本文關(guān)鍵詞：機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的回顧與展望，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第20卷　第4期　2000年12月

桂　林　電　子　工　業(yè)　學(xué)　院　學(xué)　報

JOURNALOFGUILININSTITUTEOFELECTRONICTECHNOLOGY

Vol.20,No.4Dec.2000　

機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的回顧與展望

李泉永

(桂林電子工業(yè)學(xué)院機電與交通工程系,廣西桂林　541004)

摘　要:介紹了機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計這一現(xiàn)代設(shè)計方法的研究與應(yīng)用進展,并列舉了我國電子機械工程方面的部分優(yōu)化研究工作。同時還展望機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的發(fā)展動向。關(guān)鍵詞:優(yōu)化設(shè)計;機械結(jié)構(gòu);優(yōu)化;電子機械中圖分類號:

TH122　　　　文獻標(biāo)識碼:A　　　　文章編號:1001-7437(2000)04-114-06

引言

優(yōu)化設(shè)計這一現(xiàn)代設(shè)計方法是六十年代隨著電子計算機的廣泛使用而迅速發(fā)展起來的一門新的學(xué)科。優(yōu)化設(shè)計能為工程及產(chǎn)品設(shè)計提供一種重要的科

學(xué)設(shè)計方法,使得在解決復(fù)雜設(shè)計問題時,能從眾多的設(shè)計方案中尋得盡可能完善的設(shè)計方案,并能大大提高設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。目前優(yōu)化方法在航空、造船、國防、機械、電子、電器、交通、建筑、紡織、冶金、石油、化工及管理等設(shè)計領(lǐng)域等都得到了廣泛的應(yīng)用,而且取得了顯著的技術(shù)、經(jīng)濟效果。

所謂優(yōu)化設(shè)計就是在規(guī)定的各種設(shè)計限制條件下,將實際設(shè)計問題首先轉(zhuǎn)為最優(yōu)化問題,然后運用最優(yōu)化理論和方法,在電子計算機上進行自動調(diào)優(yōu)計算,從滿足各種設(shè)計要求及限制條件的全部可行方案中,選定出最優(yōu)設(shè)計方案。就最優(yōu)化的理論和方法而言,繼古典的微分法和變分法之后,出現(xiàn)有數(shù)學(xué)規(guī)劃優(yōu)化法、準(zhǔn)則優(yōu)化法、混合法及利用遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方法等。進入21世紀(jì),工程技術(shù)人員普及應(yīng)用最優(yōu)化方法是必然趨勢。本文就機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究與應(yīng)用現(xiàn)狀加以介紹,以供準(zhǔn)備涉及此學(xué)科領(lǐng)域的工作者參考。

典微分法和變分法,但由于這些方法本身的復(fù)雜性及計算工具的限制,最優(yōu)化沒有得到發(fā)展。近代最優(yōu)化方法成為一門獨立的學(xué)科要算是在1947年Dantzig發(fā)表了求解線性優(yōu)化問題的單純形法,在五十年代,鑒于線性規(guī)劃的實際效果,再加上大規(guī)模生產(chǎn)的需要,使得最優(yōu)化的研究蓬勃興起,到六十年代由于高速計算機的結(jié)合,出現(xiàn)了大量最優(yōu)化的算法,同時逐漸形成了最優(yōu)化的基本理論。在這期間Bellman的動態(tài)規(guī)劃(1957年),Charnes和Cooper提出的目的規(guī)劃(1961年)和六十年代中Zoutendijk和Rosen對非線性規(guī)劃的貢獻,Duffin、Zener和Peterson發(fā)展的幾何規(guī)劃,Gemory對整數(shù)規(guī)劃的開拓,Dantzig、Charnes和Cooper發(fā)展了隨機規(guī)劃方法等都是最具有影響的研究成果。七十年代是最優(yōu)化的興旺發(fā)展時期,這時與最優(yōu)化有關(guān)的著作、雜志和專門研究機構(gòu)大量地涌現(xiàn),這一時期最優(yōu)化不論在解線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃以及隨機規(guī)劃、非光滑規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃、幾何規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等各種最優(yōu)化問題理論或方法都有了新的進展,同時也開始出現(xiàn)一些優(yōu)化方法軟件,像面向航空結(jié)構(gòu)的高效率結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序系統(tǒng)AC-CESS的發(fā)表是七十年代非線性規(guī)劃的最好成就。到八十年代初國內(nèi)外許多大學(xué)都已開設(shè)最優(yōu)化課程。八十年代來除最優(yōu)化理論與方法有所發(fā)展外,在針對復(fù)雜工程實際應(yīng)用研究、軟件開發(fā)、多學(xué)科交叉應(yīng)用、優(yōu)化新方法探討和提高優(yōu)化質(zhì)量和效率等方面都取得了不少的進展。四十多年來的最優(yōu)化發(fā)展,使最優(yōu)

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1　優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展?fàn)顩r[1～

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早期的最優(yōu)化方法可追溯到三四十年代前的古

收稿日期:2000-08-31

基金項目:電科院預(yù)研基金資助(編號:DJ7.3.9.2)

作者簡介:李泉永(1939-),男,福建莆田人,桂林電子工業(yè)學(xué)院機電與交通工程系教授,主要從事有限元分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和CAD等現(xiàn)代設(shè)計

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