Критерии оптимизации конструкций

Разработку конструкции детали нельзя рассматривать как самостоятельную задачу, так как в конечном итоге необходимо обеспечить эффективность всей машины. Поэтому при установлении критерия оптимизации конструкции детали следует учитывать критерий, принятый для проектирования оптимальной конструкции ма-шины, [c.73]

Основные критерии оптимизации конструкций [c.342]

Сформулирована трехмерная задача оптимизации конструкций, в которой поверхность конструкции состоит из заданных частей с заданными ненулевыми поверхностными усилиями или нулевыми смещениями и неизвестными свободными от усилий частями, причем минимизируется объем (вес) конструкции. Получены достаточные критерии оптимальности показано, что некоторые из них являются также необходимыми. Показано также, что в частных случаях, например применительно к балкам и пластинкам, эти критерии приводят к известным результатам. Подчеркивается необходимость применения эффективных численных методов, так как во всех (исключая самые простые) случаях нелинейный характер критериев оптимальности делает аналитические методы практически непригодными. [c.72]

Закономерности явлений, определяющие рабочий процесс машины или аппарата, которые выявлены на основе теоретических или экспериментальных исследований, могут быть использованы для оптимизации конструктивных и режимных параметров разрабатываемых реальных аппаратов. Наивыгоднейшее сочетание параметров может быть найдено и экспериментальным путем на основе теории оптимального планирования эксперимента. Для отыскания экстремума критерия оптимальности конструкции разработан ряд методов (например, симплексный метод, метод наискорейшего спуска и др.), которые реализуются с помощью ЭВМ. [c.8]

Оптимальный вариант конструкции теплообменника может быть получен при автоматизированном проектировании с применением ЭВМ. Оптимальным теплообменником является аппарат, в котором процесс передачи теплоты удовлетворяет условию существования экстремума выбранного критерия оптимальности. В качестве критериев оптимизации могут быть выбраны технологические, конструктивные, термодинамические или технико-экономические показатели. [c.224]

Выполнялись работы но оптимизации конструкций подшипников, в частности но установлению оптимального отношения длины к диаметру применительно к различным критериям, по установлению оптимального зазора. [c.69]

На практике конструктор, уложившись в заданные техническими требованиями значения веса и габаритов, не всегда стремится к уменьшению имеющихся в конструкции запасов, но такой случай выпадает из поставленных нами условий оптимизации конструкции по соответствующим критериям (критериям минимизации габаритов и веса). [c.78]

Некоторые методы создания машин в малошумном исполнении рассмотрены в данном сборнике. Приводятся методы расчета агрегата на примере автономного турбогенератора и отдельных узлов механизмов, а также дается их экспериментальная проверка. Большая группа статей посвящена разработке методов оптимизации конструкций по критериям минимальной виброактивности. Рассмотрены пути создания электромеханических активных систем виброзащиты механизмов транспортных средств. [c.5]

Плотность материала используется при вычислении объемных нагрузок, действующих на конструкцию, и при вычислении матрицы масс, необходимой в динамических видах анализа. Кроме того, плотность используется при определении массы конструкции, как критерия оптимизации при выполнении ана шза чувствительности и оптимизации. [c.212]

Разработка метода оценки технологичности конструкций покрышек для их автоматической сборки позволит выявить недостатки и наметить основные направления ее совершенствования. Целесообразно выбрать также критерии качества сборки и его количественную оценку в виде целевой функции. В этом случае появляется возможность формулировки и решения задачи оптимизации конструкции покрышки, оборудования для ее изготовления и реализации задачи создания систем автоматизированного проектирования новой техники для производства шин с использованием промышленных роботов. [c.24]

Для правильной оценки перспективности той или иной конструкции барабана для сборки покрышек необходимо иметь достаточно объективные критерии их оценки, критерии оптимизации или методики оценки их качества. По-видимому, одним из основных показателей хорошего сборочного барабана является возможность получения покрышек высокого качества. [c.190]

