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優化設計是將產品或零部件設計問題的物理模型轉化為數學模型，運用最優化數學模型理論，采用適當的優化設計方法，并借助于計算機和應用軟件求解數學模型，從而得出最佳設計方案的一種先進設計方案。有限元分析也同樣被廣泛應用于結構設計中，采用這種方法對于任意復雜工程問題，都可以通過它們的響應進行分析。隨著三維有限元分析技術的發展，最優化技術與有限元法結合產生的結構優化技術會運用到產品設計的各個階段。優化模型的三個要素即設計變量、目標函數和約束條件，它們可根據不同的設計要求而不同。設計變量可能是某個單元特性的幾何參數（如截面尺寸、長度、面積、厚度慣性矩等），也可能是結總體的幾何參數或彈性模量等。
目標函數通常是設計中最重要的特征，如結構質量、體積、轉動慣量等。約束條件可能是設計變量的變化范圍或變化關系，也可能是結構的設計性能要求，如變形、應力、固有頻率等。優化問題本質上是數學規劃問題，而優化分析過程則是一系列分析修改的過程，這一過程可重復直到所有條件滿足設計要求。
經編機是一個復雜的多桿機構設備，零件數量多，本研究的經編機是六連桿機構機器，擺動臂是該機構中一個重要零件，在該設備中24根類似結構的零件，該零件的尺寸合理與否直接影響設備的運行速度與振動噪音，因此需對此零件進行機構優化。國內外對經編機機構動力學分析以及經機成圈運動連桿機構的運動學優化設計較多，但已有的研究中都未涉及經編機擺動臂的有限元分析及優化設計。
（1）對結構設計進行改進，包括尺寸優化、形狀優化和幾何拓撲進行優化。
（2）從不合理的設計方案中產生出優化、合理的設計方案，包括靜力響應優化、正則模態優化、屈曲響應優化和其它動力響應設計優化等。
（3）進行模型匹配，產生相似的結構響應。
（4）對系統參數進行識別，還能夠保證分析的模型與試驗結果相關聯。
（5）靈敏度分析，求解設計目標對每個設計變量的靈敏度大小。
結構優化提供拓撲優化、形貌優化、尺寸優化、形狀優化以及自由尺寸和自由形狀優化，這些方法被廣泛用于產品開發過程的各個階段。
（1）概念優化設計。適用于產品概念設計階段，采用拓撲、形貌和自由尺寸優化設計得到結構的基本形狀。
（2）詳細設計優化。適用于產品詳細設計階段，在滿足產品性能的前提下采用尺寸、形狀和自由形狀優化技術改進結構。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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