机械优化设计总结精选(九篇)

第1篇：机械优化设计总结范文

关键词：机械设计；ANSYS软件；结构优化设计；机械设备结构设计；建筑工程设计

1概述

优化设计指的是在设计过程中寻找最完善的设计方案，从而满足所有的设计要求。现如今，科学技术发展迅速，有限元分析技术也日渐完善，并逐渐被应用于机械产品的结构优化设计过程中，不仅能够为机械结构优化设计提供便利，而且能够有效提高数据的准确性，应用优势十分明显，因此对有限元分析软件及其应用方式进行详细探究具有十分重要的现实意义。

2ANSYS有限元分析软件概述

ANSYS有限元分析软件是由多个模块所组成的，包括分析计算模块、前后处理模块等，现如今已经被广泛应用于大型机械结构设计过程中。在ANSYS有限元分析软件的前处理模块中，有Pro/E、UG等建模工具，在对机械结构进行设计过程中，可以结合实际情况选用具体的制图软件对机械构件进行建模设计。在对计算模块进行分析过程中，可以模拟出不同种类的物理介质的相互作用，因此分析灵敏度比较高，而且分析能力比较高。另外，通过应用ANSYS有限元分析软件的后处理模块，可以彩色等值线、图表以及图像等形式显示出计算结果。在对机械构件模型进行有限元模型分析过程中，需要不断进行修改和优化设计分析，但是通过应用ANSYS有限元分析软件，只需要根据设计参数语言，对机械构件的参数进行调整，就可以完善机械构件的设计和分析过程，在最大程度上缩短机械构件优化设计所需时间，减少设计人员的工作量。

3ANSYS结构优化设计

3.1建立结构优化设计模型

在机械设计优化过程中，最为关键的是建立数学模型，而在建立数学模型时需要结合实际情况选用合适的设计变量，在一定的约束条件下，通过目标函数计算获得设计最优的设计变量。与传统的机械优化设计不同，在ANSIS有限元分析软件的实际应用中，只需要设定一定的参数，就可以表示出数学模型的构建要素，包括目标函数、约束条件以及设计变量。

3.2ANSIS优化设计分析方法

在ANSIS有限元分析软件的实际应用中，由于不同用户对于ANSIS有限元软件的掌握程度是不同的，对此ANSIS可以提供批处理和图形交互两种分析方法。其中批处理主要适用于能够熟练掌握ANSIS分析软件各项命令的专业技术人员，在复杂程度比较高的机械设计过程中可以采用批处理方式，这样能够有效提高有限元分析效率。另外，对于ANSIS有限元分析软件的一般用户，可以采用图形交互方式，操作更加直观便捷。还需要注意的是，ANSIS有限元分析软件可以为软件用户提供很多种优化设计办法和优化设计工具，ANSIS用户在对不同的问题进行优化设计时，可以有针对性地选用相应的优化设计工具或者办法，从而简化分析过程，提供优化设计结果的精准性。

4ANSYS结构优化设计实例

4.1问题描述

某机械设备是由5节箱型同步伸缩臂所构成的，所有的伸缩臂展开后，整个机械设备的长度约为27.0m，通过ANSYS结构优化设计，能够有效满足机械设备的强度要求和刚度要求，这样不仅能够有效降低机械设备自重，而且还能够有效降低设备造价。4.2有限元分析4.2.1建立模型。以机械设备的初始结构、尺寸以及工况要求，采用ANSYS有限元分析软件，从底部至上建模，在建模过程中，首先确定关键点，然后依次建立线、面、体，最终形成实体模型。在网格划分方面，可以综合应用自由网格划分以及人工设置网格尺寸的方式完成。4.2.2约束及载荷处理。在该机械设备设计过程中，其约束点主要位于变幅油缸支座的铰接位置以及基本臂根铰点位置，在各个约束点上需要约束三个方向的平动自由度以及两个转动自由度，并且注意释放销轴中心位置的互转自由度，对于该设备伸缩臂与滑块之间的接触点位置，可以采用节点自由度耦合进行模拟。在ANSYS有限元分析软件的处理模块中，输入机械设备制造所需材料的密度以及重力加速度，程序即可将单元载荷因子数据直接计入总载荷中并进行自重计算。另外，对于该机械设备伸缩臂上的所有附属装置，都可以将其质量作为集中荷载，并使其作用于相应的位置。4.2.3有限元分析结果。通过对这一机械设备进行ANSYS有限元分析，当该设备在水平位置全部展开时，其应力以及端部的位移量能够达到最大值，而各个节臂位置的大部分区域的应力则比较小，最大应力主要分布于各个节臂以及滑块的接触位置，根据ANSYS有限元软件分析计算，应力值在132～277MPa之间，局部最大应力达到385MPa。另外，在臂端变幅平面中，最大变形量为0.55m。

4.3优化设计数学模型的建立

4.3.1设计变量。在该机械设备的ANSYS优化设计过程中，由于其各个节臂的长度是在优化设计前根据作业范围来确定的，因此在优化设计过程中不可以改变。另外，基本臂与各个伸缩臂的截面尺寸可以根据几何关系逐步调整，对此，可以将基本臂的壁厚Ti、宽度B以及高度H作为本次优化设计变量，其中对于Ti可以根据连续变量进行考虑。4.3.2目标函数。在本次优化设计过程中，最为主要的目标在于保障设备正常使用功能的基础上尽量减小设备体积和自重，材料体积越大，则设备质量越大，因此可以将各节臂总体积WVOLU作为本次优化设计的目标函数。4.3.3状态变量。在本次优化设计过程中，状态变量有两种，分别为部件作业工况下的应力值STRESS以及前端变幅平面的位移量DY。在本次优化设计过程中，为了保证设计刚度和强度能够满足实际需要，应该加强应力和位移的控制。4.3.4约束条件。（1）刚度约束条件：为了保证设备的刚度能够满足实际需要，可以将变幅平面最大变形量作为约束条件。在ANSYS优化设计过程中，为了简化模型的计算时间，提高建模进度和经济性，不需要考虑风载荷的影响。但是，在ANSYS优化设计完成后，还是需要加载风载荷，对探测臂进行校核，确保其能够满足刚度需要；（2）强度约束条件：通过ANSYS有限元分析，综合考虑设备材料的力学性能，在本工程中，将应力值STRESS控制在375MPa以内；（3）尺寸约束条件：综合考虑初始结构尺寸与各个节臂尺寸之间的关系，以及伸缩臂内部油缸的外形尺寸的限制条件，指定高度H、宽度B以及基本臂壁厚Ti的最值，根据本次研究分析，高度H在0.19～0.44m之间，宽度B在0.19～0.31m之间，基本臂壁厚Ti在0.002～0.006m之间，其中i＝1，2，3，4，5。

