機械畢業(yè)論文文檔
機械制造技術是我國國民生產經濟中的重要基礎產業(yè)之一，主要致力于機械產品的設計、加工制造、生產、維修等一系列流程的工程學科。下文是學習啦小編為大家搜集整理的機械畢業(yè)論文文檔的內容，歡迎大家閱讀參考!
機械畢業(yè)論文文檔篇1
淺談機械優(yōu)化設計的應用發(fā)展
科學技術的發(fā)展使得大量的機械制造要求要很高的技術水平，機械產品的設計工作變得越來越復雜，要求考慮的內容也越來越多，精確性和科學性都與傳統(tǒng)機械設計有巨大差別。面對這種情況，機械優(yōu)化設計理論應運而生，逐漸發(fā)展成為一種現(xiàn)代化的機械設計方法。
1 傳統(tǒng)優(yōu)化方法的應用與發(fā)展分析
1.1 傳統(tǒng)機械優(yōu)化設計方法的應用
傳統(tǒng)機械優(yōu)化設計方法大多應用于機械結構和零件功能的優(yōu)化設計，針對機械結構的性能和形態(tài)進行優(yōu)化。在機械結構上，內點罰函數(shù)優(yōu)化法，能夠對剛度和壓彎組合強度結構進行良好的優(yōu)化，既能夠滿足尺寸要求又能良好的控制結構自重。在形態(tài)方面，典型的是軸對稱鍛造部件的毛坯形狀的優(yōu)化。在性能方面，采用坐標轉換法和黃金分割法對部分兩岸結構進行優(yōu)化設計，使得機械結構更加準確保持運動平衡性，提高了傳力性能。這樣看來，傳統(tǒng)機械優(yōu)化設計方法依然能夠取得良好的效果，所以在機械設計發(fā)展中不能忽略傳統(tǒng)優(yōu)化方法的作用。
1.2 傳統(tǒng)優(yōu)化設計方法的一些改進
在新的設計方法出現(xiàn)后，傳統(tǒng)機械優(yōu)化設計進行了一些改進：設計中普遍采用最優(yōu)設計方案和設計策略，幫助達到最優(yōu)組合性能;建立能夠反映設計問題的數(shù)學模型，提高機械設計的準確性;利用計算機選擇最優(yōu)方案，通過計算機程序解決更加復雜的計算;計算機輔助設計，降低人工設計的誤差。
2 現(xiàn)代機械優(yōu)化設計方法的應用和發(fā)展
隨著機械設計要求不斷提高，設計工作需要考慮的問題也越來越多，整體需要解決的問題規(guī)模和復雜度都有所增強，傳統(tǒng)優(yōu)化方法的問題暴露出來，局部優(yōu)化和最優(yōu)解不再適用于大規(guī)模問題的設計，這使得機械設計工作者廣泛吸取其他學科的理論知識，產生全新的機械設計思路，通過算法來解決一些復雜的設計問題。
2.1 反饋神經網絡在機械優(yōu)化設計中的使用
反饋神經網絡模型的基本內容是一些雙向相連的神經元系統(tǒng)，每個神經元之間的連接都具有特別的權值，這個神經網絡對于輸出和反饋能夠統(tǒng)一應用，這樣將整個網絡的能量函數(shù)和機械設計的目標函數(shù)映射起來，神經網絡的進化過程則與機械優(yōu)化設計的最優(yōu)過程對應起來，在實際應用中，尋找神經網絡模型與問題的解的過程十分關鍵。
2.2 多層向前神經網絡在機械優(yōu)化設計中的使用
多層向前神經網絡也是目前神經網絡模型中應用較廣的一種，通過輸入層、隱層和輸出層，將模型輸入信息進行單項的傳播輸出，整個模型中不論是層內還是層間，均不存在反饋鏈接。多層向前神經網絡具有很高的運算速度，非線性的映射能力也更突出，在機械優(yōu)化設計中，能夠利用這種模型的特點，對機械結構的多目標優(yōu)化進行映射。
除了神經網絡模型的應用外，很多專業(yè)的數(shù)學軟件也應用于機械設計工作中，比如MATLAB，作為功能強大的工程數(shù)據(jù)計算軟件，能夠很好的將計算問題與實際問題結合起來，其中配置了大量的工程函數(shù)，在解決大部分工程問題時能夠節(jié)約大量的時間，而且計算結構也非常精確，所以在自動化控制和機械設計領域都有很好的應用。
3 遺傳算法的應用與發(fā)展
遺傳算法簡稱GA，是一種全新的概率優(yōu)化算法。遺傳算法作為一種非確定性的擬合自然算法，模仿了自然界生物進化的特點和規(guī)律，對于隨機對象進行自然選擇，按照自然界的適者生存法則來循環(huán)處理數(shù)據(jù)，最終產生的隨機群體會收斂于整體的最優(yōu)解。遺傳算法有很強的自適應性，借助自然界遺產的規(guī)律，能夠對全局都進行優(yōu)化處理，同時遺傳算法是潛在的并行計算算法，所以擁有很高的計算效率。遺傳算法以其全局優(yōu)化的優(yōu)越性，主要應用于機器學習和控制領域，最近幾年也得到發(fā)展被應用于機械優(yōu)化設計中。
