摘要：现代机械产品设计的一个重要符号概念和科学技术的快速发展的必然要求，是机械产品设计和开发应用程序的计算机，机械设计技术、理念、方法的广泛应用，计算机在机械产品设计领域，发生了质的变化，此外，智能化和自动化机械产品用于生产改善，以现代机械设计理念为出发点，重点分析了机械设计优化的方法。
关键词：机械设计；设计理念；优化方法
1 现代机械设计理念
根据产品应用需求和设计目的，利用媒体将软思维转化为相关产品信息和模型的过程称为设计。因此，目的性、结构性和精确性是机械产品设计的必要条件，而现代机械设计是在产品设计和研发中运用智能化和自动化的设计方法，以提高设计速度和水平。因此，智能化和自动化已成为现代机械设计理念的特点。一些领域的设计技术设计在我国，方法，想法，在八零年代与国际比较，相对落后，缺乏理解的先进的科学和技术的应用，然而，通常被称为过去经常使用的设计方法在我国传统设计，新兴崛起的国际设计称为现代科技，强调设计技术的变化。增加生产效率必然会随着经济的快速发展，所以它必然会应用新的科学技术在生产领域以提高生产效率，这将不可避免地带来机械设计的时代主题，如机械产品功能的多样性、结构复杂性和使用寿命长。产品设计图纸和加工制造业，随着科学技术的快速发展，已经取得了一些成就，但是，计算机在产品的初步设计中的应用还很缺乏，所以，现代机械设计优化方法的必然选择，是电脑设计中广泛的应用。
2机械设计优化方法的介绍
计算机的应用带来了机械设计优化方法的快速发展。这样，在规定的设计要求下，采用优化方法取得了一定的优化结果，同时也减少了不必要的计算工作量，得到了高度重视和广泛应用。优化方法分为数值法、数值法和非数值法三个阶段。近年来计算机辅助设计的兴起，引入了优化设计方法，经过它的应用，不仅加快了设计速度，缩短了设计周期，而且使设计参数在设计工程中不断地选择最优设计方案。当今时代，科学技术的发展要求机械产品的不断更新，设计方法的重要发展趋势是将优化设计方法与计算机辅助设计相结合，这是设计工程的完全自动化。
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3现代机械设计优化方法
为了适应现代机械设计的发展要求及弥补传统设计优化方法的不足，以遗传算法、粒子群算法和神经网络等为代表的现代设计优化方法逐渐在机械设计优化中得到了广泛的应用，具体表现如下：
3.1遗传算法
遗传算法是一种模拟生物进化过程、自适应、随机和高度并行的全局优化概率搜索算法，即按最大效益原则随机搜索，则无需梯度信息及函数的连续性与凸性，便可收敛得出全局最优解。据此，遗传算法具有灵活性好、通用性强、全局性高的优点及局部寻优能力差、运行效率低的缺点。遗传算法是一种鲁棒性和实用性都很强的优化技术，其目前在机械设计优化中的应用十分广泛，且其特别适合用来解决具有较小设计变量的非连续性结构优化问题。
3.2神经网络法
神经网络是一个大规模的自适应非线性动态系统，具有并行、类比、泛化、联想处理能力和较强的鲁棒性。同时局部破坏不会对整体结果产生任何影响。近年来，神经网络方法发展尤为迅速，目前的应用情况如下：第二，基于结构设计优化和神经动力学概念的神经动力学模型已成功应用于大型结构的自动设计和设计优化。再次，基于随机摄动技术和随机模拟方法的数值逼近方法使设计优化结果更加准确、快速。
3.3粒子群算法
粒子群优化（pso）是一种基于模拟鸟类觅食的算法。与遗传算法相比，粒子群优化算法具有记忆能力强、易于实现、原理简单、无突变或交叉操作、参数调整小、收敛速度快等优点。并行搜索降低了陷入局部极小值的概率，提高了算法的效率。因此，粒子群优化（pso）是一种内存、并行搜索、随机启动的智能优化算法。目前，粒子群算法在神经网络训练、动态环境优化和目标函数优化等领域得到了广泛的应用，但其在机械优化设计领域的应用研究还处于起步阶段。近年来，一些研究人员提出了一种基于粒子群优化（pso）算法和复杂的粒子群方法复杂的方法，该算法在实际工程的应用，不仅解决了复杂方法容易陷入局部最小值，而且还提高全局搜索能力在解决非线性优化问题，所以独立变量的灵敏度优化函数，该算法的性能，具有较强的优化能力。
4机械设计优化方法的选择
根据设计优化问题的特点选择合适的优化方法是非常关键的，因为同一问题可以有多种方法，而有些方法可能会导致设计优化结果不满足要求。优化方法的选择有四个基本原则：高效率、高可靠性、计算程序成熟、稳定性好。此外，需要个人经验来选择合适的优化方法，并对优化模型的约束条件、约束函数和目标函数进行深入分析，以便根据复杂和准确的条件正确选择和建立。设计优化的选择取决于数学模型的特点。对于目标函数和约束函数都是显式函数且设计变量数量不多的问题，一般认为罚函数法较好。梯度投影法是求解只有线性约束的非线性规划问题的最合适方法。对于非常困难的导数应选择直接解；对于高度非线性的函数，应选择稳定性较好的方法。
5 结语
机械优化设计是在传统机械设计理论的基础上，结合现代设计方法，实现的一种更加科学的优化设计方法，提高了机械产品的质量。随着数学规划理论的不断发展和工作站计算能力的不断挖掘，机械设计优化方法和手段有了很大的突破。机械设计优化给机械工程领域带来了巨大的经济效益。随着技术的进步和产品竞争的加剧，优化设计的发展前景十分广阔。
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[3]孙靖民.现代机械设计方法[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2011.
论文作者:张国华
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/13
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