Основы конструирования
- акустическими ( звуковое давление , интенсивность звука и т.д.);
- качественными (внешний вид , качество поверхности и т.д.) .
В задачах оптимизации к критериям оптимальности обычно приходится присоединять ограничения , чтобы сузить пространство проектирования (это не только системы математических уравнений , но и логические выражения типа ² если . то . ² ).
Основные ограничения для механических конструкций :
1) на величину напряжений ( мех. ) , налагаемые требованиями надёжности и экономичности ( условия прочности и устойчивости );
2) на перемещение элементов , налагаемые требованиями жёсткости , работоспособности действующей НТД (условия жёсткости );
3) условие совместности деформаций : неразрывность элементов конструкции при действии внешних нагрузок ;
4) функциональные ограничения , связанные с условиями и эксплуатации элементов объекта ( Н , габаритные ограничения , материал , сортамент , крепёж и т.п.)
 Задача о минимуме функционала при заданных ограничениях в общем случае является задачей теории оптимальных систем с определёнными параметрами , описываемой системой дифференциальных и интегральных уравнений . Единого метода решения столь общих задач не существует .
В основном применяются ,– аналитические (дифференциальные и вариационные исчисления ) и ,– численные методы (линейное , нелинейное и динамическое программирование ; метод ветвей и границ .
eЭвристическое программирование в системе человек – ЭВМf
I оптимизация по нескольким ( многим ) параметрам при помощи ЭВМ .
II Если удаётся выделить один главный параметр , который достаточно полно характеризует объект оптимизации , применяются методы отличающиеся более простыми вычислительными процедурами .
!!! Решение задач оптимизации математическими методами даёт наилучшие результаты . Однако не всегда возможен выбор математических методов оптимизации с использованием ЭВМ .
Ограничения : отсутствие СВТ и соответствующих специалистов ;
кроме того , не все задачи оптимизации имеют математическое решение .
По этому конструктор , работающий на промышленном предприятии , 1),
применяет т.н. вариантное конструирование ( сравнение нескольких вариантов конструкции и выбор варианта с минимумом недостатков ); 2),
выполняет оптимизацию на интуитивном уровне .
Ведь задачи оптимизации приходится решать не только при определении основных параметров объекта , но и по многим второстепенным вопросам .
Любой выбор конструкторского решения формы и размеров элементов объекта – решение оптимизирующей задачи , когда конструктор выбирает оптимальное решение из той совокупности вариантов , которые хранятся в его памяти . Эти варианты удовлетворяют ТЗ на конструкцию ,т.е. находятся в допустимой области . Знание конструктором основных критериев и методов конструирования позволяет делать правильные логические выводы .При этом помогает модель конструируемого объекта – мыслительный образ (в воображении конструктора ) или графическое изображение (схема , эскиз ). Модель отражает упрощённую принципиальную схему , которую в процессе конструирования обрастает IP. Здесь на помощь конструктору приходит ² мыслительный эксперимент ² : например, проводится ² нагружение ²образца на основе чего определяется рациональное поперечное сечение , и т.п.
Знание методов оптимизации , опыт работы , способность творчески мыслить позволяют конструктору избежать недостатков и ошибок в конструкции объекта .
Основные параметры .
При конструировании оптимизацию целесообразно выполнять по следующим (основным) параметрам ,–