以下是小编帮大家整理的塔式起重机顶升套架设计方法的研究论文，本文共11篇，欢迎大家分享。
篇1：塔式起重机顶升套架设计方法的研究论文
塔式起重机顶升套架设计方法的研究论文
塔式起重机(以下简称塔机)是工程建设过程中不可缺少的设备之一，其主要功能是完成建设施工材料的水平和垂直的输送。由于中国自升式塔机具有施工速度快，能够很方便地完成标准节的顶升加高等工作，从而更好地满足了建设施工的需要，在当前的工程建设过程中得到了极为广泛的应用。按照顶升方式的不同我们可将自升式塔机分为两种型式，即侧面顶升塔机和中心顶升塔机，两种型式塔机的明显区别在于前者顶升时回转中心与顶升油缸中心不重合，而后者则重合。目前在建设工地上使用较多的是侧面顶升塔机，其顶升油缸和顶升横梁都在同一侧面，本文主要分析的是侧面顶升塔机。中国该型式塔机在实施顶升过程中塔机上下标准节必须断开联接，上部的塔身仅仅依靠顶升油缸来支撑，由于顶升时回转中心与油缸中心不重合，假如找平衡不准确或者遇到一些突发性的事件时都会严重影响到顶升工作的安全。从以往的塔机事故统计表明，在顶升过程中发生安全事故的比例相当高，多数都是人为因素(如违反操作规程等) 造成，但是也有属于塔机结构本身的因素。基于以上分析，我们应当在保证工程建设安全的基础上，对塔机顶升套架的设计进行深入的分析和研究。
1 塔机顶升套架的结构分析
由于顶升套架是塔机在顶升阶段的重要受力结构，因此我们在进行顶升套架的结构分析时应当充分考虑影响顶升套架结构重心的所有因素。在实际的顶升作业过程中，如何调整上部塔身的重心，使上部塔身达到平衡稳定是实现安全顶升作业的关键。但是由于此时塔机受到各种载荷(如风载荷等)的影响，加载的载荷种类十分繁多，载荷的重量又在不断变化，并且载荷的方向是随时变化的，这种情况极易造成塔机的侧翻，甚至会产生塔身的扭转变形。为了有效的解决这一问题，我们通常在套架和塔身之间设计安装多个滚轮来进行调整。因为顶升时塔机所承受的载荷的大小和方向是随机变化的，光靠若干个滚轮无法满足受力要求，而且此时的滚轮有一些受力，有一些不受力，所以这种方式能够有效的避免因压力作用产生的塔机侧翻现象，但是对于中国因拉力作用产生的塔机侧翻现象却无能为力。另一方面，由于顶升时套架的上部分和回转支座连接在一起，因此上部结构所产生的载荷作用能够通过回转支座传递到顶升套架上面来。虽然顶升套架的结构刚度较差，但是回转支座所具有的刚度非常好，把两个不同刚度的框架式结构连接在一起使用是顶升套架结构的一个主要特性。此外在顶升加高时把塔机标准节推进来的时候是通过顶升结构的侧面完成的。也就是说，在进行顶升套架设计制造时，其中有一个侧面必须预留足够的空间，不允许有任何金属结构出现，才能满足顶升时把塔机标准节引入或推出来，这样的结构使套架的刚度和抵抗扭转的能力大大降低。以上这些因素在进行套架设计时必须充分考虑，以确保塔机的安全使用。
2 在进行顶升套架的设计时应当注意的问题
2. 1 套架框架和回转支座的结构差异造成的刚度差异
由于顶升时套架的上部分和回转支座连接在一起，套架上部结构的刚度会受到回转支座的影响，因此在进行顶升套架的设计制造时可以借助一些刚度较大的撑杆来替代实体的回转支座，该种方式下所获得的替代效果与实体回转支座相比较误差并不大，因此得到了广泛的应用和推广。中国还有另一种方式就是设计时将回转支座直接划归为实体单元，把它和下部的套架框架构成一个混合单元建模进行计算，当然这种方式的计算比较麻烦，但是最终获得的结果较为直观。如需请注明摘自：中国
2. 2 塔身结构刚度和滚轮之间的相互作用
通过上述分析可知，由于塔机顶升作业时上部结构的不平衡，造成其所产生的不平衡力主要由顶升套架与塔身之间的滚轮进行支撑。而滚轮的受力情况直接受到套架的刚度和塔身的刚度的共同影响。虽然在设计过程中已经充分考虑了套架的刚度，但是对于滚轮下部的接触点的支撑情况并不能作出较为准确的判断。在这种情况下，设计时我们可以将顶升套架结构和塔身相结合成为一个有机的整体，借助有限元分析软件(如ANSYS 软件)建立有限元模型，根据滚轮所受的压力或拉力进行定义，对创建的有限元模型进行计算。由于塔身的高度和滚轮的间隙产生变化时也会对塔身的刚度要求产生较大的影响，因此在实际计算时需要经过多次反复计算才能得到准确的结果。
2. 3 滚轮的受力情况
在使用有限元分析软件进行建模时要注意滚轮的受力情况。由于我们中国知网论文检测建模时是用杆单元来模拟滚轮进行计算的，但是在分析研究过程中发现，杆件能够承受拉力，但是滚轮不能够承受拉力，如此一来，就要将所创建的结构中承受拉力的滚轮去除，而对于承受压力的滚轮进行保留，再进行后续的计算。然而由于去除了受拉力的滚轮，就会导致原来承受压力的某些杆件转为承受拉力的杆件，只有反复去除承受拉力的滚轮来进行计算才能够获得较为准确地结果。需要注意的是，由于去除了承受拉力的滚轮会导致滚轮单元杆件受力情况的变化，因此在实际的受力计算过程中应当将去除的受力滚轮所受的拉力加以恢复，以获取较为准确的计算结果。
3 设计实例
本文主要以TC6016 塔机作为例子对顶升套架的结构进行分析，其设计过程中主要存在以下几点问题:
(1)按照标准节的大小，对顶升套架钢结构主弦杆中心距离进行确定。两者外形尺寸之间相差400 ～ 450mm 为最佳。
(2)对液压顶升油缸的安装距离和液压油缸的行程进行确定。按照中国知网论文标准节的高度A、标准节下部水平腹杆位置大小B 以及滚轮支架上滚轮底部和底板上表面的距离C，将标准节需要的最小空间确定为L(L 指的是液压有缸顶升两个行程需要顶升的最低距离)。那么就有L= A + B - C + 30，其中30 指的.是两个标准节在引进时之间的距离，然后可以对液压油缸的最低行程Hmin进行确定。
Hmin = L - A/2 + P，(P 指的是一次顶升的空行程，通常为40mm)油缸安装的大小和油缸行程主要参考液压油缸的最低行程Hmin值来进行确定。
由于套架整体受力的均匀性和顶升套架上下两层导向滚轮之间的距离成正比，按照《塔式起重机安全规程》(GB5144) 中的相关要求:自升式塔机在加节作业时，任一顶升循环中即使顶升油缸的活塞杆全部伸出，塔身上端面至少应比顶升套架上排导向滚轮中心线高60mm。因此上层导向滚轮横向布置的极限位置需要根据L 和预留余量的要求来确定。套架在顶升时，由于需要操作的动作比较多，为了保证设计尺寸的合理性，可以对顶升的过程进行模拟，从而确定最后的尺寸进行。
(3)布置导向滚轮。目前国产塔机顶升套架导向滚轮布置的方式主要有单滚轮和双滚轮两种。
因为塔机在顶升过程中往往会在其顶部产生不平衡载荷，而所产生中国期刊的载荷全部由套架导向滚轮进行承担，而双滚轮因为其在结构上具有的独特性质，能够保证塔机在两个方向上的受力都保持一致，所以在塔机上的应用较广泛。单滚轮结构却不具备这样的性质，因为在顶升作业时由于滚轮的轮缘和主弦杆之间的间隙过大，容易产生导向失效或者啃轨现象。因此单滚轮结构一般应用在中小型的塔机上。由于设备根本需求的差异，在实际的设备建造和设计过程中应当充分的考虑设备的真实需求，从而设计出能够满足实际的施工需求的建筑设备。
4 结论
综上所述，在使用上述方法对塔机顶升套架的结构进行设计时，可以确保塔机使用过程中的安全性和稳定性，安装和使用也比较方便，具有一定的参考价值。
篇2：轻轨桥架声屏障优化设计研究论文
轻轨桥架声屏障优化设计研究论文
【摘 要】 随着城市轻轨建设的发展,交通噪声污染逐渐引起人们重视。在轻轨桥架两侧设置声屏障是控制轨道噪声的重要措施之一。声屏障的高昂成本往往是由不合理的设计参数造成的,通过对目前声屏障设计方法进行分析,提出了轻轨桥架声屏障优化设计方法。该方法以声屏障建造成本为目标函数,以降噪要求为声学约束,综合考虑设置位置、高度和长度等设计变量的影响;由列车噪声1/3倍频程频谱计算插入损失,提高了优化过程中插入损失的计算精度。该优化设计法与目前设计方法对比,验证了声屏障优化设计在改善降噪性能和经济性能方面的优越性。讨论了设计参数对成本和降噪性能的影响,并且对轨边矮墙的降噪性能进行了分析,所获的结论对声屏障和轨边矮墙设计参数与形状的选择具有指导意义。
【关键词】 轻轨交通;降噪;优化;声屏障;轨边矮墙
1 引 言
