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1.1廢水處理站
(1)弱腐蝕性池子:
玻璃鱗片涂料(厚度≥200μm)。(2)中腐蝕性池子:乙烯基樹脂玻璃鋼防腐(三布四油)。(3)強腐蝕性池子:池底和內(nèi)側(cè)壁高度400mm范圍內(nèi)貼20mm厚耐酸磚(乙烯基樹脂膠泥擠縫),其余部位采用樹脂玻璃鱗片防腐。
1.2防腐做法歸類如下:
(1)耐酸磚防腐:砼結(jié)構(gòu)層;乙烯基樹脂玻璃鋼隔離層(二布三油);乙烯基樹脂膠泥結(jié)合層;貼耐酸磚(擠縫)。(2)樹脂玻璃鱗片防腐:即乙烯基樹脂玻璃鋼隔離層(二布三油),加五布六油防腐層(短切氈、玻璃絲布,短切氈、玻璃絲布,表面氈共五布),表面涂刷兩道玻璃鱗片涂料(300μm)。(3)乙烯基樹脂玻璃鋼三布四油防腐。(4)玻璃鱗片涂料防腐:乙烯基樹脂玻璃鱗片涂料(200μm)。(5)乙烯基樹脂砂漿防腐。(6)氯磺化聚乙烯涂料防腐。
2主要技術(shù)要點
2.1耐酸磚
(1)基層處理:基層采用輕型手動研磨機械打磨,被油脂污染的表面必須進行預處理,經(jīng)處理后基層必須達到《建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》(GB50212-2002)相關(guān)要求。防腐施工前基層表面必須潔凈,基層打磨完畢用干凈軟毛刷、壓縮空氣或工業(yè)吸塵器,將基層表面清理干凈。(2)施工隔離層:①封底層:防腐時先刷乙烯基樹脂底漆兩遍,樹脂應均勻,不得有遺漏或流掛,并保證樹脂表面亮光,樹脂固化時間嚴格按照所選樹脂產(chǎn)品相關(guān)要求執(zhí)行。在基層拐角或凹陷不平處,應先用乙烯基樹脂膠泥倒圓角或刮平,膠泥固化時間也應嚴格按照產(chǎn)品相關(guān)要求執(zhí)行。待底層固化干燥后再施工隔離層。②隔離層施工:隔離層為二層玻璃絲布(厚度0.2mm),各層之間采用乙烯基樹脂粘接,按連續(xù)法進行施工,先涂刷一層乙烯基樹脂,隨即貼上一層玻璃絲布,必須貼實,趕凈氣泡,其上再涂一層樹脂,然后粘貼第二層玻璃絲布,樹脂應飽滿。每鋪一層,應檢查前一層的質(zhì)量,當發(fā)現(xiàn)有毛刺、脫層和氣泡等缺陷時,應進行修補。玻璃絲布的搭結(jié)寬度不應小于50mm,上下層纖維的接縫應錯開,錯開距離不小于50mm。陰陽角處應增加1~2層。待最外一層固化干燥后,再刷乙烯基樹脂面漆兩遍,防腐層厚度不小于0.6mm。(3)貼耐酸磚:砌筑前宜先試排,鋪砌時應由低向高,陰角處立面塊材應壓住平面塊材,陽角處平面塊材蓋住立面塊材。不得出現(xiàn)十字通縫,多層塊材不得出現(xiàn)重疊縫。樹脂膠泥結(jié)合層應飽滿密實,貼耐酸磚前先將拐角處采用乙烯基樹脂膠泥補好,然后采用擠縫方式貼瓷磚,膠泥為乙烯基樹脂膠泥??偡栏瘜雍穸葹?0mm。
2.2樹脂玻璃鱗片
(1)基層處理:同耐酸瓷磚防腐做法中基層處理。(2)施工隔離層:同耐酸瓷磚防腐做法中隔離層做法。(3)防腐層施工:隔離層施工完畢按短切氈(厚度0.6mm)、玻璃絲布(厚度0.2mm)、短切氈(厚度0.6mm)、玻璃絲布(厚度0.2mm)、表面氈(厚度0.2mm)進行防腐處理,各層之間采用乙烯基樹脂進行粘接,施工方法參照隔離層。(4)面漆:防腐層干燥固化后,在表面氈外再刷樹脂鱗片面漆兩遍,面漆應均勻、飽滿密實,不得有遺漏或流掛,并保證樹脂表面亮光,樹脂固化時間嚴格按照所選產(chǎn)品相關(guān)要求執(zhí)行。(5)總防腐層厚度不小于3mm。
2.3樹脂玻璃鋼
(1)基層處理:同耐酸磚防腐做法中基層處理。(2)防腐層施工:同耐酸磚防腐做法中隔離層做法,層數(shù)按下述要求:防腐時先刷乙烯基樹脂底漆兩遍,保證樹脂表面亮光,再做3層玻璃絲布(厚度0.2mm)防腐,各層之間采用乙烯基樹脂粘接,做完后再刷乙烯基樹脂面漆兩遍。
2.4玻璃鱗片涂料防腐層厚度不小于1mm。
做法與(5)中環(huán)氧涂料防腐做法基本相同,玻璃涂料不許加稀釋劑或其他溶劑。
2.5乙烯基樹脂砂漿
(1)基層處理:同耐酸磚防腐做法中基層處理。(2)隔離層:同耐酸磚防腐做法中隔離層施工。隔離層最后一道乙烯基膠料面層上,撒0.7-1.2mm石英砂一層,涂層均勻,以增強與砂漿層的粘接力,隔離層固化干燥24小時以后,再施工樹脂砂漿層。(3)樹脂砂漿層:隔離層上先薄而均勻地噴一層膠料,隨即在其上攤鋪砂漿,并隨攤隨揉壓,使表面出漿,然后一次抹平壓光。抹壓應在砂漿膠凝前完成,已膠凝的砂漿禁止使用。施工養(yǎng)護至少3晝夜方可進行下道工序。(4)稀膠泥罩面:膠泥罩面設(shè)計1mm厚,為了防止膠泥固化產(chǎn)生微小裂縫,需要分兩次抹壓。固化時間24小時。(5)刷面漆:刷乙烯基面漆二道,每道固化24小時。
2.6氯磺化聚乙烯涂料
(1)基層處理:基層處理與耐酸磚防腐做法相同。(2)批膩子:砼表面的裂縫、麻面、氣孔、凹陷不平處,用水泥901膠水膩子三道修補填刮平整。(3)刷底漆:刷氯磺化聚乙烯底漆一道,涂層均勻、不流淌,嚴禁漏刷。干燥后,刮涂料膩子一道。凹陷處補刮平整。(4)刷面漆:根據(jù)涂料配比,配制面漆,采用滾漆,每道漆涂裝間隔時間不宜小于8小時。涂刷道數(shù)按設(shè)計要求5道,涂層厚度應均勻,不流淌,嚴禁漏刷,色澤應均勻一致。(5)固化養(yǎng)護:常溫下養(yǎng)護7天。
3質(zhì)量控制措施
3.1混凝土基層控制
(1)砼基層表面的浮灰、水泥渣清理干凈,有污染的部位用溶劑擦凈并晾干。(2)砼基層必須潔凈平整,堅固密實;強度應符合設(shè)計要求;不應有起砂、脫殼、裂縫、蜂窩麻面等現(xiàn)象。(3)砼基層平面部位采用輕型研磨機打磨,立面及邊角部位采用手持式研磨機或鋼絲刷進行打磨。(4)防腐施工開始前,必須用干凈軟毛刷、壓縮空氣或工業(yè)吸塵器,將基層表面清理干凈。(5)處理完畢的砼基層表面平整度用2m直尺檢查,允許間隙不大于2mm。(6)處理好的砼基層表面不宜做水泥砂漿抹灰找平,如必須找平,找平層應無空鼓現(xiàn)象,其養(yǎng)護時間要達到28天,在強度報告合格、含水率合格后方可施工隔離層。
3.2施工環(huán)境溫度控制
(1)采用普通固化劑施工時氣溫宜為10至30℃,相對濕度不大于80%。(2)選用低溫固化劑,可以在0℃以上的環(huán)境中施工。(3)如果施工氣溫低于0℃,必須采取保溫措施。(4)管廊內(nèi)每隔50米至少配置一個溫度計。
3.3施工環(huán)境濕度控制
(1)基層含水率:砼基層必須干燥,外觀應發(fā)白無潮影,在20mm厚度內(nèi)的含水率不應大于6%,嚴禁有水滲漏。采用“塑料薄膜覆蓋法”檢查基層含水率,具體為:將450×450mm的透明聚乙烯薄膜,周邊用膠帶紙牢固粘貼密封在基層表面上,避免陽光照射或損壞薄膜,并應在16h后觀察塑料薄膜,無水珠或濕氣存在為合格,每40m2應做一次實驗。(2)施工環(huán)境相對濕度不應大于80%,每個池體內(nèi)至少配置一個濕度計,管廊內(nèi)每隔50米配置一個濕度計。(3)施工環(huán)境相對濕度大于80%時停止作業(yè),如不能停止施工,必須配備足夠數(shù)量軸流風機或烘干機等設(shè)備,降低環(huán)境濕度。(4)對于露天作業(yè)的構(gòu)筑物,必須搭設(shè)防雨篷,采取有效的防雨措施。
