業(yè)的一種現(xiàn)代設計方法 。 智能 CAD 2． 優(yōu)化設計 優(yōu)化設計 （ Optimal Design） 是把最優(yōu)化數(shù)學原理應用于工程設計問題 ， 在所有可行方案中尋求最佳設計方案的一種現(xiàn)代設計方法 。 進行工程優(yōu)化設計 ，首先需將工程問題按優(yōu)化設計所規(guī)定的格式建立數(shù)學模型 ， 然后選用合適的優(yōu)化計算方法在計算機上對數(shù)學模型進行尋優(yōu)求解 ， 得到工程設計問題的最優(yōu)設計方案 。 優(yōu)化計算方法：隨機方向搜索法；單純形法；復 合形法；拉格朗日乘子法；懲罰函數(shù)法；共軛梯度法；變尺度法等。 遺傳算法 舉例： 內(nèi)燃機閥門壓縮彈簧的優(yōu)化設計 已知最大工作載荷 F2及變形 λ, 工作頻率 fr及壽命 N, 彈簧指數(shù) C6及剛度 K, 試求彈簧質(zhì)量最輕時的鋼絲直徑 d、中徑 D2和工作圈數(shù) n。 解： ㈠ 建立數(shù)學模型 ⑴ 設計變量為 d, D2 , n ⑵ 目標函數(shù)為彈簧重量 ， 其中 ， 為死圈 ， ρ為密度 。 ???4)(222dDnnW ??2n⑶ 約束條件 ① 剪切強度條件 : ② 彈簧指數(shù)限制 : ③ 穩(wěn)定性條件： H0/D2。 ][8 3 2 ??? ??dK F D62 ?? dDC④ 無共振條件：自振頻率 。 rfnDdf 225 ???㈡ 選擇優(yōu)化方法 。 ㈢ 編寫源程序 。 ㈣ 優(yōu)化計算結果： d, D2 , n, W。 23248FDGdF ???? ⑤ 剛度條件 :最大變形允許的載荷 3． 可靠性設計 可靠性設計 （ Reliability Design） 是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎 ， 以失效分析 、 失效預測及各種可靠性試驗為依據(jù) ， 以保證產(chǎn)品的可靠性為目標的現(xiàn)代設計方法 。 產(chǎn)品可靠性的定義為：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。 可靠性設計包括： （ 1）機械零件的可靠性設計 （ 2）系統(tǒng)的可靠性設計 規(guī)定的功能： 如強度、精度、效率、穩(wěn)定性等 規(guī)定的條件： 如載荷、溫度、壓力、振動、潤滑、腐蝕等 規(guī)定的時間： 如壽命、循環(huán)次數(shù)、周期數(shù)、距離等 （ 1）機械零件的可靠性設計 傳統(tǒng)的設計方法采用許用應力和安全系數(shù)法，它們把設計變量（零件尺寸、材料特性、工作載荷等）當成常量，安全系數(shù)的大小由經(jīng)驗來確定，判斷設計結果只能用“安全”或“不安全”，為了保險，往往采用較大的安全系數(shù)，導致結構尺寸被人為地放大。而實際情況是尺寸、強度、應力等都是離散的和隨時間變化的，機械零件的可靠性設計方法正是將設計變量看作離散變量的概率設計方法。 系統(tǒng)的可靠性設計是：選定產(chǎn)品的可靠性指
研究報告相關推薦
鄂ICP備17016276號-1