食品機械優(yōu)化設(shè)計

前言

近半個世紀(jì)以來，食品科技在食材的加工、食品的生產(chǎn)、運輸、儲存以及進(jìn)出口等方面，均獲得顯著的發(fā)展；尤其是食品質(zhì)量的監(jiān)測與控制，更是發(fā)生了質(zhì)的飛躍。食品工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要支柱之一。作為食品工業(yè)重要組成部分的食品機械(含加工和成型設(shè)備)，對食品的開發(fā)和完善起著巨大的關(guān)鍵的作用。食品加工及成型機械主要包括磨粉機、打漿機、擠出機、輥壓機、包裝機，以及成型模具(如壓模、壓注模)等，其設(shè)計合理與否，不僅關(guān)系到制造過程中金屬材料的用量，還直接影響到食品生產(chǎn)過程中的能耗。因而，食品機械的設(shè)計與優(yōu)化日益引起人們的關(guān)注。本書中扼要地介紹了最優(yōu)化技術(shù)的基本原理和方法，分析和討論了食品機械優(yōu)化設(shè)計的特點，并列舉了其中一些典型機構(gòu)(如食品包裝機推料機構(gòu)和組合機構(gòu))和工作部件(如蔬果打漿機的打漿板和篩筒、擠壓機螺桿和壓榨機榨輥)等優(yōu)化設(shè)計的實例，系統(tǒng)地反映了最優(yōu)化技術(shù)在食品機械設(shè)計中研究和應(yīng)用的成果。本書內(nèi)容分為十一章。第1章緒論；第2章最優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)；第3章一維搜索的最優(yōu)化方法；第4章多維無約束最優(yōu)化方法；第5章多維約束最優(yōu)化方法；第6章食品機械優(yōu)化設(shè)計的特點與方法；第7章食品加工設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計；第8章食品輥壓設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計；第9章食品輸送設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計；第10章食品包裝機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計；第ll章食品機械常用傳動裝置的優(yōu)化設(shè)計。在前五章中，力圖從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，注意概念的解釋和方法的介紹，盡量避免繁雜的理論論證和數(shù)學(xué)推演，并給出相應(yīng)的例題。前六章均附有適量的習(xí)題，以便于讀者加深對最優(yōu)化設(shè)計的理論和方法的理解、消化和掌握，以及進(jìn)行復(fù)習(xí)。

