优化设计的发展：数学规划方法的应用和影响

20世纪50年代以前，最优化问题的数学方法仅限于古典微分法和变分法；50年代以后，数学规划方法首次用于机构最优化，并成为优化设计中求优方法的理论基础。数学规划方法是在第二次世界大战发展起来的新的数学分支，线性规划和非线性设计规划是其主要内容。此外，还有动态规划、几何规划和随机规划等。在数学规划基础上发展起来的新优化设计是在20世纪60年代初电子计算机引入结构设计领域后逐步形成的一种有效的设计方法。利用这种方法可以使周期大为缩短，提高精度。大型电子计算机的出现，使最优化方法及其理论蓬勃发展，成为应用数学的分支，并在许多方向得到应用。近几十年以来，最优化设计方法已陆续应用到建筑结构、冶金、化工、铁路、航空、造船、机床、自动化等领域，效果显著。机械方面应用虽然处于早期阶段，但越来越多地运用到产品设计，如零部件的优化设计、机构的优化设计以及工艺装备基本参数的优化设计，取得丰硕了成果。

虽然在机械设计中还很难对最优化方法作出准确的估价，但很多实例说明，与传统的设计方法相比，最优化设计法的经济效果很显著。例如，对大型减速器进行优化设计，结果使其重量减小13%；对桥式起重机主梁进行优化设计，结果使其重量比原型机减小了14%，最多能减小35%。而且对于工程设计问题来说，所涉及的因素越多，问题越复杂，则最优化效果就越显著。(www.xing528.com)

虽然机械优化设计方法还处在不断发展中，但从实例上能看出这种方法的推广在进一步提高产品质量、降低成本、缩短周期方面的积极影响。