沈元元 于晨斯

摘 要：随着经济社会的不断进步和计算机技术的飞速发展，机械设计软件开发技术取得了巨大的进步，这为各行各业的创新发展提供了十分便利的条件。基于Matlab的数学计算机软件机械设计方法具有十分突出的设计周期短、方便简洁、设计效率高等优势。该研究通过对Matlab的机械设计方法的原理和相关理论知识进行了相应的探讨，以期为相关软件开发人员提供借鉴。

关键词：机械设计 软件开发 科学技术

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0063-01

1 有关机械设计和MATLAB优化原理的概述

1.1 机械设计的概念和MATLAB的优化原理

机械设计，也被称为设计优化，其主要是依赖一些编程系统或者软件来实现，基于Matlab的机械优化设计是二十世纪六十年代新兴的一门新学科，该技术充分结合了计算机技术应用的设计领域和Matlab的优化原理，这有利于为机械工程设计提供重要的现代设计方案。[1]软件开发人员应当综合考虑机械产品的大小、轮廓和几何图形等因素，充分运用固定的载荷、环境条件和充分发挥机械系统的应用功能，提升科学合理地设计和编程整个机械设计标准和水平，促进软件开发人员机械编程系统快速高效地完成整套机械设计的编制和设计工作。[2]机械设计人员应当选取合理的设计变量参数，严格按照约束条件和目标函数使现代机械设计方法能够实现最优化。

1.2 MATLAB和机械设计的联系及特点分析

Matlab作为一种包含目标函数、控制语句、数据结构、对象编程的高级阵列语言， Matlab和机械设计软件开发人员应当控制好输出和输入系统，有效指引用户在命令窗口中输入有效的执行命令，编写灵活科学的应用程序和运行。然而，新型的Matlab语言是以C++计算机语言为基础的，但语法特征保持一致，而且更加简洁明了，使得科技人员能够快速的适应数学表达式的书写格式。新型的Matlab语言与机械技术的联系更加密切，相辅相成，也具有方便非计算机专业科技人员的使用习惯。具有可拓展性强、可移植性好、工具方便特点的新型Matlab语言，有利于深入分析科学研究和工程计算的不同领域，使软件用户能够充分利用Matlab的目标函数和数据文件，具体包括Matlab桌面的编辑器和调试器，做好路径搜索和用户浏览工作，确保调试系统的完备程序的有序运行。

2 MATLAB原理在机械设计中的运用探究

2.1 MATLAB在机械设计计算机语言中的运用

由于MATLAB原理广泛运用于具备很多的运用子程序的机械优化设计中， 具备良好的语言指导功能和相当高的可靠性。Matlab软件开发人员为了实现机械设计整套的运行程序和缜密的设计环节。Matlab的技术人员应当充分利用个性化的工具箱，严格遵循完整的拓展程序，机械设计应当直接运用MATLAB的主程序，充分发挥Matlab原理在语言运用环境和运用程序的接口。计算机软件语言有利于更好地控制机械设计流程，合理地调用对函数的设计过程以及精确有效地计算出计算机的数据指令，使得软件开发人员还应当通过语言编写程序的代码，做好输入输出操作控制工作。

2.2 MATLAB在机械设计开发环境方面的运用

基于Matlab的机械优化设计在开发环境方面具有优先使用目标函数和文件工具的作用，有利于方便使用者对机械设计的需求，充分运用函数库的目标函数和文件工具，实现图形用户界面的设计转化，进而方便软件开发人员快速找到程序的突破口，合理运用机械设计的运行程序，充分发挥机械优化设计的开发环境功能，使设计者能够快速保存Matlab文件，充分发挥计算机主程序的合理运用，直接做好预期的设计结果，使得主程序能够很好地实现机械优化设计的命令窗口，有利于更好地发挥执行同步输入结果和程序输入的功能，实现创新安全、稳定的机械设计开发环境。

2.3 MATLAB数学函数库和图形处理的运用

Matlab数学函数库主要作用于可视化操作系统和数值计算探究，是集众多目标函数于一体的函数调用库，它可以有效进行数学运算，机械设计者在进行系统设计的过程中，能够预先存入许多的目标函数，有利于对数据库的数值进行精确计算，Matlab的工具箱可以帮机械软件开发人员解决一系列重大复杂的工程问题和工业设计问题，有利于使Matlab的仿真功能实现数学函数库的充分调用，也有利于函数库进行相关的图像显示，方便技术操作人员进行相应的可视化操作，进而简化相应的机械设计操作流程和目标函数编写过程。Matlab在图形处理方面也具有强大的功能操作系统，其可以直观地展现图形代码和操作程序，主动生成相应的目标图形，有利于提高机械工作人员的工作效率。

3 基于Matlab优化设计软件开发的程序编写和必要性探究

3.1 Matlab优化设计软件开发的程序编写

基于Matlab的机械优化设计技术主要采用模块化的设计思维方式，该设计原理主要设置一个主程序和若干各子程序，综合考虑机械运行的各个零部件，将优化设计原理充分运用到各子窗口运行程序中，使机械设计程序结构更加清晰、明确，这有利于简化运行程序的设计结构和运行构造，机械优化设计技术人员还应当积极调用主程序窗口系统，优化子窗口程序的运行系统，这些程序窗口需要严格按照机械专业的大纲要求充分掌握主要的优化算法，尤其要遵照大纲不同的难易程度优化不同问题的具体解决办法，充分选择基于Matlab的机械优化设计技术的优化方法，然后根据系统的运行程序提示点击“下一步”操作按钮，再进入目标函数的子窗口程序进行相应的操作。

3.2 Matlab优化设计软件的必要性

基于Matlab原理建立的机械优化设计软件，主要适用于软件开发的实验教学环节，有利于使设计软件的客户能够直观了解到机械软件优化设计的基本方法和基本程序的操作流程。这有利于加深机械优化设计软件的理解，创新机械设计软件的优化算法，完善程序编程方法技巧和软件优化算法流程图，也有利于技术软件开发人员对操作程序进行代码注解，优化设计软件的编写程序，充分利用Matlab优化原理编制机械优化设计的各种教学软件，使用户能够及时地掌握目标函数的计算机编程方法和特点，还有利于软件用户优化不同的优化算法对比方式，结合具体的算式和试验实例。

4 结语

综上所述，为了保证机械制造产品的高质量和高效率的基础，软件开发人员应当关注机械设计的重要性。随着越来越多的实用机械优化设计程序和编程软件的日益复杂和形式的多元化，软件开发人员应当根据软件或者程序的不同特点和适用范围，尤其要注意对优化方法和初始参数的合理选择，采用灵活多样的解决方法解决具体问题。由于基于Matlab的语言优化工具箱具有简单的初始参数，使机械技术能够符合工程设计的语言要求，进而促进机械设计的优化和创新。

参考文献

[l] 曹保金.基于MATLAB的机械设计方法研究[D].西华大学，2010.