机械优化设计
机械优化设计的知识点
机械优化设计的知识点机械优化设计是指通过科学的方法和技术手段对机械产品进行结构、性能、工艺等方面的改进和优化，以提高其性能、降低成本、提高可靠性和可维修性等指标，从而满足客户要求和市场竞争的需求。
在机械优化设计过程中，有一些重要的知识点需要我们掌握和运用。
一、需求分析和目标设定机械优化设计的第一步是进行需求分析和目标设定。
在此阶段，我们需要了解用户的需求和期望，明确产品所需的性能指标，例如负载能力、精度要求、速度要求等。
同时，我们还需要考虑市场竞争和成本限制等问题，为优化设计制定明确的目标。
二、材料选择和参数优化在机械优化设计中，材料的选择对产品的性能和成本有着重要影响。
我们需要根据产品的使用环境和要求选择合适的材料，并进行参数优化。
例如，对于需要高强度和轻量化的机械产品，我们可以考虑采用新型材料如碳纤维复合材料；对于需要高耐磨性和耐腐蚀的机械零部件，我们可以选择使用合适的表面涂层技术。
三、结构优化和拓扑优化结构优化和拓扑优化是机械优化设计中常用的方法。
结构优化是指通过调整机械产品的结构参数，如尺寸、形状、布局等，以满足性能和强度等要求。
而拓扑优化则是通过数学模型和计算方法，对机械结构进行优化，以获得最佳的设计方案。
这些优化方法可以显著提高机械产品的性能和效率。
四、仿真和验证在机械优化设计过程中，仿真和验证是非常重要的环节。
通过使用计算机辅助工程（CAE）软件和虚拟模拟技术，我们可以对机械产品的性能进行预测和评估，发现潜在的问题并进行改进。
同时，我们还需要进行实物验证和测试，以确保产品设计的可靠性和稳定性。
五、成本控制和可维修性设计在机械优化设计中，成本控制是一个重要的考量因素。
我们需要在保证产品性能的前提下，尽量降低成本。
对于大批量生产的机械产品来说，可维修性设计也是一个重要的要求。
合理的设计结构和选用易于维修和更换的零部件，可以降低维护和维修成本，提高产品的可用性。
六、环境友好和可持续发展在现代社会，对环境友好和可持续发展的要求越来越高。
机械优化设计
机械优化设计一、共轭梯度法描述1、原理：梯度法在迭代点原理极小点的迭代开始阶段，收敛速度较快，当迭代点接近极小点时，步长变得很小，收敛速度变慢，而沿共轭方向搜索具有二次收敛性。
因此，可以将梯度法和共轭方向法结合起来，每一轮搜索的第一步沿负梯度方向搜索，后续各步沿上一步的共轭方向搜索，每一步搜索n 步，即为共轭梯度法，其搜索线路如图所示。
2、搜索方向（1）第一步的搜索方向--------负梯度方向第一步的搜到方向与最速下降法相同，为负梯度方向，即d k=−∇F(x k)=−g k沿负梯度方向，从x k出发找到x k+1。
（2）以后各步的搜索方向--------共轭方向第二步及以后各步的搜索方向为上一步搜索方向的共轭方向，即d k+1=−∇F(x k+1)+β∙d k=−g k+1+β∙d k上式表示，以上一步搜索方向的一部分与当前搜索出发点x（k+1）的负梯度方向的矢量相加，合成新的搜索方向------d k的共轭方二、共轭梯度法的算法①任选初始点x0，给定收敛精度ε和维数n。
②令k←0，求迭代初始点x0的梯度g k；g k=∇F(x k)取第一次搜索的方向d0为初始点的负梯度，即d k=−g k。
③进行一维搜索，求最佳步长αk并求出新点min f(x k+αk d k)→αkx k+1=x k+αk d k④计算x k+1点的梯度g k+1=∇F(x k+1)⑤收敛检查满足条件‖∇F(x k+1)‖<ε则：x∗=x k，计算结束。
否则，继续下一步。
⑥判断k+1是否等于n，若k+1=n，则令x0←x k+1，转步骤②；若k+1<n，则继续下一步。
⑦计算β=‖g k+1‖2‖g k‖2⑧确定下一步搜索方向d k+1=−g k+1+β∙d k 令： k←k+1，返回步骤③。