При малом взаимном влиянии частных критериев оптимизации (или его отсутствии) эффективно проводить оптимизацию, пользуясь комплексным критерием, включающим с разумно выбранными весовыми коэффициентами частные целевые функции. Весовые коэффициенты можно устанавливать по экспертным оценкам или по расчетам хорошо зарекомендовавших себя конструкций. [c.17]

Основной целью любого технического проекта является удовлетворение потребностей или желаний человека, иначе это будет для инженера пустой тратой времени. Создает ли конструктор новое устройство или модернизирует уже существующее, он должен стремиться создать наилучшую , или оптимальную, конструкцию с учетом, конечно, ограниченности выделенных ему времени и средств. К сожалению, при создании сложных технических систем условия абсолютной оптимальности конструкции зачастую невозможно определить, а тем более практически невозможно создать такую конструкцию. Если даже и удастся определить условия оптимальности конструкции, создание ее может потребовать очень больших затрат. Конкуренция часто требует улучшения характеристик конструкции, увеличения срока ее эксплуатации, снижения веса или уменьшения стоимости. Это означает, что конкуренция вызывает необходимость оптимизации конструкции инженерными средствами по ее характеристикам, сроку эксплуатации, весу, стоимости или по всем этим критериям одновременно при условии, конечно, осознания ответственности за сохранность ресурсов и окружающей среды. [c.10]

Задача определения расчетных детерминистических нагрузок, эквивалентных с некоторой обеспеченностью многопараметрическим случайным нагрузкам, не имеет однозначного решения ( iM. 6.5). Для устранения неопределенности в соотношениях типа (6.23) необходимо использовать дополнительные условия. Общий подход к решению проблемы сочетаний дан в работе [22]. В качестве дополнительного условия предложен критерий оптимизации, дающий возможность из всего множества сочетаний нагрузок выбрать единственное расчетное сочетание. Соответствующая конструкция будет в определенном смысле оптимальной, например, обладать минимальной массой. Такой подход к проблеме сочетания нагрузок, в сущности, сводит ее к другой проблеме — оптимизации конструкции по некоторому признаку. [c.234]

Использование и внедрение в машиностроение стандартных деталей и узлов машин модульных блоков позволяет не только сократить время на изготовление машины, но и облегчить сам процесс проектирования. Именно применение модульных деталей и блоков способствует созданию систем автоматизированного проектирования (САПР). САПР способствует выполнению всех видов работ по проектированию (расчет и конструирование) на ЭВМ с оптимизацией конструкции по прочности, жесткости, экономичности и другим критериям. [c.40]

Утверждение 1 оказьшается полезным в задачах оптимизации конструкций по критериям жесткости (см. [9] и указанную там литературу), а также при изучении эффективных упругих модулей сред с множеством неоднородностей [184, 224, ПО]. [c.104]

Рассмотрим в качестве объекта оптимизации конструкцию тормоза, широко применяемого в железнодорожном транспорте, буровых установках, грузоподъемных машинах и др. На рис. 58 схематично показан шкив тормоза буровой лебедки. Основные геометрические параметры шкива диаметр D, ширина В и толщина h. Оптимальные значения этих параметров можно определить по различным критериям. Рассмотрим задачу оптимального проектирования колодочного тормоза, в ко- [c.196]

Учитывая, что большинство параметров взаимосвязаны (например, в пневмоприводах крутящий момент — с давлением воздуха, размерами и массой узлов), а часть их не оказывает существенного влияния на экономические критерии оптимизации, при разработке типажа узлов сборочного оборудования можно ограничиться однопараметрическими задачами. В этом случае главным становится один выбранный параметр. Он, очевидно, должен отвечать следующим требованиям рассчитываться при проектировании процесса сборки наиболее полно характеризовать технические, эксплуатационные и технологические возможности узлов обладать большей стабильностью, чем вспомогательные параметры должен быть независимым от таких часто изменяемых факторов, как технология изготовления, применяемые материалы и др. не должен ограничивать возможности совершенствования конструкций. [c.475]