城市轻轨交通线路穿越市区,邻近居住、文教及工商业混杂区等噪声敏感区域的情况比较普遍,特别是高架线路噪声影响区域大,对沿线人们的工作、生活构成严重危害[1]。由于轨道结构隔振技术有效地降低或避免了结构的“二次噪声”,轮轨噪声在轻轨交通噪声中起主导作用,在平坦道路行驶,当行驶速度达80km/h时,距离轨道10m处的噪声为80～90dBA,设置声屏障减弱轮轨噪声干扰是目前有效的降噪措施。
笔者针对目前声屏障经济性差(即声屏障成本昂贵)、设计参数不合理、插入损失计算精度低以及不适合优化计算等问题,按照列车噪声频谱计算总的插入损失;综合考虑声屏障设置的位置、几何尺寸和经济性等多种因素,以研究经济适用型声屏障为目的,提出了声屏障优化设计方法,并且对轨边矮墙的降噪性能及经济性进行了研究和分析。
2 声屏障声学设计
2.1 声屏障插入损失的计算
计算声屏障插入损失常采用“无限长声屏障对无限长线声源“的计算方法[2],即
2.2 等效声级的计算
因为轻轨交通系统列车运行速度、长度和辐射噪声级比较接近,轻轨交通系统营运时间主要集中在昼间(6:00～22:00)时,行车一般以一小时为单位计划,即测量时间取3600s,则有:
Leq=10lg(NTp×100.1Lp/3600+10 0.1L B) (5)
式中,Tp―――列车通过受声点的平均时间,s;
N―――测量时间内通过的列车数;
LB―――环境本底噪音,dBA。
3 声屏障设置位置与尺寸设计
3.1 声屏障设置位置
声屏障设置在桥架护栏处,由高架桥建筑限界[3],直立式声屏障,l1=2.4m;宽顶式声屏障,1.7m≤l1≤2.4m;若采用轨边矮墙,l1≥1.65m。
3.2 声屏障高度设计
由于建筑限界、观察、桥梁承重、环境协调等因素制约,高架轨道声屏障高度不宜超过轨顶1.8～2.5m,列车声源高度在轨顶以上0.45m[4],则有效高度h≤2.1m;轨边矮墙的高度略高于车轮,轻轨轮径一般小于0.9m,因此,取有效高度h≤0.55m。同时考虑乘客的视觉舒适性要求和不应使其产生环绕感,即
(h-h′)/h≤tanα (6)
l1/h≥0.5 (7)
式中,h′―――乘客眼睛相对声源的高度,距轨顶2m;
α―――允许的视线仰角,α≤45°时,可减少乘客视觉疲劳。
3.3 声屏障长度设计
声屏障的长度原则上应使列车噪声绕过声屏障两端产生的损失大于绕射声屏障顶端的损失10dBA以上。声屏障的端部长度l′为[5]
4 声屏障优化设计分析
4.1设计变量的选取
X=[x1,x2,x3]=[l1,h,l] (10)
4.2 目标函数的确定
声屏障成本往往成为设计成功与否的决定性因素。因此,应以建设成本为目标,尽量降低成本。声屏障的建设费用通常按照声屏障的面积和长度进行估算,材料费用占声屏障建设费用的45%,与长度相应的基础建设、排水等大约占35%[6]。由于道床不同轨顶距桥面的高度也不同,同时桥上人行道的高度也与声屏障建筑高度有关。因此,取声屏障建筑高度等于有效高度加上声源距轨顶高度。宽顶式声屏障以常用的倒L形为例,综上所述,取式(11)、式(12)为目标函数,尽可能降低成本。
直立式、宽顶式声屏障的'目标函数为
F(X)=(x2+0.45+2.4-x1)×x3+0.8x3 (11)
轨边矮墙的目标函数为
F(X)=(x2+0.45)×x3+0.8x3 (12)
4.3 约束条件
4.3 .1 降噪指标约束条件
声屏障降噪指标应符合《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB12525―1990)和《城市区域环境噪声标准》(GB3096―1993)相应的噪声标准。即
g(X)=Leq≤[Leq] (13)
式中,[Leq]―――昼间等效声级允许值,dBA。
4. 3 .2 其他约束条件
主要包括声屏障和轨边矮墙的设计变量约束、不产生环绕感和视觉舒适性约束。
5 算 例
图2是轻轨列车噪声的频谱图[7]。图中折线表示列车70km/h时,距轨道3m,高出轨顶0.5m处的频谱;受声点取为距轨道30m处,有效高度2.5m。声波衰减按照线声源的衰减规律进行计算。桥架声屏障距声源很近,反射对乘客和降噪影响较大,轨边矮墙及声屏障均为吸声型。
5.1 算例1
以受声区域是居民区为例,其环境噪声应符合《城市区域环境噪声标准》Ⅰ类区域标准,昼间等效声级应不超过55dBA。环境背景噪声取为50dBA,为每小时25列,保护区长度取为m,α取为45°,Tp为10s。
由频谱可算得Tp为78.42dBA,Teq为66.92dBA,满足《铁路边界噪声限值及其测量方法》昼间噪声等效声级70dBA的规定,但不满足Ⅰ类区域噪声标准。
引用两种普通设计方法与优化设计方法对比。
方案1,普通设计方案,声屏障位置尽量靠近声源,长度为保护区长度两端各延长60m,由降噪要求求高;
方案2,普通设计方案,声屏障位置尽量靠近声源,由目标等效声级求长度和高;
方案3,优化设计方案;
方案4,轨边矮墙方案。
各种方案计算结果列入表1、表2。
设计方案结果分析:
方案1,声屏障顶部向声源垂直方向靠近0.7m,声屏障长度远不能满足声屏障的长度原则要求(应不小于2843.9m),绕过声屏障两端的列车噪声将降低声屏障的降噪效果,使保护区两端(共723.9m)实际降噪量与理论降噪量有较大误差;
方案2,声屏障顶部向声源垂直方向靠近了0.7m,满足降噪要求;
方案3,声屏障顶部向声源垂直方向靠近了0.147m,在与方案2具有相同的降噪性能的情况下,比方案3经济性提高8.89%;
方案4,不能满足降噪要求,最大降噪能力Lp为71.06dBA,Leq为59.94dBA。
本例说明优化设计方法比常规设计方法有更好的降噪效果和经济性,同时也反映了轨边矮墙由于高度较低,降噪能力有限。下面通过算例2研究轨边矮墙在满足降噪要求条件下的经济性。
5.2 算例2
以受声区域是工商业混杂区为例,其环境噪声应符合《城市区域环境噪声标准》Ⅱ类区域标准,昼间等效声级应不超过60dBA。其他条件不变。方案1,声屏障优化设计方案;方案2,轨边矮墙优化设计方案。计算结果列入表3、表4。
设计结果分析:两种设计方案都能够满足降噪要求,采用轨边矮墙比采用声屏障的经济性提高7.23%。通过计算,如果保护区加长,经济性将进一步提高,可达12.2%。
6 结 论
1)轨边矮墙高度低,非常适合景观性要求高的城市轻轨交通的降噪。由于轻轨交通穿越市区,声屏障一般比较长,若能采用轨边矮墙可大幅降低降噪成本。在桥架声屏障设计时,应首先考虑使用轨边矮墙降噪,如果不能满足降噪要求,再使用直立式或宽顶式声屏障,形状和尺寸应进行优化设计。
2)优化设计方法体现了声屏障整体设计思想[1]:对声屏障设置位置、高度和长度的综合设计既满足沿线区域降噪要求,又降低了建设成本;通过约束条件考虑了结构和景观设计的要求。因此,在实际设计中,应综合考虑位置、高度、长度和桥上轨道结构等各种因素,对设计变量变化范围或目标函数进行调整,通过优化设计得到经济适用的声屏障设计方案。
3)随着我国轻轨交通的快速发展,声屏障工程数量多,所需费用大。通过对声屏障优化设计,能够明显提高降噪和经济性能,符合我国国情,有重要的实际意义。
参考文献
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2马大猷主编.噪声与振动工程手册[M].北京:机械工业出版社,:745～746
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4 刘扬,温志伟.城市轨道交通高架线路声屏障降噪技术的研究[J].劳动保护科学技术,,16(6):39～42
5 张新华,田新浩,刘达德.160km/h准高速铁路桥梁声屏障声学设计[J].噪声与振动控制,(1):31～34
6 焦大化,钱德生.铁路环境噪声控制[M].北京:中国铁道出版社,1990:260～262
7 蒋伟康,陈光冶,张继萍.轻轨交通新型声屏障技术[J].上海交通大学学报,2001,35(12):1879～1892
篇3： 抗震设计方法研究的论文
抗震设计方法研究的论文
摘要：
文章阐述了抗震设计方法的转变，并介绍了两种不同设计方法的优缺点，对能量分析方法在抗震结构计算中的应用进行了分析。
关键词：
推覆分析方法；结构能量反应分析；地震动三要素；耗散能量