3.4其他相關(guān)要求
(1)每批樹脂都根據(jù)說明書及規(guī)范要求先做小樣試驗,以確定合適的施工配比。膠泥、膠料拌制配備專職熟練工,每次配料嚴格按配合比計量準確,并做好記錄。(2)樹脂和固化劑的作用是放熱反應,配置量過大不易散熱,每次根據(jù)施工進度確定配置量,隨配隨用,在初凝期(30-45分鐘)內(nèi)用完。(3)玻璃纖維布的經(jīng)緯向強度不同,應注意使玻璃纖維布縱橫交替鋪設(shè)。(4)在立面或斜面鋪貼玻璃鋼時,由于樹脂自重及黏度小的原因,常常造成樹脂膠料流掛現(xiàn)象,因此施工中可在膠料中加入1%—3%的輕質(zhì)二氧化硅(俗稱“氣相白炭黑”),以使膠料具有良好的觸變性能。(5)針對樹脂膠泥和樹脂砂漿應測定其抗拉和抗壓強度兩個性能指標,試塊留置組數(shù)同普通砂漿的留置組數(shù)。
4結(jié)束語
1.當前海洋地質(zhì)計算機制圖中存在的問題
1.1制圖人員缺乏對海洋地質(zhì)圖的了解
因為大部分的計算機制圖人員都擔任過繪圖員的工作,很多人在進行海洋地質(zhì)制圖過程中依然沿襲著那種描圖時的工作方式,而且他們對海洋地質(zhì)制圖方面的了解也不夠。海洋地質(zhì)圖的制作復雜,特別是一些相關(guān)聯(lián)的圖,比如說地質(zhì)剖面圖和地質(zhì)切面圖,有著平剖對應關(guān)系的圖件,在制作過程中,如果一種圖件進行了修改,那么另外的一個圖件也必須進行相應的修改,不然兩種圖件之間就會出現(xiàn)不吻合的情況。
1.2計算機海洋制圖降低成為海洋地質(zhì)描圖
因為真正的計算機海洋制圖有著相對較高的難度,專用的海洋地質(zhì)制圖軟件計算還不夠成熟,更多的計算機海洋制圖實際上海處在一個計算機描圖的階段,大部分的海洋地質(zhì)圖的繪制都離不開手繪,在計算機海洋制圖的過程中還經(jīng)常使用數(shù)字化儀進行手繪圖的掃描,然后存進計算機中,再利用各種技術(shù)進行海洋地質(zhì)圖件的美化和中文的重新輸入。這樣的海洋地質(zhì)制圖方式實際上就變成了印刷稿。并沒有從根本上解決掉海洋地質(zhì)制圖中質(zhì)量不足、效率不高的弊病,反而增加了海洋地質(zhì)制圖工作的工作量。
1.3專業(yè)的海洋地質(zhì)制圖軟件不完善
這些年,計算機科學技術(shù)不斷發(fā)展,在制圖方面也出現(xiàn)了很多的軟件,但是海洋地質(zhì)制圖方面的軟件卻還不完善,專業(yè)的海洋紙質(zhì)制圖軟件的不完善,不但包括了海洋地質(zhì)制圖軟件本身的不完善,還包括了海洋地質(zhì)制度軟件的售后培訓,海洋海洋地質(zhì)制圖軟件在使用過程中的反饋信息以及軟件的升級不完善。
海洋地質(zhì)制圖軟件本身的不完善是因為在軟件的開發(fā)過程中,缺少了專業(yè)的、長期從事海洋地質(zhì)工作的工程技術(shù)人員的參與,在軟件開發(fā)的過程中,往往是憑借幾個懂得計算機軟件開發(fā)的人員,加上一些剛才學校畢業(yè)不久或者是從事過短期的海洋地質(zhì)工作的工作人員來進行軟件的開發(fā),這樣開發(fā)出來的軟件往往很難適應海洋地質(zhì)制圖工作的各種需要。其結(jié)果就是開發(fā)出來的制圖軟件不能符合海洋地質(zhì)制圖工作人員的需求和習慣,海洋地質(zhì)制圖人員在使用過程中就覺得不好用。另外海洋地質(zhì)制圖人員急需解決的海洋地質(zhì)制圖功能沒有得到開發(fā),或者是開發(fā)起來難度較大。在目前,不光是海洋地質(zhì)制圖方面的軟件有著這樣的問題,其他專業(yè)的地質(zhì)制圖軟件同樣存在著這樣的問題。
而在海洋地質(zhì)制圖軟件的售后方面方面也存在著嚴重的問題。因為人力和物力的限制,軟件的升級速度緩慢,在制圖軟件中出現(xiàn)的漏洞,也遲遲得不到及時的修改和更正,從海洋制圖方面反饋出來來的對于制圖軟件功能方面的要求也得不到及時的開發(fā),或者說是沒有能力開發(fā)。售后服務的技術(shù)培訓方面也因為種種原因,不能得到有效的開展,這就導致了專業(yè)的海洋地質(zhì)制圖軟件在海洋地質(zhì)制圖人員中仍然不能普遍使用。
2.常用的海洋地質(zhì)制圖軟件特點
2.1AutoCAD
在海洋地質(zhì)制圖中,大多數(shù)都采用了AutoCAD系列軟件,AutoCAD系列軟件是美國Autodesk公司開發(fā)出來的。在AutoCAD系列軟件中提供了很多的基本圖元,如直線、圓弧、多段線等,可以通過鍵盤和屏幕上的菜單以及各種快捷方式進行點和命令的輸入,輸入方便。AutoCAD系列軟件還擁有很強的標記功能,能夠?qū)D紙進行縮放、擦出、復制、插入、移動鏡像等多種變換,繪制好的圖形也能夠通過輸出設(shè)備,直接輸出成圖。
2.2MapGIS
MapGIS系統(tǒng)擁有主版權(quán)的工具型地理信息,基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的編圖原理和方法,以計算機的圖形輸入和輸出設(shè)備,還有編圖軟件作為工具進行制圖的新技術(shù)。開發(fā)自中國地質(zhì)大學武漢中地信息工程有限公司。在目前來說,能夠適應很多海洋地質(zhì)制圖的要求。該系統(tǒng)采用的是柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)混合結(jié)構(gòu),在數(shù)據(jù)共享上解決了信息來源多種多樣和數(shù)據(jù)類型各不相同的矛盾。在數(shù)據(jù)的管理和組織上,采用圖形數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng),進行數(shù)據(jù)的管理和存儲,以及數(shù)據(jù)的標記、輸入、入庫、誤差校正等操作。利用屬性數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)中的屬性數(shù)據(jù)描述圖元特征進行屬性數(shù)據(jù)文件的儲存和文件結(jié)構(gòu)的建立、編輯以及修改等操作。再通過土元內(nèi)部的標號把圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)連接起來。按照類型把MapG1S中的所有數(shù)據(jù)進行分層,再按照比例尺進行分幅。通過數(shù)據(jù)的分層和分幅,讓顯示速度和系統(tǒng)處理能夠滿足制圖的校企,同時進行數(shù)據(jù)的維護、操縱以及更新都比較容易。
3.專業(yè)制圖軟件的二次開發(fā)