Проблема помехоустойчивости межэлементных соединений косвенно решается на этапах размещения и трассировки введением соответствующих критериев оптимизации и учета ряда ограничений. Например, при размещении микросхем на плате критериями оптимизации являются минимальная суммарная длина соединений, минимум числа соединений с длиной больше критической и др. Для конкретной оценки помехоустойчивости необходимо для разработанной конструкции узла выявить наиболее опасные (в смысле помех) цепи и провести анализ переходных процессов в них с учетом взаимосвязи со схемными элементами. [c.198]

Задача оценки тепловых режимов конструкции весьма сложна из-за трудностей получения адекватной ММ тепловых процессов в конструкции. Частично оптимизация тепловых режимов достигается на этапах компоновки и размещения путем введения соответствующих критериев оптимизации и ограничений, учитывающих допустимые мощности рассеивания конструктивных элементов и двух рядом стоящих элементов, коэффициенты теплоотдачи элементов и др. [c.199]

При неавтоматизированном проектировании прямая оптимизация конструкции затруднена. Конструктор стремится достигнуть оптимального варианта путем итерационного процесса, содержащего многократный анализ, проверку ограничений, определение значений критерия качества и соответствующее изменение структуры и размеров конструкции. При этом число итераций, длительность и трудоемкость процесса зависят от субъективных качеств конструктора. Указанный путь позволяет достигать оптимального варианта лишь для простейших конструкций, в большинстве же случаев реального проектирования может быть получен вариант, более или менее близкий к оптимальному. [c.398]

Для решения реальных задач оптимизации конструкции применяются численные методы. На первый взгляд кажется, что наиболее удобным из них является метод прямого перебора вариантов, так как он приводит к очень простому алгоритму. При этом достаточно организовать пошаговое изменение каждого из параметров управления, а также вычисление на каждом шаге значения критерия качества и определение его экстремального значения. Однако при этом методе число рассчитываемых вариантов конструкции и время счета могут оказаться чрезмерно большими. [c.399]

Уравнения (4.13) и (4.14) позволяют рассчитать тепловые потоки, проходящие через внутреннюю и наруж ную теплоизоляцию, если заданы условия работы, конструкция теплозащиты, расход и температура подаваемого в канал воздуха. Изменяя У в и / н, т. е. конструкцию теплозащиты, можно получить заданный тепловой поток в кабину или заданную температуру внутренней стенки кабины. Указанные параметры являются важными характеристиками теплозащиты однако они не могут служить критериями оценки эффективности подсистемы. Температура внутренней стенки защищаемого объема Гпо и тепловой поток, проходящий в кабину, могут быть, использованы как реперные параметры, задаваемые по нормам, для сопоставления различных подсистем между собой. Критерием оптимизации должен быть параметр, характерный только для данного типа подсистемы, который определял бы наиболее общие свойства подсистемы и служил бы теплотехническим показателем ее совершенства. [c.73]

По аналогии с предыдущим анализом в качестве критерия оптимизации следует принять 7 общ= в+ н, а параметром, характеризующим конструкцию — [c.78]

Совершенствование конструкции при проектировании обеспечивается ее оптимизацией по одному или нескольким критериям. Для различных механизмов критериями эффективности конструкции могут быть приняты высокая надежность, минимальное межосевое расстояние или масса, габаритные размеры и стоимость, наибольший КПД, высокая точность и Т.Д. При этом часто критерии могут быть противоречивыми. [c.114]

Тенденции развития конструкций по критериям. 1. Обеспечение прочности уменьшение концентрации напряжений, реализация равнопрочности, оптимизация сечений, угловых сопряжений и расположения опор, создание напряжений обратного знака, применение многоконтактных конструкций, выполнение тяжело нагруженных крупных деталей из листов, использование принципа местного качества - упрочнения механические, термические, химико-термические, термомеханические, концентрированными потоками энергии. [c.482]

