Критериев оптимизации

В качестве критериев оптимальности примем: длину L и площадь основания А редуктора (исходя из рационального использования площади цеха), объем У редуктора (что соответствует его массе) и массу зубчатых колес Л/к. Как показывает анализ, каждый из критериев имеет минимум, который достигается при

ВЫВОД КРИТЕРИЕВ ОПТИМАЛЬНОСТИ

Сформулирована трехмерная задача оптимизации конструкций, в которой поверхность конструкции состоит из заданных частей с заданными ненулевыми поверхностными усилиями или нулевыми смещениями и неизвестными свободными от усилий частями, причем минимизируется объем (вес) конструкции. Получены достаточные критерии оптимальности; показано, что некоторые из них являются также необходимыми. Показано также, что в частных случаях, например применительно к балкам и пластинкам, эти критерии приводят к известным результатам. Подчеркивается необходимость применения эффективных численных методов, так как во всех (исключая самые простые) случаях нелинейный характер критериев оптимальности делает аналитические методы практически непригодными.

74 Вывод критериев оптимальности

76 Вывод критериев оптимальности

78 Вывод критериев оптимальности

Вывод критериев оптимальности

84 Вывод критериев оптимальности

86 Вывод критериев оптимальности

Новый метод установления критериев оптимальности (разд. 4) проиллюстрирован на примере оптимального проектирования статически неопределимой балки с кусочно-постоянными или непрерывно меняющимися поперечными сечениями; считается, что задан прогиб балки в сечении, в котором приложена единственная нагрузка — сосредоточенная сила. Кратко обсуждаются другие возможные приложения этого метода (разд. 5). В заключение приведен простой пример многоцелевого проектирования (разд. 6).

В заключение следует подчеркнуть, что хотя проектные ограничения, рассмотренные в разд. 4 и 5, и являются типичными, ими ни в коем случае не исчерпываются ограничения, к которым может быть применен новый метод установления критериев оптимальности. В действительности в настоящее время развиваются новые приложения. Например, критерий (31) оптимального проектирования при данном динамическом прогибе, впервые установленный в предлагаемой работе, до сих пор не применялся'). В работе [35] рассмотрено оптимальное проектирование с заданной жесткостью в условиях стационарной ползучести. Для простоты мы ограничивались здесь рассмотрением оптимального проектирования балок, однако это ограничение не является существенным.

В качестве критериев оптимизации поочередно использовали параметры термостойкости стали (трещиноустойчивость, окалиностойкость, интенсивность диффузионного растворения в спокойном расплаве силумина и эрозионное разрушение в динамических условиях). Коэффициенты регрессии по критериям оптимизации сводили в одну таблицу и проводили их совместный анализ, используя при этом метод относительного ранжирования.

Схема разработана на основе описанной выше обобщенной методики оптимизации по алгоритму с использованием следующих критериев оптимизации: затраты, выявляемость метода, объем и периодичность контроля.

На уровне отрасли АСУП охватывает основные взаимосвязи и, используя информационную систему о деятельности отдельных подразделений, позволяет не только управлять процессом производства и избегать принятия неправильных решений, но и оптимизировать этот процесс, находить наиболее выгодные варианты его осуществления, исходя из выбранных критериев оптимизации. Управление качеством является неотъемлемой и наиболее важной частью как системы АСУП, так и любой другой формы управления производством. При разработке отраслевых систем по управлению качеством следует учитывать связи не только внутри данного министерства (ведомства), но и связи со смежниками, поставляющими комплектующие изделия, и с потребите-

В связи с комплексностью поставленной задачи массив исходных данных для ее решений значительно увеличивается и содержит кроме статистических данных о нагружении и физико-механических характеристик материалов, данные о трудоемкости изготовления, ремонтопригодности, величинах критериев оптимизации. Разработан алгоритм машинного проектирования соединений -с натягом. Блбк расчета геометрических параметров позволяет получить нулевое решение о конструкции соединения, которое впоследствии уточняется с целью получения оптимальных параметров. Блоки' расчета напряженно-деформированного состояния (НДС), давления автофретирования, долговечности, ремонтопригодности и экономичности потребовали самостоятельного рассмотрения.

Теорема о прогнозировании критериев оптимизации качества поверхности. При планировании и обработке результатов интерполяционных и экстремальных экспериментов по системе технология—качество поверхности—качество продукции (ТКПКД) критерием оптимизации должен быть главный эксплуатационный показатель заданного качества продукции, эффективно, полно и статистически однозначно выражающий соответствующие ее свойства, а его прогнозирование целесообразно осуществлять методами дисперсионного анализа и множественной регрессии с использованием для оценки распределения эффекта действия по факторам с помощью коэффициента множественной детерминации.

Как следует из изложенного выше, при работе по предлагаемому методу структуру выбирает конструктор; что касается подбора параметров передач и валов, то тут возможны разнообразные решения, основанные на различных методах поиска оптимума. Принципиальным вопросом является выбор критериев оптимизации. Для коробок скоростей силового направления наиболее универсальной представляется система из трех критериев:;динамическая жесткость, габарит, уровень шума. ;

Одной из с.амых важных и актуальных задач следует считать разработку критериев оптимизации. Эти критерии должны основываться на наиболее существенных факторах рассматриваемой задачи и в то же время иметь обозримую форму, чтобы сохранить за динамическим синтезом роль действенного инструмента при вариантной разработке механизма.

Методы выработки и оценки технических решений на этапах проектирования узлов АЛ позволяют добиться систематического обзора всех возможных решений и с учетом критериев оптимизации выбрать наиболее рациональное.

Анализ показывает, что изменения некоторых параметров теплообменных аппаратов влияют также и на характеристики другого оборудования, а также на эксплуатационные показатели АЭС. Так, например, изменение минимального температурного напора в регенераторе при одной и той же тепловой мощности реактора приводит к изменению электрической мощности станции. Такой параметр, как кратность охлаждения в конденсаторе, сильно влияет на стоимость системы водоснабжения АЭС и т. д. Следовательно, если технико-экономической оптимизации подвергаются параметры теплообменных аппаратов, влияющие на характеристики другого оборудования АЭС, то в качестве критериев оптимизации необходимо выбирать комплексные критерии качества. Особенно это относится к конденсатору, на охлаждение которого требуется свыше 90% всего расхода охлаждающей воды в системе водоснабжения АЭС [5.3].

В качестве критериев оптимизации и ограничений при установлении номенклатуры и количества запасных частей наиболее часто используются: вероятность достаточности каждого наименования запасных частей или комплекта ЗИП; допустимое время простоя машины в неработоспособном состоянии в связи с заменой конструктивных элементов; значения комплексных показателей надежности /(г или /Сти и т. п., а также значение функции затрат. Очевидно, что условиям и решению задачи обеспечения эксплуатируемых машин в большей степени соответствует ее формулирование как прямой задачи оптимизации, т. е. когда определенному уровню достаточности запасных частей или материалов соответствует минимальное значение функции затрат.

Заканчивая обсуждение вопросов, связанных с подходами к построению целевых функций при оптимальном проектировании конструкций в САПР, заметим, что здесь речь в основном шла об оптимизации форм упругих тел при ограничениях по прочности и жесткости. Современные САПР позволяют решать и другие достаточно сложные задачи, связанные с проектированием конструкций, при этом набор используемых антагонистических критериев оптимизации может быть весьма многообразен.