對于專業(yè)的海洋地質(zhì)制圖,AutoCAD等一些通用性的制圖軟件雖然擁有很強的實用性,但是仍然存在這一些不足,不能提供海洋地質(zhì)制圖中某些領(lǐng)域的繪制工具。但這些通用的繪圖軟件提供了程序應用接口,能夠讓設(shè)計人員使用各種計算機語言編輯出特殊性的應用程序。因此海洋地質(zhì)制圖工作者要使用VB、SP等一些計算機編程語言,對這些通用的制圖軟件進行二次開發(fā),自己開發(fā)出實用性更加強的海洋制圖程序。比如在成都理工大學聯(lián)合托普信息技術(shù)職業(yè)學院進行了地質(zhì)剖面自動繪制系統(tǒng)的二次開發(fā),其中包括了建立數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)的錄入,導入數(shù)據(jù)文件的系統(tǒng),具體編測各種繪圖模塊還有加載運行菜單文件等等。比如在巖性花紋土里庫中導入了常用的巖性圖例,同時還能夠根據(jù)自己的需要,進行這些巖性圖例的刪增。而系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化、計算和輸出功能又能夠讓制圖過程變得更加的智能化。
4.對專業(yè)海洋地質(zhì)制圖軟件開發(fā)的幾點建議
4.1立足于海洋地質(zhì)制圖的實際
如果要制定一個衡量專業(yè)的海洋地質(zhì)制圖軟件的好壞的標準,那么就可以看它是否能夠方便海洋的紙質(zhì)圖工作人員的使用。就以海洋地質(zhì)制圖中剖面圖的繪制為例,但多數(shù)的專業(yè)制圖元件都是通過測點的3個坐標的數(shù)據(jù)來進行圖件的繪制。從表面上來講,這樣的繪圖方法能夠讓圖件的繪制變得更加精準,但在進行實際的操作中會出現(xiàn)很多不方便的地方,比如如果出現(xiàn)斷層點,如果依然使用這種繪圖方法,就顯得很不方便,在實際的繪圖工作中,也不可能真正的把斷層點的坐標計算出來以后,在使用計算機進行制圖。另外在進行實際的海洋地質(zhì)觀察點傷也沒有測點控制,在實際的測量中,往往是工作人員利用各種工作測算出各種數(shù)據(jù)。因此在進行專業(yè)海洋質(zhì)地制圖軟件的開發(fā)時,可以開發(fā)出具有手繪功能的軟件,這樣才能夠符合海洋地質(zhì)制圖的實際和工作習慣。可以使用手寫版來繪制參數(shù)不全的斷層等等。當然,在專業(yè)軟件功能中還要提供比例尺和量角器等,方便制圖時進行使用。
4.2完善圖層管理功能
包括AUTOCAD等一些通用的地質(zhì)制圖軟件,都擁有圖層管理功能,完善圖層管理功能,并進行充分的利用能夠有效的提高海洋地質(zhì)制圖的效率,同時還能夠讓海洋地質(zhì)的分析效率得到很大的提高。在海洋地質(zhì)圖中,很多的地質(zhì)圖之間都有聯(lián)系,如果進行了一個圖件的修改,那么其他的圖件就必須進行相應的修改。而完善圖層管理功能,能夠讓圖件的修改更加方便。同時能夠讓圖紙的更新同步。
主要是用作配電網(wǎng)的改造,其廣闊的覆蓋范圍和迅速的傳播速度使配電效率得到大幅度提升。計算機技術(shù)在發(fā)電、配電、變電、輸電等環(huán)節(jié)起到十分重要的作用,形成了主站、子站、光纖終端組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),這種合理化的格局,能夠有效提升傳輸速度。(3)變電系統(tǒng)能使高負荷供電站運行更加穩(wěn)定,自動化技術(shù)主要通過現(xiàn)代通信技術(shù)、信號處理和計算機技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備的檢測,實現(xiàn)功能的優(yōu)化和重組,有效控制電力系統(tǒng)的安全運行。
2計算機遠動控制技術(shù)的應用分析
計算機遠動控制技術(shù)的應用主要是通過遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)等功能實現(xiàn)的,計算機遠動控制技術(shù)是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中的核心技術(shù),其在電力系統(tǒng)運行中發(fā)揮著重要的作用,尤其是在電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集、通信傳輸以及信道編譯碼等環(huán)節(jié)中占據(jù)著重要的地位。其中,計算機遠動控制技術(shù)的工作原理如圖1所示。2.1遠動控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)遠動控制技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有A/D技術(shù)和變送器技術(shù)等,其處理的信號多數(shù)為0~5V的TTL電平信號,而在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中,多數(shù)采用大功率參數(shù),為了實現(xiàn)采用遠動控制技術(shù)處理電力系統(tǒng)中的信號,只有通過變送器將大功率參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)門TL電平信號,從而達到遙信信息的編碼和遙測信息的采集任務。其中在電力系統(tǒng)中,其遙信信息需要經(jīng)過采集遙信對象的狀態(tài),將采集到的描述遙信對象狀態(tài)的二進制位編進具體的遙信碼中這2個途徑進行傳送,然后再通過數(shù)字多路開關(guān)將電力系統(tǒng)各路的遙信狀態(tài)輸出到接口電路中,最后通過接口電路將遙信信息送入到CPU系統(tǒng)中進行處理,從而實現(xiàn)遙信信息編碼。2.2信道編譯碼技術(shù)分析在計算機遠動控制技術(shù)中的信道編譯碼技術(shù)主要有編碼、譯碼以及信息傳輸協(xié)議(規(guī)約)等。在電力系統(tǒng)自動化控制中,想要實現(xiàn)采用遠動控制技術(shù)進行信息采集,則必須通過通信信道傳輸?shù)秸{(diào)控中心才能使用。因此在電力系統(tǒng)自動化控制中,為了進一步保證傳送的信息具有非常好的抗干擾能力,必須要對信息進行信道編譯碼,其中數(shù)字傳輸系統(tǒng)模型如圖2所示。在上述電力系統(tǒng)自動化系統(tǒng)中,通過采用遠動控制進行數(shù)字傳輸中,其干擾是不可避免的,而通過信道編譯碼能夠有效克服通道中的干擾,其中,信道編譯碼的方法主要采用線性分組碼中的循環(huán)碼進行編譯碼。2.3循環(huán)式數(shù)據(jù)傳送規(guī)約遠動控制技術(shù)在變電站、電廠以及調(diào)度中心的數(shù)據(jù)通信應用中,首先需要在信道編譯碼前,預先設(shè)定通信方式和數(shù)據(jù)格式,也就是通信信息傳輸協(xié)議(規(guī)約),以保證電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的可行性。另外,在電力系統(tǒng)遠動控制技術(shù)中,其數(shù)據(jù)傳輸主要是以幀結(jié)構(gòu)的形式進行傳輸?shù)?,其中重要的遙測信息主要安排在A幀,次要遙測信息安排在B幀,一般遙測信息安排在C幀。通過采用幀格式進行包裝后,電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)就能夠有效按照規(guī)約進行傳送,從而實現(xiàn)信道全部編譯工作,實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全方位監(jiān)控。
