第 1 页精品文档---下载后可任意编辑机械优化设计可视化方法探析 【关键词】机械；优化设计；可视化 1 机械优化设计中可视化方法应用的必要性分析 可视化归属于计算方法的范畴，其能够借助图形对相关的物理现象进行描述，可使模型中的数学符号转化为各种几何图形，由此能使数据的表达更加直观、形象，有助于设计人员对计算过程进行模拟和交互掌握。在传统的机械优化设计中，设计人员通常需要完成如下操作：对设计中变量的个数进行确定，依托优化问题构建数学模型，据此进行主程序的编制，并在主程序中选取包含优化方法的子程序，最终运行程序获得最优解。在相当长的一段时期内，机械工程设计领域中采纳的都是这种方法。然而，通过实际应用后发觉，该方法存在诸多的缺乏之处。比方，编写完的程序需要进行反复调试后才能使用，整个过程的工作量相对较大，耗时长，不利于效率的提升；又如，无法实现人机交互，致使设计人员不能实时了解优化的进展程度。近年来，随着技术的飞速进展，机械设备从最初简洁的机器，变成了集光、机、电、液等多种先进于一身的产品，假如在机械设计中，仍旧使用传统的优化方法，极有可能导致最终的设计无法满意实际需求。鉴于此，在机械优化设计中对可视化方法进行合理应用显得尤为必要。 第 2 页精品文档---下载后可任意编辑 2 可视化方法在机械优化设计中的详细应用 2.1 可视化的基本思路 构建数学模型是可视化方法在机械优化设计中应用的重要前提和基础，在这一过程中，应当确保模型构建使用的全部数据真实、牢靠，并且能够反映出机械产品的特点。同时，构建的数学模型不宜太过冗杂，由于冗杂程度过高的模型会增大后续的计算量及计算难度。在对数学模型进行构建的过程中，应当充分以下几个方面的因素：设计变量、目标函数和约束函数。当模型建立好之后，便可将之可视化方法在机械优化设计中进行应用，以此为基础，创建人机交互界面，与此同时，需要对如下事项加以关注：利用可视化方法反映出优化计算的迭代过程，并确保计算结果的可视化。 2.2 可视化的实现过程 模型、计算过程及结果是优化设计中的关键因素，所以可视化的方法应用，需要实现这三个环节的可视化。图 1 为可视化的优化设计流程。 2.2.1 模型可视化在可视化方法中，一个完好的数学模型应当至少包括两类函数，即目标与约束。设计人员可依据实际需要，对输入的目标函数进行增加或是删除，当所输入的目标函数到达要求之后，可通过点击界...
