Теоретическая оптимизация

Оптимизация на основе законов природы и общества (теоретическая оптимизация) осуществляется в следующем порядке составляется совокупность исходных зависимостей в соответствии с ГОСТ 18. 101 - 76 [c.84]

Получение характеристик модели в аналитической форме предпочтительно, особенно, если исследования объекта взаимозаменяемости проводятся в общем виде, независимо от численных значений параметров объекта. Аналитические зависимости позволяют использовать эффективные методы теоретической оптимизации и получить соотношения, характеризующие функционирование объекта взаимозаменяемости при изменении его параметров. При подстановке в аналитические выражения численных значений контролируется точность вычислений. Аналитическая форма является основной при разработке прикладного математического аппарата обеспечения взаимозаменяемости. [c.27]

Общие положения. Особенность экспериментальной оптимизации состоит в том, что конкретный вид зависимостей, формирующих множество допустимых значений параметров и условий функции, неизвестен, тогда как применение теоретических методов требует предварительных определений этих зависимостей. Экспериментальная оптимизация проводится на реальном изделии, макете или физической модели, в отличие от теоретической оптимизации, основу которой составляет исследование соответствующей математической модели [30]. [c.133]

При конструировании необходимо выявить функциональные параметры, от которых главным образом зависят значения и допускаемый диапазон отклонений эксплуатационных показателей машины. Теоретически и экспериментально на макетах, моделях и опытных образцах следует установить возможные изменения функциональных параметров во времени (в результате износа, пластической деформации, термоциклических воздействий, изменения структуры и старения материала, коррозии и т. д.), найти связь и степень влияния этих параметров и их отклонений на эксплуатационные показатели нового изделия и в процессе его длительной эксплуатации. Зная эти связи и допуски на эксплуатационные показатели изделий, можно определить допускаемые отклонения функциональных параметров и рассчитать посадки для ответственных соединений. Применяют и другой метод используя установленные связи, определяют отклонения эксплуатационных показателей при выбранных допусках функциональных параметров. При расчете точности функциональных параметров необходимо создавать гарантированный запас работоспособности изделий, который обеспечит сохранение эксплуатационных показателей к концу срока их эксплуатации в заданных пределах. Необходимо также проводить оптимизацию допусков, устанавливая меньшие допуски для функциональных параметров, погрешности которых наиболее сильно влияют на эксплуатационные показатели изделий. Установление связей эксплуатационных показателей с функциональными параметрами и независимое изготовление деталей и составных частей по этим параметрам с точностью, определенной исходя из допускаемых отклонений эксплуатационных показателей изделий в конце срока их службы, — одно из главных условий обеспечения функциональной взаимозаменяемости. [c.19]

Изменения в характере работы конструкторского и технологического отделов менее значительны по сравнению с расчетно-теоретическим отделом, так как соответствующие подсистемы САПР ЭМП еще недостаточно разработаны и мало внедрены. Однако ускорение работ по автоматизации типовых процедур конструкторско-технологического проектирования ЭМП приведет к существенным сдвигам и в работе этих отделов. Преодолены принципиальные затруднения для автоматизации таких работ, как деталировка чертежей, расчет типовых конструктивных деталей и узлов, оптимизация конструктивных параметров, технологических процессов и т. п. Освободившись от подобных трудоемких работ, конструкторы и технологи получают возможность перехода к новым обязанностям по формализации процессов конструирования и технологической проработки проектов ЭМП и участия в разработке соответствующих компонентов и подсистем САПР. [c.49]

При построении поисковых алгоритмов оптимизации следует учесть, что многообразие методов оптимального проектирования ЭМП требует их сравнительной оценки и выбора из них наиболее эффективных для решения конкретных задач. Однако достаточно полные критерии теоретической оценки методов пока не разработаны и поэтому оценка осуществляется обычно с помощью вычислительного эксперимента. Анализ работ по оптимальному проектированию ЭМП показывает, что все основные методы программирования получили практическую апробацию. Так, методы упорядоченного перебора использованы для проектирования асинхронных двигателей [42], методы случайного перебора — для проектирования асинхронных двигателей и синхронных генераторов [24], методы градиента, покоординатного поиска, динамического программирования— для проектирования синхронных машин [8], методы случайного направленного поиска —для проектирования асинхронных машин (22] и т. д. [c.144]