三、共轭梯度法程序图由以上计算过程可画出共轭梯度法的程序图，便于以后编写MATLAB程序或C语言四、 共轭梯度例题例：求下列目标函数f (x )=x 12+2x 22−4x 1−2x 1x 2的极小值及在极小值处的极小点。
机械优化设计
三、数学模型的尺度变换
1.目标函数的尺度变换 2.设计变量的尺度变换 3.约束函数的规格化
三、数学模型的尺度变换
图8-1 目标函数尺度变换前后性态(等值线)的变化 a)变换前函数的等值线 b)变换后函数的等值线
第二节 机床主轴结构优化设计
第三节 圆柱齿轮减速器的优化设计
图8-4 二级减速的最大尺寸
二、二级圆柱齿轮减速器的优化设计
1.接触承载能力 2.设计变量的确定 3.目标函数的确定 4.约束条件的建立
三、2K-H(NGW)型行星齿轮减速器的优化设计
1.目标函数和设计变量的确定 2.约束条件的建立
三、2K-H(NGW)型行星齿轮减速器的优化设计
一、数学模型的建立
二、计算实例 三、进一步的考虑
图8-2 机床主轴变形简图
第三节 圆柱齿轮减速器的优化设计
(1)边界约束 如最小模数，不根切的最小齿数，螺旋角，变位系
数，齿宽系数的上、下界等的限制。 (2)性能约束 如接触强度、弯曲强度、总速比误差、过渡曲线不 发生干涉、重合度、齿顶厚等的限制。 一、单级圆柱齿轮减速器的优化设计 二、二级圆柱齿轮减速器的优化设计 三、2K-H(NGW)型行星齿轮减速器的优化设计
第七节 月生产计划的最优安排
一、常用优化方法程序的使用说明
1. 随机方向法RANDIR.for
2.复合形法(COMPLE· for)
(1)子程序名 (2)程序使用方法示例
二、 常用优化方法程序考核题
1.一维搜索方法程序考核题 2.无约束优化方法程序考核题 3.约束优化方法程序考核题
三、计算机实习建议
第一节 应 用 技 巧
机械优化设计方法
机械优化设计方法
机械优化设计方法是指通过改变机械结构、优化参数以及采用新的优化算法等手段，使机械产品在设计阶段达到更高的性能和更低的成本。
常用的机械优化设计方法包括：
1. 数值优化方法：通过数学模型和计算机仿真技术，结合优化算法优化机械结构和参数。
常见的数值优化方法包括遗传算法、模拟退火算法、微粒群算法等。
2. 设计自动化方法：借助计算机辅助设计软件和优化算法，实现对机械结构的自动化设计和优化，从而提高设计效率和准确性。
3. 敏感性分析方法：通过对机械结构或参数进行敏感性分析，找出对系统性能影响最大的因素，然后对其进行优化，以达到整体性能的最优化。
4. 多目标优化方法：由于机械设计往往存在多个冲突的优化目标，如性能、重量、成本等，多目标优化方法可以帮助工程师在多个目标之间进行权衡和优化，得到一组最优解，以满足不同的需求。
5. 拓扑优化方法：通过拓扑学原理和优化算法，对机械结构进行优化设计，使得结构材料得到更合理的分布，从而达到降低重量、提高刚度和强度的目的。
总的来说，机械优化设计方法旨在通过优化机械结构和参数，以达到更好的性能、更低的成本和更高的可靠性。
采用合适的优化方法可以有效提高设计效率和准确性，推动机械产品的不断创新和提升。
机械优化设计综述与展望
机械优化设计综述与展望机械优化设计是提高机械性能、降低制造成本、提升产品竞争力的重要手段。
本文对机械优化设计进行综述，介绍了其背景和意义，基本原理，具体方法及应用实例，并展望了其未来发展。
关键词：机械优化设计，性能提升，制造成本，产品竞争力。
随着科技的发展，机械产品日益向着高性能、高精度、高效率的方向发展。
为了满足市场需求，机械优化设计应运而生，旨在提高机械性能、降低制造成本、提升产品竞争力。
本文将介绍机械优化设计的基本原理、具体方法及应用实例，并展望其未来发展。
