Для снижения стоимости машины, улучшения ее технических характеристик необходимо оптимальное проектирование конструкций. Оптимальное проектирование позволяет конструкции быть лучшей из всех конструкций данного типа. Первым этапом оптимального проектирования является выбор критерия оптимальности конструкции. Другими словами, это означает выбор целевой функции. Наиболее распространенными целевыми функциями являются следующие: минимум массы; минимум стоимости; минимум веса подкрепляющего или армирующего материала; минимум математического ожидания затрат на конструкцию; минимум суммы стоимости конструкции и затрат на машинное время; принцип одинаковой прочности всех элементов конструкции. При условии однородности конструкции минимум стоимости тождественен минимуму массы. Большинство приведенных критериев будет также соблюдаться при минимуме массы. Масса рамы машины рассматривается как сумма масс составляющих ее элементов. Масса отдельных элементов представлена как функция от площади поперечного сечения и от моментов инерции сечения. Изложенная методика, полученные аналитические зависимости позволят в дальнейшем разработать математическую модель для оптимизации параметров конструкции.
To reduce the cost of the machines, improvement of its technical characteristics should be optimal design of structures. Optimum design allows the design to be the best of all the structures of this type. The first stage of the optimal design is the choice of criterion of optimality of the design. In other words this means the choice of target functions. The most common target functions are the following: a minimum of weight; the minimum value, a minimum weight affirmative or reinforcing material; a minimum of mathematical expectation of expenses for the construction; the minimum amount of the cost of construction and cost of computer time; the principle of equal strength of all elements of construction. Under the condition of homogeneity of the design of the minimum value is identical with a minimum of weight. Most of the above criteria will also be observed for a minimum of weight. Weight of the machine frame is considered as the sum of the masses of its constituent elements. The weights of individual items is presented as a function of the area of cross-section and the moments of inertia of the cross section. Set out the methodology, the analytic dependence will continue to develop a mathematical model for the optimization of the parameters of the design.
1. Абгарян К. Л. К теории балок минимального веса. Расчеты на прочность. Вып. 8. – М.: Машгиз, 1962. – 452 с.
2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т 1. – М.: Машиностроение, 1982. – 730 с.
3. Виноградов А. И. Проблемы оптимального проектирования в строительной механике. – Харьков: Вища школа, 1970. – 78 с.
4. Куницкий Л. П. Закономерности веса и оптимальная компоновка сплошных изгибаемых металлических элементов // Известия вузов. Строительство и архитектура. – 1965. – № 5. – С. 25-31.
5. Пивень В. В., Уманская О. Л. Определение динамических параметров несущих конструкций вибрационных машин, установленных на упругом основании // Вестник машиностроения. – 2007. – № 5. – С. 14–16.
6. Прагер В. Основы теории оптимального проектирования конструкций: пер. с англ. – М.: Мир, 1977. – 109 с.
7. Рейтман М. И. Методы оптимального проектирования деформируемых тел (постановки и способы решения задач оптимизации параметров элементов конструкций) / М. И. Рейтман, Г. С. Шапиро. – М.: Наука, 1976. – 258 с.
8. Сергеев Н. Д. Проблемы оптимального проектирования конструкций / Н. Д. Сергеев, А. И. Богатырев. – Л.: Стройиздат, 1971. – 135 с.