Математические модели конструктивных элементов по аналогии с моделями ЭМП на стадии расчетного проектирования целесообразно разрабатывать в двух вариантах быстрые и медленные. Это объясняется тем, что многие элементы для проверки ограничений требуют выполнения большого объема расчетов. Например, при конструировании вала необходимо вести расчеты на прочность и деформацию, определять крутильные и изгибающие колебания, уровень шумов и вибрации, усилия, передаваемые на подшипники, и т. п. Многие из этих расчетов ведутся достаточно точно с помощью громоздких алгоритмов, использующих теоретические методы моделирования и требующих большого машиносчетного времени. Поэтому при оптимизации геометрических размеров элемента следует пользоваться упрощенными (быстрыми) моделями, а для выбранного конечного варианта провести поверочные расчеты с помощью более точных (медленных) моделей. [c.167]

Также следует обратить внимание на то, что затраты на поиск в случае применения метода случайного градиента практически не зависят от размерности области поиска. Эти результаты соответствуют теоретическим представлениям затраты на поиск методом случайного градиента зависят в основном от заданного числа пробных шагов. По этой причине данный метод может оказаться более эффективным при значительном числе параметров оптимизации, чем градиентный метод, так как затраты на поиск в случае применения последнего могут несколько возрастать с ростом и. [c.172]

При прогнозировании показателей качества продукции в некоторых случаях целесообразно сочетать теоретические и экспериментальные методы прогнозирования (оптимизации). В этом случае прогноз представляется в виде математических формул и одновременно в виде макета. [c.82]

Оптимизация теоретического цикла. Из всех циклов, осуществляемых в заданном температурном интервале —Т , цикл Карно (обычный или [c.523]

Повышение термического к. п. д. за счет приближения теоретического цикла к циклу Карно называется оптимизацией цикла. В некоторых случаях оптимальный теоретический цикл соответствует максимуму термического к. п. д., рассматриваемого как функция параметра у, характеризу- [c.524]

Так как в теоретическом цикле температура рабочего тела в процессе подвода теплоты всегда меньше температуры теплоотдатчика (например, горячих продуктов сгорания), то во всех случаях целесообразно, если только к тому имеется возможность, отдельные участки процесса нагрева рабочего тела проводить при возможно более высокой температуре. Также целесообразно использовать теплоту отходящих продуктов сгорания для первоначального нагревания рабочего тела на начальном участке цикла, когда температура рабочего тела ближе к температуре окружающей атмосферы. Из сказанного ясно, что оптимизация теоретического цикла состоит в таком изменении цикла, чтобы, во-первых, средняя температура подвода теплоты в цикле оказалась возможно более высокой, приближающейся к предельно допустимой для данной конструкции двигателя величине, а средняя температура отвода теплоты была бы возможно более низкой, приближающейся к температуре окружающей атмосферы во-вторых, конфигурация никла была бы по возможности близкой к форме обобщенного цикла Карно. В какой мере каждая из этих возможностей может быть реализована, зависит от конкретных условий. [c.525]

Оптимальное проведение действительных процессов. Оптимизация теоретического цикла имеет своей целью повышение термического к. п. д., т. е. увеличение полезной работы за один цикл при заданном расходе топлива и характерных для данного двигателя условиях сжигания топлива (по- [c.525]

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]

Повышение термического КПД за счет приближения теоретического цикла к циклу Карно называют оптимизацией цикла. Математически оптимизация теоретического цикла состоит в представлении термического КПД как функции параметра у, характеризующего изменение формы цикла в данных условиях. Например, для цикла со вторичным перегревом пара таким параметром является температура начала перегрева пара. Задача состоит в нахождении значения параметра у, при котором имеет максимальное значение. В большинстве случаев оптимальный т], отвечает требованию ФУ = О- Иногда термический КПД цикла с приближением к форме цикла Карно [c.513]

При оптимизации теоретического цикла необходимо учитывать из.менение полезной работы цикла. Может оказаться, что приближение формы цикла к циклу Карно приведет к уменьшению полезной работы цикла (рис. 8.7). Оптимизированный цикл 1—2р—2 4, идентичный циклу Карно, характеризуется значительно меньшей полезной работой, чем первоначальный цикл 1—2—2 —4, вследствие чего оптимизацию цикла с насыщенным паром не производят. [c.514]