4.4优化过程及结果分析

4.4.1部件各节臂厚度的优化。在对各个节臂厚度进行优化设计时，需要对钢板厚度及其他设计变量进行优化设计，同时还需要注意将目标函数的允许误差控制在1%以内，加上初始数据，通过16次优化循环，总共得到17组数据。其中T1取值4.0916mm、T2取值4.5119mm、T3取值3.0563mm、T4取值2.6187mm、T5取值2.509mm。综合考虑机械设备的焊接要求，最终，T1取值4.0mm、T2取值4.5mm、T3取值3.2mm、T4取值3.0mm、T5取值3.0mm。4.4.2工作装置截面尺寸的优化。确定壁厚尺寸后，对于各个部件的截面尺寸，可以采用一阶方法进行优化设计，设计变量为高度H以及宽度B，目标函数允许误差应该控制在初始体积的1%以内，总共需要进行6次优化循环，再加上初始值，总共获得7组数据，并采用随机搜索的方式进行验证，确保计算结果的一致性。4.4.3结果分析。通过对该机械设备进行优化设计，所得结果如表1所示，由此可见，部件总体积在优化前为0.143m3，优化后为0.105m3，体积减少26.4%。由此可见，在本次ANSYS优化设计过程中，在保证设备刚度和强度符合设计要求的基础上，尽量减少设备材料体积，能够达到很好的优化结果。5结语综上所述，对于机械结构进行优化设计，能够获得最优设计方案。通过应用ANSYS有限元分析软件进行优化设计，能够简化计算过程，有效提高机械设备的优化设计效率，因此值得推广和应用。

参考文献

[1]王春华，黄杨，孟凡林，等．基于ANSYS液压支架托梁结构改进及强度分析[J]．机械设计，2013，30（1）.

[2]吴佳燕，李郝林．基于Ansys的主轴系统有限元模型结构优化[J]．机械设计与研究，2010，26（6）.

第2篇：机械优化设计总结范文

机械系统设计的过程中需要从管理模型出发，按照机械设计管理成熟度模型的具体要求推进各项工作，保证机械制造企业能够符合生产经营管理的具体要求，按照机械模型标准化的要求推进系统设计，提高对系统的综合控制和管理能力，为机械系统优化控制创造良好的条件。机械系统设计的过程中需要从现成模型管理出发，保证模型化管理方案能够符合机械控制的总体要求，推进机械设计管理体系创新，为机械管理体系优化创造良好的平台。企业管理模式优化控制管理的过程中需要对模型控制的整体思路进行优化，确保整体思路能够符合管理效益提升的要求，实现机械系统的自动化控制，让机械系统设计更加符合机械系统管理的要求。机械设计过程中需要不断改变传统思维模式，让思维模式符合机械系统设计体系的具体要求，确保机械系统设计符合模型化控制的全面要求。机械设计模型化的提出对机械系统优化具有积极的作用，并且能够形成机械控制、机械管理、方案优化与一体，实现目标测算模型的全面控制和优化。

1.1机械设计业务模型探索

机械设计的过程中需要对机械控制功能进行全面的分析，只有把握住机械控制功能，才能对机械功能进行全面的分析，提高机械设计业务管理水平，为机械业务模型控制和优化创造良好的平台。在新的机械业务管理链条控制下，需要对信息流进行优化控制，才能提升机械设计的综合管理控制能力，为机械综合控制管理创造良好的内部条件和外部条件。机械设计的过程中业务模型优化需要从价值链角度出发，对模型化管理工具进行全面的分析，实现对管理工具的全面控制，提升对机械管理工具的综合管理能力。

1.2通过IT工具实现机械设计的模型优化

随着信息技术的发展，机械设计所利用的IT工具越来越多，因此要从云计算、互联网、大数据等角度出发，充分发挥机械工具的控制管理要求，保证新兴IT技术能够在机械设计中得到全面的应用。IT工具在业务需求控制管理的过程中需要进行流程化管理，确保权责控制能够符合机械化的具体要求，实现机械的流程化管理和控制，提高对机械控制管理的总体需求，在具体实施的过程中需要从价值创造和管理效率角度出发，实现机械设计的管理模型优化，为管理方案的探索和优化创造良好的条件，通过搜集整理和数据管理分析，保证机械设计能够符合管理决策控制的要求，实现机械系统的全面优化。机械设计中需要通过软件诊断和经验分析等手段，保证模型能够按照机电一体化控制的要求进行系统设计。机械设计咨询与机械设计软件和机械设计软件服务融合在一起的，需要按照一体化管理和控制的具体要求，积极推进机械系统的综合控制管理，从机械模型主脉出发，积极稳妥的推进机械系统优化控制。机械设计软件本身就是一种模型，因此管理模式存在固化现象，需要从全面预算管理的角度出发，解决机械设计中出现的问题，对机械系统进行全面的风险控制，保证机械系统设计符合模型化的具体要求。

2机械设计管理模型控制和优化

机械设计管理过程中需要从全面预算管理的角度出发，控制和优化机械设计的方案，提高机械模型的综合控制管理水平，对范式有效控制具有积极的作用，通过对机械业务的全面控制，才能对管理模型进行优化，提高对机械系统的综合管理水平。

2.1机械设计中多业务模型控制

机械设计过程中需要对不同的功能进行不同的分析，确保功能业务能够被全面的掌控，实现对机械设计的管理模型优化，让参数能够符合机械设计中多业务管理的要求，提升对多业务模型的综合控制管理水平。机械设计要和参数及控制点紧密结合在一起，实现对情景的有效匹配，为机械控制管理和模型优化创造良好的条件。机械系统多业务模型控制管理的过程中需要从风险控制角度出发，按照管理模型的综合管理要求，提升机械系统的优化管理要求。

2.2机械系统设计的质量模型控制优化

机械系统设计的过程中需要建立完善的质量管理和控制体系，通过对质量模型的优化和管理，实现对算法的全面管理，让机械系统设计能够符合质量标准要求，机械系统的质量控制与机械系统的效率是紧密结合在一起的，只有把机械系统的质量和系统的模型融合在一起，才能提升机械系统的综合控制管理水平，质量控制需要从机械元件出发，对每个元件进行机械模型优化，提高对机械模型的控制管理水平。机械系统模型设计与质量控制要从不同的方案出发，建立完善的质量控制管理体系，为模型管理创造良好的内部环境和外部环境。在机械设计平台中植入质量管理方案，可以实时对机械系统的质量进行监控，确保机械系统的质量管理能够符合质量控制的具体要求，实现对模型的全面分析和优化，对模型应用具有重要的作用。机械系统设计质量控制与机械系统模型管理是紧密结合在一起的，需要从不同的方案设计出发，提高机械系统的管理控制能力。

