.机械优化设计实例压杆的最优化设计压杆是一根足够细长的直杆,以学号为p值,自定义有设计变量的尺寸限制值,求在p一定时d1、d2和l分别取何值时管状压杆的体积或重量最小?(内外直径分别为d1、d2) 两端承向轴向压力,并会因轴向压力达到临界值时而突然弯曲,失去稳定性,所以,设计时,应使压应力不超过材料的弹性极限,还必须使轴向压力小于压杆的临界载荷。解:根据欧拉压杆公式,两端铰支的压杆,其临界载荷为:I材料的惯性矩,EI为抗弯刚度1、设计变量现以管状压杆的内径d1、外径d2和长度l作为设计变量2、目标函数以其体积或重量作为目标函数3、约束条件以压杆不产生屈服和不破坏轴向稳定性,以及尺寸限制为约束条件,在外力为p的情况下建立优化模型:1)2)3)罚函数:传递扭矩的等截面轴的优化设计解:1、设计变量:2、目标函数以轴的重量 最轻作为目标函数:3、约束条件:1)要求扭矩应力小于许用扭转应力,即:式中:轴所传递的最大扭矩抗扭截面系数。对实心轴2)要求扭转变形小于