Оптимизация теоретического цикла приводит к повышению термического КПД, т. е. к увеличению полезной работы за один цикл при заданном расходе топлива в характерных для данного двигателя условиях сжигания топлива. Повышение термического КПД теоретического цикла вызывает, как это видно из выражения (8.2), повышение эффективного КПД двигателя. [c.515]

Систематизированы результаты теоретических и экспериментальных исследований физических и механических, в том числе упругих свойств одно- и многофазных поликристаллических систем. Изложены современные методы оценки свойств анизотропных систем, описаны эффективные характеристики процессов распространения тепла, прохождения тока, диффузии и фильтрации в однофазных гетерогенных материалах. Показаны возможности оптимизации конструкций и технологических процессов получения материалов с благоприятной анизотропией свойств. Приведены аналитические выражения для расчета упругих и термоупругих характеристик материалов. [c.318]

Армированные композиты с металлической матрицей часто разрабатываются следующим образом сначала изготовляется новый композит, а затем испытывается образец полученного материала. Однако такой способ бывает чреват разочарованием, поскольку получаемые свойства редко соответствуют предсказанным теоретически. Затем появляются трудности, связанные с необходимостью оптимизации большого числа параметров технологии изготовления композитов. Именно в связи с этим представляется важным описанный в данной главе способ оценки совместимости отдельных волокон и усов, так как в этом случае роль всех важных факторов для любой заданной системы композита можно оценить непосредственно. На примерах композитов с никелевой матрицей, упрочненных усами сапфира, нитрида кремния и углеродными волокнами, показано, что оптимизация температур и выдержек может быть достигнута при условии контроля за содержанием примесей. Эти принципы будут положены в основу оценки и выбора технологического процесса, который обеспечит получение композитов с оптимальной совместимостью упрочнителя и матрицы для каждой системы. Эта технология, возможно, будет сложнее (и дороже) тех, которые обычно применяются, но если бы удалось существенно понизить склонность упрочнителя к разрушению и дроблению, то это могло бы стать важным достижением. Сюда же относятся некоторые интересные возмол ности улучшения связи в композите путем стимулирования роста боко- [c.427]

Физико-технологическая теория неровностей поверхности и ее применения создают теоретические предпосылки управления неровностями поверхности. Важно еще и то, что физически обоснованные параметры оптимизации качества поверхности аналитически выражаются через спектры неровностей. Параллельное нормирование и анализ параметров качества и спектров неровностей создают основу технологического обеспечения оптимизации качества поверхности и тем самым в определенной мере качества продукции. [c.190]

Рассмотренные формулы производительности являются обобщенными и могут модифицироваться в зависимости от решаемых задач, таких как теоретический анализ и выявление принципов построения и тенденций развития линий различных типов сравнительная укрупненная оценка вариантов построения на ранних стадиях проектирования при оптимизации проектных решений уточняющие расчеты ожидаемой производительности по выбранному варианту на завершающих стадиях проектирования и т. д. [c.91]

Изложенная выше методика оптимизации параметров обладает тем недостатком, что она не всегда может использоваться в процессе проектирования для подбора параметров виброизоляции для упругих объектов, так как необходимые для этого обобщенные динамические характеристики в точках крепления виброизолирующих элементов не определяются расчетным путем, теоретически. Их можно получить только экспериментально, когда уже построены объект и фундамент. Изложенная выше методика должна быть использована в дальнейшем для уточнения оптимальных параметров виброзащитной системы в процессе доводки объекта. В настоящий момент даже для существенно упругих объектов известны по паспорту машины только виброперегрузки или амплитуда колебаний в некоторых точках на периферии объекта, причем эти точки могут быть расположены даже не в местах крепления виброизолирующих узлов. [c.380]

Однако построение на микропроцессорной основе систем, способных решать задачи оптимизации управления точностью обработки, требует решения целого ряда вопросов, в частности вопроса создания довольно сложных алгоритмов управления. Поэтому важно не только оценить возможности теоретически оптимальной системы управления точностью, но и предельные возможности систем данного назначения. [c.94]