3机械系统设计模型控制和管理机制

机械系统设计模型控制要从模型管理的角度出发，加强管理机制建设，提高对机械系统的控制管理水平，为机械设计系统的综合管理创造良好的条件。

3.1机械系统设计模型控制

机械系统设计需要从机械控制角度出发，建立完善的机械模型，保证机械系统能够得到全面的运行。机械系统设计模式控制需要遵循一定的规范，全面提升机械系统的综合控制、管理功能。机械系统功能模块设计过程中要从技术创新出发，确保CAD解决方案能够符合功能设计的总体要求，从机械系统操作角度进行模型控制，按照机械资源管理器的控制理念，提升机械系统的资源控制和管理能力，为机械系统更好的管理文件创造良好的条件。机械系统要实现高质量的模型控制，必须要从资源管理角度出发，促进机械系统模型优化管理工作。机械系统设计要和零件设计、部件设计紧密结合在一起，形成工程模式管理，全面优化机械系统的综合功能，提高机械系统的优化控制和管理功能。机械系统模型设计过程中需要建立一套完整的动态管理界面，减少不必要的操作流程，提高机械系统设计的控制管理能力。机械模型设计中要从特征模块出发，建立完善的标准控制管理系统，通过特征模型设计，可以实现对其标准的优化和控制，实现零件系统的信息共享。机械系统设计控制模型优化要与调用标准紧密结合在一起，形成机械配置管理的模式，从部件设计、零件设计、工程图角度出发，确保机械系统设计能够符合机械控制管理的具体要求。机械系统设计中需要通过不同的参数组合和变换，提高机械系统的综合控制管理水平。

3.2机械设计模型管理机制设计

机械设计模型管理机制要从信息资源共享角度出发，建立完善的信息共享平台，提高机械设计的信息共享能力，为其更好的实现机械控制创造良好的平台。机械设计模型管理中要利用先进的工具，通过互联网进行协同控制和管理，保证机械系统能够得到全面的优化，为机械系统的管理模式创新创造良好的条件。机械设计中信息管理机制建设需要从文件控制管理角度出发，通过实体模型优化控制，确保互联网信息能够协同工作，在机械部件设计中进行参数信息管理，使设计能够符合机械控制管理的具体要求。通过智能零件技术能够实现系统的自动重复设计，保证智能零件能够符合创新技术方案设计的具体要求。机械设计模型与管理模式要紧密结合在一起，确保管理模式能够符合机械设计平台设计的管理要求，从不同平台实现信息资源的共享。

4结语

第3篇：机械优化设计总结范文

关键词：机械设计制造；机械自动化；机械制造

1引言

机械设计制造自动化，简单来讲就是在机械设计制造过程中，加入自动化技术，来提高整个机械加工生产的效率以及质量，进而推动整个行业的良性发展。所以，想要在机械设计制造领域充分发挥自动化技术的应有作用，相关企业要结合机械设计制造及其自动化应用现状，加强对这方面的理论研究以及实践摸索，从而实现我国机械设计制造的自动化。

2主要特征

与传统的机械设计技术相比较，机械设计及其自动化在技术方面就有本质的不同，它主要是以自动化与智能化的原理进行作业，这种区别也是机械设计及其自动化不同于传统的机械设计技术的核心特征。机械设计的自动化主要是依靠多种科学技术的相互合作而实现，这种技术形式，不仅有利于不同学科之间的相互交流，还为他们之间的交流提供了新的平台与发展方式，同时，更使得机械制造在多个方面都发生了质的改变，例如，操作规范方面、结构变化方面、产品功能方面等。因此，积极推动我国机械化制造和自动化技术的良好发展，对促进我国现代化生产的长远发展有非常重要的意义，也是建设特色社会主义的必然趋势。

3机械设计制造及其自动化应用

3.1生产过程中的自动化应用

将自动化技术灵活的运用于机械设计制造中，可以在提升产品生产的连续性作业基础上，强化整个机械制造的智能化水平。与此同时，利用自动化技术替代人工生产，可以在机械设计制造中有效减少因人为因素带来的不确定影响，并为生产企业节约一部分人工成本，保证生产效率。另外，机械生产过程实现自动化之后，还能使产品损耗明显降低，维护企业的根本利益，提高企业的市场竞争力。

3.2柔性自动化技术地应用

柔性自动化技术主要指通过将计算机控制系统与机械制造生产线相结合，随后借助于将相关数据输入至生产线上各种设备中去，进而使得生产实现高度的自动化。而结合实践来看，一旦企业在自身机械制造生产中将柔性自动化技术应用，那么，只需将相应生产自动化控制数据输入到计算机系统中，设备据此实现机械制造生产全过程自动化操作。对企业来说，柔性自动化技术地应用不但有助于实现机械制造精准性生产，并且还可以有效地降低其人力资源地投入，进而为提高企业经济效益打下坚实的基础。不过，柔性自动化技术仍旧是存在着一定的弊端，即该技术地应用需要将相关数据输入，因而这就对操作人员工作提出了较高的要求，因为一旦其错误地输入信息，那么不仅会极易导致生产事故出现，同时更会给企业带来巨大的经济损失。

3.3自动检测技术地应用

一般来说，基于传统仪器和传感器的自动检测技术的发展，在机械制造业中，自动检测技术的应用可以减少生产过程中的人工参与，还能进一步提升产品合格率。此外，自动检测系统主要采用微型计算机等信息处理系统，进而确保检测工作的可靠性。

3.4智能自动化技术地运用

机械设计制造及其自动化地应用上除了上述两项技术外，智能自动化技术是其最重要地应用。智能自动化技术不但充分地柔性与集成自动化两种技术优点融合在一起，同时更使得该技术能够将生产数据自动采集、输入以及分析基于一身，从而达到机械制造生产智能化效果。智能自动化技术的应用其优点在于能够把以往需要通过人力方式所开展的信息数据采集、输入等工作实现计算机全智能化，如此一来不仅大大提升了生产效率及精准度，同时更使得机械制造生产借助于智能自动化技术实现对生产线自动监测与故障处理，进而极大程度地提升企业生产的可靠性以及安全性。

4未来机械设计制造及其自动化应用的发展方向

4.1更加趋向集成化

从总体上看，我国很多企业在生产制造机械设备时，总是有意无意的将机械设计、制造、生产以及管理等相互分离开来，这样就很难对机械设计制造的全过程有一个严格把控。对此，在未来发展进程中，相关企业依然要通过不断的技术创新，来提升自动化技术在机械设计制造中的融合程度，促进机械设计、制造、生产以及管理的高度融合，以迎合我国工业未来发展需求。