机械优化设计的基本原理机械优化设计是基于计算机辅助设计、最优化理论及方法的一种新型设计方法。
它通过选择设计变量、确定约束条件和目标函数，寻求最优设计方案。
其中，设计变量是影响设计结果的因素，约束条件是限制设计结果的条件，目标函数是评价设计结果优劣的函数。
机械优化设计的具体方法机械优化设计的具体方法包括模型分析法、数值分析法和优化设计法。
模型分析法通过建立数学模型对设计进行分析，数值分析法通过数值计算获得最优解，优化设计法则通过迭代搜索寻求最优解。
三种方法各有优缺点，其中模型分析法适用于简单问题，数值分析法适用于复杂问题，优化设计法则适用于具有多个局部最优解的问题。
机械优化设计的应用实例机械优化设计广泛应用于各种机械产品设计中，如汽车、航空航天、能源、制造业等。
例如，通过对汽车发动机进行优化设计，可以提高其燃油效率、降低噪音和振动；对航空航天器进行优化设计，可以提高其飞行速度、降低能耗。
机械优化设计在提高机械性能、降低制造成本和提升产品竞争力方面具有巨大潜力。
未来研究应以下几个方面：1）拓展优化设计理论，使其更好地适应复杂机械系统的设计需求；2）开发更高效、稳定、可靠的优化算法，以提高求解速度和精度；3）结合人工智能、大数据等先进技术，实现智能优化设计；4）加强与工程实践的结合，推动机械优化设计的实际应用。
机械优化设计已成为现代机械产品设计的重要手段，对于提高机械性能、降低制造成本和提升产品竞争力具有重要意义。
机械优化设计方法
2 F B 2 h2 得到m(h) y h
第一章 优化设计概述
第一节 人字架的优化设计
解析法：
dm 2 F d B 2 h 2 2 F B2 求导 ( ) (1 2 ) 0 dh y dh h y h 解得h* B 152 cm 76cm 2 2F 代入D表达式D* 6.43cm T y 4 FB
l
θ
第一章 优化设计概述
第三节 优化设计问题的数学模型
优化问题的几何解释： 无约束优化问题：目标函数的极小点就是等值面的中心； 等式约束优化问题：设计变量x的设计点必须在 所表示的面或线上，为起作用约束。 不等式约束优化问题：可行点 g ( x) 0
h( x) 0
优化设计问题的数学模型的三要素：设计变量、目 标函数和约束条件。
第一章 优化设计概述
第三节 优化设计问题的数学模型
设计变量：
在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数， 称为设计变量。
设计变量向量：
x [ x1x2
xn ]T
设计常量：参数中凡是可以根据设计要求事先给定的，称为设计常量 。 设计变量：需要在设计过程中优选的参数，称为设计变量。 连续设计变量：有界连续变化的量。 离散设计变量：表示为离散量。
钢管壁厚T=0.25cm，
钢管材料的弹性模量E=2.1×105Mpa， 材料密度ρ=7.8×103kg/m3，
许用压应力σy= 420MPa。
求在钢管压应力σ不超过许用压应力σy 和失稳临界应力σe的条件下， 人字架的高h和钢管平均直径D，使钢管总质量m为最小。
第一章 优化设计概述
第一节 人字架的优化设计
绪论
机械优化设计方法-
约束优化: 在可行域内对设计变量求目标函数 的极小点。 其极小点在可行域内或在可行域边界上。
第四节优化设计问题的基本解法
求解优化问题的方法:
解析法
数学模型复杂时不便求解
数值法
可以处理复杂函数及没有数学表达式 的优化设计问题
图1-11 寻求极值点的搜索过程
A TDh
钢管的临界应力 e
Fe A
2E T 2 D2
8 B2 h2
强度约束条件 x y 可以写成 1 F B2 h2 2 TDh y
稳定约束条件 x e 可以写成
1
F B2 h2 2 2E T 2 D2
TDh
,
,...
