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1 机械优化设计理论概述
1.1 机械优化设计的概念
机械优化设计是指最优化技术在机械设计领域的移植和应用，是以最低成本获得最高效益。其根据机械设计理论、方法与标准规范等建立能够正确反映实际工程设计的数学模型，利用数学手段和计算机计算技术，在众多的方法中快速找出最优方案。机械优化设计通过把机械问题转化为数学问题，加以计算机辅助设计，优选设计参数，在满足众多设计目的和约束条件的情况下，获得最令人满意、经济效益最高的方案。目前，机械优化设计已成为解决机械设计问题的有效方法。
1.2 机械优化设计研究的内容
机械优化设计主要研究的是其建模和求解两部分内容。 如何选择设计变量、列出约束条件、确定目标函数。其中，设计变量是指在设计过程中经过逐步调整，最后达到最优值的独立参数。设计变量的数目确定优化设计的维数，维数越大，优化设计工作越复杂，但效益越高，所以选取适当的设计变量显得尤为重要。约束条件即是对约束变量的限制条件，起着降低设计变量自由度的作用。目标函数即是指各个设计变量的函数表达式，工程中的优化过程即是指找出目标函数的最小值（最大值）的过程。一般而言，目标函数的确定相对容易，但约束条件的选取显得比较困难。
2 机械优化设计的一般思路与常见方法
2.1 机械优化设计的一般思路
2.1.1 分析问题，建立优化设计数学模型
在机械优化设计的过程中，首先需要通过对实际问题的分析，选取适当的设计变量，确定优化问题的目标函数和约束条件，从而建立优化设计的数学模型。
2.1.2 选择优化设计方法，编写程序
在设计变量、约束条件和目标函数三大要素已经确定，构建好数学模型的情况下，编写计算机语言程序。
2.1.3 分析结果，找到最优方案
准备必须的初始化数据，通过计算机数值计算，对比计算结果，在众多的设计方案中选择最完善或者最适宜的设计方案，使其期望的经济指标达到最高。
2.2 机械优化设计中的常见方法
2.2.1 传统优化设计理论方法
传统机械优化设计方法的种类有很多，按求解方法的特点可分为准则优化法、线性规划法和非线性规划法。准则优化法是指不应用数学极值原理而是采用力学、物理中的一些手段来谋求最优解的方法。常见的准则优化法有迭代法中的满应力准则法等，其主要特点是直接简单效率高，缺点是只能处理简单的工程问题。线性规划法是指应用数学极值原理，选取适当的设计变量和约束条件，求解目标函数的一种方法。常见的有单纯形法、序列线性规划法。其优点是通过把实际工程问题转化为数学极值问题的求解，使其直接、有效、精度系数高，缺点是工作量大。非线性规划法同样根据数学极值原理求最优问题，可分为无约束直接法、无约束间接法。有约束直接法和有约束间接法。其优点是应用范围广，可应用于大、中、小型工程问题，且都相对简单方便、可靠性高、稳定性强、精度高。
2.2.2 现代优化设计理论方法
现代优化设计方法不同于传统优化方法，其无需通过选取设计变量、约束条件、目标函数等因素，便可获得全局最优解，大大地减少了传统优化设计方法花费的人力与财力，在日今复杂的工程问题中，提出了全新的思路与方法。常见的现代优化设计方法有遗传方法、神经网络法、模拟退火法、粒子群算法等。
3 机械优化设计的现状与前景
机械优化设计是最优化理论、电子计算机技术和机械工程相结合的一门学科，包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状优化设计等。二十世纪五十年代以前，用于解决最优问题的数学方法仅限于古典的微分法与变分法，在处理现实问题时，计算量非常大。直到四十年代前后，大型线性规划技术的提出，数学方法首次被运用到结构最优化，使得计算过程不再复杂，有效的解决了数值最优化计算。近年来，随着数学规划理论与计算机技术的飞速发展及广泛应用，许多新兴优化算法，如遗传算法、神经网络法等相继被提出，机械优化设计广泛地被应用到建筑结构、化工、航天航空等诸多领域并取得飞速发展。机械优化设计具有广阔的发展前景。
机械优化设计给机械工程界带来的巨大经济效益是显而易见的，但其工程效应比起预期远远小得多。归结其原因，主要有以下两点：（1）建模难度大。（2）最优方法的选取难度大。
虽然有以上不足之处，但是机械优化设计的发现前景仍是非常广大的，且各领域也在积极做出相关的研究探索，并已取得一定的成就。
4 结语
机械优化设计即是指从众多设计方案中需找最优方案的过程，一般包括建立数学模型、选择优化方法、分析计算结果选择出最优方案三个过程。根据不同的分类方式，机械优化设计的方法有很多，从传统角度，最常用到的有线性规则法中的序列线性规则法等等，由于现在各技术领域的发展以及工程问题对优化设计的需求，衍生了很多与传统方法原理完全不同的新兴方法，最常见到的有遗传算法、神经网络法等。纵观几十年来机械优化设计的发展历程，其发展是非常迅速且令人可喜的，虽然仍存在建模困难、优化方法选取等等方面的一些挑战，但是其前景仍旧是非常广阔的。研究机械优化设计的理论与方法无论是学术领域还是实际经济效益方面都具有研究意义。
参考文献：
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[3]秦东晨，陈江义，胡滨生等.机械结构优化设计的综述与展望[J].中国科技信息，2005（9）.
