1.3.2 背景

第二次世界大战期间，在军事上首先应用了优化技术。1967年，美国的RL福克斯等发表了第一篇机构最优化论文。1970年，CS贝特勒等用几何规划解决了液体动压轴承的优化设计问题后，优化设计在机械设计中得到应用和发展。随着数学理论和电子计算机技术的进一步发展，优化设计已逐步形成为一门新兴的独立工程学科，并在生产实践中得到了广泛的应用。通常设计方案可以用一组参数表示，这些参数有些已经给定，有些没有给定，需要在设计中优选，称为设计变量。如何找到一组最合适的设计变量，在允许的范围内，能使所涉及的产品结构最合理、性能最好、质量最高、成本最低（即技术经济指标最佳），有市场竞争能力，同时设计的时间又不要太长，这就是优化设计所需要解决的问题。一般来说，优化设计有以下几个步骤：①建立数学模型。②选择最优化算法`优尔~文^论|文*网www.youerw.com。③程序设计。④制定目标要求。⑤计算机自动筛选最优化设计方案等。

1.4   滑动轴承概述

1.4.1 概述

滑动轴承是普遍使用的一种轴承，它运行平稳寿命长，且承载能力强，具有较好的抗震性能。为了帮助大学生更加深入地了解滑动轴承，于是产生了各种各样的滑动轴承实验台。但是，这些实验台在实验效率方面还有许多不足之处。需要广大的研究者不断地更新改进。

1.4.2 工作原理

目前从事滑动轴承实验台开发的高校有两家，一家是哈尔滨工业大学，另一家是大连理工大学论文网，除这两家外，还有一些实验室厂家也在研究滑动轴承实验台。

本课题所研究的滑动轴承实验台是南京工学院机械工厂于83年生产的HZS-1型液体动压轴承实验台，其总体布置图如图1.4-1所示。

图1.4-1 HZS-1型轴承实验台结构图

实验轴承在左边的滑动轴承箱内，空套在主轴上面，在轴承中间的横剖面上，沿轴线方向开有7个用来测压力的孔，均匀分布在120°的范围里面，压力表就是通过管路与这些孔联接在一起，在距轴承中间剖面四分之一处上端还开有一个空，用来与另一个压力表相连，用来测轴向油膜压力。

实验台采用液压加载，液压油经过油泵，压力控制阀和管路，分别给轴承和加载油腔供油，随着液压油压力的增加，轴承的载荷也随之增加。

在轴承外缘左端有一个测力杆，吊环装在测力杆上，测力计通过吊环与测力杆相连，轴承外圆上装有两个平衡锤，可以在轴承安装之前做静平衡，要测摩擦力矩时，将拉力计与吊环相连，即可测得作用在拉力计上的力。

HZS-1型液体动压轴承实验台在油膜压力分布和摩擦力矩的测量等方面有独到之处，其最大载荷为300KG，转速范围为20-1200转/分，可以无级调速。

HZS-1型液体动压轴承实验台可以用来测量滑动轴承的周向及轴向压力分布、轴承特性曲线和最薄油膜厚度。通过该实验设备有助于理解动压油膜的形成。

1.5   研究内容

（1）滑动轴承实验台的拆卸、测绘；

（2）滑动轴承实验台的数字化模型建立；

（3）基于逆向工程的滑动轴承实验台的优化设计；

（4）滑动轴承实验台制造成本分析。