4.2微型化发展

机械设计制造及其自动化发展中除了上述5方面趋势外，微型化是其另外一个重要方向。得益于科学技术迅猛发展，各行各业生产建设自20世纪80年代后期便逐渐步入微型发展之路，这其中最为明显的变化，在于各行各業使用到或生产自动化产品大小不断变小，并且在节能、灵敏等方面也有了很大程度地提升。而针对机械设计制造及其自动化中微型化发展优点，在于不仅能够较为有效地降低设备与技术投入成本，同时在各种资源节约中也发挥了积极的作用，因而这就使得机械设计制造及其自动化微型化得了很大地发展，并且在当前也获取了不错的成果。目前机械设计制造及其自动化微型化发展中微机械技术是最主要的一个研究方向。

4.3朝着绿色化方向发展，注重产品设计虚拟化及数字化技术运用

结合低碳环保要求，需要机械制造行业未来发展中加强生态环境保护，注重各种资源的高效利用，朝着绿色化方向发展，满足可持续发展战略要求。同时，为了提高机械产品设计效率，优化产品设计方式，需要注重产品设计虚拟化及数字化技术运用：使缩短机械产品设计时间的同时提高设计精度，并加强产品设计中各种数据处理，优化生产流程，增强机械产品长期使用中的性能可靠性。

5结束语

总之，实现机械设计制造的自动化，不仅有助于提升企业的核心竞争力，同时在环境保护、节能降耗等方面均起着重要作用。因此，相关企业重视注重机械设计制造及其自动化应用的多元化、集成化以及节能化发展趋势，加强自动化技术在机械设计制造领域中的合理应用，从而为国家经济建设打下坚实基础。

作者：方立新

参考文献： 

[1] 刘荣光.机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势探析[J].信息化建设，2016（6）. 

第4篇：机械优化设计总结范文

关键词 项目教学 CDIO 机械优化设计

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.11.061

Teaching Practice of Optimal Design of Machinery Course Based on CDIO

LI Keqin

（School of Mechanical Engineering， Hubei University of Technology， Wuhan， Hubei 430068）

Abstract Higher engineering education is experiencing the huge changes， CDIO education concept is gradually accepted by people. And optimal design of machinery is a professional elective course of mechanical engineering， CDIO education concept， introduced in the teaching， make students take the initiative to explore the essence of optimization algorithm， practical optimization algorithm， combined with the practical problems in mechanical engineering and application. To select two project instruction teaching and achieved good teaching effect.

Key words project instruction; CDIO; optimal design of machinery

1 CDIO概述

CDIO①②③代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。

2 机械优化设计课程体系架构

随着设计过程的计算机化，自然就要为设计过程能自动选取最优的设计方案建立一种迅速而行之有效的方法。机械优化设计④应运而生。优化设计借助计算机能进行大量的分析计算，从众多的设计方案中选出一个既满足设计要求又使设计指标最好的最优设计方案。

机械优化设计课程体系大致有四部分：一是优化设计数学基础;二是无约束优化方法;三是约束优化方法与工程应用;四是现代的优化方法与工程应用。当然部分教材只有三部分：优化设计基础;基于导数的优化方法;非导数的优化方法;而现代的优化设计方法的内容极其丰富并在进一步发展完善中。目前的教材以介绍优化基本理论占相当大的篇幅，而缺乏结合优化商品化软件包运用来介绍优化设计的内容，导致学和用的脱节。

3 CDIO和项目教学在机械优化设计课程中的教学实践

MATLAB④⑤是当前最优秀的科学计算软件之一，也是许多科学领域中分析、应用和开发的基本工具。MATLAB经过多年的发展，已经成为一种功能全面的软件，几乎可以解决科学计算中的所有问题，使得MATLAB在机械工程、通信、控制和信号处理等领域得到了广泛应用。

3.1 CDIO项目教学案例之一

CDIO教育理念别强调项目教学和实践。案例一的优化数学模型如式（1）。

（） = + + 4

（） = + 2 ≥ 2 （1）

（） = + 1≥ 0

（） = ≥ 0

（） = ≥ 0

在MATLAB软件环境的CDIO求解过程为：（1）构思，先将优化数学模型的约束条件转化为适宜MATLAB求解的标准形式;（2）设计，如何利用MATLAB软件工具;（3）实现，编写MATLAB程序;（4）运作，调试MATLAB程序并分析优化设计的结论。

优化数学模型的约束条件转化为适宜MATLAB求解的标准形式如式（2）。

（） = + 2 ≤ 0 （2）

（） = + 1≤ 0

（） = ≤ 0

（） = ≤ 0

在MATLAB软件环境中求解过程略。

表1给出了求解运行的结果;图1为优化案例中的目标函数值与循环次数的关系变化趋势示意图。

3.2 CDIO项目教学案例之二

二级圆柱齿轮减速器的优化设计⑥及其MATLAB实现。

如何让其设计的二级圆柱齿轮减速器在现有的条件下实现输出最大、重量最轻或其它目标？这些疑问，可以在机械优化设计课程中得到满意的解决。

案例二的具体要求：二级圆柱齿轮减速器的优化设计问题。要求在满足强度的条件下，使其体积最小，以达到其结构紧凑、质量最小的目的。其输入参数：给定传递的功率 = 6.3kW、总传动比 = 31.5、输入转速（高速轴） = 1450rpm，齿宽系数 = 0.4。大齿轮：45钢正火187～207HBS;小齿轮：45钢调质228～255HBS。总工作时间不少于10年。图2为二级圆柱齿轮减速器传动简图。

案例二是一个机械工程实际问题，在MATLAB软件环境的CDIO求解过程为：（1）构思，利用先修课程，将二级圆柱齿轮减速器问题转化为优化数学模型，即转化为适宜MATLAB求解的标准形式;（2）设计，如何利用MATLAB软件工具;（3）实现，编写MATLAB程序;（4）运作，调试MATLAB程序并分析优化设计的结论。

MATLAB的求解程序和优化结果略。

优化设计结果分析与处理是很重要的一环，也是CDIO和项目教学取得成效的关键环节。

4 结束语

CDIO工程教育的最大特点是项目教学和动手能力的培养。在最近几届的机械优化设计课程教学中，尝试引入MATLAB软件包，贯彻CDIO和项目教学教育理念，让学生在做中学，通过项目带动，设计应用的技能得到强化。教学实践表明，学生的工程实际运用能力有较大的提升。

注释

① The CDIO Syllabus v2.0.An Updated Statement of Goals for Engineering Education [C].Proceedings of the 7th International CDIO Conference，Technical University of Denmark，Copenhagen，2011.June ：20-23.

② 顾佩华，李N平，沈民奋，等.以设计为导向的EIP-CDIO创新型工程人才培养模式[J].中国高等教育，2009（3，4）：47-49.

③ 查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3）：1-6，9.