中图分类号：F407 文献标识码：A
如今，计算机技术应用范围越来越广，已涉及到人类生活及工作的方方面面。近年来，在社会经济及科学技术迅速发展的推动下，计算机技术得到了前所未有的发展，发生了历史性转变。人类出现的第一台计算机诞生于一九四六年产于美国，发明人是约翰・阿塔那索夫教授，并把它称之为肯尼亚克。肯尼亚克的诞生意味着人们进入了一个全新的计算机应用时代，人类生活及工作领域从此发生了革命性变革。然而，电子管计算机因它的造价成本较高，且各方面性能满足不了时代需求，很快它的发展脚步慢慢变缓直至停滞不前。后来在微电子技术发展的带动下，计算机结构也从此发生了巨大改变向智能微型化转型，特别是在因特尔等微处理器及创新技术的带动下，计算机便逐渐应用到家庭、企业、经济及科学研究等领域中。在短短的七十多年里，计算机技术日益进步越来越成熟，其在人们生活及学习工作领域作用也日益凸显，对推动社会进步及经济发展有着不可忽视的作用。下面笔者就计算机技术的发展现状、计算机技术发展特征及计算机技术发展展望进行了详细阐述。
1计算机技术发展现状
1.1计算机硬件技术发展现状
这里所说的硬件技术主要是指微处理器。我们知道，微处理器是计算机的心脏，数字与信息化时代下的计算机离不开微处理器的有效帮助，如果把微处理器芯片里面晶体管的线宽及尺寸进行改变使之越来越小，那么计算机各方面性能会逐渐增强。改进及增强光刻技术，是目前最常用的减小微处理器芯片里面晶体管线宽及大小的方法。其基本原理是选择更短波长的曝光光源，通过掩膜曝光，并通过一定的方法使刻蚀在硅片内的晶体管变的越来越小，而与晶体管相连接的导线尽量做的越来越细从而改进光刻技术。通常情况下人们都是使用紫外线来改进光刻技术，但基于其具有一定的局限性，有部分技术人员认为当前使用的紫外线光源已不能满足新形势下微处理器发展需求。也就是说目前微处器芯片的微型化发展将遇到一定的障碍，主要体现在以下几方面：首先，线条宽度方面的限制。当线条宽度等于光的波长或比光的波长小时，那么光刻技术很难成功。其次，电子行为及量子效应方面也存在一定的问题，无法适应新时期的时展需求。
1.2纳米电子技术发展现状
计算机技术能够得以如此快的速度发展离不开电子元器件的大力支持，然而在科学技术的推动下，计算机技术逐渐朝着快节奏高速度、微型智能化等方向发展，电子元器件已不能跟上计算机技术发展脚步，满足不了其高速度、智能化等方面需求，使计算机技术发展停滞不前，纳米电子技术就是这一背景发展下来的产物，它有效解决了这一现实问题，实现了电子元器件无法实现的功能。纳米电子技术并不是单方面的把尺寸缩小了而已，而是用一种全新的思维使计算机技术得以创新。可以说 纳米电子技术也将是新世纪计算机技术发展的一大趋势。
2计算机技术发展特征
2.1计算机技术更新速度较快
计算机技术更新速度较快可以说是当前计算机技术发展上一个显著的特点。近年来，在科学技术的推动下，计算机技术发展得到了前所未有的发展，从系统结构上来看从一开始的电子管，发展到后来的晶体管，再到集成电路，然后发展成为现在的超级大规模集成电路；而在速度方面一开始的计算速度非常之慢，可能只有每秒五千次左右，而当前最普通的一台计算机的计算速度可能都达到了每秒五亿次以上；而在体积方面从一开始像楼房一样大w积的计算机，在微处理器问世以后便逐渐向微型化方向发展，计算机体积变得越来越小，其造价成本也逐渐降低了很多，应用范围也随之越来越广。现在人类在计算机技术科研方面给予了足够的人力与物力，一些新型计算机技术与系统日益涌现，加快了计算机技术发展脚步。另一方面在社会生产力的不断驱动下，计算机技术为了适应市场需求，也促使了其更新速度不断加快。
2.2计算机技术有较强的实用性
