首先確定工程條件下可優(yōu)化的區(qū)域。對(duì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化必須保證不干涉到機(jī)構(gòu)零件的正常運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際可允許的范圍內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改善。本文中要測(cè)量工作狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖7) 需要的區(qū)域，從而找到可進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的區(qū)域，僅能在此限定范圍內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在模型中標(biāo)示出圖7優(yōu)化區(qū)域的水平方向，圖8為高度h方向上不干擾機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的限定范圍。

　　其次確定可實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化目標(biāo)。在確保柱狀結(jié)構(gòu)不斷裂的強(qiáng)度要求下，盡量減少改變的結(jié)構(gòu)，不但能減少模具改動(dòng)的工作量與費(fèi)用，而且節(jié)約原材料。

　　根據(jù)力學(xué)基本理論，在施力面相同的條件下，施加載荷與應(yīng)力成正比。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，失效樣品中柱狀結(jié)構(gòu)能承受的平均壓力為9N，大于此壓力，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力增大，斷裂發(fā)生的機(jī)率增大。

　　在實(shí)際工作條件下，經(jīng)測(cè)試此柱狀結(jié)構(gòu)需要承受12～13N 的平均壓力，所以超過(guò)其所能承受的應(yīng)力極限會(huì)發(fā)生斷裂。這需要通過(guò)結(jié)構(gòu)的改善來(lái)降低應(yīng)力提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，當(dāng)施加載荷13N時(shí)，保證應(yīng)力在極限范圍內(nèi)，就可以達(dá)到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。計(jì)算載荷為9N條件下的應(yīng)力分布，如圖6所示，此計(jì)算結(jié)果5.858MPa為優(yōu)化的極限應(yīng)力目標(biāo)值，即優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)應(yīng)力需接近目標(biāo)值。

　　再次確定結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思路，以理論為基礎(chǔ)、工程經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

　　根據(jù)材料力學(xué)理論，

　　，在載荷施加狀態(tài)不變的情況下，增大抗彎截面模量

　　可以降低應(yīng)力。分析柱狀結(jié)構(gòu)截面，使中性軸的位置偏近施力點(diǎn)，可增大抗彎截面模量;增加底部厚度，減小應(yīng)力集中。具體結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化可通過(guò)軟件計(jì)算，比較各種不同分析結(jié)果后得到較為優(yōu)化的方案。

　　在載荷為13N的條件下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，計(jì)算得到其應(yīng)力分布結(jié)果。如圖9所示，當(dāng)載荷從9N增加到13N的情況下，原有應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力值減小為3.717MPa。

　　如圖10所示，通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，消除了局部大應(yīng)力集中存在的現(xiàn)狀，最大應(yīng)力區(qū)在載荷增加30%的情況下，應(yīng)力值略小于優(yōu)化目標(biāo)值，為5.835MPa。說(shuō)明結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較大的增強(qiáng)，優(yōu)化后結(jié)構(gòu)可承受現(xiàn)有工作條件下的載荷。