机械优化设计软件包中的关键技术研究

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1、机械优化设计软件包中的关键技术研究秦东晨，，张坷2，张少林，，王丽霞3葛榕4(I.郑州大学机械工程学院，郑州450002;2.郑州市市政工程管理处，郑州450002;3.中州大学工程系，郑州450005;4.河南省汽车工业总公司，郑州450003)摘要:从机械优化设计软件包的内容多样性要求和扩展性要求出发，利用面向对象设计方法把机械优化设计软件包分为3个相互独立又相互联系的对象:优化系统、模型诊断系统以及模型创建对象，对其总体结构进行了全新的设计。同时对优化模型诊断技术进行了研究，并赋予了机械优化设计软件的模型诊断功能。通过弹簧、轴承的优化设计，说明所建立的机械优化设计软件包是可行的、有效的

2、，有较强的扩展性。关键词:机械优化设计;面向对象技术;扩展性;模型诊断中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:1001-3881(2004)10一168-3AStudyonEssentialTechniquesofMechanicalOptimizationDesignSoftwareQINDong-chen'，ZHANGKeg，ZHANGShao-lin'，WANGLi-xias，GERong0(1.CollegeofMechanicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450002，China;2.ZhengzhouCityEngin

3、eeringManagementDepartment，Zhengzhou450002，China;3.DepartmentofEngineering,ZhongzhouUniversity，Zhengzhou450005，China;4.HenanAutoIndustryCompany,Zhengzhou450003，China)Abstract;Accordingtotheextendedcapabilityandthediversityofthemechanicaloptimizationdesignsoftware,theobject一orientatedprogrammingmeth

4、odwasappliedtoconstructthemechanicaloptimizationpackageanddividethispackageintothreeconnectedandindividualsystems一theoptimization,themodeldiagnoseandthemodelconstruction.Thetotalstructuresofthreesystemsweredeliveredcreatively，andthemodeldiagnosetechniquewasstudiedandusedinthispackage.Accordingtothe

5、applicationinthedesignofspringandbearing,themechanicaloptimizationpackageispractical,effectiveandextendable.Keywords;Mechanicaloptimizationdesign;Object-orientation;Extensibility;Modeldiagnose0引言随着科学技术的发展与机械设计水平的提高，人们对机械零件的结构性能要求越来越高，而传统的设计方法很难满足这些要求，因此出现了现代设计方法，优化设计方法就是其中之一。目前，优化设计方面的研究工作一般局限于拓宽和加

6、深优化方法的领域，以数学方法为主并配以应用程序，如多目标优化、混合离散变量优化或者将人工智能、人工神经网络及基因遗传等算法应用于优化。经过多年的努力，优化理论得到了进一步完善，现行的各种优化方法及其程序几乎可以完全解决大多数的优化设计问题。从70年代起，优化方法开始应用于工程设计，各个专业的优化设计研究工作有了不同程度的发展，出现了许多与各专业相联系的工程优化设计软件。在机械行业中，有许多用于工程设计的优化软件，目前最常见的有华中理工大学的《优化方法程序库OPB一2》和《优化方法程序库OPB一1)等。这类优化软件着重于优化方法的研究和实现，不仅提供了一批可高效可靠地处理连续设计变量优化问题的

7、方法及程序，而且提供了一批可处理混合离散设计变量优化问题的方法及程序，其中《优化方法程序库OPB一2)包含了许多现代设计方法，如人工智能等方法。另外还有一些与专业联系紧密的优化设计软件，如减速器的优化设计软件等，主要是各应用单位自行研制，有很强的针对性。这些应用软件丰富多样，大大推动了优化方法在机械工程结构设计中的应用。在我国，优化设计的推广和应用也遇到很多问题，主要表现在目前的优化设计应用软件都存在一定的局