④ 王国强，赵凯军，崔国华.机械优化设计[M].北京：机械工业出版社，2009.

第5篇：机械优化设计总结范文

关键词：农用机械；外观造型；设计

在以往的农用机械产品结构设计中，人们通常只是考虑产品的实际性能及结构特点。因此，对农机产品的外观造型设计及人机交互性设计不足。传统农机产品容易给人一种体型笨重及结构做工粗糙的感觉。随着科学技术日益进步，现代生产中人们除了注重其实用性外，更加注重农机产品的外观造型美。故本文将以此为契机，重点对我国现阶段农用机械外观造型结构设计的相关内容进行阐述，以此不断提升农机产品的结构性能及设计美感。

1 农用机械外观造型设计原则分析

通常而言，农用机械产品外观造型设计过程遵循的基本设计原则是“经济、实用及美观”。[1]首先，从实用层面而言，作为农用机械产品在外观造型设计时，首先需考虑的因素就是其实用性。只有其具备完善的使用功能，才能为用户提供服务。而其实用的充分发挥，必须以农用机械产品的可操控性及可维护性和运行可靠性、高质量为前提，同时应保证其具有标准化结构设计的特征和系列化及通用化设计的原则。但是，对于不同类型的农用机械产品而言，其具体使用功能不同，其在外观结构造型总体设计过程中也具有不同的原则和特点。比如，北方及南方、湿地与旱地的农用机械产品外观结构造型设计就存在一定差异。而经济性是指在对农用机械产品的外观结构造型进行设计时，应该注重优化设计流程，以此降低设计成本，实现农用机械产品的批量化生产。同时，遵循经济性原则，能够保证对农用机械产品操作进行自动化管理。美观性是现代农用机械产品设计时都要遵循的原则，在满足其基本农用功能要求的基础上，必须保证现代农用机械产品外观造型美观及大方，从而实现“人机合一”，以便更好地展开“人机交互”。[2]

2 农用机械外观造型设计内容分析

2.1 农用机械外观造型设计中基本设计元素的应用

首先，在农用机械产品外观结构造型设计过程中，最常采用的设计元素就是“点、线、面”元素。由于单个小点容易吸引人们的眼球，因此通过应用这一最小的设计单位元素，能够突出农机产品某个外观部位的重要特征。在对农用机械产品外观结构造型进行设计时，可通过“点的线化”以及“点的面化”，形成一个与农机产品结构背景相脱离的虚面。通过采用这一设计思路，在对农机产品控制面板中的开关及相关按钮和筛孔、散热板等相关零部件进行造型设计时，设计人员就可通过不同点之间的集合与分散变换，从而形成富有独特造型的结构部件。

其次，在对农机产品外观结构造型进行设计时，“线”也是非常重要的设计元素。除了“点与点”之间的变化之外，还应通过不同轮廓线及“面与面”之间的转折关系变换，从而使农用机械产品的外观造型结构富有线性变化特征。通常而言，“线性关系”分为直线与曲线，而直线的应用能够使农机产品凸显“有力、刚毅”等特征；水平及斜线的应用，会给人一种“相对稳重”及“平静”的感觉；垂直面的应用，则会给人一种“冷酷”及“沉重”和“运动”的特征。但是，斜线还具有“柔和感”，采用这种造型设计方式进行结构设计，会使农机产品凸显“软弱无力”之感。因此，在一般的农用机械产品结构设计过程中，为了使其外观造型更加“沉稳”及“坚固”，设计师应通过“曲线与直线的相互变换”，使农用机械产品整个外观造型结构给人一种“静中有动”及“动中有静”和“富于协调变化”[3]的特点。

除此之外，在对农机产品的外观结构进行造型设计时，还应注重“面的优化”设计。通过对材料纹理及厚度和透明度、光泽等处理，从而使整个农机产品的外形给人不同的触感及质感；也可通过颜色光泽的不同变化，使农机产品外观造型结构突显“轻盈”以及“笨重”和“柔软”甚至“稳固”等不同功能特征。比如，在农机产品外观造型结构设计时，可采用聚氯乙烯及聚丙烯等，为了使农机产品外观结构具有一定的可塑性与圆润、细腻性及韧性，应尽量采用氧化及抛光和喷砂等技术手段进行合理处理，同时采用合金铝材进行结构设计，会给人一种“柔和”及“高雅”和“精致”感。但是，农机产品在整体结构造型设计时，为了给人一种“大气奔放”的感觉，所有材质必须统一，且为了突出“艺术美感”，还应采用“大平面结构”进行设计，以此突出农用机械产品的流畅及平整感。

2.2 农用机械外观造型设计中“虚实”设计理念的应用分析

“虚实相结合”的设计方法也是农用机械产品外观结构设计过程中，经常采用的一种设计优化方式。比如，农机产品结构通透（虚）部分，会给人一种轻巧、便捷之感，如农用机械产品带玻璃门窗的驾驶室等；而农机产品结构厚实及封闭（实）的部分，会给人一种厚重之感。故在对农机产品进行外观造型总体结构设计时，应通过“虚实相结合”的方式进行优化设计，以免给人一种头重脚轻及上下无层次性的感觉；比如，下列重型农用拖拉机产品外观造型结构设计时，设计人员通过对上部玻璃门窗的驾驶室采用“虚”的方法进行设计，而下部厚重及黑色轮胎和机械底盘采用“虚”的方法进行设计，以此使整个农机产品外观造型错落有致，稳重而不失灵巧。

2.3 农用机械外观造型设计中“人机工程学原理”的应用分析

为了突出农机产品结构设计美学特征，在对其外观造型进行设计优化时，应更加注重“形体组合与分隔”。通过将农用机械产品的不同几何形体结构采用“拼合”或者“堆砌”的方式进行优化组合，并按照一定的设计比例，对产品结构的面积和体积进行设计优化，从而使产品总体结构与其实际功能更加协调。比如，现代农用机械产品都朝着智能化及自动化方向发展，故在造型结构设计时，应进行合理的“人机交互”，如在仪表盘设计中，通过半圆及垂直和水平、开窗形、半圆形等不同结构构造方式，适当缩小人的视野范围；另外，在方向盘及手柄结构设计时，应注重人性化设计，以实现“人机交互”，便于用户对农用机械产品进行良好操控；对于稻麦脱粒机及联合收割机和拖拉机等农用机械的离合器外观造型设计，应考虑操作的用力程度，大腿与小腿间的间距应设置为120°为宜。在外观色彩设计时，应使农用机械产品具有良好的辨识度，通过色彩调和及色彩对比，给人呈现一种“天人合一”的设计效果。

3 结语

农用机械造型设计应朝着多样化及特色化和美观化方向发展。因此，在产品结构优化过程中，设计人员应严格遵循基本的产品设计原则，在凸显实用性与安全性和稳定性的前提下，不断通过多种设计优化方式，从结构外观及颜色设计和人机交互方面，对其相关功能进行人性化设计，以此不断提高现代农用机械产品的结构设计水平。

参考文献：

[1] 李久熙，张建伟，王春山.农机产品造型设计研究[J].中国农机化学报，2013，34（03）：125-126+135.