Теоретические работы, большинство которых посвящено построению и анализу функциональных и структурных схем, построению математической модели объекта и программы проверки, выбору диагностических параметров и контрольных точек, минимизации тестов и оптимизации процедур поиска и локализации неисправностей, прогнозированию будущего состояния диагностируемых объектов, выяснению условий, определяющих целесообразность восстановления работоспособности отдельных частей системы в процессе диагностирования путем замены отдельных блоков [5,6, 7, 8). Число опубликованных теоретических работ быстро возрастает, однако они до настоящего времени в основном охватывают лишь узкий круг вопросов, стоящих перед технической диагностикой. [c.5]

Здесь необходимо заметить, что минимальное значение продолжительности теоретического такта (получаемого при помощи алгоритма оптимизации на ЭВМ) может не совпасть с минимумом фактического такта выпуска (рис.З). [c.60]

Важнейший этап - разработка, т.е. проектирование конструкции машины. На рис. 1 представлена схема, поясняющая методологию оптимального конструирования. Главным вопросом является оптимизация основных газодинамических параметров. Поиск оптимума в этой области направлен на обеспечение заданных выходных параметров двигателя, в том числе и показателей надежности. Важным моментом в этом процессе является соединение и взаимодействие теоретических исследований и экспериментов. [c.51]

В случае успешного получения адекватных математических моделей для описания процессов трения и износа механизмов, например функционирующих в вакууме, в химически агрессивных средах, при облучении и в других труднодоступных и вредных для человека условиях, возникает возможность проведения вычислительного эксперимента для решения практических задач по оптимизации узлов трения. Вычислительный эксперимент получается в результате синтеза теоретических и экспериментальных методов исследования. [c.169]

Практический интерес к расчетным методам определяется также сложностью полного моделирования двухфазных потоков из-за большого числа определяющих безразмерных параметров, что затрудняет перенос результатов модельных испытаний на натурную проточную часть. С аналогичными трудностями связаны попытки анализа некоторых важных, физических процессов (меж-фазное трение, тепломассообмен, дробление и коагуляция и т. д.). Решению этих проблем могут способствовать расчетные исследования. Создание надежных методов расчета неодномерных двухфазных течений необходимо для оптимизации решеток и ступеней турбин, работающих в области влажного пара. Принципы оптимизации таких решеток сформулированы выше на основе анализа и обобщения результатов экспериментальных и расчетно-теоретических исследований. [c.125]

Особенность предлагаемой книги состоит в последовательном изложении теоретических и прикладных аспектов расчета и оптимизации термоизоляции энергетических установок. В качестве теоретической основы постановки рассматриваемых задач теплопроводности в термоизоляции используется их вариационная формулировка, позволяющая применить приближенные аналитические и численные методы решения и оценить точность получаемых при этом результатов расчета, что имеет большое значение для инженерной практики, особенно в связи с необходимостью устанавливать пределы применения различных эмпирических формул, рекомендуемых в справочной литературе. [c.4]

Сказанное следует понимать в том смысле, что, в описываемых расчетных схемах оптимизация осуществляется только по запасам устойчивости, а по остальным показателям качества систем проводится только проверка выполнения требований. В конце параграфа будут изложены пояснения применения процедур оптимизации и по отношению к другим показателям качества систем. Тем самым будут изложены пояснения к общей схеме теоретического проектирования систем с выполнением процедур оптимизации. [c.140]

Попытка такой перестройки осуществлена в разработанном нами экспериментальном курсе пространственного эски-зирования, теоретическое обоснование которого приведено в данной работе. В основу экспериментального курса положен метод пространственно-графического моделирования, как наиболее точно соответствующий идее системного подхода к развитию творческого мышления. Реализация этого метода осуществляется в поисковой деятельности оптимизации структуры ( ормы во взаимосвязи с наложенными на структуру условиями. Учебный процесс в этом случае вполне согласуется с информационными требованиями автоматизации профессиональной деятельности инженера, развития у него кибернетического мышления. В учебных заданиях, построенных по новым принципам, моделируется не структура изделия (узла, детали), а структура процесса его образования (изготовления детали, конструктивной увязки деталей в сборочную единицу, проектирования целостной формы, удовлет-воряющей заданным функциональным требованиям). Концеп-) [c.180]

