6月21日|尺寸优化课程回顾

2年前浏览1781

尺寸优化

（Size Optimization）

尺寸优化是发展比较成熟的一种优化方法，属于参数优化，通过参数调节，改变壳厚度，梁的断面，弹簧单元的刚度和质量单元的质量等，通过合理分配各构件的单元属性，改善结构的特性，如降低设计重量、减小应力、提高刚度等

工程物理意义:

以塔式起重机为例，依靠金属结构承载量，一般属于桁架结构，杆件较多，所以受力情况复杂。如果杆件横截面积设计较小，则其应力过大会导致塔机强度失效；反之，如果横截面积过大，则不能充分利用材料，增大塔机质量，增加制造成本。塔机一般从事高空作业，故塔身质量对整机工作效率有较大影响。人们希望它在满足起重要求的前提下，其自重尽可能轻，以便于拆卸、安装和爬升。塔机受力结构属于超静定结构，故设计人员需要考虑到结构的变形而不能单凭平衡方程计算出每一根杆的受力，判断其可靠性对其进行优化，故选择合适的有限元软件来对塔机进行优化设计具有重要意义，详见下方论文。

因优化设计在工程应用中的重要性，特在此训练营纳入一阶段课程安排里。

结构设计通常是指满足设计规范（如安全性或稳定性）的设计。即使工程师有足够的经验或直觉，最初的设计也很少能满足所有的设计要求。虽然通过反复试验能找到满足设计约束的设计，但是在许多情况下，安全系数太高，设计不经济。因此，优化设计不只是简单地满足设计要求。实际上，优化设计作为一种工具，能够使设计的产品既能安全又经济，帮助用户找到最优化的设计。优化设计将优化理论应用于设计，所以需要遵循优化理论中的问题解决过程。要正确执行优化设计, 必须明确定义以下内容, 这对于优化设计过程是必要的。