《机械优化设计》课程实践报告.doc_机械优化设计实践报告
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《机械优化设计》课程实践
合肥工业大学 研究报告
班级：机设10-5 学号：20100523 姓名：吴亮宏 授课老师：王卫荣 日期：
2012年5月7日
一维搜索程序作业(0.618法)
a=2，b=6，d=0.00001 y=（x-4）*（x-4）-7 #include #include void main(){ float a,b,c=0.618,aa[3],y[3],d;scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&d);aa[1]=b-c*(b-a);aa[2]=a+c*(b-a);
y[1]=(aa[1]-4)*(aa[1]-4)-7;
y[2]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;
do{ if(y[1]>y[2])
{ a=aa[1];aa[1]=aa[2];y[1]=y[2];aa[2]=a+c*(b-a);
y[2]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;
}
else
{ b=aa[2];aa[2]=aa[1];y[2]=y[1];aa[1]=b-c*(b-a);
y[1]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;
}
}while(fabs((b-a)/b)>d);aa[0]=(a+b)/2;
y[0]=(aa[2]-4)*(aa[2]-4)-7;printf(“a*=%fn”,aa[0]);printf(“y=%fn”,y[0]);
}
2、单位矩阵程序作业
#include void main(){ inti,j,p ,n;printf(“please input a number”);
} scanf(“%d”,&n);for(i=0;i
{
if(i==j)p=1;else p=0;printf(“%2d”,p);if(j==n-1)printf(“n”);
}
3曲柄摇杆机构优化设计（约束随机法）
课本P241例8-5 1程序文本
procedure ffx;//目标函数 var
p0,q0,T,PI,QE,D,AL,BT,QI:real;
K:integer;test:string;begin with form1.hfgd do
begin
NFX:=NFX+1;
p0:=arccos((sqr(1.0+X[1])-sqr(X[2])+25.0)/(10.0*(1.0+X[1])));
//φ0
q0:=arccos((sqr(1.0+X[1])-sqr(X[2])-25.0)/(10.0*X[2]));
//ψ0
T:=90.0/30.0*(3.1415926/180.0);//90度分30等分
FX:=0.0;
For K:=0 To 30 do;
//30次循环计算 begin
PI:=p0+K*T;//φ曲柄转角
QE:=Q0+2.0*sqr(PI-p0)*2/(3.0*3.1415926);//理想输出角
D:=SQRT(26.0-10.0*COS(pI));
//辅助线长度
AL:=ArcCos((D*D+X[2]*X[2]-X[1]*X[1])/(2.0*D*X[2]));//α角
BT:=arccos((D*D+24.0)/(10.0*D));//β角 IF((PI>=0.0)AND(PI
QI:=3.1415926-AL-BT ELSE
QI:=3.1415926-AL+BT;IF((K0)OR(K30))THEN
FX:=FX+sqr(QI-QE)*T //理想输出角与实际输出角曲线包围面积 ELSE FX:=FX+sqr(QI-QE)*T/2.0;end;end;end;procedure ggx;//约束函数 begin with form1.hfgd do
begin GX[1]:=-X[1];GX[2]:=-X[2];GX[3]:=-(X[1]+X[2])+6.0;//3,4,5为曲柄存在条件 GX[4]:=-(X[2]+4.0)+X[1];GX[5]:=-(X[1]+4.0)+X[2];GX[6]:=-(1.4142*X[1]*X[2]-X[1]*X[1]-X[2]*X[2])-16.0;//6,7为传动角条件