3電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展及建議
對于電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展方向,應從以下幾點出發(fā):(1)兼顧提高經(jīng)濟效益和改善自動化服務水平,我們追求的自動化技術(shù)應向著更優(yōu)化、更具實效性、更加智能化、區(qū)域覆蓋更廣的方向前進。(2)加強電力自動化系統(tǒng)的設(shè)備穩(wěn)定性,有效保障其安全運行,盡量減少大面積停電,建立一系列行之有效的處理機制,將停電損失降到最低。(3)開拓電力系統(tǒng)自動化的數(shù)字化之路,使數(shù)據(jù)更加全面,數(shù)字更加精準,力求節(jié)省更多時間和人力。(4)隨著科技的不斷進步,各種先進設(shè)備相繼出現(xiàn),對電力企業(yè)的工作人員提出了更高的要求,加強電力企業(yè)人員的技能培訓和技術(shù)隊伍建設(shè),注重對新技術(shù)高素質(zhì)人才的引進和吸收,培養(yǎng)全面發(fā)展的技術(shù)人才,鼓勵員工以先進的理論知識和豐富的實踐武裝自身,投入更多精力到電力自動化的發(fā)展中去,推進電力自動化的發(fā)展進程。(5)在全球能源危機的嚴峻形勢下,正是挑戰(zhàn)電氣自動化進程的關(guān)鍵時期,要以可持續(xù)的發(fā)展觀,改善傳統(tǒng)的管理模式,從整體化逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际?、集約化的運營模式,實現(xiàn)能源利用的最大化、功耗的最小化、資金節(jié)約化。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:影像技術(shù)支付結(jié)算影像交換系統(tǒng)
在金融支付工具中,支票攜帶方便,具有信用和授權(quán)補記等功能,是我國最普遍使用的非現(xiàn)金支付工具之一。但是長期以來,我國的支票只能在同城范圍內(nèi)使用。在跨區(qū)域經(jīng)濟往來中,人們只能選擇匯兌、銀行匯票、商業(yè)匯票甚至現(xiàn)金支付等結(jié)算方式,票據(jù)傳遞成本高、清算效率低、資金在途時間長,缺乏靈活性和便利性,使用極不方便。
支票影像技術(shù)是銀行綜合運用影像技術(shù)和支付密碼等技術(shù),將紙質(zhì)支票轉(zhuǎn)化為影像和電子信息,實現(xiàn)紙質(zhì)支票截留,利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將支票影像和電子清算信息傳遞至出票人開戶銀行進行提示付款,實現(xiàn)支票全國通用的業(yè)務處理技術(shù)。票據(jù)影像交換系統(tǒng)就是影像技術(shù)在銀行票據(jù)交換過程中的實體表現(xiàn)。
一、建設(shè)影像交換系統(tǒng)的必要性
1.有利于推動我國支票業(yè)務的發(fā)展,滿足人們多樣化的支付結(jié)算需求
近年來,雖然電子支付等新型支付工具發(fā)展迅速,但支票仍是重要的信用支付工具。據(jù)統(tǒng)計,2007年支票的年簽發(fā)量為12億筆,金額達300萬億元,其中跨城市的支票使用量達到10%左右。伴隨生產(chǎn)要素的自由流動、金融市場的緊密聯(lián)系、經(jīng)濟主體的頻繁交往和地區(qū)經(jīng)貿(mào)的縱深發(fā)展,支票日益呈現(xiàn)突破地域限制和實現(xiàn)全國通用的態(tài)勢。我國部分地區(qū)在人民銀行當?shù)胤种械慕M織下,開展支票跨區(qū)域使用試點,例如京津廊區(qū)域、上海及周邊區(qū)域、廣深區(qū)域等,有效促進了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展,同時也反映了社會對支票全國通用的強烈需求。
2.有利于完善我國金融基礎(chǔ)設(shè)施,順應國際支付清算的發(fā)展趨勢
目前,許多國家的支票均已實現(xiàn)全國通用,美國《21世紀支票法案》在保護傳統(tǒng)清算方式的同時,鼓勵采用影像技術(shù)推動票據(jù)的無紙化傳遞和清算;包括印度在內(nèi)的許多發(fā)展中國家也在建設(shè)基于影像技術(shù)的全國支票截留系統(tǒng)。顯然,影像技術(shù)正引領(lǐng)未來票據(jù)領(lǐng)域的發(fā)展,在支付清算過程中起到重大的作用。
中國人民銀行審時度勢,在立足國情和借鑒國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,于2007年在全國金融系統(tǒng)推廣了以影像技術(shù)為支撐的支票影像交換系統(tǒng)平臺,實現(xiàn)紙質(zhì)支票截留和支票全國通用。
二、影像交換系統(tǒng)的總體架構(gòu)及處理流程
根據(jù)我國幅員遼闊、業(yè)務量大、各地業(yè)務量不均衡等實際情況,同時為避免業(yè)務處理集中于一個節(jié)點帶來的巨大壓力,影像交換系統(tǒng)采用了三層結(jié)構(gòu):第一層是影像交換總中心,負責接收、轉(zhuǎn)發(fā)跨分中心的支票影像信息。第二層是影像交換分中心,負責接收、轉(zhuǎn)發(fā)同一區(qū)域內(nèi)的支票影像信息,并向總中心發(fā)送和接收跨分中心的支票影像信息。第三層是票據(jù)交換所,負責采集支票影像信息和錄入電子清算信息,按規(guī)定格式生成支票業(yè)務報文。
影像交換系統(tǒng)提供了多種接入方式。銀行機構(gòu)可以直接接入影像交換系統(tǒng),也可以通過票據(jù)交換所間接接入影像交換系統(tǒng)。采用直接接入影像交換系統(tǒng)辦理業(yè)務的銀行機構(gòu),應具備影像采集條件,并與影像交換系統(tǒng)連接,通過省級機構(gòu)集中向影像交換系統(tǒng)提交和接收支票影像信息。采用間接接入影像交換系統(tǒng)辦理業(yè)務的銀行機構(gòu),由于未與影像交換系統(tǒng)直接連接,可采取傳遞實物支票或磁介質(zhì)方式,委托票據(jù)交換所向影像交換系統(tǒng)提交和接收支票影像信息。其中直接接入方式能更好地提高支票清算的效率,目前,建設(shè)銀行和華夏銀行已實現(xiàn)直接接入方式。
