優(yōu)化設(shè)計(jì)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的優(yōu)化設(shè)計(jì)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】菱形掛籃；掛籃受力檢算；0#塊托架施工

1、前言

近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)高速公路、高速鐵路的要求標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，多采用以橋代路的設(shè)計(jì)理念，而在跨越既有鐵路、公路、河道、山谷時(shí)多采用預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)懸臂現(xiàn)澆箱梁，該橋結(jié)構(gòu)體系具有變形小、結(jié)構(gòu)剛度好、抗震能力強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)易、施工技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。掛籃法懸臂現(xiàn)澆是施工預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的最常用的方法之一，本文結(jié)合貴廣高鐵連續(xù)懸臂現(xiàn)澆箱梁掛籃優(yōu)化設(shè)計(jì)及檢算過程為例，論述如何改進(jìn)菱形掛籃設(shè)計(jì)，利用菱形掛籃主桁架、橫梁、底模等構(gòu)件施工0#塊，然后再拼裝掛籃施工懸臂箱梁的施工工藝。

2、菱形掛籃特點(diǎn)

普通菱形掛籃有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)：

2.1、菱形掛籃由主桁架承重系統(tǒng)、橫梁吊帶調(diào)高系統(tǒng)、走行及錨固系統(tǒng)、底平臺(tái)系統(tǒng)、模板系統(tǒng)五大部分組成，構(gòu)件簡(jiǎn)單明確。

2.2、菱形掛籃承載能力和剛度均較好，施工操作空間大、行走方便快捷、拼裝靈活、工序銜接緊湊，安全可靠。

2.3、掛籃構(gòu)件采取模塊化設(shè)計(jì)，既保證構(gòu)件的通用性，也保證掛籃的防護(hù)系統(tǒng)、人員操作系統(tǒng)的安全完善。

2.4、菱形掛籃在設(shè)計(jì)荷載工況下?lián)隙葷M足施工要求，掛籃模板具與前一節(jié)段成型砼的銜接密貼，無(wú)明顯錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)縫。

普通菱形掛籃缺點(diǎn)是只能用來(lái)施工懸臂塊件，不能充分發(fā)揮掛籃主桁架的功能作用，通過對(duì)菱形掛籃主桁架、底模系統(tǒng)、各橫梁等優(yōu)化設(shè)計(jì)后，既利于施工懸臂塊件，又可安裝在墩頂上用來(lái)施工0#塊，其特點(diǎn)為：

2.5、利用菱形掛籃構(gòu)件施工0#塊時(shí)，對(duì)墩身無(wú)大的損傷，只需在圓端形墩頂部預(yù)埋槽鋼作銷軸孔，矩形墩部在墩身頂預(yù)留32mm精扎螺紋鋼對(duì)拉孔，對(duì)拉牛腿銷軸座。

2.6、對(duì)掛籃的上下橫梁加長(zhǎng)，比箱梁寬兩側(cè)各長(zhǎng)50cm，既方便于掛籃的前行與后退，也方便于作0#塊托架的橫梁。

2.7、掛籃主桁架加工成桿件，通過節(jié)點(diǎn)箱銷接拼裝成主桁架，既增加了掛籃的多功能性，也便于掛籃的拼拆安裝及長(zhǎng)途運(yùn)輸。

2.8、施工0#塊托架的材料主要用菱形掛籃的主桁架、節(jié)點(diǎn)箱作0#塊托架，用菱形掛籃的上下橫梁作0#塊托架的橫梁，用掛籃的底模、縱梁作0#的底模系統(tǒng)及掛籃的模板作0#塊的模板系統(tǒng)?；静恍枰硗鈫为?dú)加工托架材料，節(jié)約了材料的投入成本，縮短了掛籃的安裝、施工周期。

3、菱形掛籃設(shè)計(jì)

3.1 工程概況

以貴廣3標(biāo)烏洛河預(yù)應(yīng)力混凝土雙線懸臂連續(xù)現(xiàn)澆箱梁橋?yàn)槔簶蚨?#～3#墩為圓端形變坡（40：1）空心墩，4＃墩?qǐng)A端形變坡（40：1）實(shí)心墩。墩高分別為：34.5m、33.5m、31.5m、24m。上部形式為：(40+3×56+40)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，0#塊梁高為4.80m。梁底下緣按二次拋物線變化。箱梁橫截面為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬12.2m，底寬6.7m。箱梁頂板厚度為35～50cm，底板厚為62.2～70cm，按直線線性變化。腹板厚為73.3～75cm，按折線變化。0＃梁段長(zhǎng)12m，C55砼227.3m3，602.3t，懸出墩身部分砼59.6m3，158t；1#塊梁長(zhǎng)為3.0m，砼41.9m3，111.0t；2#塊梁長(zhǎng)為3.0m，砼38.5m3，102.0t；3#塊梁長(zhǎng)為3.5m，砼41.6m3，110.2t；4#塊梁長(zhǎng)為3.5m，砼37.8m3，100.1t；5#塊梁長(zhǎng)為4.0m，砼42.7m3，113.2t；6#塊梁長(zhǎng)為4.0m，砼39.8m3，105.6t；合龍段7#塊梁長(zhǎng)為2.0m，砼18.7m3，49.6t；邊跨現(xiàn)澆段梁長(zhǎng)為11.65m，砼129.8m3，344.0t。

3.2 菱形掛籃設(shè)計(jì)