目前世界各国的抗震设计规范大多数都以保障生命安全为基本目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防水准，据此制定了各种设计规范和条例。依此设计思想设计的各种建筑物在地震中虽然基本保证了生命安全，却不能在大地震，甚至在中等大小的地震中有效的控制地震损失。特别是随着现代工业社会的发展，城市的数量和规模不断扩大，城市变成了人口高度密集、财富高度集中的地区，一般的地震和1995年的日本阪神地震，造成了巨．大的经济损失和人员伤亡。严重的震害引起工程界对现有抗震设计思想和方法上存在的不足进行深刻的反思，进一步探讨更完善的结构抗震设计思想和方法已成为迫切的需要。上个世纪九十年代，美国地震工程和结构工程专家经过深刻总结后，主张改进当前基于承载力的设计方法。加州大学伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震设计理论；日本建设省建筑研究院根据建筑物的性能要求，提出了一个有关抗震和结构要求的框架，内容包括建议方案，性能目标，检验性能水准等：我国学者已认识到这一思潮的影响，并在各自研究领域加以引用和研究，如王亚勇、钱镓茹、方鄂华、吕西林分别发表了有关剪力墙、框架构件的变形容许值的研究成果，程耿东采用可靠度的表达形式，将结构构件层次的可靠度应用水平过渡到考虑不同功能要求的结构体系，王光远把这一理论引入到结构优化设计领域，提出基于功能的抗震优化设计概念。
我国现行的结构抗震设计，主要是以承载力为基础的设计，即用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的内力验算构件截面，使结构具有一定的承载力；位移限值主要是使用阶段的要求，也是为了保护非结构构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。结构的计算分析方法基本上可以分为弹性方法和弹塑性方法。当前在建筑结构抗震设计和研究中广泛地采用底部剪力法和振型分解反应谱法等。这些方法没有考虑结构屈服之后的内力重分布。实际上结构在强震作用下往往处于非线性工作状态，弹性分析理论和设计方法不能精确地反映强震作用下结构的工作特性，让结构在强震作用下处在弹性工作状态下工作将造成材料的巨大浪费，是不经济的。
随着人们认识的提高，结构的地震反应分析设计方法经过了两个文献的转变：(1)静力分析方法到动力分析方法的转变。2)从线性分析方法到非线性分析方法的转变。其中动力分析方法就经过了从振型分解反应谱法到时程分析法、从线性分析到非线性分析、从确定性分析到非确定性分析的三个大的转变。作为一种简化实用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到众多学者的重视。它属于弹塑性静力分析，是进行结构在侧向力单调加载下的弹塑性分析。具体做法是在结构分析模型上施加按某种方式(研究中常用的有倒三角形、抛物线和均匀分布等侧向力分布方式)模拟地震水平惯性力作用的侧向力并逐步单调加大，使结构从弹性阶段开始，经历开裂、屈服直至达到预定的破坏状态甚至倒塌。这样可了解结构的内力、变形特性和能量耗散及其相互关系，塑性铰出现的顺序和位置，薄弱环节及可能的破坏机制。这种方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了动力时程分析方法过程中，计算工作量大的问题，仅用于近似评估结构抵御地震的能力。但是，传统的推覆分析方法基本上只适用于第一振型影响为主的多层规则结构，对于高层建筑或不规则的建筑，高阶振型的影响不容忽视，并且对于非对称结构，还必须考虑正、反侧反推覆的不同所带来的影响。此外推覆分析方法无法得知结构在特定强度地震作用下的结构反应和破坏情况，这限制了它在抗震性能设计中的使用。地震动能量是刻画地震强弱的综合指标，它综合体现了地面最大加速度和地震持时两个反映地面运动特性的`重要因素。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在地震地面运动作用下的非线性性质及地震动三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响的方法。地震时，结构处于能量场中，地面与结构之间有连续的能量输入、转化与耗散。研究这种能量的输入与耗散，以估计结构的抗震能力，是结构抗震能量分析方法所关心的问题。结构在地震(反复交变荷载)作用下，每经过一个循环，加载时先是结构吸收或存储能量，卸载时释放能量，但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗散能量”(耗能)，亦即一个滞回环内所含的面积。能量等于力与变形的乘积。一个结构(构件)所耗散的地震能量多，不仅因为它承担了较大的地震作用，还因为它产生了较大的变形。从这个意义上来看，耗能构件是用它自身某种程度破坏所作的牺牲，来维持整个结构的安全。所以，每次大的地震作用之后，人们看到那些没有其它途径耗散所吸收的地震作用的能量的结构，只有通过结构自身的破坏来释放所有的多余能量。因此，结构的抗震设计应当注意保证结构刚度、强度和变形能力的协调与统一，如结构的延性设计就是在传统的单一强度概念条件下进行的弹性抗震设计的基础上，充分考虑结构和构件的塑性变形能力，在设防烈度下允许结构出现可能修复的损坏，当地震作用超过设防烈度时，利用结构的弹塑性变形来存储和消耗巨大的地震能量，保证结构裂而不倒。
能量法在近半个世纪的研究中发现较快，但由于地震本身的复杂性能量与结构反应之间的关系仍需我们进行进一步的探索。
篇4：工艺设计原则及方法研究论文
工艺设计原则及方法研究论文
1数控加工在进行工艺设计时应当遵循的原则
1．1一次定位原则
数控加工能效的充分发挥不仅与加工要求密切相关，工艺对其的影响也是相当重要的，这就需要根据实际情况，对工艺进行适应性设计，在这一环节应当确保各个流程化项目高度统一，坚持以一次定位原则为基准，实际上这也是对加工工序的严格控制。在生产流程统一的环境中，以此为原则就能促使零件在工艺流程简单的情况下尽可能多的参与到加工作业中，这样不仅加工作业更加具有集中化优势，缩减加工流程更能将误差值缩到最小范围内。尤其是在加工同轴孔隙的过程中，应当对误差进行重点考量，这是因为在定位环节每次的加工精度值都会发生一定改变，该种误差值的存在将会直接导致加工精度下降，因此，这就需要尽可能的一次定位，降低误差值。
1．2循序渐进的精细化加工原则
数控加工虽然具有较强的应用优势，但是为了进一步提升其加工精度，就需要在工艺设计时坚持以循序渐近的精细化加工工序为主体，之所以要在后续阶段进行精细化加工，是因为由最初的要求简单的零件入手进行加工，能够给予数控加工一个缓冲的能量储备阶段，这同时也能有效提高加工效率，而后再进行零件的精加工，就能实现对加工工艺量的最大化利用。在初步进行粗加工时，操作人员需要根据实际情况对动刀工作量进行削减，这样加工余量就能得到有效控制，工作能效必然呈现上升趋势。在将加工作业推进至后续精加工时，需要对粗加工可能导致的零件形状发生改变等问题进行合理对待，在将这一因素纳入到重点考量范畴后，以精加工为依托，就能实现对变形零件的再加工，使其达到应用标准。
1．3由近及远的原则
数控加工在进行工艺设计时，为了确保刀具应用能效能够达到最佳状态，就需要以由远及近的原则为主体设计思路，这是因为在进行加工过程中需要对走刀位置及路径进行设置，只有确保其距离最短，才能进一步提高加工效率，因此，在进行工艺设计时，对刀具移动线路及距离进行合理规划也就显得至关重要，当刀具在使用时能够以短距离运动为依托完成零件加工，其精度控制作用才能充分发挥。也就是说在数控加工过程中，需要选择距离刀具最近位置的零件，而后再逐步向远位置的零件推进，最后将加工作业的涉及范围延伸到最远距离。以此为基准进行走刀，能够实现对加工资源的合理节约，不仅能够提高加效率，加工精度也能得到充分保证。
1．4尽可能的减少刀具调用次数
在推进数控加工工艺设计工作时，为了进一步提高加工效率，就需要在结合实际情况的基础上，对换刀频率及时间进行有效控制，需要注意的是，不仅换刀期间要合理缩减，刀具工序更要进行统一规划，只有将同一刀具的加工工序集中在一起，才能提高加工精度，这就需要工作人员合理安排零件加工结构，在进行零件切割时，尽可能的将同一刀具所适用的切割范围进行一次成型作业，这样就能从根本上避免对刀具的反复调用，不仅能够达到节约安装时间的目的，更能减少工作量，提高加工效率。