Оптимизация теоретического цикла состоит в таком изменении цикла, когда, во-первых, средняя температура подвода теплоты в цикле должна быть возможно более высокой (приближающейся к предельно допустимому для данной конструкции двигателя значению), а средняя температура отвода теплоты — возможно более низкой (приближающейся к температуре окружающей атмосферы) во-вторых, конфигурацпя цикла должна по возможности приближаться к форме обобщенного цикла Карно. В какой мере каждая из этих возможностей может быть реализована, зависит от конкретных условий. [c.515]

Таким образом, как теоретический цикл, так и рабочие процессы действительного цикла должны быть оптимизированы. Однако оптимизация теоретического цикла, равно как и оптимизация каждого составляющего процесса, не решает задачи полностью, так как характерные параметры рабочего цикла, влияющие на значение ц,, вследствие того, что узловые точки цикла (т. е. точки окончания одного процесса и начала другого процесса) в действительном цикле смещены из-за необратимости предшествующего процесса по сравнению с теоретическим циклом. Поясним это на примере цикла с регенерацией теплоты. Из-за необратимости процесса расширения рабочего тела конечная точка расширения в первых ступенях турбины а (рис. 8.10) при одинаковом давлении лежит правее изо-энтропы, т. е. имеет по сравнению с соответствующей точкой теоретического цикла более высокую температуру. Поэтому, если в теоретическом цикле регенерация осуществляется, например, от точки а, то возникает вопрос, в какой точке действительного цикла должна начаться регенерация. Оптимизация самого процесса регенерации вызывает [c.523]

Актуальной задачей экспериментальных исследований является проверка новых расчетных моделей турбулентности. Обычно они содержат некоторый набор коэффициентов, значения которых необходимо определить из опыта (таковы, например, числовые константы в формулах для длины пути смешения, а также значения числа Ргт). Варьируя искомые константы, добиваются наилучшего совпадения расчетно-теоретических результатов и экспериментальных данных по теплортдаче. Решение Получающейся задачи многомерной оптимизации предполагает многократное численное интегрирование системы дифференциальных уравнений пограничного слоя. Исследовательская работа такого характера требует, с одной стороны, точной, целенаправленной постановки эксперимента и, с другой, владения эффективными методами численного анализа. [c.40]

Здесь - оптимальный такт выпуска, полученный в результате оптимизации циклограммы для данной структуры линий (т.е. с фиксированными Кир), С,- теоретический такт выпуска, при котором сняты характеристики надехнооти элементов а,6,a,b,aj,6i . [c.62]

В связи с актуальностью проблемы экономии топлива и утилизации вторичных энергоресурсов большое значение приобретают работы по созданию эффективной теплообмеиной аппаратуры. Тепловые трубы и теплообменник на их основе являются одними из лучших теплообменных устройств для решения поставленной задачи. В книге рассмотрены результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов тепло- и массообмена в тепловых трубах, связанные с дальнейшим развитием тепловых труб, повышением их теплотехнических характеристик. Приведен теоретический ана." 13 процессов тепло- и массообмена в тепловых трубах на основе термодинамических представлений. Даны классификация капиллярно-пористых структур, обобщенная модель эффектн -ной теплопроводности фитилей тепловых труб и их оптимизация по минимальному термическому сопротивлению. Рассмотрены процессы тепло- и массообмена в центробежных тепловых трубах и методы их интенсификации. [c.2]

Проблемы оптимизации проточных частей влажнопаровых турбин продолжают привлекать внимание исследователей, конструкторов и эксплуатационников. Далеко не все задачи решены к на-настоящему времени с необходимой полнотой. Поэтому наряду с изучением конкретных практических вопросов продолжаются и расширяются экспериментальные и расчетно-теоретические исследования, ориентированные на изучение физических особенностей процессов движения конденсирующегося и влажного пара в отдельных ступенях турбин и в многоступенчатых турбинах, а также в элементах проточной части. [c.153]

Подробное описание двух вариантов возможных схем расчетов сделано выше для того, чтобы пояснить теперь общую схему теоретического проектирования систем с выполнением процедур оптимизации. В общей схеме проектирования применяются исходные и заданные показатели качества систем, т. е. используются величины и и х ,ах сх и. тахзд ДЛЯ координаты X [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...