內(nèi)容概要

本書扼要地介紹了最優(yōu)化技術(shù)的基本原理和方法，分析和討論了食品機械優(yōu)化設(shè)計的特點，并給出了其中一些典型機構(gòu)（如食品包裝機推料機構(gòu)和組合機構(gòu)）和工作部件（如蔬果打漿機的打漿板和篩筒、擠壓機螺桿和壓榨機榨輥）以及食品機械常用傳動裝置等優(yōu)化設(shè)計的實例，系統(tǒng)地反映了最優(yōu)化技術(shù)在食品機械設(shè)計中研究和應(yīng)用的成果。    本書可作為大專院校食品及其加工機械專業(yè)教材，也可供從事相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員使用，還可作為機械設(shè)計及制造人員的參考用書。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　概述  1.2　優(yōu)化設(shè)計問題舉例  1.3　優(yōu)化設(shè)計的基本概念  1.4　優(yōu)化設(shè)計的基本原理與方法  1.5　小結(jié)  習(xí)題第2章  最優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)分析基礎(chǔ)  2.1  函數(shù)的方向?qū)?shù)和梯度  2.2　多元函數(shù)的泰勒展開  2.3　多元函數(shù)的極值條件及其凸性  2.4　約束問題的最優(yōu)解條件  2.5　適用可行方向的數(shù)學(xué)條件  2.6　小結(jié)  習(xí)題第3章　一維搜索的最優(yōu)化方法  3.1　初始搜索區(qū)間的確定  3.2　格點法  3.3　黃金分割法  3.4　分?jǐn)?shù)法  3.5　切線法  3.6　二次插值法  3.7　小結(jié)  習(xí)題第4章  多維無約束最優(yōu)化方法  4.1　梯度法  4.2　共軛梯度法  4.3　變尺度法  4.4　單純形法  4.5　坐標(biāo)輪換法  4.6　鮑威爾法  4.7　小結(jié)  習(xí)題第5章  多維約束最優(yōu)化方法  5.1  概述  5.2　復(fù)合形法  5.3　約束坐標(biāo)輪換法  5.4　可行方向法  5.5　拉格朗日乘子法  5.6　懲罰函數(shù)法  5.7　小結(jié)  習(xí)題第6章  食品機械優(yōu)化設(shè)計的特點與方法  6.1　概述  6.2　食品機械優(yōu)化設(shè)計的特點  6.3　食品機械優(yōu)化設(shè)計的方法  6.4　優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的分析與處理  6.5　食品機械優(yōu)化設(shè)計的敏感性分析  6.6　小結(jié)  習(xí)題第7章　食品加工設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計  7.1　概述  7.2　蔬果打漿機的優(yōu)化設(shè)計  7.3　螺桿擠壓機的優(yōu)化設(shè)計  7.4　膨化機螺桿的優(yōu)化設(shè)計  7.5　磨粉機磨輥的優(yōu)化設(shè)計  7.6　和面機傳動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計  7.7　小結(jié)第8章　食品輥壓設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計  8.1  概述  8.2　輥印餅干成型機的優(yōu)化設(shè)計  8.3　沖印餅干機成型機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計　……第9章　食品輸送設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計第10章　食品包裝機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計　第11章　食品機械常用傳動裝置的優(yōu)化設(shè)計參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章　緒論1.1 概述食品是日常生活的必需品，其質(zhì)量直接關(guān)系到人類的身體健康與安全。近半個世紀(jì)以來，食品科技在食材的加工、食品的生產(chǎn)、運輸、儲存以及進(jìn)出口等方面，均獲得顯著的發(fā)展；尤其是食品質(zhì)量的監(jiān)測與控制，更是發(fā)生了質(zhì)的飛躍。食品工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要支柱之一。作為食品工業(yè)重要組成部分的食品機械（含加工和成型設(shè)備），對食品的開發(fā)和完善起著巨大的關(guān)鍵的作用。食品加工及成型機械主要包括磨粉機、打漿機、擠出機、輥壓機、包裝機以及成型模具（如壓模、壓注模）等。其設(shè)計合理與否，不僅關(guān)系到制造過程中金屬材料的用量，還直接影響到食品生產(chǎn)過程中的能耗。因而，食品機械的設(shè)計與優(yōu)化日益引起人們的關(guān)注。機械產(chǎn)品的設(shè)計一般需要經(jīng)過調(diào)查分析、方案擬定、技術(shù)設(shè)計、總裝圖及零件圖繪制等環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)設(shè)計中，這些環(huán)節(jié)幾乎全由設(shè)計人員用手工工具完成。隨著人民生活水平的提高，市場競爭的需要，橡膠制品不斷開發(fā)和推陳出新，這就要求食品機械產(chǎn)品更新?lián)Q代周期日益縮短，設(shè)計質(zhì)量要求日益提高。任何機械設(shè)計，總希望獲得性能好、使用可靠、成本低（包括制造及工作成本）等技術(shù)經(jīng)濟效益，因而要求設(shè)計者能從一系列可行的設(shè)計方案中選擇出最好的方案。顯然，由于分析和計算手段以及時間和費用的限制，可供選擇的方案有限，且不_定能從中選出最佳者，故傳統(tǒng)的設(shè)計方法越來越不適應(yīng)發(fā)展的需要。近40年來，隨著電子計算機技術(shù)和計算方法的發(fā)展，機械設(shè)計領(lǐng)域經(jīng)歷了深刻的變革，出現(xiàn)計算機輔助設(shè)計（CAD）、機械優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、設(shè)計系統(tǒng)學(xué)、設(shè)計方法學(xué)、有限元分析法等現(xiàn)代設(shè)計方法及相應(yīng)的學(xué)科。

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