2数控加工的工艺设计方法
2．1对走刀路线进行科学规划
在以往进行零件加工的.过程中，由于缺少对走刀路径的合理规划，使得加工效率始终难以提升，加工精度也会受到相应影响不断弱化，因此，数控加工的工艺设计方法应当将提高加工能效为切入点，将零件加工要求与工艺设计有机结合，因此，在选择方法时工作人员应当对走刀路线进行科学控制，确保走刀路径达到最优范畴，将其距离控制在短线状态中，这在一方面能够实现对资源的优化利用，减低资源损耗，促使生产效率稳步提升;另一方面，加工精度能够得到基本保证，零件生产质量也会相对提高。
2．2对加工流程进行统一安排
任何加工作业的高质量完成都需要完善的生产流程为其提供积极有效的助推力，零件制造业是如此，它需要将各个工序有效衔接，因此，对数控加工进行工艺设计时，应当将各个工序纳入到重点考量范畴中，并对其进行科学合理的细化规划，这就需要做到:首先，对工序安排是否合理需要有规范的制度对其进行约束，将装夹频率控制在最小范围内，提高生产能效;其次，对操作人员的聘用门槛要不断提升，特别是要让工作人员熟练掌握数控加工的编程工作，从而使数控加工工作的效果达到最理想的状态。
2．3明确加工方法，确定切削用量
进行数控加工切削之前，工作人员一定要制定出完善的切削计划，将切削过程中各个方面，如切削位置、切削入量、最短路线等都要明确下来，同时还要确定数控加工的方法以及切削用量。在实际的数控加工过程中，无论是粗加工，还是半加工，抑或是精加工，切削用量的选择，不能根据主观臆断决定，必须参照数控加工的规章制度进行。
总而言之，与传统的数控加工相比，现代化的数控加工技术已经得到了非常明显的优化，数控加工的工艺设计也得到了越来越多的关注，因此数控加工的工艺设计也必须与时俱进，注重加工工序的效率和质量，严格按照工艺设计原则及方法逐步推进数控加工作业。
参考文献:
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［2］韩娟．基于加工基元的轴类零件数控加工方法库研究［D］．北京:中国科学院大学，2013．
篇5：灌溉管网优化设计方法研究论文
摘要:分别阐述了管网布置和管径优化问题的研究进展，分析了求解优化模型的各种算法，通过比较，认为遗传算法在优化应用中，能取得良好效果，预估遗传算法在管网与管径同步优化方面能得到应用。
关键词:灌溉管网优化;遗传算法;同步优化
随着社会经济的高速发展，水资源的需求量在不断增加。我国总用水量的60%以上用于农业灌溉。相比发达国家，我国灌溉水利用率较低，农业节水潜力巨大。农田灌溉主要通过管道和渠道输水，相比渠道，管道输水有以下优势，首先，管道输水避免了远距离输水过程中的蒸发和渗漏损失，提高了水利用效率，而且不会因为渗水导致土壤盐碱化而无法种植作物。其次，除了地面简单的给水设施外，大部分管道都铺设在地面以下，输水占地少，使得土地的利用效率明显提高，并且管灌对地形的要求低，可逆坡灌溉。第三，灌溉管道水流运动一般依靠外力作用，使用灵活，便于自动化管理，大大减少了灌溉管理人员的工作量，有利于田间管理。因此，管道灌溉是节水灌溉的趋势。在管道供水系统中，工程总造价的50%-80%用于管网，而且不同管网水力特性不同，能耗和运行管理费用不同，因此从满足水量和水压要求的各种可行方案中，寻求系统造价最低或年费用最小的设计方案，对节约投资有非常重要的意义。管网系统的优化研究主要是通过构造抽象或简化的设计模型，利用优化理论和技术合理选择有关参数。
篇6：灌溉管网优化设计方法研究论文
管网系统工程从规划设计到运行管理，各阶段相互影响，但是每一个阶段设计任务不同，采用的优化模型和算法不同，因此，目前在优化设计中仍然按照相对独立的阶段分别进行设计。
(1)管网布置优化:管网水力计算是建立在管网布置确定的基础上。
管网布置是否合理，最直接的影响就是管线长度，管线越长，造价越大。其次管网布置还需要综合考虑地形、施工的难易、管路运行可靠性等因素，而这些因素有时需要借助设计者的经验。国内外的学者对管网布置进行了深入研究。董文楚(1984)以造价最小为原则优化了树状输配水管网的布置，首先通过距离最短原则布置了给水栓，然后按1200夹角和经济流速对管网布置进行了逐级调整。朱振锁(1991)分析了自压喷灌管网各级管道单位面积造价与管网形状和面积的关系，并提出了优化布置的顺序。林性粹等人(1993)在低压树状管灌系统优化设计中，首先利用正交表进行了管网布置，然后据非线性数学规划法优化了管径，但得出的不是标准管径。魏永曜(1992)应用总长度最短法得出的最小生成树优化了管网布置，并对其进行了修正，之后以管网造价最小为目标优化了管径，提出了适应不同地形的数学规划法。王雪珍(1995)编制了输配水管网布置和绘图的程序。周荣敏等应用改进的遗传算法，以管网造价最小为目标，优化了树状管网的布置。
(2)管径优化:管径优化是建立在管网布置的基础上。
管径优化设计模型包括基于工程经验的非数学规划模型和基于数学技术的数学规划模型两大类。其中线性规划模型、非线性规划模型、动态规划模型都属于数学规划模型，应用较广。若约束条件或目标函数存在线性函数，称为线性规划模型，同理，若存在非线性函数，称为非线性规划模型。动态规划模型是一种求解多阶段决策过程的最优化方法。在管网系统中，管道和各种水力元件的水头损失等都是非线性的，因此，非线性规划模型能够比较真实精确地反应管网系统的实际状态。国内外很多学者建立了大量管网优化设计的非线性规划模型。魏永曜(1983)采用了经济管径而非经济流速来优化管径，首先确定了管段经济水头损失值，然后利用微分求极值确立相应管径，该法简单，但考虑因素较少，而且需对求解管径标准化，破坏了解的最有性。刘子沛(1986)以离散的标准管径作为优化变量，利用动态规划法优化了串联管网，由于该法建立在地形高差大等条件下，实用受限。杨健康(1990)建立的非线性规划模型是以管径为变量，优化目标为允许水头差的分配。陈渠昌、郑耀全等人()以一定的假定为基础，限定了地形和毛管出流量的范围，以支毛管压力差分配比例为变量，建了单位面积管网投资最小的平地田间管网优化设计模型，由于条件多，应用受限。翟国亮、董文楚()等以变径支管组合方式和组合比例系数为变量，年费用最小为优化目标建立了优化模型，计算步骤是首先计算经济组合比例参数，然后对多种组合方式进行了年投资计算，然后选择最优方案，由于计算繁杂，应用受限。张庆华、马庆斌等人()以管径为变量，管道系统年费用最小为优化目标，建立了管径无约束情况下的优化模型及其求解方法，该方法考虑的影响因素较少，很难推广。王新坤、林性粹等人(2001)以田间管网投资最小为目标建立了优化模型，利用枚举法和动态规划法分两级对支管管径进行了求解，首先利用枚举法确定出了支管允许水头差，然后利用动态规划法得出了支管管径，由于田间面积较大时，不宜采用枚举法，实用受限。白丹在管网优化方面作了很多研究，例如利用线性规划法对管长和水泵扬程进行了优化。目前，随着计算机软硬件的高速发展，涌现了一些智能优化算法，诸如人工神经网络、模拟退火算法以及遗传算法等。周荣敏、林性粹等人()对压力树状管网进行了优化设计，首先以管路长度最短为目标，利用单亲遗传算法进行了优化布置，然后利用神经网络技术优化了管径和水泵扬程，该法在大规模的管网设计中具有明显的优越性。
2存在问题及展望