x1
x2
xn
沿d方向的方向向量
cos1
d
cos
2
...
cos
n
即
f d
x0
f
x 0 T
d
f x 0 T
cosf ,d
图2-5 梯度方向与等值面的关系
第二节 多元函数的泰勒展开
若目标函数f(x)处处存在一阶导数, 则极值点 的必要条件一阶偏导数等于零, 即
第二章 优化设计的数学基础
机械设计问题一般是非线性规划问题。
实质上是多元非线性函数的极小化问题, 因此, 机械优化设计是建立在多元函数的极值理论 基础上的。
机械优化设计问题分为:
无约束优化 无条件极值问题
约束优化
条件极值问题
第一节 多元函数的方向导数与梯度
一、方向导数
从多元函数的微分学得知，对于一个连续可
f x* 0
满足此条件仅表明该点为驻点, 不能肯定为极值 点, 即使为极值点, 也不能判断为极大点还是极 小点, 还得给出极值点的充分条件
机械优化设计经典实例
机械优化设计经典实例机械优化设计是指通过对机械结构和工艺的改进，提高机械产品的性能和技术指标的一种设计方法。
机械优化设计可以在保持原产品功能和形式不变的前提下，提高产品的可靠性、工作效率、耐久性和经济性。
本文将介绍几个经典的机械优化设计实例。
第一个实例是汽车发动机的优化设计。
汽车发动机是汽车的核心部件，其性能的提升对汽车整体性能有着重要影响。
一种常见的汽车发动机优化设计方法是通过提高燃烧效率来提高功率和燃油经济性。
例如，通过优化进气和排气系统设计，改善燃烧室结构，提高燃烧效率和燃油的利用率。
此外，采用新材料和制造工艺，减轻发动机重量，提高动力性能和燃油经济性也是重要的优化方向。
第二个实例是飞机机翼的优化设计。
飞机机翼是飞机气动设计中的关键部件，直接影响飞机的飞行性能、起降性能和燃油经济性。
机翼的优化设计中，常采用的方法是通过减小机翼的阻力和提高升力来提高飞机性能。
例如，优化机翼的气动外形，减小阻力和气动失速的风险；采用新材料和结构设计，降低机翼重量，提高飞机的载重能力和燃油经济性；优化翼尖设计，减小湍流损失，提高升力系数。
第三个实例是电机的优化设计。
电机是广泛应用于各种机械设备和电子产品中的核心动力装置。
电机的性能优化设计可以通过提高效率、减小体积、降低噪音等方面来实现。
例如，采用优化电磁设计和轴承设计，减小电机的损耗和噪音，提高效率；通过采用新材料和工艺，减小电机的尺寸和重量，实现体积紧凑和轻量化设计。
总之，机械优化设计在提高机械产品性能和技术指标方面有着重要应用。
通过针对不同机械产品的特点和需求，优化设计可以提高机械产品的可靠性、工作效率、耐久性和经济性。
这些经典实例为我们提供了有效的设计思路和方法，帮助我们在实际设计中充分发挥机械优化设计的优势和潜力。
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[1] 《机械最优化设计》，刘惟信主编，清华大学出版社（第二版）机械优化设计试题浏览次数：910次悬赏分：20 |解决时间：2009-3-17 10:06 |提问者：xmtxmtxmt91、有一圆截面的销轴，一端固定在机架上，另一端作用着集中载荷P和扭矩T，其简化模型如图，由于结构需要，轴的长度不得小于80mm，其材料密度为，许用弯曲应力为[σF]，许用扭剪应力为[τ]，允许挠度为[ƒ]，弹性模量为E。
要求设计此梁重量最轻，试写出这一优化问题的数学模型。
（圆轴的抗弯截面模量为W=πd3/16，抗扭截面模量为WT=πd3/32，挠度公式为fmax=Pl3/3EI，惯性矩为I=πd4/64）（20分）2、将优化问题画出此优化问题的目标函数等值线和约束曲线，并确定：（1）可行域的范围（用阴影线画出）。