В последнее время в механике сплошной среды появилось новое научное направление, связанное с теорией оптимального управления, идеи и методы которого используются при решении задач строительной механики. Это задачи, когда рассчитываемые элементы конструкции должны удовлетворять критериям оптимальности. В качестве критерия оптимальности, например, при расчете статически нагруженного элемента конструкции рассматривается условие минимальности веса элемента. Методы оптимизации упругих элементов используются и в задачах динамики, например когда требуется управлять спектром частот стержня путем изменения формы его поперечного сечения. [c.277]

Одним из важнейших направлений курса ТММ стало изучение методов проектирования механизмов и оптимизации решений на основе качественных критериев. Результаты исследований позволяют совершенствовать механизмы и создавать рациональные конструкции машин. [c.3]

При проектировании МА и АЛ новой конструкции требуется из множества возможных вариантов выбрать один, лучше других соответствующий поставленной цели и заданным условиям. Признак, дающий качественную оценку проектируемой системе, называют критерием эффективности, а процесс поиска наилучшего решения задачи —оптимизацией. [c.457]

Оптимизация системы ремонта технического обслуживания. Поддержание и восстановление работоспособности машин является сложным процессом, зависящим от многих факторов — конструкции машины, методов ее эксплуатации, организации системы ремонта и технического обслуживания, экономических факторов. Выявление рациональных методов ремонта и Т. О. свя> зано с их оптимизацией, в первую очередь, по критерию экономичности, что требует учета вероятностных процессов потери машиной работоспособности и реальных возможностей по ее восстановлению. Правильная организация системы ремонта и обслуживания может при тех же затратах значительно повысить эффективность использования сложных технических устройств и машин. [c.574]

Оптимизация параметров виброзащитных систем производится по определенному критерию с учетом конструктивных, монтажных и технологических ограничений, наложенных на их конструкцию и на условия сопряжения их с объектом и фундаментом. В ка-374 [c.374]

Более сложной и до сих пор для практики нерешенной является задача о виброакустической активности системы механизм (или блок механизмов) — амортизатор (виброизолирующая конструкция)—фундамент и оптимизации параметров этой системы по критериям минимальной виброакустической активности, понимая под этим минимизацию уровня колебательной энергии, отдаваемой в нагрузку (среду, присоединенные конструкции). [c.5]

При построении системы комплексной оценки качества необходимо решить ряд принципиальных задач формирование классов (эталонов) различных состояний по результатам выходных испытаний устройств отбор наиболее информативных параметров из множества входных параметров контроля качества выбор метода классификации качественных состояний устройства и разработка алгоритмов для конкретных конструкций оптимизация всей системы оценок качественных состояний по критерию надежности и распознавания. [c.116]

MS .FATIGUE - новые методы анализа ресурса и долговечности. Усталость, появление и рост трещин, оптимизация конструкции по критерию долговечности [c.56]

В связи с комплексностью поставленной задачи массив исходных данных для ее решений значительно увеличивается И содер-яит кроме статистических данных о нагружении и физико-механических характеристик материалов, данные о трудоемкости изготовления, ремонтопригодности, величинах критериев оптимизации. Разработан алгоритм машинного проектирования соединений с натягом. Блок расчета геометрических параметров позволяет получить нулевое решение о Конструкц ии соединения, которое впоследствии уточняется с целью получения оптимальных Нараметров. Блоки расчета напряженно-деформированного состояния ГНДС), давления автофрет фования, долговечности, ремонтопригодности и экономичности потребовали самостоятельного рассмотрения. [c.35]

В качестве критерия оптимизации в зависимости от характера и назначения проектируемого объекта могут быть приняты его стоимость, точностные и конструктивные показатели, масса, долговечность. и другие показатели. Оптимизация как процесс рационализации элементов и конструкций возможна только тогда, когда сформулирована цель. Математическая зависимость критерия оптимизации от искомых параметров проектируемой системы носит название целевой функции. Такое название принято не случайно, так как поиск оптимального проекта ведется с целью получения наилучшего значения критерия оптимизации. В качестве проектных параметров мбгут служить любые численные значения. Это могут быть принцип работы изделия, технические показатели, например максимальная или минимальная скорость, производительность, температура, масса и др. показатели качества, например твердость поверхности термически обработанного вала и т. п. [c.94]