目前，管网优化算法理论方面的研究和革新较少，多数着眼于算法的改进和创新，各种方法都有自身的优缺点及适用性。单纯形法是求解线性规划模型的通用算法。线性规划模型约束条件多，未考虑非线性的费用项，影响了求解问题的规模和精度，这些不足都限制了线性规划模型的推广应用。适用于非线性规划模型的算法较多，如罚函数法、梯度法等，各种算法都有各自的适用性。另外，非线性规划模型的变量一般为连续变量，需要把优化结果调整为标准值，影响了解的最优性。动态规划模型在小型树状管网的优化设计中显示出了优越性，但随着管网形式的复杂化，动态规划模型对硬件的要求越来越高，运行时间也较长，有时无法得到最优解。另外，动态规划模型模型受人为主观因素影响大，没有构造模型的统一方法，因此，动态规划模型应用受限。模拟退火算法具有较强的局部搜索能力，不易使搜索过程进入理想的搜索区域，寻优效率不高。人工神经网络算法需要具备扎实的计算机知识，算法的实现有硬件和软件两个方面，硬件实现最大的优点是处理速度快，但缺乏通用性和灵活性。软件实现的最主要问题是人工神经网络模型计算量特别大。遗传算法是一种可处理任何形式目标函数的全局寻优算法，寻优原理是模拟自然界的生物进化，即在选择、交叉，变异过程中不断优化，并始终以概率1接近最优解，虽然算法中各种参数的选择会影响寻优结果，但是算法的鲁棒性使得受参数影响较低。另外，Matlab遗传算法工具箱可以提供了大量函数，这些函数的应用简化了遗传算法计算机的`程序编辑，并且已经得到广泛的应用。大量的实例研究表明，应用遗传算法优化管网设计可节约6%-49%的管网费用，一般都能找到15%-25%的节约，且系统越复杂，投资越节省。周荣敏利用单亲遗传算法进行了树状管网的优化布置，在较短时间内获得了一批最优或近最优的最小生成树布置方案。但是对于实际问题而言，由于管网连接方式不同，各管段流量分配、水力分析的结果也不同，下面举一个简单的例子说明，如下图所示:两个简单树状管网节点连接方案图Figure1Twosimplespanningtreesforanetwork1点代表水源，分别向节点2，3，4供水，很明显，左图管线长度大于右图，但左图各节点离水源点近。若地势平坦，各节点高程一样，则最远点水压满足要求，其它都满足。在水源水压一定的条件下，为保证最远节点2点的水压要求，1-3，3-4管段须通过减小流速减少能量损失，这就需要增大1-3，3-4管的管径。管径增大，投资也就增大了。因此管线造价有可能更高。所以管线最短未必投资最少，管网布置和管径同步优化是非常有必要的。
3结语
随着节水灌溉在我国的广泛普及，管网优化越来越受到工程人员的重视，这一方面的的研究将日趋深入和完善。遗传算法在德国16个大领域、250多个小领域中得到广泛引用(1993)，在国内，遗传算法在管网优化中的应用非常有限。随着遗传算法研究和应用的不断深入和发展，可以预见，遗传算法在管网布置和管径同步优化方面能得到应用，从而使管网系统设计整体最优。
参考文献:
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篇7：城市道路交叉口规划设计方法研究论文
1．1几何图形突出
大部分的城市道路在进行设计过程中基本上都会采用几何的设计图形进行设计，其中存在很多细节上不够合理或是空间浪费的现象。我国很多的旧城区经常出现很多的交叉口，并且这些交叉路口存在不规划现象。城市建设与规划具有一定的规律，很多新城区在建设之初没有考虑到道路建设的需要，经常对一些交叉口采用几何的形式进行设计，几何图形的设计不仅不能够节省空间上的利用，同时还会导致司机在驾驶过程中视线不足，经常造成安全事故以及交通堵塞的问题。
1．2交通设施控制不高
交叉路口是城市建设最突出的细节，交叉路口的建造能够体现出城市建设与规划的合理性，但是现在很多的城市交叉口交通设施建造不够完善，不仅包含一些信号灯质量问题，对于交警执行力度上也存在不足。对于交通的控制主要体现在信号灯、警力人员等，但是很多交叉路口经常被忽视，容易发生事故。
1．3交叉口环境影响
在进行城市建设的过程中还需要对交叉口的环境问题进行改善。现在很多的城市交叉口卫生保持的非常差，还会经常出现各种广告或是小粘贴等，还有很多的居民经常将垃圾堆放在角落中，很多商店还会播放聒噪的'音乐，严重影响到城市的建设。
1．4人行线路不清晰
交叉口上的人行线路不够清晰，斌企并且管理上不够严谨，经常会出现违反交通规则的行人造成安全事故的发生。与此同时人行线路的各种标志不够完善，并且在维修与刷新上比较疏漏，交叉口是城市建设的重要细节，只有将细节做好才能更好的完善城市化建设。
2．城市道路交叉口调整优化措施
2．1改善交叉口设计思维
关于城市建设中的交叉口建设已经逐渐提上建设的日程，同时城市建设发展成熟的基础上对于城市详细规划与完善成为主要目标，交叉口是城市细节建设中重要的内容，对于这方面的改善与优化，首先需要从建设思维上进行创新。对于城市建设来讲，城市的空间使用越充实证明城市的建设越合理，因此交叉口的范围需要逐渐缩小【1】。交叉口逐渐缩小不仅能够更好的利用城市空间，同时还能减少在交通上出现的冲突，根据相同的位置之间减少出现交通事故。对于这方面的建设很多城市已经逐渐开展，主要是根据道路边缘进行直线设计，同时流出一定的距离作为人行横道的。正常的交叉路口都是东西或是南北进口道，上海市对于这方面的建设改造主要掌握在出口道与进口道之间的拓展上。首先将进口道的距离进行拓展，将原来的人行道进行减小，从原有的6．7变为4．5，机动车行驶道进行加宽，从原来的2．5*3．5改变为2．5*3．5+3．4，将其进行拓宽主要是考虑到在交通比较紧张的情况下能够为公交车使用，进口道拓宽之后对出口到也进行拓宽，其中整体拓宽9米左右。这样下来，不仅将其中的剩余空间进行了合理利用，还能根据城市人流的变化进行合理规划，更好的保证交通上的平稳。
2．2树立正确交叉口规划方向
对于城市的交叉口来讲，在建设改善上一定要树立正确的改善观念以及方向，才能实现更加科学合理的规划。首先是在城市交叉口建设中形成的交通网进行优化，合理的利用其中空间资源，相比较直线的道路来讲，交叉口的交通车流量非常大，这种车流量的提升将城市交叉口的发展推到风口浪尖上，同时也是城市发展中重要的瓶颈【2】。一定要在车流量上进行改善，更好的实现交通调节能力，针对城市道路建设期间对交叉口进行合理的规划与设计，对于其中的人流量、车流量等进行科学合理的评估与调查，同时将其中的各种路标以及指示牌等进行优化，保证交通的畅通无阻。加强道路建设以及规划，不仅是完善城市的规划，同时也能解决交通拥堵的问题，更好的减轻自行车以及各种人流量产生的压力，实现交通的通畅以及城市建设。其次是在交通安全系数上进行提升，根据相关资料显示，交叉口经常出现交通事故，属于交通事故频发路段，产生事故的原因主要是对于交通安全上的管理不够强，将主要精力放在主干道上，导致很多交叉路口上交通管理比较差，不能得到更好的保证。针对这样的问题需要不断优化交叉口的交通管理，逐渐提升管理的系数，不断降低交叉口的交通事故发生概率，同时还需要提升人员交通规则意识，按照交通规则更好的保证自己的安全。最后是在交叉口环境上的改善与设计，一定要注意对环境进行改善，环境是城市发展建设重要的要求，交叉口因为管理上的疏忽导致环境管理不够优化，针对这样的问题需要逐渐进行改善，提升交叉口环境保护的意识，促进环境建设与城市建设之间相协调，增强交通上的流动，减少一些垃圾的堆放以及噪音等，逐渐实现绿色城市发展目标，更好的推动我国的可持续发展，完善城市建设。
3结束语
城市建设一直是我国重要的发展目标，其中的交叉口建设更是城市建设中的中心，需要根据城市建设的具体要求进行不断的优化，通过交叉口的人行道、环境以及噪音等方面进行改善与优化，利用正确的发展观念与方向进行合理的交叉口建设规划，将其中存在的缺陷进行不断的改善，更好的实现城市化建设的进步，促进我国城市的发展与进步。
参考文献:
［1］陈锦秀，陈小鸿，林航飞．《城市道路平面交叉口规划与设计规程》基本饱和流量与大车校正系数检验研究［J］．城市交通，2004，03:17－20．
［2］《中国公路学报》编辑部．中国交通工程学术研究综述［J］．中国公路学报，2016，06:1－161．
篇8：优化设计方法的数值研究论文
优化设计方法的数值研究论文
1优化设计
以高压涡轮导叶为研究对象，对其轮毂进行非轴对称端壁优化设计，优化目标为在保证导叶入口质量流量尽量不变的前提下，使出口处的总压损失系数最小。对优化前后的高压涡轮导叶进行了全三维数值模拟，并对比分析了优化前后涡轮导叶出口处的气动性能，以探讨非轴对称端壁造型对高压渦轮导叶通道内流场的影响，以及在降低二次流损失上的能力。
1.1优化设计方法
