《机械优化设计》课程实践报告

合肥工业大学机械优化设计课程实践研究报告类级别：学号：姓氏：讲师：日期：2016年11月12日目录1.=0.618的证明，一维搜索程序操作2.单位矩阵流程活动3.注释最能再现给定运动规律连接机构的最佳设计问题模型子程序4.连杆机构问题小型机械设计问题或其他工程优化问题自行选择(1)分析优化对象，根据设计问题的要求选择设计变量，设置约束，创建目标函数，建立优化设计的数学模型，建立问题程序。(2)选择适当的优化方法，简述方法的原理，进行优化计算。(3)进行结果分析并说明。5.课程实践经验1.=0.618的证明，一维搜索程序操作1.1证明：A 1 2 b1-1alpha 312(1-)2黄金分割法表示插入点1，2的位置在间距a，b的两端对称1=b-(b-a)2=b (b-a)其中是待定常量。黄金分割法除了对称要求外，还需要在保留的区间内插入一个点，结果产生的新三个区间与原始区间的三个区间具有相同的比例分布1-=2求方程的正解=5-120.6181.2一维搜索c语言程序： (以正弦函数y=sinx为例)#include#includeInt main()双a，b，c=0.618，x3，y3，d；输入Printf(宗地a，b的值和精确度：n )。）scanf(“%lf，%lf，% lf”，a，b，d)；x1=B- c *(B- a)；x2=a c *(B- a)；y1=sin(x1)；y2=sin(x2)；Do if(y1y2) a=x1；x1=x2；y1=y2；x2=a c *(B- a)；y2=sin(x2)；Else b=x2；x2=x1；y2=y1；x1=B- c *(B- a)；y1=sin(x1)；while(faps(B- a)/b)d)；x0=(a b)/2；y0=sin(x0)；Printf(最小点x*=%lfn ，x0)；Printf(最小y=%lfn ，y0)；c语言程序运行结果：2.单位矩阵流程活动2.1 C语言计划：#includeInt main()Int i、j、N、y；输入printf( unit矩阵顺序N: )。)；scanf(“% d”，N)；for(I=1)；I=N；I)for(j=1)；j=N；j)If (i=j)y=1；Elsey=0；printf(“% d”，y)；If (j=N)printf(“ n”)；c语言程序运行结果：2.2 MATLAB计划：ClcClear allN=input(输入标识矩阵顺序n :)；Eye(N)运行Matlab程序的结果：3.给定运动规律连接机构优化设计问题模型子程序(fortran语言)，请解释以下最佳再现的注释c链接机构问题函数子程序c目的函数=Subroutine ffx (n，x，FX)；计算x点目标函数值的子程序c=dimension x(n)；安排要坚持Common/one/i1、I2、i3、i4、nfx、i6；公用语句，程序段传输数据Nfx=nfx1目标函数子程序调用数计数器P0=acos(1.0 x(1)* * 2-x(2)* * 2 25.0)/(10.0 *(1.0 x(1)Q0=acos(1.0 x(1)* * 2-x(2)* * 2-25.0)/(10.0 * x(2)T=90.0 * 3。/(180.0 * 30.0)；输入30等分角度后的每个值的检验范围Fx=0.0接连部署0Do 10 k=0，30；循环程序入口，循环30次pi=p0k * t；计算每个循环后的输入角度QE=Q0 2.0*(PI-P0)*2/(3.0*3)。）D=SQRT(26.0-10.0*COS(PI)al=acos(d * d x(2)* x(2)-x(1)* x(1)/(2.0 * d * x(2)BT=ACOS(D*D 24.0)/(10.0*D)IF (PI)。GE.0.0 .AND. PI.LT.3.) THENqi=3-al-Bt；输入角度是从0到pi的实际输出角度ELSEqi=3-al Bt；输入角度大于pi的实际输出角度恩迪安IF(K.NE.0 .OR. k.NE.30) THENFX=FX(qi-QE)* * 2 * t；数值积分的非第一点，非最后一点ELSEFX=FX(qi-QE)* * 2 * t/2.0；数值积分的第一个端点、端点恩迪安10CONTINUEEND不等于c约束=Subroutinggx (n，kg，x，GX)；计算x点的KG个GX值的子程序c=DIMENSION X(N)、GX(KG)GX(1)=1.0-x(1)；L1=L2GX(2)=1.0-x(2)；L1=L3GX(3)=1.0-5.0；L1=L4GX(4)=(1.0 x(1)-(x(2)5.0)；(L1 L2)=(L3 L4)GX(5)=(1.0 x(2)-(x(1)5.0)；(L1 L3)=(L2 L4)GX(6)=(1 . 0 5 . 0)-(x(1)x(2)；(L1 L4)=(L3 L2)GX(7)=-(1.4142 * x(1)* x(2)-x(1)* * 2-x(2)* * 2)-16.0；大于最小传输角度GX(8)=-(x(1)* * 2 x(2)* * 2 1.4142 * x(1)* x(2)36.0；小于最大传输角度ENDc相等约束=Subroutine hhx (n，KH，x，hx)；计算x点的KH HX值的子例程c=DIMENSION X(N)、HX(KH)x(1)=x(1)；虚伪地写一句话END4.连杆机构问题选择问题4.1连接机构问题设计曲柄摇杆机构，以便在曲柄从旋转到=时，摇杆角最好地再现已知的运动规律。=和已知=1、=5、极角度，并允许相应的传输角度在5020范围内更改。图片。曲柄摇杆机构(1)设计变量是=1、=5，而和不是独立参数。=arccos=arccos因此，由于问题只有两个独立参数和一个，因此设计变量如下X=(2)目标函数将输入角度除以30以获得目标函数的表达式格式的实际机构输出角度为=正在样式中：=arccos=arccos=arccos=arccos2=2=当时理想的输出角度，其值计算如下2=(3)约束曲柄的存在条件和滚动角度条件提供了以下约束：(4)输入数据(5)结果4.2可选问题要创建500条由三种不同长度的钢筋(分别为3.5米、3.0米和1.6米)组成的钢筋，请确保材质和直径相同。现在市场上购买的同等钢筋长度各为8.0米，询问需要购买多少条才能满足需求。空白程序：方法1方法2方法3方法4方法5方法63.5米2110003.0米0102101.6米002135使用X1、x2、x3、x4、X5、X6次1-6次Min(x1 x2 x3 x4 X5 X6)S.t.g1 (x)=500-2x1-x2-x3=0G2(x)=500-x2-2x4-x5=0G3(x)=500-2x3-x4-3x5-5x6=0G4(x)=-x1=0G5(x)=-x2=0G6(x)=-x3=0G7(x)=-x4=0G8(x)=-x5=0G9(x)=-x6=0Matlab整数线性规划程序：ClcClear allF=1，1，1，1，1；%目标函数系数a=-2-1-1 0 0；0-1 0-2-1 0；0 0-2-1-3-5；%约束不平等系数b=-500；-500；-500；Lb=zeros(6，1)；变量%的下限为0int con=6；x，fval=int linprog (f，intcon，a，b，lb)结果：因此，至少需要550个。切割方式为250次，250次，4，50次6次。5.课程实践经验机器优化设计是根据生产现代化的要求发展的，是一门新兴的学科。基于现代机械设计理论的更科学的设计方法，可以满足机械产品的设计质量更高的要求。因此，在加强现代机械设计理论研究的同时，要进一步加强对最佳设计数学模型的研究，以现代数学、力学和物理学的新成果为基础，更好地反映客观现实。同时，对机械优化设计的研究也必须与工程实践、数学力学理论、计算技术及电子计算机的应用紧密联系，