盧紅亮

（棗莊市勞動技工學校，山東 棗莊 277000）

當前我國各行業(yè)在生產(chǎn)運行期間，都需要對機械設備等進行應用。因此為了促進機械產(chǎn)品自身功能的全面發(fā)揮，應對機械結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計。隨著科學技術的發(fā)展，我國對于機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計已經(jīng)具有可較強的研究成果，并在相關領域中得到了較為廣泛的使用。機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計在充分促進機械產(chǎn)品性能的全面提升的同時，在未來的經(jīng)濟市場中也有著重要的作用與意義。

一、機械優(yōu)化設計的發(fā)展

在科學技術不斷發(fā)展作用下，使得產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度快速提升。傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式正逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨恳约岸喾N類生產(chǎn)模式。想要促進企業(yè)在經(jīng)濟市場中的影響力與占有率快速提升，小批量生產(chǎn)通常需要降低成本以及減少生產(chǎn)時間。所以機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計為機械設計提供了較為完善的設計措施的，對這種設計方法進行使用，可促進其市場占有率快速提升，并在一定程度上雖然設計時間并提高設計質(zhì)量，促進效率快速提高。

在優(yōu)化設計剛剛興起時，其主要是將工程設計與數(shù)學理論知識進行有機結(jié)合，并在較為豐富的優(yōu)化設計方案中對最為科學合理的方案進行選擇，促進工程設計效率與設計質(zhì)量等實現(xiàn)全面的提升。當前在交通、船舶、建筑以及航天航空等行業(yè)中對其都有著較為廣泛的使用，并有效促進了經(jīng)濟效益與社會效益的快速提高?，F(xiàn)階段，在社會經(jīng)濟等不斷發(fā)展的影響下，機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計也受到了人們的廣泛關注，同時也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄嚓P工程人員需要掌握與了解的主要設計方法。

二、機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計應用

（一）結(jié)構(gòu)大小優(yōu)化

在機械結(jié)構(gòu)實際設計期間，對于結(jié)構(gòu)大小通常具有較為精準的需求。機械結(jié)構(gòu)設計需要充分保證各零件大小滿足實際運行工作標準需求。以多了零件組成的機械構(gòu)件為例進行分析，若其中某一零件大小不能滿足實際運行需求，則會導致所有零件的相互連接效果受到硬性，促進機械磨損程度的快速提升，嚴重時還會導致機械設備出現(xiàn)報廢現(xiàn)象。各機械構(gòu)件包含的機械零件數(shù)量越多，其機械結(jié)構(gòu)復雜性也越強，對于零件大小精準度的需求也就越高。在進行機械結(jié)構(gòu)大小優(yōu)化設計期間，可確保機械產(chǎn)品的形狀以及拓撲關系等不發(fā)生任何改變，并利用計算機技術對零件整體大小進行科學的調(diào)整，促進機械產(chǎn)品運行性能快速提升。

（二）機械結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化

為了促進機械設備運行效率的全面提升，可以機械結(jié)構(gòu)形狀為出發(fā)點進行優(yōu)化設計。但由于機械設備自身結(jié)構(gòu)極為復雜，使得所有構(gòu)件形成復雜性極強，很難進行科學的分析與研究，使得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計難度相對較高。在上世紀60年代初期，機械行業(yè)對這一行業(yè)難題進行了深入的研究與探索，這也使得豐富的研究成果快速產(chǎn)生。其中我國機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計對于機器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有較為良好的研究成果，同時對于對稱機械零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化也有著極強的優(yōu)化研究深入。

（三）機械結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化

在傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計期間，設計人員主要對優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)較為重視與關注，這也使得其對于機械零件拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化缺乏重視性，并導致其研究成果相對較少。在人們機械結(jié)合設計意識逐漸提升的作用與影響下，人們對于拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計具有了較強的重視程度。在進行拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化期間，結(jié)合實際情況可通常分為離散結(jié)構(gòu)與連續(xù)結(jié)構(gòu)兩個方面。其中連續(xù)拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計主要是對孔洞的形狀、數(shù)量、結(jié)構(gòu)邊界以及分布情況等進行科學的優(yōu)化。離散結(jié)構(gòu)設計則是以關鍵點連接模式為出發(fā)點，在進行優(yōu)化期間，需要對確保各關鍵點處于正確的位置。

三、機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計趨勢

在行業(yè)與時代發(fā)展與變化過程中，機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計不斷進行著創(chuàng)新與完善。現(xiàn)階段，由于各因素影響，使得機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計逐漸向著結(jié)構(gòu)模型復雜化與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)規(guī)?；较蚩焖侔l(fā)展。設計變量的提升，使得結(jié)構(gòu)分析推導與數(shù)值的計算難度快速提升，同時較為特殊的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計也缺少科學的公式。對大型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行優(yōu)化設計期間，可對復雜結(jié)構(gòu)進行分解，并逐一進行優(yōu)化，對包含多學科知識的設計優(yōu)化可結(jié)合學科的不同進行全面的設計優(yōu)化。同時并行計算技術的使用，也是機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的主要發(fā)展方向。這種技術可在連續(xù)以及離散混合變量中進行科學的使用，并有效促進機械設備運行質(zhì)量的快速提升。

另一方面，拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計也是其未來發(fā)展的主要方向。對拓撲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，可為結(jié)構(gòu)設計方案提供良好的參考依據(jù)，并根據(jù)相關需求對設計方案進行選擇，其主要在大規(guī)模機械結(jié)構(gòu)設計上進行使用，其中需要對大型結(jié)構(gòu)規(guī)模進行創(chuàng)建，并進行科學的結(jié)算處理。在拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計期間，可有效出促進機械結(jié)構(gòu)大小以及形狀的優(yōu)化，促進機械性能快速提升。

結(jié)語：

綜上所述，在進行機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計期間，可充分促進機械設備自身運行質(zhì)量與效率的全面提升，并為機械行業(yè)的快速發(fā)展提供良好的動力。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，可使機械設備使用壽命的到全面的提升，促進相關企業(yè)在經(jīng)濟市場中具有較強的競爭力與優(yōu)勢，在基礎上促進我國機械制造行業(yè)的全面提升。