优化过程中，采用端壁参数化造型、三维N-S方程流场求解与基于人工神经网络（ArtificialNeuralNetwork）的遗传算法（GeneticAlgorithms）相结合的方法，对高压涡轮导叶进行非轴对称端壁造型设计。如图1所示。首先，对端壁进行参数化并生成若干端壁曲面控制点，对控制点进行随机赋值，再进行三维流场计算，建立一个有限个样本的数据库。然后，对目标函数及其权重进行设定，并开始参数优化，人工神经网络根据对数据库的学习及对网络中联接权的不断训练，能够很好地预测出控制点与目标函数之间的函数关系。然后通过遗传算法可以找到上述函数关系的最优解（即最佳非轴对称端壁造型），如果不满足收敛条件，将对优化结果进行一次流场计算，生成一个新的样本添加到数据库中，然后再进行一次循环，随着循环的进行，数据库中的样本数越来越多，人工神经网络也能够更准确的预测出目标函数和控制点之间的函数关系，从而找到最优解。
1.2端壁参数化
选取任一叶片通道为造型区域，端壁造型的参数化就是针对该区域进行的。如图2所示，以叶片中弧线为基准，在叶片通道内沿周向选取5条等分的平行切割线，即在叶片通道内，相邻切割线之间的周向距离为通道宽度的25%。沿每条切割线均匀的设置了9个点，其中中间5个蓝色点是可控制点，两端的红色点是为确保通道出入口处的.光滑过渡（及叶片前后缘处端壁和角度连续）而设置的固定点。因此，控制点共有20个。图3给出了端壁型线沿轴向构造示意图，即数值优化过程中通过Bezier曲线生成端壁切割线的原理示意图。每个控制点沿叶高的变化范围为-9～9mm，即占叶高的15%。最后，参数化后的非轴对称端壁是通过这组切割线生成的放样曲面，如图4。
1.3目标函数的设定
在本文的优化设计中，目标函数应满足在保证优化前后高压涡轮导叶的进口质量流量尽量不变的前提下，涡轮导叶出口总压损失系数最小化。目标函数具体定义如下式中下标m和Cpt分别是导叶进口质量流量和出口总压损失系数，w为相应参数的权重因子，Qobj为相应参数的目标值，Q为相应参数的计算值，Qref为相应参数的参考值，一般取为目标值Qobj，若目标值Qobj=0时，参考值Qref取为1。因此，根据公式（1）可知，在目标函数OF中引入权重因子w将多目标优化问题转化为单目标优化问题，并且，通过调整各参数的权重因子w可以实现不同的优化目的，从而导致优化结果有不同的侧重点。本文在优化过程中更侧重于涡轮导叶出口处总压损失系数的最小化。表1给出了目标函数的具体设定，可见，导叶出口总压损失系数在目标函数中占的比例较大，达到75.12%。优化后的非轴对称端壁等高线图见图5。
2数值模拟
数值计算采用Spalart-Allmaras（S-A）湍流模型求解相对坐标系下的三维时均守恒型Reynold-AveragedNavier-Stokes（RANS）控制方程，空间离散格式为中心差分格式。高压涡轮导叶采用O4H网格结构，近壁面处进行了加密处理，最贴近壁面网格与壁面间距为5×10-6m，总网格节点数约为36万。边界条件为进口给定总压、总温，并设定轴向进气；出口给定静压；壁面给定无滑移边界条件。
3结果和分析
为了便于对比和分析，本文用AEW（AxisymmetricEndWall）代表优化前轴对称端壁，用NEW（Non-axisymmetricEndWall）代表优化后非轴对称端壁。
3.1入口质量流量
表2给出了优化前后高压涡轮导叶进口质量流量的加权平均值，对比AEW和NEW可知，由于优化过程中通过目标函数的设定对质量流量进行了人为的控制，NEW对进口质量流量的影响很小，约为0.08%。
3.2总压损失系数式中pt_inlet为涡轮导叶进口总压
pt为涡轮导叶当地总压；outlet和voutlet分别为涡轮导叶出口密度和出口速度。表3给出了优化前后高压涡轮导叶出口质量加权平均总压损失系数Cpt的计算结果，从表3中可以看出，NEW比AEW的总压损失系数Cpt降低了3.724%。图6对比了优化前后高压涡轮导叶出口周向质量加权平均的总压损失系数沿叶高的变化情况。根据图6可以看到，尽管NEW使涡轮导叶出口处的总压损失在近端壁附近有少量的增加（即约4%叶高以下），但在4%到16%叶高（Span）处总压损失下降最为明显，从16%叶高到叶顶的范围内，导叶出口处的总压损失在非轴对称端壁的作用下均有少量的减小。图7给出了AEW和NEW在涡轮导叶出口截面处总压损失系数Cpt的云图。从图中可以看出，通过图中的对比可以看出，NEW使得涡轮导叶出口截面的总压损失系数Cpt的分布发生了改变，特别是在近端壁区域，高损失区的面积显著减小，同时，导叶出口处的主流区和尾迹区的总压损失系数也有明显的下降，这主要是由于非轴对称端壁造型有效的抑制了通道涡的发展，降低了通道内的横向压力梯度，进而减弱了二次流的强度，因而降低了二次流损失。
3.3叶片表面静压的分布
图8给出了优化前后高压涡轮导叶在5%、50%和95%叶高处（即叶根、叶中和叶顶附近）的叶片表面静压分布。从图中可以看出，由于非轴对称端壁的影响，叶栅通道内的流场发生了改变，压力得以重新分布。由5%叶高处表面静压分布图可以看出，在压力面侧，从高压涡轮导叶前缘到70%轴向弦长（Cax）处，AEW和NEW的压差不大，但在70%轴向弦长往后，NEW的压力开始高于AEW；在吸力面侧，从叶片前缘到30%轴向弦长处AEW和NEW的压差不大，从30%到70%轴向弦长处，NEW相对于AEW而言，在吸力面压力有明显升高，而在压力面变化不大，这就有效的减小了吸、压力面的横向压差，有利于抑制通道涡的形成和发展，改善通道内的流场。在70%到90%轴向弦长处，与AEW相比，NEW在压力面侧压力升高，在吸力面侧压力降低，显著增大了吸压力面的横向压差，使叶片载荷的后加载情形更为明显，涡轮叶栅的载荷后置能够有效抑制通道涡的发展，有利于减小端壁处的二次流损失。压分布图可以看到，NEW对高压涡轮导叶表面静压在叶中和叶顶附近的分布没有明显影响，可见，高压涡轮导叶下端壁的非轴对称端壁造型对涡轮导叶上半叶高流场的影响不大。
3.4叶栅通道表面静压分布和流线图
图9和图10的极限流线图可以清晰地看到：在导叶前缘附近出现了马蹄涡的分离鞍点，以及由此引出的马蹄涡吸力面分支和压力面分支；随着导叶通道内气流的流动，马蹄涡吸力面分支和压力面分支开始向下游移动、发展；同时，由于导叶通道内横向压力梯度的影响，马蹄涡吸力面分支在绕过导叶前缘后与导叶吸力面在距导叶前缘30%左右轴向弦长处相交，并开始沿吸力面向上爬升，而马蹄涡压力面分支也在横向压力的作用下逐渐远离压力面，并向吸力面方向推移。对比图9（a）和图10（a）可以看出，相对于AEW，NEW吸力面低压区面积明显增加并且扩展到通道尾部。这使马蹄涡压力面分支与吸力面的交汇点向后推移，极限流线图也证明了这一点，由此可以看出NEW延迟了通道涡的形成和发展，减弱了通道涡的强度。对比图9（b）和图10（b）可以看出，AEW的马蹄涡吸力面分支在叶片前缘附近与吸力面交汇，而NEW的马蹄涡吸力面分支在靠近叶片中部附近与吸力面交汇。所以，NEW的马蹄涡吸力面分支与吸力面附面层的干扰被延后了，因此通道涡的强度将会减小，从而有利于减小通道内的二次流损失。将导叶尾缘附近的流场放大，见图9（c）和图10（c），马蹄涡压力面分支向导叶尾缘靠近时，马蹄涡压力面分支将逐渐地与导叶尾缘后的角涡相掺混，对比图9（c）和图10（c）可以看出，NEW削弱了马蹄涡压力面分支与导叶尾缘角涡的掺混，减小了角涡强度，从而减弱了涡轮导叶出口处的流动损失。
4结论
本文的分析结果进一步证实了非轴对称端壁造型是提高高压涡轮导叶气动性能的有效方法，是减小二次流流动损失的有效手段。
（1）本文发展的优化方法通过设定目标函数和控制自由变量，在进行非轴对称端壁造型的同时，可将高压涡轮导叶的参数控制在一定范围内。相比传统的非轴对称端壁造型方法，更加灵活、多样，更加接近实际应用。计算结果表明，与轴对称端壁相比，优化后的非轴对称端壁使涡轮导叶出口处的总压损失系数降低了3.724%。
（2）非轴对称端壁造型可以使叶根表面的静压分布更加合理，进而改善高压涡轮导叶的载荷分布，有利于抑制通道涡的生成和发展。非轴对称下端壁造型对高压涡轮导叶上半叶高流场的影响不大。
（3）非轴对称端壁造型可以改善高压涡轮导叶流场的流动结构。延迟并削弱马蹄涡同导叶吸力面附面层的相互掺混，削弱角涡的强度，进而削弱通道涡的强度，降低二次流损失。
篇9：儿童玩具包装文字设计方法研究论文
关于儿童玩具包装文字设计方法研究论文