（2）在图中标出无约束最优解、和约束最优解、。
（3）若再加入等式约束，在图中标出约束最优解、。
（20分）3、目标函数，初始点，试用变量轮换法求迭代两轮的设计变量和目标函数的值。
（20分）4、已知约束优化问题试从迭代点出发，沿方向进行搜索，完成一次迭代，获取一个新的迭代点，并画出本次迭代的搜索路线。
（20分）5、试画出离散变量优化设计方法网格法的算法框图。
（20分）问题补充：请研究生帮忙做一下，谢谢！原题点下面图片放大即可一种优化设计方法在圆柱蜗杆减速器设计中的运用 期刊门户-中国期刊网2009-5-26来源:《中小企业管理与科技》2009年4月下旬供稿文/摆亚辉[导读]明确设计任务——确定设计参数（变量）——确定设计函数（明确变量的取值范围）——确定优化方法——编写优化程序——得出优化结果并圆整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆摘要：一般的机械设计都是设计人员按照各种资料提供的数据，结合自己的经验，对已有产品进行类比，初步定出方案，再通过验算确定方案是否是可用的。
这样的方案不能说是最优的。
优化设计，是利用计算机的计算优势采用数学方法，用数量指标对方案进行评判和选择。
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。
它的一般过程如下：明确设计任务——确定设计参数（变量）——确定设计函数（明确变量的取值范围）——确定优化方法——编写优化程序——得出优化结果并圆整。
关键词：优化设计减速器运用本文介绍一种优化设计方法（复合形法）在圆柱蜗杆减速器设计中的运用。
题目：设计一由功率为3KW的电动机驱动的双级圆柱蜗杆减速器，第一级蜗杆转速960r/min，总传动比220.载荷平稳，单向回转。
按在保证承载能力的前提下，最大限度的减轻体积。
已知:各级许用应力155Mpa、传动效率0.9、载荷系数1.2、蜗杆头数4、蜗杆选用40cr，表面淬火HRC>45.蜗轮材料为铸锡青铜ZQSn10-1。
从题设条件可知啮合参数：传动比[i]、模数[m]、齿数（头数）[z]、直径系数[q]是设计待定参数。
结合蜗轮齿面接触强度的计算可确定设计变量如下：X=[x1 x2 x3]T=[i1 q1 q2]T。
据蜗轮齿面接触强度设计公式可得题设条件的目标函数如下：从工程意义上看，确定未知数的范围可以保证蜗杆传动的应有性能，并明确了变量的可行区域，这样就控制了优化结果的搜寻区域。
据传动特点可以确定约束条件如下：g1（x）=7-x1≤0g2（x）=x1-33≤0g3（x）=7-x2≤0g4（x）=x2-18≤0g5（x）=7-x3≤0g6（x）=x3-18≤0对已定的数学模型，正确选用优化算法，对计算成功有很大关系。
本次设计任务选择的依据：设计是有约束问题，规模不大，所要达到的精度较高，目标函数为非线性函数、其他的数学性态未知。
为使优化计算过程可靠完成，选择优化算法为：复合形法，它的关键是确定每步迭代的搜索方向和步长。
它是利用由若干个顶点构成复合形，通过顶点的不断更迭而发生形变和位移，最终趋向最优点。
由于复合形是一种在可行域内直接求优的方法，因此要求第一个复合形就必须在可行域内。
这样，其k个复合形顶点才是可行点，通常顶点数取n+1≤k≤2n。