3.1 遺傳算法與機械結構優(yōu)化設計
簡單的遺傳算法線性適應度非常理想，通過非線性適度與自適應的變異概率來優(yōu)化一般的遺傳算法，以此來解決機械結構的優(yōu)化問題，多峰值函數(shù)極值等都具有實際的參考意義。
3.2 遺傳性算法與可靠性分析
框架結構系統(tǒng)結合遺傳算法，能夠對系統(tǒng)結構的可靠性進行優(yōu)化分析。
3.3 遺傳算法與故障診斷
遺傳算法網絡模型中，各個神經元之間的權值可以作為染色體向量，模擬基因多點交叉變異能夠對隨機對象進行優(yōu)化選擇，這種遺傳算法能夠應用于變壓器故障的診斷。
4 機械優(yōu)化設計軟件的應用與發(fā)展
4.1 專用軟件的應用與發(fā)展
目前國內機械優(yōu)化設計專用軟件開發(fā)和使用的都比較少，機械優(yōu)化設計軟件的開發(fā)還需要積累足夠的經驗，根據(jù)工作經驗轉換成計算機功能組成專用軟件。計算機輔助設計軟件的使用，能夠幫助解決很多機械設計中的工程問題，結合人工神經網絡和遺傳算法，開發(fā)計算與圖形化功能，專業(yè)軟件的發(fā)展速度也是越來越快。
4.2 網絡在線機械優(yōu)化設計軟件
優(yōu)化算法的研究已經有所成績，利用網絡平臺逐漸開發(fā)一些工業(yè)化在線優(yōu)化軟件，便于工業(yè)設計使用。對于在線機械優(yōu)化設計軟件來說，亟待解決的問題就是模型問題，對于非常復雜的系統(tǒng)來說，結構、流程、物料和系統(tǒng)參數(shù)等，都非常復雜，如果計算對象比較模糊，運算效率會受到嚴重的影響，這就給在線優(yōu)化軟件帶來了巨大的困難。為了解決這種情況，通過合適的算法解決辨別模型，結合神經網絡和學習特點進行數(shù)據(jù)的識別，讓在線優(yōu)化軟件也能夠良好的應用于各種模型，比如國內比較成熟的NEUMAX軟件包，基于神經遺傳算法的在線優(yōu)化軟件包，都能夠良好的實現(xiàn)各種模型的遺傳算法，這些軟件已經成功應用于甲醇合成機械設計的優(yōu)化工作中。
5 總結
機械優(yōu)化設計在傳統(tǒng)機械設計的基礎上，結合了大量的先進科學得到了高效的設計方法，大大提高了機械設計的質量和速度，隨著數(shù)學理論和計算理論的發(fā)展，機械優(yōu)化設計方法也在不斷更新，思維更加開闊，各種設計方法也都得到了不同程度的完善。所以機械優(yōu)化設計不但要深化工程設計理論，更要結合多種學科打開更加廣闊的發(fā)展未來。
機械畢業(yè)論文文檔篇2
淺析機械制造與自動化技術
1 概述
機械制造技術是我國國民生產經濟中的重要基礎產業(yè)之一，主要致力于機械產品的設計、加工制造、生產、維修等一系列流程的工程學科。隨著經濟的不斷發(fā)展，社會各行業(yè)對機械制造技術的需求量不斷增加，其規(guī)模及速度得到前所未有的發(fā)展，同時也給環(huán)境帶來了極大的危害。為保障機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，利用先進的自動化技術提高機械制造的生產效率，降低成本，減少排放成為各企業(yè)競相追求的目標。
2 自動化技術
自動化技術是人類為解放勞動力而采用機械或者其他工具代替人類勞動的一項發(fā)明，通過機械或者工具能自主完成既定的工作任務，以達到減輕人類勞動負擔的目的。隨著科學技術的不斷發(fā)展，尤其是計算機與互聯(lián)網技術的大力發(fā)展及廣泛普及，現(xiàn)代自動化的概念已經擴展至利用任何機械或者工具來取代人類勞動的范疇。
現(xiàn)代自動化技術的涵義相對于傳統(tǒng)自動化技術而言，已經有了更多的內容。從自動化技術的功能方面來看，自動化技術代替人類工作只是功能的一小部分，其最終目的是構建一個有機的體系，通過該體系的建立可以協(xié)調和優(yōu)化人類與機器的關系，實現(xiàn)人類生活與工作智能化的目標;從表現(xiàn)形式上看，現(xiàn)代自動化技術可代替人類勞動，代替或者輔助人類的各項工作，協(xié)調或者管理生產系統(tǒng)中的部分工作或整個工作系統(tǒng);從應用范圍來看，現(xiàn)代自動化技術不僅應用于具體的生產行業(yè)，還可廣泛應用于眾多的中間產業(yè)，甚至是人類的生活。
3 機械制造與自動化技術的結合
3.1 機械制造業(yè)的發(fā)展需要自動化技術
?、贆C械制造企業(yè)管理落后。