在玩具包装设计中，文字是产品与消费者之间传递信息、交流沟通的重要工具。文字设计意为对文字按视觉设计规律加以整体的精心安排，将文字的字面含义以及文学语言转换为具有冲击力的视觉图形，并赋予其设计者的思想感情。文字设计的着力点主要是：一是对主题的内容解读；二是根据字体应用作针对性设计变化；三是根据作者的主观意向表达。下面笔者从符号学、图形原理学、形态美学、视觉演化构成等角度对玩具包装文字（汉字）设计进行探讨。
一、从符号学看汉字设计方法
“符号学”是在20世纪初由瑞士语言学家索绪尔（Saussure，F.）首先提出的。他把符号做了系统的分析，指出符号是能指（signifiant，signigier）和所指（signifi，signiried）的结合。所谓的能指，就是用以表示者，所谓的所指，就是被表示者。这两个方面是对应的，其中的一个要配合另外一个才有价值。
从符号学看汉字设计方法，可借用索绪尔发明的“能指与所指”来表示。“能指”是指汉字的形象，也就是文字所呈现的形象；“所指”是汉字的发音与意义，也就是汉字所蕴含的含义。
汉字从繁体变为简体的同时，从具体的形象变成了抽象的符号，许多简体汉字由设计者的眼光来评价，效果并不令人满意。包装文字设计在很多情况下是对字体设计，也就是对文字进行造型设计，在实践中探讨文字上的造型理论与实践。运用视觉表现形式的法则，从符号学的角度处理好能指与所指的关系，探究文字实用性与艺术性，在特定的空间中，设计出使之在视觉上有审美感受，构造上实用，最能体现玩具内涵的文字，使读者能够即刻接收所传达的信息，达到最佳的视觉传达效果。
二、从图形原理学看汉字设计方法
由于汉字具有符号特性，由多种笔画组成，因此呈现出多样的感观表现，简和繁相互依存，变化莫测的同时又秉持着一贯的风格。前辈们在创造汉字的时候，一贯主张融合“形”和“意”。广义的“形”是指所有与形相关的'可识形态的统称；狭义的“形”则是指具体的图形、形状等。许慎《说文解字》：形，象也。汉字图形之“形”是指外象造型，是一种与形相关的可识形态，能够给人的视觉以强烈的刺激和明确的可视性。“意”：志也。从心察言而知意也，从心，从音。”在汉语中“意”，指意念、意味、意义、意趣等，是一种深邃的、不易察觉的内蕴。从设计艺术的角度说，传统意义上人们往往把设计的内涵、设计的思想概括为“意”。“形”与“意”所指是两种不同性质的概念。“形”是人有意识、有目的的创造之物，是“意”的外在形式，人们可借助“形”而琢磨某种意义。而“意”属于意识形态，它借助“形”而存在，是“形”所传达的内容。总之，“形”与“意”之间的关系可以用两种方式去表述。这就要求设计者赋予“形”以视觉冲击力和耐人寻味之感，使观者对“形”在直觉感受中能有所感悟、有所认识。如“初”的造意是“用刀裁衣”，如此生动形象的造字方式，使我们看到了汉字中蕴含着先人的智慧。
现在汉字变得非常简洁明了，即便图像作用不如古代的强，它还是可以提升读者的联想能力。汉字的图像性主要通过展示自身的装饰属性与对美丽事物的暗示来传达，主要借助传统的剪纸、年画和中堂画等艺术形式为百姓提供感观享受，使其带上明显的装饰作用与独特的民族风貌。因此在最近几年，许多设计师都凭借此特点来使作品中的文字得到相应的感观改变，使形与意已成为汉字设计的新资源，由此展示出传统文字独具的视觉感受。在包装文字设计过程中，站在图形原理学的角度，进一步发挥我们的聪明才智，注重文字的“形”与“意”的结合，是做好玩具包装文字设计不可缺少的一种方法。
三、从形态美学看汉字设计方法
对称与平衡是我国历代美学的一个特征。对称之于我国文艺创作具有非同寻常的作用，我们能在文字的结构，成语和诗词里发现对称的存在，由此显示对称在日常生活工作中非常常见，甚至可以在非对称的事物中寻找到它的平衡点。对称和不对称在对比中产生了美感，两者相互依存，相互制约，彼此不可或缺。作为形态美之一的非对称性美，近年来也受到不少人的垂青。对称美和非对称美，它们的表现手法都是一个原理。在具体的运用中，汉字印刷字体的结构设计非对称即平衡。
在汉字刚产生的时候，它的符号及其表现符号一同出现，便开始展示它的美。东汉时期的许慎在《说文解字·序》中提到“秦书八体”，指出包括受书、署书、摹印、刻符、虫书在内的五种字体都是具有特殊作用的专用字体。古老汉字所呈现的形象显示出对未知事物的探索与崇拜，具有一定的宗教性质。以体现其欣赏与装饰作用的汉字职能而演化出来的艺术方式，包括汉字篆刻、书法与美体字等。
用整个汉字系统的审美基本观念和传统观念来研究它的美，必定会提到的是汉字书法。书法在商代便已产生，跟汉字水乳交融。古人在日常书写的过程中慢慢产生了对汉字美的追求，再在结合了自身的想法和精神状态之后，“书法”应运而生，创造了汉字美的最高表现形式。书法作为抽象出来的艺术形式，凭借线条笔画的纯粹组合，呈现出了其美轮美奂的艺术特点。书法的创作结合了“天人合一”的思想，书者书写须符合大自然的韵律。对包装文字设计艺术来说又何尝不是一种展现品质、体现情感、引导构思、提供手法的平台。
除了传统的书法艺术美和篆刻艺术美之外，还有字体的设计美、工艺美，都展现了汉字的字形美。由于书籍的大规模普及，适应以追求阅读方便、讲究字体工整、刻印点划分明的实用书写方法逐渐被人们接受。从美学角度来说，汉字的审美观因时代的不同、地域的不同而有所区别。作为社会观念形态中一部分，汉字审美观除了受艺术文化的影响之外，还有政治因素、宗教因素的影响，以及客观物质技术条件的影响。
了解和熟悉汉字结构，是包装字体设计师必备的素质，就像书法家在创作书法作品时那样，一点一横一撇一捺都恰到好处落在纸上。从事汉字字体设计可以通过学习书法来认识汉字的艺术价值，体会古人在书法创作过程中对中国文字的审美意识和创造意识。字体设计从基本的几何形态出发，在实际操作中可以通过分割、切削、组合、叠加、扭、曲、挤、压等各种造型方式，达到形态美的效果。字体设计应当遵循当地文化的精髓，在发现自身特点与和历史文化可能的结合之处寻找，从而产生自己的设计特色。
四、从视觉演化构成看汉字设计方法
1.来自立面图的汉字构形：如古汉字“林”、“竹”、“粟”等，文字都是出于一个平面之内，几乎没有立体的结构，缺乏层次，完全是简单明了地来展示事物。但被展示的事物一般都有鲜明立体的外观，这样一来就要求我们使用能展示其形状的艺术字体。比如我国民间常见的“剪纸”这一种艺术表现形式大都是这类。
2.来自鸟瞰图的汉字构形：在传统造型艺术中，这种取形方式屡见不鲜，如汉字“龟”、“爪”、“水”等，都是俯视之形状。再比如磨盘和八仙桌，说明不管造字或造形，一律采取此类最直接有效的模式，从而以一个让人信服、便于接受、行之有效的方式鼓励人们投入生活并完成对知识的传承。
3.来自眺望形式的汉字构形：指登高望远或从一定高度看，借此描绘出看到的事物形象，像“森”、“众”、“淼”等字。此类创作模式时常见于山水画与风俗长卷中。即当观察的事物过于宏大时，我们更倾向于选用此类方法。
4.来自透视图的汉字构形：此处“透视”是一种比喻，为我国古代独有的一种造字法。我国在古时候就已掌握这种能有所取舍的方式造字，不仅字形象生动，更表现出故人的聪明智慧。像“孕”字凸显腹中有子的样子，表现出构形的智慧。
如今在我们重新研究汉字时，也能产生许多新的解读。上面涉及到的所有的观察方法都只考虑了单一的角度，而许多汉字的创造还包括几种方式的共同应用。像“困”字，既有外边的鸟瞰俯视，又有中间的平面观察。就好比埃及壁画，通过在一幅图像上呈现出所有直观和美妙的角度，就能产生非常强烈的表现力和生动性。
五、结语
从符号学看汉字设计方法，借用索绪尔发明的“能指与所指”来表示。处理好两者的关系，探究文字实用性与艺术性，在特定的空间中，设计出使之在视觉上有审美感受，构造上实用，最能体现玩具内涵的文字，达到最佳的视觉传达效果。汉字的形体和意义都随着语言和社会的发展而不断发展变化，站在图形原理学的角度，注重文字的“形”与“意”的结合，是做好玩具包装文字设计不可缺少的一种方法。包装字体设计离不开对汉字的了解和对汉字结构的熟悉，就像书法家在创作书法作品时那样，一点一横一撇一捺都恰到好处落在纸上。字体设计从基本的几何形态出发，在实际操作中可以通过分割、切削、组合、叠加、扭、曲、挤、压等各种造型方式，达到形态美的效果。汉字构成也是文字设计不可缺省的，对于立面图、鸟瞰图、眺望形式、透视图，要采取不同的设计方法，多角度考虑，几种方式综合应用，就会产生出非常强烈的表现力和生动性。
参考文献：
[1]周祖银.商品包装中的文字设计探讨[J].美术教育研究，，（20）.