则本设计任务的寻优规则如下:①给出四个初始顶点②计算复合形4个顶点的目标函数值，选出最坏点x(H)、次坏点x(G)、最好点x(L)。
计算4个顶点的中心点x(C)及其函数值，判断，如成立则停止运行，x(L)即为最优解，否则执行下一步。
③计算出最坏点外的3个顶点的中心点x(S)，检验是否可行。
如果在可行域内则继续执行下一步，否则结束程序，重新构造复合形。
④若在可行域内，则求映射点x(R)=x(S)+a（x(S)-x(H)）。
⑤检验映射点是否在可行域内，如在执行下一步，否则转向第8步。
⑥若在可行域内，则计算其函数值，判断其与最坏点的函数值大小，如果小则执行下一步，否则转向第8步。
⑦若小，则用映射点代替最坏点，重复第1步开始。
⑧若映射点不在可行域内或它的函数值大于最坏点函数值，则将映射系数a减半，转向第4步。
结合以上寻优规则选用VB6.0编程软件可以编制程序。
初始复合形顶点如下:（10 7.936 9）（11 7.936 9）（14 12.6 8.96）（16 10 11.2）最优方案顶点及其函数值如下:12.65905 17.99972 18 562.5527从运算结果来看变量x1（即i1）一直在向12靠近，而其他两个变量一直向它们取值范围的上限靠近。
参考相关文献，对目标函数得出以下结论：在三个设计变量中，对目标函数向最优解靠近起作用大小依次为：x3 x2 x1。
则可知随着x1值的降低，或x2值的增加，或x3值的增加，目标函数值将降低。
依据此结论对最优解圆整：x=[x1 x2 x3]T=[12 18 18]T，则目标函数值约为580。
一般设计时取高速级的中心距ah约为低速级的中心距al的二分之一左右，即ah≈al/2，可取（io为总传动比）。
则可取il=14，据以上分析可假设q1=18，据一般计算方法求出m1=5 q1=12.6，m2=12.5 q2=11.2。
这时总传动中心距ao=640。
则优化设计结果与之比较可知总中心距减少了9.38%。
这在实际工程中已是大大减少了减速机的体积，完成了既定目标。
本文讨论了在求解约束非线性问题时的一种常用直接法——复合形法。
该方法原理简单，适用范围广，能够有效处理不等式约束优化设计问题。
可以预见，随着各种技术、方法的发展，优化设计方法在机械工程方面的应用会更加广泛。
参考文献：[1]陈立周.机械优化设计方法.第二版.冶金工业出版社.1979.[2]张玉凯. 机械优化设计入门.天津科学技术出版社.1985.[3]南京工学院等五院校. 机械设计基础.人民教育出版社.1979.[4]孙元骁.圆柱齿轮减速器优化设计.机械工业出版社.1988.[5]周霭如.Visual Basic程序设计教程.清华大学出版社.2000.机械优化设计发布日期：2011-03-24 点击数：12机械优化设计注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课/实践课/通识类选修课；课程性质是指必修/限选/任选一、课程的任务和目的机械优化设计是机械设计及理论专业硕士研究生的二级学科课程，是机械设计、运筹学、计算机应用等学科的交叉，属于现代设计理论和方法的一个重要领域。
机械优化设计将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为机械设计提供一套科学、系统、可靠、高效的理论和方法。
利用这种新的设计方法，并借助于计算机的帮助，人们可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量，设计出既经济又可靠的机械装置。
