Mechanical Design Optimization Using Advanced Optimization Techniques

طراحی مکانیکی شامل یک فرآیند بهینه‌سازی است که در آن طراحان همیشه اهدافی مانند استحکام، انحراف، وزن، سایش، خوردگی و غیره را بسته به نیازها در نظر می‌گیرند. با این حال، بهینه سازی طراحی برای یک مونتاژ مکانیکی کامل منجر به یک تابع هدف پیچیده با تعداد زیادی متغیر طراحی می شود. استفاده از تکنیک‌های بهینه‌سازی برای اجزای منفرد یا مجموعه‌های میانی نسبت به مونتاژ کامل، عمل خوبی است. روش‌های تحلیلی یا عددی برای محاسبه مقادیر شدید یک تابع ممکن است در بسیاری از موارد عملی عملکرد خوبی داشته باشند، اما ممکن است در موقعیت‌های طراحی پیچیده‌تر شکست بخورند. در مسائل طراحی واقعی، تعداد پارامترهای طراحی می‌تواند بسیار زیاد باشد و تأثیر آنها بر مقداری که باید بهینه‌سازی شود (تابع هدف) می‌تواند بسیار پیچیده باشد و دارای شخصیت غیرخطی باشد. در این موارد پیچیده، الگوریتم‌های بهینه‌سازی پیشرفته راه‌حل‌هایی را برای مسائل ارائه می‌دهند، زیرا آنها راه‌حلی نزدیک به بهینه جهانی در زمان معقول و هزینه‌های محاسباتی پیدا می‌کنند.

بهینه‌سازی طراحی مکانیکی با استفاده از تکنیک‌های بهینه‌سازی پیشرفته

بهینه‌سازی طراحی مکانیکی با استفاده از تکنیک‌های بهینه‌سازی پیشرفته

i> یک بررسی جامع در مورد آخرین روندهای تحقیق و توسعه برای بهینه سازی طراحی عناصر و دستگاه های مکانیکی ارائه می دهد. با استفاده از نمونه هایی از عناصر و دستگاه های مکانیکی مختلف، امکان بهینه سازی طراحی با تکنیک های بهینه سازی پیشرفته نشان داده می شود. مفاهیم اولیه و پیشرفته تکنیک‌های بهینه‌سازی سنتی و پیشرفته همراه با مطالعات موردی واقعی، نتایج کاربردهای تکنیک‌های پیشنهادی و بهترین استراتژی‌های بهینه‌سازی برای دستیابی به بهترین عملکرد برجسته شده‌اند. علاوه بر این، یک روش بهینه‌سازی پیشرفته جدید به نام بهینه‌سازی مبتنی بر یادگیری (TLBO) در این کتاب ارائه شده است و این روش عملکرد بهتری را با تلاش محاسباتی کمتر برای مسائل در مقیاس بزرگ نشان می‌دهد.

طراحی مکانیکی. بهینه سازی با استفاده از تکنیک های پیشرفته بهینه سازیبرای طراحان، دست اندرکاران، مدیران، موسسات درگیر در پروژه های مرتبط با طراحی، پژوهشگران کاربردی، دانشگاهیان و دانشجویان تحصیلات تکمیلی مهندسی مکانیک و صنایع در نظر گرفته شده است و برای طراحان محصولات صنعتی برای تحقق بخشیدن به آن مفید خواهد بود. محصولی که مدل‌های جدید و تکنیک‌های بهینه‌سازی را برای آسان‌تر، منطقی، کارآمد و مؤثر کردن وظایف ارائه می‌دهد.

Mechanical design includes an optimization process in which designers always consider objectives such as strength, deflection, weight, wear, corrosion, etc. depending on the requirements. However, design optimization for a complete mechanical assembly leads to a complicated objective function with a large number of design variables. It is a good practice to apply optimization techniques for individual components or intermediate assemblies than a complete assembly. Analytical or numerical methods for calculating the extreme values of a function may perform well in many practical cases, but may fail in more complex design situations. In real design problems, the number of design parameters can be very large and their influence on the value to be optimized (the goal function) can be very complicated, having nonlinear character. In these complex cases, advanced optimization algorithms offer solutions to the problems, because they find a solution near to the global optimum within reasonable time and computational costs.

Mechanical Design Optimization Using Advanced Optimization Techniques presents a comprehensive review on latest research and development trends for design optimization of mechanical elements and devices. Using examples of various mechanical elements and devices, the possibilities for design optimization with advanced optimization techniques are demonstrated. Basic and advanced concepts of traditional and advanced optimization techniques are presented, along with real case studies, results of applications of the proposed techniques, and the best optimization strategies to achieve best performance are highlighted. Furthermore, a novel advanced optimization method named teaching-learning-based optimization (TLBO) is presented in this book and this method shows better performance with less computational effort for the large scale problems.

Mechanical Design Optimization Using Advanced Optimization Techniques is intended for designers, practitioners, managers, institutes involved in design related projects, applied research workers, academics, and graduate students in mechanical and industrial engineering and will be useful to the industrial product designers for realizing a product as it presents new models and optimization techniques to make tasks easier, logical, efficient and effective.