-------------精选文档-----------------
机械优化设计实例
压杆的最优化设计
压杆是一根足够细长的直杆，以学号为p值，自定义有设计变量的尺寸限制值，求在p一定时d1、d2和l分别取何值时管状压杆的体积或重量最小？（内外直径分别为d1、d2） 两端承向轴向压力，并会因轴向压力达到临界值时而突然弯曲，失去稳定性，所以，设计时，应使压应力不超过材料的弹性极限，还必须使轴向压力小于压杆的临界载荷。
解：根据欧拉压杆公式，两端铰支的压杆，其临界载荷为：
I——材料的惯性矩，EI为抗弯刚度
1、设计变量
现以管状压杆的内径d1、外径d2和长度l作为设计变量
2、目标函数
以其体积或重量作为目标函数
3、约束条件
以压杆不产生屈服和不破坏轴向稳定性，以及尺寸限制为约束条件，在外力为p的情况下建立优化模型：
可编辑
-------------精选文档-----------------
1）
2）
3）
罚函数：
传递扭矩的等截面轴的优化设计
解：1、设计变量：
可编辑
-------------精选文档-----------------
2、目标函数
以轴的重量 最轻作为目标函数：
3、约束条件：
1）要求扭矩应力小于许用扭转应力，即：
式中：——轴所传递的最大扭矩
——抗扭截面系数。对实心轴
2）要求扭转变形小于许用变形。即：
扭转角：
可编辑
-------------精选文档-----------------
式中：G——材料的剪切弹性模数
Jp——极惯性矩，对实心轴：
3）结构尺寸要求的约束条件：
若轴中间还要承受一个集中载荷，则约束条件中要考虑：根据弯矩联合作用得出的强度与扭转约束条件、弯曲刚度的约束条件、对于较重要的和转速较高可能引起疲劳损坏的轴，应采用疲劳强度校核的安全系数法，增加一项疲劳强度不低于许用值的约束条件。
二级齿轮减速器的传动比分配
二级齿轮减速器，总传动比i=4，求在中心距A最小下如何分配传动比？设齿轮分度圆直径依次为d1、d2、d3、d4。第一、二级减速比分别为i1、i2。假设d1=d3,则：
可编辑
-------------精选文档-----------------
七辊矫直实验
罚函数法是一种对实际计算和理论研究都非常有价值的优化方法，广泛用来求解约束问题。其原理是将优化问题中的不等式约束和等式约束加权转换后，和原目标函数结合成新的目标函数，求解该新目标函数的无约束极小值，以期得到原问题的约束最优解。考虑到本优化程序要处理的是一个兼而有之法。
的问题，故采用混合罚函数
一）、优化过程
（1）、设计变量
以试件通过各矫直辊时所受到的弯矩为设计变量：
（2）、目标函数
以矫直机的驱动功率为目标函数
可编辑
机械优化设计实例