计算机技术有较强的实用性可以说是当前计算机技术发展上一个突出的特点。如今，计算机技术已逐渐普及到人类社会发展的政治、经济、生活及科学研究等领域中。计算机已成为新时期人类的好朋友好助手，人类生活的方方面面都需要它的帮助。它可以根据每个用户的实际情况及现实需求对数据进行快速、简洁、精准的分析处理，从而帮助人们完成每天必须的生产加工及管理等方面工作。当前，大部分事业单位、企业及政府部门都建立了信息管理系统，实现了员工档案信息化管理。这样一来，不仅规范了其管理方法更提高了其工作效率。
2.3计算机技术有较强的运行功能
计算机技术有较强的运行功能是当前计算机技术发展的主要特点征之一。微处理器是计算机运行的心脏，数字与信息化时代下的计算机离不开微处理器的支持与帮助，如果把微处理器芯片里面晶体管的线宽及尺寸进行改变使之越来越小，那么计算机各方面性能会逐渐增强。改进及增强光刻技术，是目前最常用的减小微处理器芯片里面晶体管线宽及大小的方法，计算机的运行功能越强大，说明光刻技术改进的越好。
2.4计算机技术具有过程监督及检测功能
计算机技术的过程监督及检测功能在推动企业智能化、自动化发展上具有重要意义。通过使用计算机，生产企业可以根据生产需要，建立监督及检测控制系统。这样一来，不仅可以对整体的企业生产进行科学的管理与控制，而且可以有效规避其生产风险，生产过程中一旦出现什么问题，计算机就会发出异常警报，促进了企业健康可持续发展。
2.5计算机技术具有消极及负面影响
计算机技术具有消极及负面影响，是计算机发展上我们不可忽视的一个重要特征。众所周知，不管什么事物都有两面性，计算机技术发展也不例外。虽然计算机技术的发展增强了人们的交流与沟通，加强了社会舆论宣传，提高了人们的生活质量，但其在传递与传播信息的过程中也可能产生一定的消极及负面作用。例如一些不靠谱的八卦、网络谣言等，对人们的生活产生了一定的负面影响，特别是在网络病毒的影响下，造成了一定的社会恐慌。另一方面，有些人没日没夜的沉浸在网络游戏中，特别是对未成年人来说，这严重影响了他们身心的健康发展，所以说计算机技术也有一定的消极及负面特征。
3新世纪计算机技术发展展望
3.1未来计算机技术将向着巨型化方向发展
未来计算机技术将向着巨型化方向发展是新世纪计算机发展的主要趋势之一。巨型主要指的是计算机存储空间、速度运算及功能等方面。新世纪的计算机将向着高运算速度、大容量、强功能的方向发展。未来计算机的运算速度将越来越快，可达到每秒百亿次及以上；存储空间更加巨大，可达到几百字节及以上。由此可见，巨型计算机的迅速发展，充分体现了一个国家的计算机科技发展水平，它促进了计算机硬件、计算机软件、计算机结构及计算机应用等多方面的发展。巨型计算机将广泛应用于卫星轨道、地质勘测、天文气象、航天航空、军事国防等领域中，已逐渐发展成为衡量国家综合国力及科学技术水平的重要标志之一。其中，部分发达国家早已非常重视计算机技术的巨型化发展方向，在巨型计算机的发明及研制方面给予了全面的人力及物力支持，未来的计算机其运算速度将非常惊人，每秒可达几百亿次甚至达到千亿次都有可能。
3.2未来计算机技术将向着微型化方向发展
微型化方向发展是新世纪计算机技术发展的必然趋势，也是新时期适应社会发展的必然需求。近年来，在科学技术的推动下，算机技术得到了前所未有的发展，其体积从一开始像楼房一样大体积的计算机，在微处理器问世以后便逐渐向微型化方向发展，计算机体积变得越来越小，其造价成本也逐渐降低了很多，应用范围也随之越来越广。如今，微型计算机已受到了人们的青睐，已逐渐步入到人们生活的家用小电器及各种仪表仪器中，特别是掌上微型计算机的发明使计算机技术发展推向了一个历史。在科学技术的推动下，微电子技术也将得到迅猛发展，那么这就意味着计算机技术向微型化方向发展的进程及普及率将日益加快。
3.3未来计算机技术将向着网络化方向发展