影像交換系統(tǒng)的處理流程包括三個階段:第一階段是紙質(zhì)票據(jù)流,即收款行完成紙質(zhì)支票的截留和影像采集;第二階段是影像信息流,即影像交換系統(tǒng)將影像業(yè)務信息傳遞給出票人開戶行審核付款;第三階段是資金清算流,即出票人開戶行通過小額支付系統(tǒng)返回業(yè)務回執(zhí)和完成資金清算。
三、影像交換系統(tǒng)的信息安全技術(shù)
支票影像信息的真實性和安全性,主要采用信息安全技術(shù)手段來保證。支票影像交換系統(tǒng)采
用以數(shù)字證書為核心的加密技術(shù),對傳輸?shù)男畔⑦M行加密、解密、數(shù)字簽名和簽名驗證。目前票據(jù)交換所和具備影像采集條件的銀行機構(gòu),都在使用數(shù)字證書對支票影像業(yè)務報文進行數(shù)字簽名,不僅保障了網(wǎng)上傳遞信息的保密性和完整性,也保證了交易實體身份的真實性和簽名信息的不可抵賴性。
四、影像交換系統(tǒng)在銀行支付結(jié)算應用中存在的問題
目前影像交換系統(tǒng)業(yè)務處理主要存在以下幾個方面的問題:一是退票率過高。主要表現(xiàn)為空頭支票、印鑒不符、支付密碼不符和信息不匹配等,對支票影像業(yè)務發(fā)展和社會公眾信心造成了不利影響。二是逾期業(yè)務量大。按照規(guī)定,出票人開戶行收到影像信息后,應于T+2日內(nèi)返回業(yè)務回執(zhí)。然而在實際操作中,很多銀行未按規(guī)定返回業(yè)務回執(zhí),造成客戶資金無法及時到賬,影像交換系統(tǒng)支持支票異地使用的及時性和便利性未能充分體現(xiàn)。三是跨區(qū)域業(yè)務量發(fā)展較慢。據(jù)統(tǒng)計,新增跨區(qū)域支票業(yè)務主要在沿海及經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),而經(jīng)濟落后地區(qū)發(fā)展較慢,這種局面很大程度制約了影像系統(tǒng)的應用。
產(chǎn)生這些問題的原因:一是銀行基礎(chǔ)設(shè)施不完善。如采用印鑒核驗的銀行未完成客戶印鑒入庫工作,采用支付密碼核驗的銀行支付密碼推廣不到位或未與客戶簽訂依據(jù)支付密碼核驗的付款協(xié)議,造成核驗通過率低,出現(xiàn)退票;大多數(shù)銀行采用分散接入方式,業(yè)務處理自動化程度低。二是支付清算紀律不嚴格。一些銀行存在無理拒付、隨意退票、逾期付款等現(xiàn)象,造成大量退票和逾期業(yè)務。三是業(yè)務操作不規(guī)范。一些銀行不按規(guī)定加蓋銀行機構(gòu)代碼,錄入信息與影像信息不匹配。四是影像核驗過于審慎。少數(shù)銀行存在“寧可不付,不可錯付”的心理,對電子驗印系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置過高,不按規(guī)定辦理查詢查復,影像稍有瑕疵便直接退票。
五、推動影像系統(tǒng)建設(shè)和業(yè)務發(fā)展的措施
為解決上述問題,保障支票業(yè)務的正常清算,人民銀行著重采取了以下措施:
1.完善銀行業(yè)金融機構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施
一是鼓勵具備條件的銀行集中接入影像交換系統(tǒng),提高業(yè)務處理的自動化水平和系統(tǒng)效率。
二是要求各銀行協(xié)調(diào)客戶,在新收支票或存量支票上加蓋付款銀行機構(gòu)代碼,確保支票影像業(yè)務傳輸路徑的準確性。
三是支持銀行的接口開發(fā)和行內(nèi)系統(tǒng)改造。
四是督促銀行做好電子驗印和支付密碼的核驗付款工作。
2.提高影像采集的質(zhì)量
為提高業(yè)務處理效率,防范客戶資金風險,各銀行應按照人民銀行的選型指導意見采購掃描儀,并與外掛軟件兼容。票據(jù)交換所的掃描儀應按規(guī)定設(shè)置圖像采集標準。各銀行要加強責任心,認真錄入和復核,確保電子清算信息與支票影像信息一致。
3.嚴肅支付清算紀律
規(guī)范各方當事人的權(quán)利和義務,保障影像交換系統(tǒng)的安全、高效運行;頒發(fā)管理制度,要求各參與者必須按規(guī)定提出影像和審核付款,不得違反規(guī)定退票和拒絕付款、不得拖延付款;對于違規(guī)的銀行,人民銀行將進行通報和按規(guī)定處罰。
鑒定機構(gòu)資質(zhì):
1、公安部電子數(shù)據(jù)鑒定資質(zhì):《公安機關(guān)電子數(shù)據(jù)鑒定資質(zhì)證書》。
2、公安機關(guān)電子數(shù)據(jù)鑒定資質(zhì)每三年審核一次。
鑒定人的資質(zhì):
1、從事電子數(shù)據(jù)鑒定的人員,應當經(jīng)地市級以上公安機關(guān)公共信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察部門推薦,通過公安部組織的有關(guān)考試、考核,并取得公安部頒發(fā)的《公安機關(guān)電子數(shù)據(jù)鑒定人資格證書》。
2、鑒定人持有《公安機關(guān)電子數(shù)據(jù)鑒定人資格證書》,并被公安機關(guān)電子數(shù)據(jù)鑒定機構(gòu)聘任方可從事電子數(shù)據(jù)鑒定工作。
3、公安機關(guān)電子數(shù)據(jù)鑒定人資格每三年審核一次
檢材的規(guī)定:
1、委托鑒定的存儲媒介應當是復制原始存儲媒介得到的備份存儲媒介。
因特殊原因,委托鑒定的檢材是原始存儲媒介或原始電子設(shè)備的,委托單位應當提供相應的《固定電子證據(jù)清單》和《封存電子證據(jù)清單》。
2、委托單位未對原始存儲媒介或原始電子設(shè)備進行封存或固定的,應當在《委托鑒定檢材清單》中注明。
3、鑒定委托單位已使用過委托鑒定的原始存儲媒介和電子設(shè)備的,應當介紹使用的情況,并提交相應的《原始證據(jù)使用記錄》。
鑒定過程:
如果鑒定過程可能修改原始存儲媒介和電子設(shè)備中存儲的數(shù)據(jù),公安機關(guān)電子數(shù)據(jù)鑒定機構(gòu)應當事先征得鑒定委托單位的同意,并在《電子數(shù)據(jù)鑒定受理登記表》中注明
