机械最优设计技术及其应用
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作者： 孟兆明，常德功编著
出 版 社： 机械工业出版社
出版时间： 2008-8-1字数： 328000版次： 1页数： 206印刷时间： 2008/08/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787111245117包装： 平装内容简介
机械最优设计技术是将数学规划理论、计算机技术和机械设计理论与方法组合在一起，以解决机械设计中最优化的设计问题。本书主要内容有一维寻优最优化技术、无约束解析法最优化技术、无约束直接法最优化技术、有约束转化寻优最优化技术、有约束直接搜索寻优最优化技术、线性规划最优化技术、多目标最优化技术。各种寻优技术均配有计算机程序和操作举例。
本书与高等院校机械原理、机械设计等课程紧密结合，列举了许多工程中常用的设计实例。
目录
前言
第1章 基础知识
1.1 引言
1.2 最优设计的概念
1.3 机械最优设计简介
1.4 专业用语及其含义
1.5 计算机语言基础
思考题及练习题
第2章 一维寻优最优化技术
2.1 压缩区间寻优方法要素
2.2 0.618法
2.3 抛物线法
2.4 计算程序及程序使用
2.5 一维寻优最优化技术在机械设计中的应用
2.5.1 曲柄摇杆机构的最优设计
2.5.2 曲柄滑块机构的最优设计
2.5.3 偏置直动尖底盘状凸轮机构基圆半径及偏心距的最优确定
2.5.4 按渐开线展角求其压力角
2.5.5 二级圆柱齿轮减速器传动比最优分配
2.5.6 等负载螺纹螺母的最优设计
2.5.7 曲柄滑块机构最大行程速比系数的确定
2.5.8 齿轮节点啮合系数的精确计算
2.5.9 有两个尖点曲柄机构的最大行程速比系数及其参数的最优确定
2.5.10 摇块机构最优设计
思考题及练习题
第3章 无约束解析法最优化技术
3.1 梯度法
3.2 共轭方向法
3.3 牛顿法与阻尼牛顿法
3.4 变尺度法与DFP法
3.5 计算程序及程序使用
3.6 无约束解析法最优化技术在机械设计中的应用
思考题及练习题
第4章 无约束直接法最优化技术
4.1 坐标轮换法
4.2 方向加速法
4.3 简单图形法
4.4 计算程序及程序使用
4.5 无约束直接法最优化技术在机械设计中的应用
思考题及练习题
第5章 有约束转化寻优最优化技术
5.1 拉格朗日乘子法
5.2 外点罚函数法
5.3 内点罚函数法
5.4 计算程序及程序使用
5.5 有约束转化寻优最优化技术在机械设计中的应用
5.5.1 螺旋压缩弹簧的最优设计
5.5.2 链传动优化设计
5.5.3 按初始位置驱动转矩最大设计摇块机构
思考题及练习题
第6章 有约束直接搜索寻优最优化技术
6.1 复合形法
6.2 网络法
6.3 计算程序及程序使用
6.4 有约束直接搜索寻优最优化技术在机械设计中的应用
6.4.1 再现连杆轨迹曲柄摇杆机构的最优设计
6.4.2 按连杆曲线上两尖点位置最优设计曲柄摇杆机构
6.4.3 二级斜齿圆柱齿轮减速器优化设计
6.4.4 螺旋压缩弹簧的最优设计
思考题及练习题
第7章 线性规划最优化技术
7.1 单纯形法
7.2 匈牙利法
7.3 计算程序及程序使用
7.4 线性规划最优化技术在工程领域中的应用
7.4.1 等截面长条类材料下料方案的最优确定
7.4.2 分配运输任务的最优确定
思考题及练习题
第8章 多目标最优化技术
8.1 基本知识
8.2 常用寻优方法
8.3 多目标最优化技术在机械设计中的应用
8.3.1 机械刨床的最优设计
8.3.2 按连杆长及两运动位置最优设计曲柄摇杆机构
8.3.3 凸轮最小基圆半径及最佳偏心距的确定
思考题及练习题
思考题及练习题参考答案
参考文献
书摘插图
第1章基础知识
1.1 引言
机械可以减轻人们的体力劳动、提高劳动生产率、改善人们的生活质量，从而在人们的日常生活和生产中被广泛地使用着。随着科学技术的进步、人民生活水平的不断提高，人们对机械的需求越来越高、越来越广泛，于是有了这样的观点：机械的设计水平、制造水平、使用水平是衡量一个国家科学技术水平和现代化程度的一个重要标志。众所周知，任何机械的成功应用，必然要经过设计、制造、实验、维护、改进等多个环节，其中机械设计是首要环节。如果没有机械设计现代化，就不会有高水平的机械工业，也就不会有国家的强盛。因
此，高水平的机械设计技术必然会引起机械设计技术人员的高度重视。
多年来，机械设计人员在机械设计中大都是采用传统的设计方法，凭借经验、图表和类比的办法，借助有限的计算次数，得到有限的设计方案，然而确定出的设计结果却不能令人满意。如何使自己设计的结果能够获得公认最优，如设计出的机械产品结构最紧凑、成本最低、重量最轻、工作性能最好等，即技术经济效果最佳，这是机械设计人员毕生的愿望。目前，由于机械设计技术的不妥、计算手段的落后、设计时间的限制，这种愿望往往难以实现。但是，随着科学技术的发展、数学规划理论的进一步完善以及计算机技术的普及、机械设计方法与技术能力的渐趋提高、科技新成就的不断丰富，使得机械设计方法技术有了突破的跃进条件和可能。机械最优设计技术、机械创新设计、计算机辅助设计（CAD）、现代设计方法学等新型设计技术由此而产生。这些新技术的应用，对加速机械产品的开发与应用、改变机械工业的面貌将会起到非常重要的作用。
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