如今，我们已步入了一个信息化、网络化高速发展的时代，互联网无处不在，人们生活的方方面面都需要它的支持。那么，这就意味着网络化方向发展仍然是未来计算机发展的主要方向，它在计算机技术发展上扮演的角色日益重要。从某种程度上来说，我们可以把发展网络技术看成是计算机系统建设的核心工程，其对普及计算机及延伸其功能发挥着不可忽视的重要作用。宽带及可选服务仍然是新世纪计算机发展的主流，同时各种接入技术将得到更好更快的发展，HFC、DSVD、HDSL、及ADSL等技术的全面发展促进了图像、数据服务及语音质量的进一步提高。同时，随着ATM技术的应用，其在道路交通运输系统及银行系统中作用将日益凸显。
3.4未来计算机技术将向着智能化方向发展
智能化方向发展仍是新世纪记算机技术发展的重要方向。计算机是科技进步及社会需求发展下来的产物，那么计算机技术的发展必须适应智能化时代人们的现实需求。人工智能技术使得计算机有了智能化的大脑及躯干，基本可与人体大脑相媲美，而且处理数据时，比人体大脑来的更快、思维逻辑更强。智能化技术能够更好地模拟人类大脑感觉行为，使计算机跟人体大脑一样具有读、写、听、说、思及对事物的判断能力、学习能力、逻辑推理能力等，从而满足不同人群的现实需求。目前，计算机智能化技术应用范围越来越广，最突出的领域就是掌上笔记本、机器人等应用。随着科学的不断发展，计算机人工智能化发展脚步也快日益加快。
4结语
综上所述，计算机已逐渐发展成为人类社会活动中必不可少的工具，它已涉及到人类生活及工作的方方面面，对时展的作用日益凸显。近年来，在社会经济及科学技术迅速发展的推动下，我国计算机技术得到了前所未有的发展，发生了历史性转变，其作为一项应用技术在我国社会经济发展方面作出了巨大贡献。新世纪计算机技术将向着巨型化、网络化、智能化及微型化等方向发展。同时，计算机系统结构将不断完善，而纳米技术及软件技术等将在新世纪计算机发展过程中发挥着越来越重要的作用。
参考文献
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金属材料是人类文明和社会发展过程中最重要的物质类原料，使用物理机能可以准确检测出由金属材料所制造出的产品的质量问题。新型金属材料被广泛应用于建筑工程的基础建设当中，由于金属材料具有的特殊性，导致金属材料在物理技能的检测中经常出现在特殊性的影响下导致检测结果的不准确，为了避免物理机能检测的影响，我们可以根据金属材料自身的特殊性，采取另一种科学范例内的测试方法，或者是使用另一个办法，直接对测试仪器进行检测，在对金属材料进行检测工作前，一定要确定检测仪器的完好，检测机器设备会直接影响金属材料的检测结果。
1金属材料发展现状及物理性能监测分析
1.1金属材料的发展现状
金属材料作为人类推动社会发展的重要载体之一，作为原料在人类的生产生活中已经被广泛应用，金属材料作为原料具有以下等特征，金属材料本身具备高弹性的模量，金属材料具有高强度的韧性，金属材料的强度硬度是其他同类原料所无法比拟的，在当代金属材料科学的不断成长下金属材料在所有材料的范畴中占据了非常非常重要的位置，在现实中，最常见的金属材料应用的领域有航天航空以及建筑工程等行业。在材料采购市场中，金属材料有着最为明显的优势和官阔的发展前景，在建筑工程产业未来的发展中，不论是政府部门还是科研机构都要对金属材料在今后发展中的重要地位又一个全新的认识，金属材料未来的发展会结合科研机构，教育事业和生产加工，在未来的发展中金属材料会更主动有关前沿技术的相关发展，提高生产效率和降低成本另一个具有特殊的社会效益和企业效益是废金属同收，废金属同收的最大特点是金属可以继续循环使用。
1.2利用拉伸实验进行金属材料的物理机能测试
拉伸实验是将高温、低温及室内温度当做辅助，利用温度展开对金属材料的物理机能测试，拉伸实验是物理机能测试过程中非常重要的一个测试过程，拉伸实验就是依靠由金属材料所制造的产品在温度相对稳定的条件下进行的检测实验，在实验中可以检测出金属材料的拉伸性质。