數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一門新興學科,它涉及到數(shù)據(jù)庫和人工智能等多個領(lǐng)域。隨著計算機技術(shù)的普及數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生大量數(shù)據(jù),能夠從這些大量數(shù)據(jù)中抽取出有價值信息的技術(shù)稱之為數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。數(shù)據(jù)挖掘方法有統(tǒng)計學方法、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、決策樹方法、聚類方法等八種方法,關(guān)聯(lián)規(guī)則是其中最常用的研究方法。關(guān)聯(lián)規(guī)則算法是1993年由R.Atal,Inipusqi,Sqtm三人提出的Apriori算法,是指從海量數(shù)據(jù)中挖掘出有價值的能夠揭示實體和數(shù)據(jù)項間某些隱藏的聯(lián)系的有關(guān)知識,其中描述關(guān)聯(lián)規(guī)則的兩個重要概念分別是Suppor(t支持度)和Confi-dence(可信度)。只有當Support和Confidence兩者都較高的關(guān)聯(lián)規(guī)則才是有效的、需要進一步進行分析和應用的規(guī)則。
二、使用Weka進行關(guān)聯(lián)挖掘
Weka的全名是懷卡托智能分析環(huán)境(WaikatoEnviron-mentforKnowledgeAnalysis),是一款免費的、非商業(yè)化的、基于JAVA環(huán)境下開源的機器學習以及數(shù)據(jù)挖掘軟件[2]。它包含了許多數(shù)據(jù)挖掘的算法,是目前最完備的數(shù)據(jù)挖掘軟件之一。Weka軟件提供了Explorer、Experimenter、Knowledge-Flow、SimpleCLI四種模塊[2]。其中Explorer是用來探索數(shù)據(jù)環(huán)境的,Experimenter是對各種實驗計劃進行數(shù)據(jù)測試,KnowledgeFlow和Explorer類似,但該模塊通過其特殊的接口可以讓使用者通過拖動的形式去創(chuàng)建實驗方案,Simple-CLI為簡單的命令行界面。以下數(shù)據(jù)挖掘任務主要用Ex-plorer模塊來進行。
(一)數(shù)據(jù)預處理
數(shù)據(jù)挖掘所需要的所有數(shù)據(jù)可以由系統(tǒng)排序模塊生成并進行下載。這里我們下載近兩年的教師科研信息。為了使論文總分、學術(shù)著作總分、科研獲獎總分、科研立項總分、科研總得分更有利于數(shù)據(jù)挖掘計算,在這里我們將以上得分分別確定分類屬性值。
(二)數(shù)據(jù)載入
點擊Explorer進入后有四種載入數(shù)據(jù)的方式,這里采用第一種Openfile形式。由于Weka所支持的標準數(shù)據(jù)格式為ARFF,我們將處理好的xls格式另存為csv,在weka中找到這個文件并重新保存為arff文件格式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的載入。由于所載入的數(shù)據(jù)噪聲比較多,這里應根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘任務對數(shù)據(jù)表中與本次數(shù)據(jù)任務不相關(guān)的屬性進行移除,只將學歷、職稱、論文等級、學術(shù)著作等級、科研獲獎等級、科研立項等級、科研總分等級留下。
(三)關(guān)聯(lián)挖掘與結(jié)果分析
WeakExplorer界面中提供了數(shù)據(jù)挖掘多種算法,在這里我們選擇“Associate”標簽下的Apriori算法。之后將“l(fā)owerBoundMinSupprot”(最小支持度)參數(shù)值設(shè)為0.1,將“upperBoundMinSupprot”(最大支持度)參數(shù)值設(shè)為1,在“metiricType”的參數(shù)值選項中選擇lift選項,將“minMetric”參數(shù)值設(shè)為1.1,將“numRules”(數(shù)據(jù)集數(shù))參數(shù)值設(shè)為10,其它選項保存默認值,這樣就可以挖掘出支持度在10%到100%之間并且lift值超過1.1且排名前10名的關(guān)聯(lián)規(guī)則。其挖掘參數(shù)信息和關(guān)聯(lián)挖掘的部分結(jié)果。
三、挖掘結(jié)果與應用
以上是針對教師基本情況和科研各項總分進行的反復的數(shù)據(jù)挖掘工作,從挖掘結(jié)果中找到最佳模式進行匯總。以下列出了幾項作為參考的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果。
1、科研立項得分與論文、科研總得分關(guān)聯(lián)度高,即科研立項為A級的論文也一定是A。這與實際也是相符的,因為科研立項得A的教師應該是主持了省級或是國家級的立項的同時也參與了其他教師的科研立項,在課題研究的過程中一定會有國家級論文或者省級論文進行發(fā)表來支撐立項,所以這類教師的論文得分也會很高。針對這樣的結(jié)果,在今后的科研工作中,科研處要鼓勵和幫助教師搞科研,為教師的科研工作提供精神上的支持和物質(zhì)上的幫助,這樣在很大程度上能夠帶動整個學校科研工作的進展。
2、副教授類的教師科研立項得分很高,而講師類教師和助教類教師的科研立項得分很低,這樣符合實際情況。因為副教授類的教師有一定的教學經(jīng)驗,并且很多副教授類的教師還想晉職稱,所以大多數(shù)副教授類教師都會申請一些課題。而對于講師類和助教類的教師,由于教學經(jīng)驗不足很少能進行省級以上的課題研究,因此這兩類教師的科研立項分數(shù)不高。針對這樣的結(jié)果,在今后的科研工作中,科研處可以采用一幫一、結(jié)對子的形式來幫助年輕教師,這樣可以使青年教師參與到老教師的科研課題研究工作中去,在課題研究工程中提高科研能力和教學能力。
關(guān)鍵詞: 接觸分析;優(yōu)化模型;優(yōu)化分析
Abstract: To the wheel and the rail track vehicle special vehicle in mutual contact problems, combining with the theory of Hertz contact, improved calculation factor. The three-dimensional model is established, and the finite element analysis on the model, get the displacement and stress cloud chart. The mathematical optimization model is established to optimize the result. Combined with examples to illustrate.