計算機及互聯(lián)網技術的發(fā)展，使得發(fā)達國家的機械制造企業(yè)在管理方面也優(yōu)于我國。發(fā)達國家企業(yè)將計算機運用到企業(yè)管理當中，改變了企業(yè)的生產模式和組織管理方式，為實現(xiàn)精益生產、準時生產、高效生產的全新的管理思想的實現(xiàn)提供了有力的制度保障;我國進入信息化時代較晚，計算機普及速度雖然較快，但利用計算機管理企業(yè)生產的應用情況并不理想。
?、跈C械制造技術落后。
發(fā)達國家經歷了蒸汽時代和電氣時代的兩次改革浪潮后，傳統(tǒng)的機械制造工藝已經發(fā)展至較為成熟的階段，且機械制造業(yè)的高速發(fā)展期也高于我國;目前，發(fā)達國家已經將納米技術、復合型加工技術和微激光加工技術普及到機械制造技術當中，大大提高了機械制造的效率。相對于西方發(fā)達國家的機械制造技術，我國的制造工藝處于落后階段，大部分制造企業(yè)仍采用農間作坊的生產模式;現(xiàn)代化水平低且應用范圍十分有限，尖端技術尚處于不成熟的研發(fā)當中。
③機械制造自動化程度低。
發(fā)達國家機械制造企業(yè)已經將計算機集成技術、自動化數(shù)控技術和柔性制造系統(tǒng)廣泛應用于機械制造業(yè)當中，實現(xiàn)了機械制造生產的自動化、集成化和智能化;而我國大部分私有企業(yè)的機械制造的自動化技術剛處于初步使用階段，生產過程中仍以人工管理為主;柔性制造系統(tǒng)僅在少數(shù)大型企業(yè)中采用。
3.2 機械制造自動化技術未來發(fā)展趨勢
①機械制造的虛擬化。
網絡制造技術是利用計算機仿真模擬軟件，在模擬的操作環(huán)境中對虛擬對象進行各項技術操作，通過對虛擬產品設計、制造過程的模擬，預測該產品的性能及生產成本，以實現(xiàn)企業(yè)生產系統(tǒng)中設定的高質量、高性能、低成本的目標。首先，網絡技術為企業(yè)發(fā)展提供了強大的技術支持。企業(yè)可通過虛擬的網絡軟件對各種工程或者產品進行虛擬制造，減少不同部門人員之間交流限制，大大方便了后續(xù)的交流與合作。其次，網絡虛擬軟件能模擬銷售過程，利用該功能和檢驗產品的銷售狀況。若模擬結果不理想，企業(yè)可通過修改實驗參數(shù)數(shù)據(jù)來改變實驗條件，重新對產品進行模擬銷售，以完善實驗結果。利用網絡虛擬軟件，不僅可以節(jié)約設計時間，還能有效降低實驗成本，減少企業(yè)的成本支出。
?、跈C械制造智能化。
人工智能是由人和機械組成的復雜性系統(tǒng)，通過人與機器設備的合作實現(xiàn)機械制造過程。人工勞動在一定程度上存在某種缺陷性或局限性，這就限制了機械制造業(yè)的發(fā)展。而隨著科技的進步，機械制造與自動化技術的結合將使制造工作向人工智能方向轉變。智能化制造系統(tǒng)在制造過程中，可以通過分析、判斷、構思等一系列智能化活動，提高機械制造的適應性和友好性。該系統(tǒng)具有良好的柔性，減少了機械制造過程中對資源的消耗和浪費。隨著社會各行業(yè)對機械制造需求的提升，僅靠人力勞動已經無法滿足社會的需求，而人工勞動與機器制造的組合方式可大力提高生產效率，滿足社會對機械制造的需求。人工智能的出現(xiàn)可降低人工的工作強度，從而為拓展人力在機械制造中的應用提供了可能;另外，人工智能的廣泛應用有助于人類智能的延伸，使人將更多的精力用于創(chuàng)造性的活動當中，從而產生更多具有價值的成果;最后，人工智能能完成人工無法完成的部分危險性工作，改善了人工的工作環(huán)境。
③機械制造環(huán)?；?/p>
機械制造業(yè)大力發(fā)展的同時，由于制造工藝的落后，不僅造成了極大的資源浪費，還給環(huán)境帶來極為嚴重的危害，引起了社會的各界關注。機械制造與自動化技術的結合，將有效減少資源的浪費及污染物的排放，從而提高行業(yè)的環(huán)保程度，為制造業(yè)的健康發(fā)展提供必要保障。自動化技術在機械制造中的應用，能有效提高生產效率，減少資源浪費，提高企業(yè)的經濟效益和社會效益。
4 總結
機械制造與自動化技術的結合是必然的發(fā)展趨勢，利用自動化技術，機械制造企業(yè)可實現(xiàn)生產過程的虛擬化、智能化、環(huán)?；瑥亩档推髽I(yè)的生產成本，提高企業(yè)經濟效益，推動整個機械制造行業(yè)向更加健康的方向發(fā)展。
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