1.3利用力弯曲实验进行金属材料的物理机能测试
力弯曲实验也被叫做弯曲试验，这个实验主要针对金属材料疲劳性进行检测，在检测过程中，利用蛮力将金属材料拉扯至弯曲，然后再通过物理机能对已经弯曲的金属材料进行监测工作。
1.4利用硬度测试实验进行金属材料的物理机能测试
硬度测试实验相比以上两种实验来说操作相对简单，对金属材料的硬度进行测试通常这个过程都被放在弯曲实验的后面，测试的过程中，我们可以通过任何手段对金属材料的硬度进行检测，在测试后交由物理机能对硬度测试后的数据进行相应的分析。
1.5利用冲击测试实验进行金属材料的物理机能测试
测试的最后一步是同样依靠温度进行测试的冲击测试实验，冲击测试的方法同拉伸测试基本相同，同拉伸测试类似，冲击测试和拉伸测试都是通过改变温度来进行实验，金属材料的物理性能测试还有剪切测试及杯突试验。
2国内物性测试技术的现状
2.1密度测量
从学科性质来讲，物性测试是一个涉及广泛的领域，其各组成部分都是各自不同的以及其独有的理沦基础和测试原理，并有着自己的发展路线。下面将介绍国内物理性能检测技术。下面就是对这方面作一些简要的介绍密度是材料最基本的物理性质，材料的致密程度是产品质量或工艺考核的主要技术指标密度测量对粉末冶金制品更有着特殊重要的意义
2.2热膨
胀测量热膨胀系数测量的关键在于放大和检测微小的热膨胀量.有各种各样的方法，如:千分表法、机械杠杆法、光杠杆法等等。目前国内使用的膨胀仪主要有两种:光杠杆膨胀仪和差动变压器膨胀仪大多从国外引进的
2.3热容测量
测量热容量是滴水型卡计法的经典方法，样品被加热到一个温度测量，稳定性，突然下降到低于在热炉冷却过程中，将热量传递给被加热介质。如果介质受热后的反应样品的释放可以根据反应得到。的热量并计算热容.目前最可靠、最通用的中最薄弱的环节之一。也仍然是这个方法只是在技术上有了很大的改进
3物性测试的发展动向
3.1加强方法对试样规格的适应性
材料的发展过程中研发人员不断地对金属物理实验技术提出新的要求，而当代物理学的发展更是体现出了这种研究方向，适当提高物理测试中金属的灵敏值以及精准度可以使测试方法变得更加高效，打个比方：横担材料通常被用在机械的滤波器中，在滤波器中时横担通常能达到温度的4-8/K量级，横担通常都是采用共振发进行温度的测量。我们假设用作测试用的横担共振的频率为106-109Hz量级，温度变化为五十度，则可以得出最终的变化至少零点几赫，因此，国内精密合金系统通常选用抗干扰能力特别强的静电法，并根据静电法研制出了与之相对应的测试仪，最终让检测所得出的数据拥有足够的有信服力度。
3.2测试技术的徽机化工业检测要求
提高测试效率，材料研究常常要求按一定程序控制试验过程。现代计算机技术的应用，使这些成为可能一些优势。不仅仅是在物性测试技术中使用微机还有着深远的意义:目前大部分测试方法，为了得到一个简明的计算公式，对物理模型提出了苛刻的要求，比如说传热测量，为了形成一定的热流图象，往往给装置设计、条件控制和操作技术带来了一系列的难题。现代计算机技术的应用的不断发展，使得了过去很多人们觉得不可能处理的数学问题成为可能，因而有可能降低简化物理模型的要求。
4结论
金属材料的发展和应用带动着我国社会和经济的双面发展，可是，由于金属材料中具有不确定因素的特殊性，因此，利用物理机制对金属材料进行考核般的检测是保证金属材料产品质量的一个必要手段。为检测金属材料，保障金属材料的质量问题，在金属材料未来的发展中我们要为其建立一个具有完善措施的检测标准体系，并不断针对金属材料的检测工作进行研究，不断提升金属材料的检测水平，保证检测方式的科学有效，并确保检测结果的准确。
参考文献
[1]申文君，蒋敬，刘海林.纳米材料的无酶催化放大策略在电化学生物传感器中的应用研究[D].重庆：西南大学,2016(9).