Keywords: Contact analysis Optimization model Optimization analysis
1.概述
本文主要針對軌道車輛車輪與軌道之間的接觸問題建立模型,確定接觸問題為剛性和柔性接觸。對于高度非線性問題,運用ANSYS分析工具,在確定接觸區(qū)域及接觸時間前提下,仿真分析得到位移及應力的云圖,運用改進接觸分析計算因子,通過建立優(yōu)化模型,對結(jié)果進行優(yōu)化處理。
2.構(gòu)建模型簡圖及確定相關(guān)參數(shù)通過調(diào)節(jié)優(yōu)化參數(shù)的數(shù)值后,在施加載荷相同的情況下,車輪直徑一定的情況下,車輪和軌道截面的厚度在約束范圍內(nèi)越大,應力造成的破壞范圍越小,最大應力的數(shù)值先減小,后增大,位移所顯示的形變量越小。當車輪和軌道截面厚度一定,車輪直徑在約束范圍內(nèi)越大,最大應力先減小后增大,位移顯示的形變量較大。在厚度選擇26.82mm接近27mm,輪徑在接近1050mm時,整個最大應力小,形變小,符合優(yōu)化要求。
6.結(jié)束語
本文在分析軌道車輛輪軌接觸問題中,構(gòu)建剛?cè)峤佑|分析模型,以實際車型設(shè)定相關(guān)參數(shù),ANSYS軟件對模型仿真分析處理,對于處理結(jié)果,構(gòu)造優(yōu)化模型,確定優(yōu)化函數(shù),運用改進算子的零階法對模型進行處理,得到較為精確的仿真結(jié)果。
參考文獻:
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[5]劉法炎.接觸應力計算的改進方法 1992
關(guān)鍵詞:復合材料,細觀結(jié)構(gòu),有效屬性,均質(zhì)化
0引言
復合材料是由兩種或兩種以上組分材料組成的新材料, 根據(jù)不同的需要,可以選取不同的組分材料和細觀結(jié)構(gòu)來優(yōu)化材料的性能,在航空航天、建筑、交通等領(lǐng)域得到越來越廣的應用。為了預測復合材料的宏觀力學屬性,人們提出了許多的方法。早期主要以解析模型為主,如Eshelby等效夾雜法[1]、微分法[2]、Mori-Tanaka法[3]等,這些方法只考慮了復合材料結(jié)構(gòu)的一些基本信息,而忽略了復合材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征,計算精度和適用范圍有限。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值法得到了廣泛的應用,如通用元胞法[4-5]和有限元方法[6-8],其方法通常是對復合材料細觀結(jié)構(gòu)的“代表性體積元”(RVE)進行力學分析,進而獲得其宏、細觀力學性能。數(shù)值法很好地考慮了復合材料細觀結(jié)構(gòu)特征,預測精度較高。
對于高填充比和填充顆粒尺寸跨度大的復合材料,如固體推進劑[9],建模時為了使RVE具有代表性,模型中通常包含數(shù)百個顆粒,數(shù)值法預測這類材料的有效屬性時前處理變得異常困難。畢業(yè)論文,有效屬性。為了解決這一問題,B. Banerjee[10]利用一種遞歸算法預測了復合材料PBX9501的有效彈性屬性,但是該算法所采用的正交化網(wǎng)格并不能很好的反映顆粒的邊界。畢業(yè)論文,有效屬性。K. Matous[11]在進行固體推進劑損傷分析時,通過Mori-Tanaka方法將基體與小尺寸顆粒均質(zhì)化為一種混合物。畢業(yè)論文,有效屬性。
本文將不同尺寸類型的顆粒分別與基體進行均質(zhì)化,提出一種預測復合材料有效彈性模量的多步驟方法。利用多步法計算了不同填充分數(shù)和組分模量比復合材料的有效彈性屬性,并與全尺寸有限元計算結(jié)果進行了對比。
1多步驟法
高填充分數(shù)和顆粒尺寸跨度大的復合材料細觀結(jié)構(gòu)RVE通常很大,如圖1所示。多步法將預測有效彈性屬性的過程分為幾個步驟,首先將小顆粒與基體視為一種混合物,利用有限元或細觀力學等均質(zhì)化方法計算出其有效屬性后,再把它當成一種新的基體,如此反復,直至計算出整個代表性體積元的有效屬性,過程如圖2所示。在每一步計算過程中,與基體相混合的顆粒種類越多,計算精度也越高,同時計算模型也越大。多步法計算過程中,參與混合的顆粒體積分數(shù)通過下式計算得到:
(1)
其中,為顆粒在“混合物”中的體積分數(shù),,為參與均質(zhì)化的顆粒和基體體積分數(shù)。
圖1 復合材料“代表性體積元”
Fig .1 RVE of composite
圖2 多步法預測復合材料宏觀有效屬性過程
Fig.2 Progression of propertyprediction of multi-step method for composite
2均質(zhì)化方法
2.1有限元法
利用有限元方法預測復合材料有效屬性時,首先在將“代表性體積單元”進行網(wǎng)格剖分,再施加周期性邊界條件模擬均勻介質(zhì)的力學行為。周期邊界條件表示為
(2)
其中,為RVE的邊長,,為施加于邊界上的位移載荷。假定平面應變情況下,通過有限元方法計算得到的細觀應力、應變場為和,對其進行體積平均得到平均應力(有效應力)和平均應變(有效應變)
(3)
(4)
其中,,為平均應力和平均應變,,為單元平均應力和單元平均應變,為單元數(shù),為單元體積。則二維楊式模量和泊松比計算如下
(5)
(6)
三維楊式模量和泊松比可通過上式轉(zhuǎn)化得到[12]
(7)
(8)
2.2 Mori-Tanaka方法
解析法中,由于Mori-Tanaka方法計算簡單,同時在一定程度上考慮了復合材料中夾雜之間的相互作用,成為預測復合材料有效屬性的有效工具,對于多相復合材料,其體積和剪切模量可表示為[13]
(9)
(10)
式中,,,,,,分別為體積模量和剪切模量,為體積分數(shù),下標和0分別代表第相顆粒與基體, 為相的數(shù)目。楊式模量和泊松比為
(11)
(12)
由(9)-(10)可知,Mori-Tanaka法只考慮了顆粒體積分數(shù),而忽視了復合材料中顆粒的形狀、大小及分布等結(jié)構(gòu)特征。
3計算結(jié)果
考慮三相顆粒增強復合材料,各組分為各向同性彈性材料,具體組成及力學參數(shù)如表1所示。計算中,顆粒體積分數(shù)為40%~70%, 顆粒1與顆粒2之間的體積比為1:1.8。迭代法預測該復合材料的有效彈性模量分兩個步驟,每一步分別用有元法(FEM)或Mori-Tanaka(MT)方法計算,計算結(jié)果與全尺寸RVE的有限元和Mori-Tanaka計算結(jié)果進行對比,全尺寸模型顆粒總數(shù)為90,每個單步中顆粒數(shù)為50。畢業(yè)論文,有效屬性。四種多
步法與全尺寸有限元計算結(jié)果如圖3所示
表1 復合材料組分參數(shù)
Tab.1 Parameters of composite constituents
關(guān)鍵詞 畢業(yè)設(shè)計 機器人 本體設(shè)計 本科生
中圖分類號:G642.477 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2017.04.019
Abstract Robots are the hot topic in graduation design of many undergraduates from engineering majors currently. Body is the most important part of a robot, and its design is the basis of other parts of the robot, such as control, vision and touch. In this paper, the common mistakes of graduation design of undergraduates about robot bodies are summarized and the corresponding solutions are provided. This work will help undergraduates to design robot bodies better, and to give some references to the relevant instructor to control the quality of graduation design.