学习本课程的目的是使学生树立优化设计的思想，掌握优化设计的基本概念和基本方法，获得解决机械优化设计问题的能力。
二、课程内容与基本要求1、第一章优化设计概述优化设计举例，机械优化设计问题示例，优化设计问题的数学模型，优化设计问题的基本解法。
2、优化设计的数学基础多元函数的方向导数与梯度，多元函数的泰勒展开，无约束优化问题的极值条件，凸集、凸函数与凸规划，等式约束优化问题的极值条件，不等式约束优化问题的极值条件。
3、一维搜索方法搜索区间的确定与区间消去法原理，一维搜索的试探方法，一维搜索的插值方法。
4、无约束优化方法最速下降法，共轭方向及共轭方向法，共轭梯度法，变尺度法，坐标轮换法，鲍威尔方法，单形替换法。
5、线性规划线性规划的标准形式与基本性质，基本可行解的转换，单纯形法，单纯形法应用举例，修正单纯形法。
6、约束优化方法随机方向法，复合形法，惩罚函数法，遗传算法简介。
7、多目标及离散变量优化方法简介多目标优化问题，多目标优化方法，离散变量优化问题，离散变量优化方法。
8、机械优化设计实例应用技巧，圆柱齿轮减速器的优化设计，平面连杆机构的优化设计。
三、实践环节及基本要求机械优化设计课程的实验是验证性实验，其目的是使学生掌握机械优化设计方法并能够理论联系实际地加以应用，任务是将课程所学的知识应用于实践，通过实际编写调试及运行程序加深理论知识的掌握并提高解决优化问题的能力。
学生根据实验指导书的要求应能够独立的编写优化程序并在计算机上运行，学会判断结果及程序的正确性，学会建立机械优化设计的数学模型，合理选用优化方法，独立的解决机械优化设计的实际问题。
四、与各课程的联系先修课程：高等数学、线性代数、机械设计、计算机算法语言.五、对学生能力培养的要求通过本课程的学习，要求学生达到1. 熟练掌握优化设计的基本概念及数学规划理论的概念、技术术语与基本方法。
2. 能够正确建立机械优化设计问题的数学模型。
3. 掌握具体的优化设计方法，包括一维搜索方法、无约束优化方法、线性规划、约束优化方法、多目标及离散变量优化方法等。
4. 能够根据各类机械优化设计问题的具体特点，选择适当的优化方法，选取或自行编制计算机程序，以计算机作为工具求得最佳设计参数，提高设计效率和质量，设计出既经济又可靠的机械装置。
5. 对机械优化设计的新发展有所了解。
六、学时分配总学时第一章优化设计概述 2 学时第二章优化设计的数学基础 5 学时第三章一维搜索方法 4 学时（含上机2学时）第四章无约束优化方法 7 学时（含上机4学时）第五章线性规划 2 学时第六章约束优化方法 6学时（含上机4学时）第七章多目标及离散变量优化方法简介 1 学时第八章机械优化设计实例 4 学时（含上机2学时）七、教材与参考书1、孙靖民．机械优化设计．北京：机械工业高等数学、线性代数、机械设计、计算机算法语言版社，2004．第三版2、陈立周．机械优化设计方法．北京：冶金工业出版社，20053、余俊，周济．优化方法程序库OPB—1：原理及使用说明．北京：机械工业出版社，19894、余俊等．优化方法程序库OPB—2：原理及应用．武汉：华中理工大学出版社，19975、刘惟信. 机械最优化设计．北京：清华大学出版社，19946、万耀青等. 机械优化设计建模与优化方法评价. 北京：北京理工大学出版社, 19957、王国彪. 机械优化设计方法微机程序与应用. 北京：机械工业出版社, 1994自选工程题目(至少3维) ，建立数学模型，采用SUMT惩罚函数法进行优化计算，并对参数的选择及结果进行分析。