[2] 《机械设计》2015年（第32卷）总目次[J].机械设计，2015，32（12）：129-134.

第6篇：机械优化设计总结范文

关键词：仿生学；仿生机械；遗传算法

中图分类号：TD44 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0098-02

在人类发展的过程中，是通过不断的学习和总结才能达到今天这样的文明程度的。其中学习包括人类自身总结出来的一些自然规律和了解自然界动植物的活动规律来获得的。现有的很多领域的科学制造技术都是在动物和植物的生活环境中学结出来的。这些动、植物为了更好的适应自然的变化，自身拥有一些本能，这些本能被人们所发现，并在一定的改造基础上成为人类自身的本领和技术，这就衍生出了一个学科——仿生学。

在现有的煤矿生产当中，存在很大的安全隐患，在一些机械设计中存在设计和使用脱节的情况，导致经常出现人员伤亡的现象。在了解了仿生技术之后，能够将仿生科技和现有的机械设备结合在一起，能够很大程度上降低生产中出现的安全事故，也能够将机械设计更加的人性化，智能化。

1 煤矿仿生机械的分类

仿生机械在煤矿生产中的使用类型很多，具体可以细分飞生产中的抓取、移动、开挖等四类。

1.1 仿生抓取机械

目前仿生机械在抓取功能方面的研究集中于仿人形机械手，主要因为人手（含手臂）共有36个自由度，自由度的增多可以改善以往机械设备活动不灵活的情况，而且还能精确定位还能做出复杂精细的动作，这些都是传统机械很难做到的。它们可分为工业机器人用机械手和科研智能机器人用机械手，在煤矿开挖时出现的复杂情况下，人工难以胜任工作的情况下，可以使用仿生抓取机械进行挖掘工作。

1.2 仿生移动机械

移动机构作为煤矿运输的平台在汽车领域、机器人领域及各类特种任务完成领域有着举足轻重的作用，传统移动机构的主要形态是轮式，结构相对简单可靠，技术成熟，且科技的发展使得现代移动机构负重能力不断加强，灵活性不断提高，在大多数情况下都能满足要求。然而随着人类涉足领域越来越广泛，在煤矿挖掘某些特殊环境下却不见的是最佳选择。研究者也看到了生物体的移动能力对环境的适应性是机械无可比拟的，部分生物在特殊环境中的移动能力更是令人叫绝。正是由于认识到了这一点，仿生机械学者在仿生移动机构方面做了大量大的工作，取得了许多成果。在煤矿生产中，地形复杂的情况出现的概率很高，相关的仿生机械移动机械可以很好的适应复杂条件的施工要求，确保了开挖的安全。

1.3 仿生开挖机械

机械的分类在不同的行业当中有不同的使用效果，具体的工作选取的机械也有很大的区别。在煤矿机械开挖设备的使用中，涉及到煤矿开挖的安全，在机械选择上有着特殊的需求。利用仿生原理下的设计方案，摒弃了传统的器械工作原理，使用更加人性化的机械设备，达到安全的目的。

2 仿生原理的使用案例

基于遗传算法技术的计算机网络设计是在以往传统的程序设计理念上加上了更多的计算机数据编程，是一种更加科学的现代化机械开挖手段。这也是煤矿开挖中使用仿生技术最为重要的案例之一。为在生产效率中也得到了很好的优化，也能使网络安全达到更好、更高的要求。接下来，我们将着重介绍在机械设备中使用仿生安全技术优化方案中的遗传算法。

遗传算法是20世纪70年代初期由美国密执根大学霍兰教授提出的一种为煤矿突水事故提供预测方法的一种提前预案。GA是一种在人为施工条件下非确定性的拟自然算法，这种算法是根据自然界仿照生物的固有进化规律，对一个大的群体进行随机抽样，观测其繁衍变化以及淘汰机制。其中就会有适者生存，不适者就会被淘汰，按照这样的规律不断重复，使整个群体在繁衍的素质上和种群的数量上都会有很大的提高，时间变长，这样的趋势会显现的更加明显，最终会以一种优化平衡的态势趋于平衡，并且保持最优配合比。遗传算法具有鲁棒性、自适应性、全局优化性和隐含并行性。

图1 遗传算法

尽管遗传算法在计算机网络可靠度技术指导下已解决煤矿生产中了许多难题，但还存在许多不足之处，如算法本身的参数优化问题、如何避免过早收敛、如何改进计算机有效的工作时间和工作方法来提高算法的效率、遗传算法与其它优化算法的结合问题等。用遗传算法求解约线性和非线性优化问题时，一般采用共轭发散函数法，如何合理的选择共轭因子是算法的难点之

所在。

煤矿机械设备中使用仿生遗传算法是一个很好的切入点，同时，在使用中对于遗传算法的使用也在不断的完善过程中，对于算法的根式也在不断的更新，为了提高算法在使用中的准确度，作为算法的设计与机械操作相互结合的理论基础，不仅要使得设备的使用年限增加，还要对机械使用的效率进一步提升。在遗传算法的基础上，改进的算法在以往六个高速运算的设计布局中，重新组成新的装配方式，在基本联接关系上也从原来的两个变成了四个，更加贴合了煤矿机械在操作中细部的指示命令的落实。使用更加符合机械运转的改进遗传算法可以将机械的整体布局系统的串联情况与设计模拟方程的构造结合在一起，对于函数的提出在机械的设计中更加重要，最终通过建立模型的方式来将复杂的机械系统的优化组织方案简化。

仿生遗传算法在用模型描述煤矿机械动力学研究的过程中，在开挖优化方案上提出了一些不同之处，在数据的编码上和变量的估算上略有不同。因此，在这就对变量本身进行了遗传算法模型的设计，对于机械的悬挂系统和传动系统分部进行了弹性模量的检测和调整，用日常机械工作状态下的发动机功率和受到的阻力作为设计的相关参数，借此来对整体的机械有更好的全局优化，大大提高了传统工艺下完全靠人为的检测要更加稳定和准确。为求解复杂的非线性约束优化问题，对二级斜齿圆柱齿轮减速机的概率可靠性等机构进行了优化

设计。

3 结语

基于仿生技术下的煤矿开挖设备的使用是在机械应用领域的一项革命性的技术，同时在许多行业中都有着巨大的发展空间及应用价值。在矿区机械设计进程中引入仿生技术有着明显的优势，它在简化管理，加强安全监控等方面具有不可比拟的优势，十分适合我国煤矿行业的发展。在本文中还就仿生科技中的遗传算法的优化方面的内容进行研究，目的是使得煤矿机械设备在使用中更加安全、稳定，操作起来更加人性化，促使煤矿行业更快、更好的发展。

参考文献

[1] 濮良贵.机械零件[M].北京高等教育出版社，

1982，5（13）.