GX[7]:=-(X[1]*X[1]+X[2]*X[2]+1.4142*X[1]*X[2])+36.0;end;end;2输入截图
3结果
4工程实例
：制造一体积为200 m3长度不小于5m，不带上盖的箱盒，试确定箱盒的长x1，宽x2，高x3，使箱盒用料最省。（1）、设计变量的选择与目标函数的建立 设计变量为箱盒的长x1，宽x2，高x3 本设计要求箱盒用料最省，故以箱盒的表面积为目标函数 F（x）=x1x2+2(x2x3+x1x3)（2）、约束条件
根据体积要求----x1x2x3=200 根据体积要求----x1>5 x2>0
x3>0 g1（x）=-x1-5≤0 g2（x）=-x2≤0 g3（x）=-x3≤0 g4（x）=x1x2x3-200.001 g4（x）=199.999-x1x2x3
（3）、选择方法 约束随机法（4）、文本程序
procedure ffx;//目标函数 begin with form1.hfgd do
begin fx:= x[1]*x[2]+2*(x[2]*x[3]+x[1]*x[3]);end;end;procedure ggx;//约束函数 begin with form1.hfgd do
begin gx[1]:=-x[1]+5;gx[2]:=-x[2];gx[3]:=-x[3];gx[4]:=x[1]*x[2]*x[3]-200.0001;gx[5]:=199.9999-x[1]*x[2]*x[3];end;end;
{procedurehhx;begin with form1.hfgd do
begin hx[1]:=x[1]*x[2]*x[3]-200;end;end;
} End.输入截图 结果截图
5心得体会
这次对机械优化的学习，学生感受颇多。
通过上机实验，我深深的感觉到机械优化设计是一门实践性很强的课程，它考验了我们的各种能力和素质。首先我们要有一定的编程能力，这样才能把我们所要表达的以程序的形式表达出来。例如以c语言来编写单位矩阵；其次就是对机械优化设计的一些算法如惩罚函数法的了解，这样才能选择合适的算法去解决问题，得出最优解；另外这也是对我们的灵活运用优化设计方法解决工程设计问题的能力的考验。
在刚刚开始学习这门课程时，感觉这门课的数学味道好浓，感觉就是在讲数学课。因为没什么阅历，这不清楚这门课程的应用性。慢慢讲道后面，特别是听过一些例题后，对于其在工程实际中的应用才有些感受。传统的机械设计方法比较粗放，依赖于设计者的经验，往往考虑到安全性等一些原因，而不得不牺牲一些性能和经济性，这对设计产品是不利的。而优化设计将程序化的思想引入了设计工程，借助于计算机的计算，不断优化设计结果，不仅设计结果更优，效率也更高。优化设计是工程设计的发展方向，传统的依赖设计者经验的设计方法已不能适应社会发展了。努力学习这门课，对于我们以后的发展非常有用。
这是我第一次使用delphi语言来编写程序。由于自己在电脑方面的知识匮乏，所以用起来相当吃力。在调试程序的过程中，不断尝试，再用惩罚函数法处理小盒问题时，出现了四个错误，但就是不知道怎么改，于是就慢慢试，最后发现是自己的输入表达出了问题。
通过这次计算机实验，突然感觉其实程序是个挺好玩的东西。以前感觉语言啊，程序啊都是是一种很模糊的概念在我的脑海中，看到他们头皮都发麻。所以昨晚刚刚开始时感觉什么都不懂，无从下手，都不知道怎么打开程序。程序真是一种神奇的东西吧，我想这也是我第一次体会到用程序的乐趣吧。当你用排除一个个错误后，最终程序顺利运行，得出了结果。那在喜不自禁的感觉真是让人很舒服。我喜欢这种小小的成就感。
在这门课的学习中，我被老师深厚的学术功力和风趣的教学方法所折服。本来觉得这门课挺枯燥的，可是在您的课堂上，却欢声不断，这确实是老师的个人魅力。感学老师这些天来对我们的无私教诲，不仅教我们课本上的知识，还和我们交流您出国访问的心得，这扩大了我的视野。还记得您在访问日本的报告中还做了一首小诗，虽然不记得诗句，可还是被老师的人文素养所打动。在我们这些年轻人当中，已经很是见有人会作诗啦。作为一名工科学生，提高自己的人文素质也是同样重要的。这就是我在做完试验后的一些小小感想。谢谢王老师！
吴亮宏
20100523
2013 7