[2]张懿隆.文字设计中笔画的加减与识别[J].美术教育研究，，（12）.
[3]姚文婷.从符号学的角度看字体设计[J].甘肃师专学报，，11（6）：60.
[4]尚俊姣，王坤茜.文字图形中的“形”与“意”[J].名作欣赏，2012，（32）：11.
篇10：公路网规划设计方法研究的论文
公路网规划设计方法研究的论文
1公路网规划程序简介
在区域交通规划当中，公路网规划是其中的一个重要组成部分，公路网规划的前提就是综合交通以及国土规划，而规划的主要内容就是远景交通量的预测，其包含建立交通量的产生、分布以及分配模型，同时这也是路网设计以及优化的有效依据，这部分同诊断问题以及收集资料都是进行路网规划的一个必要过程，亦是工作的前提。路网规划当中另外的主要内容就是对其进行设计和优化，这一过程对于决策以及方案的建立具有直接的影响。值得注意的是，路网评价是规划当中必不可少的一个过程，它发挥着承上启下的作用。另外，还需要定量分析以及评价原路网，这是是规划工作的起点，从而能够为确定以及分析规划目标提供依据。评价规划方案作为规划工作的终点，能够提供给规划成果的论证、决策以及优化等相应的量化指标。
2公路网规划的目的以及意义分析
公路网规划能够为公路建设决策的制定提供合理的参考依据，而且也是公路建设的一个前期部分。公路网进行规划的主要目的就是本着实事求是的观点，对于规划区域当中客货运交通的实际情况进行合理分析，对于公路网建设当中所存在的相关问题和问题存在的根源进行深入剖析，从而能够对区域未来交通需求以及社会经济发展的趋势进行合理预测，这样就有助于公路网规划方案及建设的合理制定，从而提供公路长远以及近期发展和建设的决策依据。进行公路网规划具有极其重要的意义，主要表现在以下几个方面：
（1）对于区域协调以及平衡发展具有促进作用；
（2）对于工农业生产以及国民经济发展具有保障作用；
（3）公路同其他运输方式之间的协调发展具有巨大促进作用；
（4）能够使得运输成本降低，并将车辆行驶时间节省，从而将公路运输效率显著提升；
（5）对土地资源进行有效节约，从而达到自然环境保护的目的；分布模型分布准则熵模型基于熵的有关原理介入机会模型根据尽量短运行时间选择适宜终点重力和弗雷特模型用最小运行时间，权衡运行时间以及吸力进行重点的选择增长率模型（除弗雷特模型外）选择最具吸引力终点，不考虑运行时间表1交通分布准则与模型对应表
（6）保证公路建设资金能够进行合理的投放以及使用。
3交通量预测
3.1现状调查
在这一过程当中主要是按照现有的数据来对远景交通量进行预测，从而提供给公路网规划以及设计参考，这也就是说现有资料的调查准确度对于预测结果具有直接的影响。通常情况下，规划区是区域公路网规划以及设计的调查范围所在，如果在必要的时候可以进行扩大，将其向临近的地区进行扩展。另外，调查内容的广度以及深度还应该同路网的要求以及级别相吻合，同时也应该经历从宏观到微观以及从粗到细的过程。
3.2交通发生预测
这一过程的主要目的就是进行分区产生的交通量同社会经济特征以及分区土地利用等相关变量之间所存在的定量关系的建立，从而对于规划年各个分区当中交通量进行推算。就当前的实际情况来看，回归分析法以及时间序列法是定量分析方法当中所常用的两种形式。
3.3交通分布预测
交通分布预测的基础就是所得到的各小区交通分布现状OD表，通过对于合区社会以及经济发展所带来的交通增长情况进行综合性的考虑来对各区之间规划期的交通流量进行相对应的推算。在这过程当中所应用的方法通常有两类，其中一种是增长率法，通过现状OD表对未来OD表进行预测，比如说福雷特法、平均增长率法等等，另外一种是对各个区之间交通时间区间距离以及运行费用等等相关的因素进行综合性的考虑，通过相应的模型来对未来交通分布状态进行相应的预测。比如说可以通过重力模型法进行相关的预测，另外还有回归模型法以及介入机会模型法等等，在实际选择过程当中还要综合各个方面的实际情况来进行科学合理的选择。其中通常情况下可以参考表1进行选择。
3.4交通分配模型
在路网规划当中，交通分配是对交通量进行预测的不可缺少的一个环节，司机在相对比较多路线组成的路网当中进行行驶路线选择时，通常都是由路线的服务水平以及众多其他随机因素决定的。按照司机行驶路线选择的不同，可以利用以下相应的交通分配模型。
3.4.1“全有全无”分配模型
这一模型所应用的原理就是司机对于运行有完整的资料，同时在行驶路线选择的时候能够以最低费用或最少行程时间作为标准。按照这样的方式，在路网当中可以将所有OD交通量都看作是最短行程路线。路网中两个节点之间如果存在两条路线进行选择的时候，此时最短的路线则分配全部OD分布交通量，另一条分配量则为零。
3.4.2多通路分配模型
司机对于运行的资料如果不够完整，并且对于行驶费用以及时间方面不同的司机察觉也存在差异，即便是司机认为他们所选取的路线就是最佳的，但是整体上仍然是多通路，这样也就得到了多通路分配模型。3.4.3随机分配模型在行驶路线选择的时候，如果司机不仅仅考虑最短时间和距离以及最少费用，同时还要考虑行车安全、路线熟悉等其他因素，这时由于个别因素的'随机选择就出现了随机模型。
4路网的设计方法介绍
在路网设计中所使用的方法主要有系统分析法、数理解析法以及经验调查法。其中系统分析法在经济发达国家的应用频率相对比较大，主要用于路网规划以及交通规划方面，它的应用范围相对也比较大。数理解析法又可以划分为渐近优解法以及干道方向法等等。在一定范围之内，这种方法的价值相对比较大，但是也存在着一定的缺点，主要表现的整体优化以及系统分析方面。经验分析法是由于实际的需求，通过专家构思以及集体共同进行决议和献策，从而进行调查研究以及预测，这种方法科学依据相对比较欠缺，同时也没有足够的定量分析，并且由于受到个人基础资料以及经验的限制，从而导致结果不够精细，通常仅仅限于较短时间内的修建计划，并且随机性也比较大，很难将系统化以及规范化得以真正的实现。
5公路网规划评价分析
通常情况下，可以从技术、经济以及社会对于公路网进行评价。技术方面的评价主要就是对于实施方案以后的使用质量进行揭示，对于规划方案的技术可行性以及合理性进行相应的评价。经济评价是评价工作当中的重要内容，它是利用规划公路来分析整体的经济效益，可以进一步的分为间接和直接经济效益。间接经济效益指的就是建设造成公路以后对于区域社会经济发展的一种间接受益程度，比如说增加税收等等，而直接经济收益则是建设公路以后，交通事故的降低、运输成本的节约以及线路的便捷性等等而带来的效益。社会评价则是公路对于区域当中社会发展的影响以及作用进行分析，主要包含有文物保护条件改善、自然资源的开发利用以及环境保护的建设，同时也包含有对文化、经济以及政治等等方面的影响。
6结语
综上所述，公路网规划设计是进行公路建设的前期工作，它对于公路建设具有极其重要的作用。本文主要对公路网规划程序以及设计的目的和意义进行了简要的论述，并对交通量预测方法、路网规划设计方法以及路网规划的评价进行了重点的介绍，希望本文的写作能为该领域的工作人员提供必要的参考借鉴，并在以后的工作中对公路网规划设计方法进行更加深入的研究，从而推动我国公路建设更快更好的发展。
参考文献
[1]过秀成，胡斌，陈凤军.农村公路网规划布局设计方法探讨[J].公路交通科技，，02：138~141.
[2]顾保南，庄少勤.动态公路网规划方案设计与评价方法研究[J].上海铁道大学学报，，01：42~48.
[3]赵瑞瑞，周城.城镇化进程中的农村公路网布局规划方法分析探讨[J].科技与企业，2014，07：261.
篇11：市政给排水管道布置设计方法研究论文
摘 要：給排水管道设计的合理与否、安全与否以及实用与否对于一个城市的居民、工业以及企业等用水、排水有着重要的影响。因此，论述市政给排水管道布置设计要点有着非常重要的意义。
关键词：市政工程；给排水管道；布置设计
市政给排水管道系统分布于城市的各个角落，是城市的基础性管网系统。包括绿化用水、道路浇洒、消防用水、生产用水以及生活用水等在内的市政用水都叫做市政给水，市政排水则为废水的排放。市政给排水工程设计和布置的合理与否不仅对城市防洪排涝、城市环保以及道路的完整有着较大的影响，还对城市各功能的正常发挥有着巨大的影响作用。
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