[2] 蒲俊，吉家锋.可靠度可视化技术数学手册[M].

第7篇：机械优化设计总结范文

关键词：机械 使用 创新 新趋势

1 现代机械设计方式在包装机械设计中的使用

目前我国在现代机械设计方式在包装机械设计中的使用状况，主要可以分为以下几个部分：

首先就是针对包装机械设计的理念上，主要是借鉴西方先进国家的经验，把用户的需求当作设计的首要目标，并且结合现代柔性设计以及模块化设计的理念，一机多用或者通过更换少量零部件来完成不同功能的使用需求。

针对现代包装机械的设计与现代机械设计其过程是基本一样的，但是在设计的具体阶段会有不同的侧重点，例如说在总体设计的阶段，需要全面的考虑包装机械系统中的布局以及运动协调性、运输和造型设计等。在对包装设计过程中，模块化设计也是一种较为先进的方式，其核心理念就是根据不同功能来分成是若干个模块，通过不同模块的各种形式组合来实现包装机械的多功能以及系列化。这种设计理念的优点有以下几点：

第一就是让包装机械的更新速度加快，在之前包装机械的替代往往都是进行局部的更新换代，但是将这种新技术引进到包装机械设计中就可以更为容易的实现局部改进；其次就是有效的缩短设计周期，如果当机械用户提出新要求之后只需要更换模块或者是制造新模块就可以得到新的包装机械机型来满足用户需求；第三就是可以便于维修，降低成本，同时使用性能更为稳定可靠。

除此之外，在针对包装机械设计中的绿色设计理念，这种设计理念是将包装机械设计的质量设计和制作设计、维修设计等综合起来的设计理念，因为我国目前在发展水平上依然落后于西方先进国家，同时经济增长方式较为粗放，这就要求我国针对包装机械的设计需要考虑到安全性以及环保性等多方面的因素。

随着科学技术进步和市场竞争越来越激烈，包装机械的使用客户提出的要求也越来越高。这种需求主要体现在以下几个方面：第一就是提高机械生产效率来满货期和降低成本的需求；第二就是当包装机械设备出现故障可以进行远程诊断，第三就是有利于保护环境，降低噪声和粉尘；第四就是机械成本降低。

现代包装机械的设计主要包括了市场调研、对用户需求进行分析、确定包装机械功能、论证包装机械可行性、制定机械设计方案，然后再到分析用户效益和论证方案可行性、设计原理图和结构，制定样机，随后进行技术验证和制定售后服务方案，最后进行改进设计和系列化设计等。在这些具体环节中，市场调研是针对所有包装机械基础工作，只有通过市场调研才可以了解政策导向以及包装机械行业的供求信息等。在确定原理方案设计过程中首先需要了解一些经典样式的产品信息，了解机械中元件性能来简化包装机械的传动性能，或者是使用躲电机拖动来缩短传动链，对于包装机械的传统系统来说应该尽量使用现代化手段进行系统建模和动态优化。

2 包装机械设计的创新

针对包装设计需要由新颖性，也就是要求包装机械的新型号等其结构特点与已出现的同等型号等有明显区别；其次就是设计需要由先进性，新产品在性能上优于其他产品；第三就是要求设计的实用性，需要让包装机械新产品可以有更广阔的使用范围和市场前景。

针对包装机械的创新设计不可以仅仅依靠测绘或者仿绘国外产品的方式，一定要在设计理念上进行改进或者提高。针对包装机械的创新设计，首先需要大量参阅国外资料以及先进机械。针对一些选定的机型要全面分析其性能中的优劣，更重要的是要吸取其设计理念中的内涵。针对任何机械设备的设计，都需要从工艺以及关键环节和部位入手。针对包装机械的创新设计更是需要如此，首先从工艺和关键部位入手做细致的设计分析来找到创新点。

目前随着虚拟概念的提出，计算机辅助设计以及三维设计等新技术等都融入到了包装机械设计的过程中。虚拟设计以及虚拟制作技术就是指将包装机械的各种机器元素等都存入到计算机中，然后将图纸进行数字化后输入到计算机中，既可以得到三维模型，然后再将包装机械进行生产时的数据和指标都输入到计算机中来演示实际生产中的能力、产生废品的数量等。

3 包装机械设计新趋势分析

第8篇：机械优化设计总结范文

许多应力和各种系数等数据或曲线图表。用理论设计代替经验设计、用精确设计代替近似设计、用优化设计代替一般设计将成为设计的必然发展趋势。一般的机械设计都是设计人员按照各种资料提供的数据，结合自己的工作经历和经验，对已有的产品进行类比，比较出优点和缺点，初步定出设计的方案，再通过验算确定方案是否是可用的。优化设计，是利用电脑的计算优势采用数学的方法，用数量的指标对最终的方案进行评判和选择，得到一个相对来说具有最优功能的计算算法。

通过这样的过程获得的方案不仅是可用的，而且也是相对最优的。它的一般过程是先明确设计的任务，再确定设计的变量参数，在明确变量的取值范围然的情况下确定设计函数来确定优化方法，最后编写优化程序，总之得出优化结果并圆整。机械优化设计是在机械设计领域利用将最优化原理和计算机技术相结合，为了提供稳定可靠的机械装置，利用更加科学、更加有效率的理论和方法来完成设计方案，从而解决机械优化设计中遇到的难题。机械优化设计是将机械工程的设计问题转化为计算机算法的最优化问题，机械设计的问题大部分都已经解决，目前是在传统的设计基础上，让它更精确，更符合潮流。而选择适当的最优化算法，利用计算机的高速运算功能从众多满足要求的并且是正确的设计方案中寻找设计者比较满意的设计方法,达到设计者预期的目标。它可以解决过去难以处理的问题，优化设计是机械设计的一种新途径，它是为了更加优秀而去其糟粕，取其精华，从而提高传统设计的效率和质量。机械设计是机械工程的重要组成部分，在机械设计的早期是主要是研究机械运动参数的。如材料尺寸、加工能力、最小的尺寸和重量，最好的性能，使之具有最可靠、最低消耗和最少环境污染。机械设计的分类很多，有农业机械设计，矿山机械设计、纺织机械设计、汽车设计、船舶设计泵设计、压缩机设计、汽轮机设计、内燃机设计机床设计等专业性的机械设计分支学科。但是这些问题又有许多共性技术，例如机构分析和综合、力与能的分析和计算，工程材料学、材料强度学、传动、、密封，以及标准化、可靠性、工艺性等。

