文档介绍：五邑大学
硕士学位论文
多学科设计优化方法及其应用研究
姓名:李钰
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:孔凡国
20080316
摘要随着高科技领域的广泛延伸,针对某一复杂产品的设计开发常常伴随着多门学科的介入,传统的设计方法以学科为基础把产品划分为不同的子系统,由不同的部门完成子系统的优化设计,再经过各子系统之间的协商与妥协来完成整成品的开发工作。由于设计人员在寻求本学科子系统最优解的时候,很少考虑不同学科之间的相互影响的问题,按照这种设计模式得到的结果往往只是局部最优,而非全局最优。在大型化和复杂化的产品设计领域,传统的设计模式难以满足人们的设计要求,需要发展一种高效的适合于复杂工程系统优化设计的方法。多学科设计优化是传统设计优化方法基础上的一个重要的质的发展。它是设计方法,传统的产品机械设计知识、过程设计知识、现代信息技术的交叉集成的大系统方法,能够适应更大规模的工程产品的系统设计、发展的需要。多学科设计优化方法通过充分利用各个学科之间的相互作用所产生的协同效应,并行计算并采用高精度的分析模型进行设计优化,对发展武器装备、汽车、摩托车、数控机床等复杂工程系统设计是技术理论与方法上的制高点之一,几乎可以说,是代表了一个国家掌握产品创新的核心能力之一,因而具有基础性、前沿性、工程实用性。开展对多学科设计优化技术的研究具对于提升我具有重要意义。本课题来源于广东省自然科学基金项目钅勘嗪。本文首先介绍了多学科设计优化研究的背景和意义及国内外的研究发展现状,概述了多学科设计优化的含义和特点以及闹饕Q芯磕谌荨H缓蟊冉涎芯苛烁髦钟呕惴ㄒ约凹钢侄嘌Э粕杓优化方法的优缺点和适用范围,为下文打好基础。最后本文将多学科设计优化理论及方法应用于六轴并联机床的综合优化设计,用进行编程然后集成到中,以六轴并联机床的灵活性和误差为指标对其进行多学科设计优化,从而实现对多学科设计优关键词:多学科设计优化,智能优化算法,近似技术,协同优化;化理论及方法进行验证.
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签字:杏谊本人声明我声明,本论文及其研究工作由本人在导师指导下独立完成,完成论文所用的一切资料均已在参考文献中列出。作者:李钰年
绪论第一章研究背景及意义上世纪八十年代,,航空航天领域的设计,如飞机、导弹等都涉及到气动、结构、控制、发动机等很多学科,而传统的串行设计方式的最大弊端在于忽视了系统间的相互影响,它人为的割裂了各学科之间的相互作用,并没有利用各学科之间相互影响产生的协同效应,所得到的设计结果难以达到最优。这种设计方法只能获得局部的最优解,很有可能失去全局最优解,而且设计周期长,成本高。这些特点显然不能适应越来越多,且越来越苛刻的设计要求的发展趋势。从八十年代初开始了复杂系统设计优化的研究。随着时间的推移,越来越多的人参与到这项研究中来,使得复杂系统设计优化的思想不断完善,逐步形成了今天的多学科设计优化方法。多学科优化设计的提出正是针对这一问题,它是在传统设计优化理论基础上针对现代工程设计的特点,并与信息技术相结合发展起来的。其主要设计思想是在复杂系统整个设计过程中充分利用分布式计算机网络技术来集成各学科的知识,按照面向设计的思想来集成各个学科的模型和分析工具,通过有效的设计和优化策略组织和管理设计过程,充分利用各学科相互作用产生的协调效应获得系统整体最优解,缩短设计周期,节约成本6嘌Э朴呕杓充分的利用了先进计算机技术和科学的最新成果,在国内外受到广泛的关注,并且正在进行更加深入的研究。目前,工程设计领域尤其是航空领域对多学科设计优化的研究非常重视,有许多机构从事难芯浚齆祭芯恐行耐猓拦斯坦福大学学还有其他许多国家也在进行多学科设计优化的研究,如英国、加拿大、韩国等。我国的南航、西工大、国防科技大学和北航等也先后开展了难芯俊6嘌Э粕计优化己成为飞行器设计的一个发展方向,是许多国际学术会议讨论的主题。我国对难芯抗ぷ魇谴兰甏衅诳J嫉较衷谝延薪ń黮甑时间了,从跟踪国外研究情况到吸收应用,已经取得了相当发展,并逐步被工业部⒙固氐ご笱龋,
⒄瓜肿化方法研究,佛罗里达笱А⒙固氐五邑大学硕士学位论文门所接受。多学科设计优化是在传统设计方法和优化方法基础上的一个质的发展,它是传统机械设计知识、过程设计知识、现代信息技术交叉集成的大系统方法,它以提高产品性能,缩短设计周期和降低研制成本为目的,可适应更大规模的工程产品系统设计发展的需要。目前多学科设计优化的理论,技术标志着国家产品创新技术与理论的制高点之一,具有重大的战略前沿意义,也是当今我国发展复杂工程系虽然多学科分析与优化的思想很早被人们认识到,但