空心軸的質(zhì)量?jī)?yōu)化

1、空心傳動(dòng)軸優(yōu)化設(shè)計(jì)空心傳動(dòng)軸優(yōu)化設(shè)計(jì)1.引言引言優(yōu)化，就是指從所有可能方案中按某種標(biāo)準(zhǔn)尋找最佳方案。所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不僅滿足剛度、強(qiáng)度與穩(wěn)定性等方面的要求，同時(shí)又在追求某種或某些目標(biāo)方面（如質(zhì)量最輕，體積最小）達(dá)到最佳程度。本文以空心傳動(dòng)軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)為例，為使其在滿足已知條件下得到一種最優(yōu)尺寸，從而使軸的質(zhì)量最輕。這樣可以節(jié)約材料，提高經(jīng)濟(jì)效益。2.題目：題目：設(shè)計(jì)如圖1所示某型號(hào)空心傳動(dòng)軸和分別為空心軸的外徑和內(nèi)徑軸Dd長(zhǎng)。軸的材料

2、密度剪切彈性模量許用剪應(yīng)mL4?33108.7mkg??GPaG80?力單位長(zhǎng)度許用扭轉(zhuǎn)角軸所傳遞的功率為轉(zhuǎn)MPa40][??m1][0??kwP5.5?速。要求在滿足使用條件和結(jié)構(gòu)尺寸限制的前提下使其質(zhì)量最小。min200rn?圖13.3優(yōu)化模型優(yōu)化模型將所有函數(shù)表達(dá)式規(guī)范化并代入已知數(shù)據(jù)可得傳動(dòng)軸優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型為:)(10504.24)(min22216xxxf???滿足約束條件:0133435)(424111????xxxxg

3、01109157.1)(424162????xxxg0)(23???xxg0)(124????xxxg3.4用MATLAB優(yōu)化求解優(yōu)化求解首先，利用文件編輯器為目標(biāo)函數(shù)編寫M文件(fun.m):functionf=fun(x)f=24.50410^(6)(x(1)^2x(2)^2)編寫約束函數(shù)的M文件(nonlcon.m):function[cceq]=nonlcon(x)c=[33435x(1)(x(1)^4x(2)^4)11.915