Заканчивая обсуждение вопросов, связанных с подходами к построению целевых функций при оптимальном проектированвд конструкций в САПР, заметим, что здесь речь в основном шла об оптимизации форм упругих тел при ограничениях по прочности и жесткости. Современные САПР позволяют решать и другие достаточно сложные задачи, связанные с проектированием конструкций, при этом набор используемых антагонистических критериев оптимизации может быть весьма многообразен. [c.116]

Например, при проектировании транспортной машины прежде всего решают вопросы в направлении обеспечения требуемой скорости движения, грузоподъемности, проходимости и т. п., т. е. характеристик, содержащихся в техническом задании на проектирование. После их обеспечения переходят к оптимизации конструкции по установленному или выбираемому критерию. Таким критерием может быть масса машины, которую стремятся п ивести к мииимуму, или КПД машины — к максимуму. [c.40]

Третий этап — формирование модели (либо совокупности моделей) взаимодействия разрабатываемой конструкции и внешней среды, т. е. модели функционирования, построенной для всех этапов жизненного цикла изделия с учетом зависимостей, отража-10ЩИХ реальные физические процессы и трансформации объекта проектирования в процессе эксплуатации. Основная цель этого этапа — исследование моделей функционирования по всем параметрам, определяющим качество искомого технического решения. Именно на этом этапе разработки целесообразно привлечь методы оптимизации с целью выявления наилучшего варианта конструкции. Наиболее существенные принципиальные трудности, возникающие при реализации решения многокритериальная природа задачи необходимость учета большого числа факторов многообразие критериев условной оптимизации отсутствие простых и достаточно отработанных способов вычисления условных функционалов, задания конструктивных и технологических ограничений при моделировании реальных физических процессов и др. В связи с этим многовариантное исследование прочности конструкций на основании анализа моделей функционирования для получения рациональных, надежных и всесторонне обоснованных конструкторских решений следует признать более целесообразным, чем глобальная оптимизация разрабатываемых конструкций (что, конечно, не исключает возможности локального использования методов оптимизации конструкций на отдельных этапах проектирования). [c.288]

В задачах оптимизации конструкций из пространственно армированных макрооднородных композитов самостоятельное значение имеет критерий минимума интенсивности армирования композита [c.180]

Преимущества метода математического моделирования наиболее ярко проявляются при решении задач оптимизации конструкции и режима работы УИН. Критериями оптимизации могут служить показатели качества формирования температурного поля загрузки, энергозатраты, производительность и т. д. При оптимизации конструкции и режимов работы УИН важно выделить только те параметры, которые существенно влияют на функцию качества. От выбора метода оптимизации, согласованной точноети расчета критерия оптимизации и метода оптимизации сильно зависит надежность и эффективность нахождения оптимального варианта кон.- [c.202]

На примере выполненного расчетного исследования видна вся сложность процесса оптимизации конструкции поршня даже при помощи самых современных методов численного анализа, когда казалось бы, очевидные результаты при более глубоком рассмотрении проблемы оказываются несостоятельными. В связи с этим в целях ускорения прогресса при освоении в промышленности высокого наддува возникает необходимость реорганизации процесса проектирования на базе новейших методик прочности деталей так, чтобы автоматизировать последовательность переконструирования опытного варианта поршня в соответствии с принятыми критериями качества. Следовательно, рациональный процесс проектирования есть автоматизированный, позволяющий большее число раз, чем принято на практике, последовательно рассчитывать новые варианты конструкции. В результате этого эмпириче-ческий поиск оптимальных конструкций поршня в процессе до- водки дизеля может быть существенно ускорен. [c.165]

Обобщенным критеркем многокритериальной оптимизации машиностроительных конструкций, к которому следует стремиться, является принцип минимума затрат труда при изготовлении и эксплуатации с учетом распределения трудовых затрат по времени. Реализация этого критерия затрудняется сложностью и трудоемкостью его поиска, отсутствием и нестабильностью значений экономических показателей. Этот критерий применяют в упрощенной фор- [c.54]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...