Key words graduation design; robot; body design; undergraduates
0 引言
C器人作為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”,其研發(fā)、制造、應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志,是中國實現(xiàn)中國制造2025的關(guān)鍵。機器人已成為高校工科專業(yè)關(guān)心的熱門主題,許多工科專業(yè)本科生的畢業(yè)論文主題與機器人有關(guān)。畢業(yè)設(shè)計是普通高等學校培養(yǎng)人才極為重要的教學環(huán)節(jié),旨在煅煉學生綜合應用所學的各種理論知識和技能進行全面、系統(tǒng)地解決實際問題的能力。然而,許多本科生在畢業(yè)設(shè)計中對機器人本體進行設(shè)計時,對一些重要的設(shè)計方法理解不到位,進行了錯誤的設(shè)計。
1 機器人本體運動學計算分析中的常見錯誤分析
機器人的運動學分析包含位置正反解、速度正反解和加速度正反解。運動分析是機器人力學分析、工作空間分析和控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。因此,只要本科生的畢業(yè)設(shè)計中涉及機器人本體設(shè)計,必然包含運動學分析。運動學分析的核心是建立位置正反解、速度正反解、加速度正反解的數(shù)學模型。許多本科生在進行機器人的運動學計算分析時常出現(xiàn)如下錯誤。
1.1 位置分析中運用解析法和數(shù)值法的錯誤分析
位置求解的本質(zhì)是求解一組有約束方程構(gòu)成的非線性方程組。解析法是指從約束方程求解出描述機器人的驅(qū)動輸入角(線)位移與末端執(zhí)行器輸出位姿之間關(guān)系的一個嚴格的函數(shù)表達式。這種函數(shù)表達式的重要特征是給出任意的自變量就可以求出其因變量。數(shù)值法是指在給定驅(qū)動輸入位移(或末端執(zhí)行器輸出位姿)條件下對約束方程采用某些數(shù)學算法,如數(shù)值逼近法、插值法等獲得一個近似于真實末端執(zhí)行器輸出位姿(或驅(qū)動輸入位移)的解。一般而言,位置分析更希望得到解析解,因為有了解析解,后續(xù)的運動性能分析、力學性能分析和工作空間分析更加方便,但很多時候只能得到位置分析的數(shù)值解。
對于機器人位置分析,本科生在畢業(yè)設(shè)計中常見的錯誤如下:
(1)誤判解析解和數(shù)值解。根據(jù)機器人中的幾何限定關(guān)系列出約束方程后,僅僅從方程的形式上很難判斷出它們是否能被解析法求解。由于有的解析求解過程較為復雜,許多本科生在求解過程遇到困難時就斷定沒有解析解,但實際上解析解卻存在。
(2)把解析法誤認為數(shù)值法。有的學生在畢業(yè)設(shè)計中求解機器人本體的位置正解和反解時,有時把平臺參數(shù)和桿長參數(shù)指定為具體數(shù)值,能夠方便得到求解結(jié)果,卻稱這是數(shù)值解。
(3)亂用數(shù)學算法方法求得數(shù)值解。對于解析解分析過程太過復雜或用現(xiàn)有的數(shù)學手段無法得到解析解時,數(shù)值解是必然選擇。但數(shù)值算法有很多,許多本科生在畢業(yè)設(shè)計中不知該選擇那種算法才有效,大多是憑感覺選擇。
對于上述錯誤,本科生在進行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計時應該掌握的一個一般規(guī)律:串聯(lián)機器人位置反解和并聯(lián)機器人的位置正解一般很難得到解析解,大多數(shù)只能通過數(shù)學算法得到數(shù)值解。其次,應該注意解析法和數(shù)值法的內(nèi)涵區(qū)別,只有用了數(shù)值逼近、迭加或搜索等算法才能稱為數(shù)值法。目前較為有效的數(shù)值算法是牛頓-拉夫遜方法,其要點是把非線性方程求解過程變成反復地對相應的線性方程進行求解的過程。
1.2 用求導法建立速度和加速度模型的錯誤分析
如果求出的位置解表達式不復雜,對其直接求導能得到速度模型,對其求二次導就可以得到加速度模型。但當位置解表達式很復雜導致它的導數(shù)不能求出時,只能采用別的方法進行速度和加速度模型。
本科生在畢業(yè)設(shè)計中一般都采用求導法來分析機器人的速度和加速度。如確實能求導的他們就列出求導后的結(jié)果。如本來不能求導的他們就只列出表示求導的式子,只是形式上完成了速度和加速度分析,這種做法實質(zhì)上是錯誤的。
對于不能用求導法進行速度和加速度分析的機器人,基于螺旋理論的影響系數(shù)法是一個很好的方法。該方法不需要求導,能極簡單顯示表達出機器人本體的正反速度和加速度模型。
2 仿真分析中的錯誤分析
為了證明已建立的機器人的運動學數(shù)學模型是否正確,往往需要用計算機軟件建立機器人的仿真模型進行分析驗證。常用來建立機器人仿真模型的軟件有Solidworks、UG、Matlab、Adams、Ansys等。只有當仿真結(jié)果與計算結(jié)果一致時,數(shù)學模型才能被認為是正確的。進一步才能將數(shù)學模型用于控制算法中,或用來分析機器人的性能。只有在正確的數(shù)學模型上所開展的研究才是有意義的。
但是關(guān)于仿真分析,一些本科生在進行畢業(yè)設(shè)計中出現(xiàn)了如下錯誤:
(1)將Matlab計算結(jié)果誤認為是仿真結(jié)果。由于運動學分析中涉及的約束方程一般需要借助Matlab 軟件編程求解。在程序中給定輸入值可以得到輸出值,進一步根據(jù)這些值可以繪制出曲線。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計中誤認為這些值和曲線就是Matlab仿真得到的。
(2)缺少計算值與仿真值的對比。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計中雖然完成了仿真分析并列出了仿真結(jié)果,卻沒有和計算分析的結(jié)果進行對比。
(3)誤認為毫米級誤差就可以算正確。一些本科生在畢業(yè)設(shè)計中雖然進行了仿真結(jié)果和計算結(jié)果的對比,但有的出現(xiàn)了毫米級的誤差,就認為這樣的誤差是可以忽略的,認為建立的數(shù)學模型是正確的。
τ諫鮮齟砦螅本科生在進行相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計中應該正確認識用Matlab軟件進行計算和仿真的區(qū)別:編寫程序求解約束方程是計算而非仿真,Matlab軟件中用于機器人本體仿真的模塊是SimMechanics。僅僅列出仿真結(jié)果和計算結(jié)果,而不進行對比分析,那么仿真是沒有意義的。由于計算機軟件的計算和仿真默認的數(shù)值精度是10~8毫米,考慮到截斷誤差和累積誤差,計算結(jié)果和仿真結(jié)果的誤差一般是微米級。出現(xiàn)毫米級誤差說明計算結(jié)果和仿結(jié)果是不一致的,需要重新檢查數(shù)學模型和仿真模型,直到誤差很小。
3 基于雅克比矩陣進行性能評價的錯誤分析
早期,關(guān)于機器人的研究主要集中在串聯(lián)機器人。雅克比矩陣的條件數(shù)被用來評價串聯(lián)機器人的靈活性和可操作性。近幾十年,并聯(lián)機器人取得了蓬勃發(fā)展。許多本科生在畢業(yè)設(shè)計中進行并聯(lián)機器人的本體設(shè)計時,也用雅克比矩陣的條件數(shù)來評價其性能。然而, 2006年法國著名機器人專家Merlet 教授論證了不能用條件數(shù)來評價含有轉(zhuǎn)動和移動輸出的并聯(lián)機器人。究其原因是有混合輸出的并聯(lián)機構(gòu)的雅可比矩陣量綱不一致,將導致條件數(shù)沒有明確的物理意義。
2006年后,許多并聯(lián)機器人的專家開始了新的性能評價指標研究,主要集中在基于螺旋理論的力傳遞指標與運動傳遞指標。近些年機器人領(lǐng)域的國際和國內(nèi)權(quán)威期刊上的論文基本沒有用條件數(shù)來評價有轉(zhuǎn)動和移動輸出的并聯(lián)機器人。因此,對于畢業(yè)設(shè)計中涉及有轉(zhuǎn)動和移動輸出的并聯(lián)機器人,用雅克比矩陣的條件數(shù)來評價其性能是錯誤的,建議從力傳遞性能和運動傳遞性能指標來進行評價。
4 結(jié)論
機器人已成為高校工科專業(yè)師生研究的熱門主題,許多大學生畢業(yè)論文大多涉及機器人本體設(shè)計。本文對本科生畢業(yè)設(shè)計中涉及機器人本體運動學計算分析,仿真分析和性能評價中的常見錯誤進行了分析,并提供了解決辦法。本文的工作有助于本科生正確地進行機器人本體設(shè)計,提高畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
參考文獻
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