计算机辅助设计引入优化设计方法后,把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来,解决这些共性的问题。根据优化设计问题的特点选择优化算法是一个重要的问题。一般要对优化的数学模型的设计变量数、约束条件数、目标函数和约束函数的复杂程度等进行分析，并深人了解各种优化方法的特点，才能作出恰当的选择。机械优化设计是一门新的学科。它是在现代机械设计理论的基础上提出的一种更科学的设计方法,它可使机械产品的设计质量达到更高的要求。因此,在加强机械设计理论研究的同时,还要进一步加强最优设计数学模型的研究,使其更能反映客观实际。优化设计英文名是optimizationdesign，从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。选定在设计时力图改善的一个或几个量作为目标函数，在一定约束条件下，以数学方法和电子计算机为工具，不断调整设计参量，最后使目标函数获得最佳的设计。通常设计方案可以用一组参数来表示，这些参数有些已经给定，有些没有给定，需要在设计中优选，称为设计变量。

如何找到一组最合适的设计变量，在允许的范围内，能使所设计的产品结构最合理、性能最好、质量最高、成本最低（即技术经济指标最佳），有市场竞争能力，同时设计的时间又不要太长，这就是优化设计所要解决的问题。一般来说，优化设计有以下几个步骤：1）建立数学模型；2）选择最优化算法；3）程序设计；4）制定目标要求；5）计算机自动筛选最优设计方案等。通常采用的最优化算法是逐步逼近法，有线性规划和非线性规划。

作者：李晓靖 单位：河南工业贸易职业学院

第9篇：机械优化设计总结范文

【关键词】机械 计算机 设计 探索

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程，其目标是在各种限定的条件下设计出最好的机械，即做出优化设计。随着科技的进步，特别是计算机科学、系统科学的发展，机械设计水平发展得很快。多种设计技术和理论交叉融合，使得机械设计方法进一步拓展，设计手段也更加精确化和智能化。

1现代机械设计概述

1.1现代机械设计的内涵

在20世纪60年代初期，人们将机械设计方案的过程分为不同的设计阶段，如用户体验阶段、设计方案阶段、技术设计与工艺设计阶段等。但是随着科技的不断发展，产品技术的发展不再单纯依赖于设计者的思想灵感或经验技术，而是逐渐发展成为一门科学，并且是以知识为基础，具有科学设计手段的现代机械设计技术。随后，现代机械设计又引进了多种不同的设计方法理念，例如系统科学、信息科学、计算机技术等，这些都为我国的机械设计理念增色不少。

1.2现代机械设计的特点

现代机械设计种类繁多，其结构也越来越复杂。现代机械设计可以从实现功能的角度来考查，其中包括系统功能、传统功能、执行功能和操作功能等，这些功能都可以用来协助机械的运作，每一种功能都有其自身的特点。现代机械设计方法一般都是凭借计算机网络或其他一些现代化机械设备，引进先进的现代化设计理念及方法，创造出具有现代化机械设计特点的作品。现代机械设计的主要工具也是计算机，如利用计算机计算、分析、绘图等，可以大大提高现代机械设计的效率。

2现代机械设计方法

2.1现代机械设计的优化

设计的优化就是通过不同的方式进行方式的优化，在机械设计的过程中对产品的结构以及性能进行优化设计，这样的优化是为了保证设计出的机械产品一方而具有外在的品质保证，另一方面是保证产品的内在的质量。优化设计一般分为两种方式。

2.1.1数学规划实现的设计优化

我们说的数学规划法，就是把数学规划的理论作为基础，是一种严格意义上的优化方法。这种算法对理论依据有很高的要求，同时对设计流程的规格也有着严格的标准。因为这种规划方法在计算的过程中要进行很多的迭代，并对数学模型要求高性态。所以这样的优化方式的适用范围很小，适用于目标明确，容易建立数学模型或者结构不复杂的机械设计中。

2.1.2人工智能实现的设计优化

现代机械设计是我国人民创造型劳动中的一种，机械设计的过程需要进行以下四个步骤，任务的明确，设计方案，设计技术以及设计施工，并且每个环节都要及时地对建立的模型进行仔细分析，对设计的模型进行修改与合理性评价。人工智能优化设计活动有下面两种，一直对设计数值的计算，内容主要是大量的绘图与计算分析；二是对设计方案进行设计以及推理，内容主要是方案的提出，方案的优化以及设计结构等方面。因为思考和推理是这种优化活动的基础，所以这就要求设计人员要有丰富的专业知识和设计经验。

作为机械设计重要的内容，设计方案的设计以及推理设计的结果对产品的质量起养关键性的作用，在这种情况下使用人工智能技术能为设计中的非数值计算工作提供保障。

2.2现代机械设计的并行设计

我们说的机械设计的并行设计就是在对机械产品进行设计的时候，通过应用IT技术中的CAM或者CAD技术，以集成或者并成的方式对产品设计出合适的生产步骤。这种设计方法要求机械设计人员，从设计的最初阶段就要对机械产品的整个生产过程，包括生产周期内的设计，测试，工艺规划以及配置进行细致的考虑和规划，将产品的概念设计到产品的报废等一切可能发生的问题进行分析，最大限度地对用户的需求进行把握。根据设计的效果，通过对并行设计进行全面的评价，对产品的设计进行改进，能有效地保证产品生产过程中的一次成功率，还能够增强企业的自身管理以及提高资源的利用率，减少生产成本，提高生产效益。

2.3现代机械的网络协同设计

一般来说，所谓的网络协同设计，就是通过利用现代的网络机制，将分布在不同地方的设计资源以及设计任务进行统一，以协同工作中的机制以及平而支撑工具为基础对信息进行有效的管理，进而完成对机械产品的研发以及设计工作。随着现代IT技术的不断发展与成熟，网络时代中的宽带也得到了很大程度上的提高，所以利用现代化中多媒体实时数据的传输特性，一方面能够对机械设计中的相关数据进行了解，另一方面还能建立起数据平台，这个数据平台是以web为基础的，进而解决web中数据的修改、访问以及传输工作，从而进一步实现数据的共享，进一步满足现代机械设计过程中的技术要求。

结语

总之，我们在未来的工作中，首先要进一步分析市场需求、国家的发展方向，居民对机械设备的具体诉求，之后采用有效的方式进行系统优化，保证现代机械设计方法可以长久地被应用，最后再应用到实际的生产和加工工作中。相信在日后的相关工作中，现代机械设计方法能够取得更大的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]开依沙尔？热合曼 买买提明？艾尼.基于骨骼重建机理的连续体结构仿生拓扑优化方法[J].农业机械学报.2014（05）