3.2.1菱形掛籃設(shè)計(jì)說(shuō)明

考慮要利用掛籃的主桁架拼裝0#塊托架的牛腿，設(shè)計(jì)采用菱形掛籃，掛籃結(jié)構(gòu)模型見下圖，主要構(gòu)件包括Z1、Z2、Z3、Z4主桁架（Z1、Z4 ，Z2、Z3構(gòu)件可相同）、Z5立柱、節(jié)點(diǎn)箱、橫向連接系、前上下橫梁、后下橫梁、底籃、導(dǎo)梁、吊帶、模板等構(gòu)件系統(tǒng)。

掛籃設(shè)計(jì)檢算按照荷載傳遞順序?qū)臻g荷載進(jìn)行等代替換，由空間立體幾何體系轉(zhuǎn)化為平面桿件問題。轉(zhuǎn)化順序?yàn)椋簰旎@底橫、縱梁底模側(cè)模內(nèi)模導(dǎo)梁吊掛系統(tǒng)前上橫梁主桁，掛籃計(jì)算中對(duì)傳力作了如下的假定：

（1）箱梁翼緣板砼及側(cè)模重量通過外導(dǎo)梁分別傳至前一節(jié)段已施工完的箱梁頂板和掛籃主桁的前上橫梁承擔(dān)。

（2）箱梁頂板砼、內(nèi)模支架、內(nèi)模重量通過內(nèi)滑梁分別由前一節(jié)段已施工完的箱梁頂板和掛籃主桁的前上橫梁承擔(dān)。

（3）箱梁底板、腹板砼及底籃平臺(tái)重量分別由前一節(jié)段已施工完的箱梁和掛籃主桁的前上橫梁承擔(dān)。

菱形掛籃材料選用Q235b普通型鋼鋼材，計(jì)算參數(shù)：鋼材彈性模量：E=2.06e5MPa，密度：γ=7850 Kg/m3，容許彎曲應(yīng)力[σ]＝145（Mpa），容許剪應(yīng)力[τ]＝85（Mpa）。銷軸材料用Q45鋼材,[σ]＝200（Mpa），[τ]＝120（Mpa）。

掛籃設(shè)計(jì)基本參數(shù)：

（1）梁段混凝土重量：26.5KN/m3

（2）人群及機(jī)具荷載取2.5 KPa。

（3）超載系數(shù)取1.05；

（4）新澆砼動(dòng)力系數(shù)取1.2；

（5）掛籃行走時(shí)的沖擊系數(shù)取1.3；

（6）抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)2.0；

（7）荷載組合：

①砼重+掛籃自重+施工、人群機(jī)具+動(dòng)力附加系數(shù) (強(qiáng)度、剛度計(jì)算)；

②掛籃自重+沖擊附加系數(shù)(行走穩(wěn)定性)。

3.2.2 掛籃主桁架

掛籃主桁架Z1～Z5構(gòu)件由雙拼I32b槽鋼與10mm厚鋼板焊接一起，由節(jié)點(diǎn)箱通過80mm的銷軸連接成掛籃主桁架，如圖1。在施工0#塊時(shí)，把一支掛籃主桁架拆成4片三角架作為0#塊的牛腿托架，用Φ32精扎螺紋鋼對(duì)拉節(jié)點(diǎn)箱1固定在墩身上，安裝三角架牛腿，形成0#塊托架平臺(tái)，在平臺(tái)上橫鋪掛籃的底橫梁、縱鋪掛籃的底縱梁、底模、外側(cè)模、內(nèi)模，安裝0#塊鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋管道及各項(xiàng)預(yù)埋件、澆注砼、養(yǎng)生、張拉、壓漿，拆除0#塊模板、托架，安裝掛籃，預(yù)壓掛籃，進(jìn)行掛籃塊件施工。本節(jié)以1#塊、0#塊的設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù)對(duì)掛籃主桁架荷載進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。

計(jì)算結(jié)果表明：掛籃主桁架結(jié)構(gòu)作0#托架牛腿的強(qiáng)度、穩(wěn)定性均滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求。用同樣的方法也可驗(yàn)證掛籃的底縱梁、橫梁作0#托架時(shí)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性也滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求（計(jì)算過程略）。

吊桿采用直徑32mm、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為785MPa的精軋螺紋鋼筋。

容許706.5MPa A=804.2mm2 最大拉力207.8KN

σ＝N/A =207800/804.2=258.4MPa

故吊桿滿足規(guī)范2倍安全系數(shù)的要求。

第2篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：冷卻塔 逆流塔 循環(huán)冷卻水 優(yōu)化設(shè)計(jì)

目前逆流式機(jī)力通風(fēng)冷卻塔得到了廣泛應(yīng)用，在軸流風(fēng)機(jī)的作用下，驅(qū)動(dòng)空氣從冷卻塔周圍依次通過進(jìn)風(fēng)口、淋水填料、配水系統(tǒng)、收水器，進(jìn)入風(fēng)筒，最后又將空氣輸送到大氣中的。那么在逆流冷卻塔設(shè)計(jì)中，對(duì)冷卻塔填料、配水、收水器、風(fēng)筒的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)冷卻塔處理能力的提高，降低塔的阻力，提高風(fēng)量，增加氣流分配的均勻性有很大作用。

一、填料的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在冷卻塔中，淋水填料的散熱能力占整個(gè)冷卻塔冷卻能力的80%以上，所以淋水填料的優(yōu)化設(shè)計(jì)在冷卻塔設(shè)計(jì)中顯得至關(guān)重要。淋水填料的親水性能，直接影響冷卻效果，材料親水性好，可使水在淋水裝置的整個(gè)表面得到最大程度的擴(kuò)散，增加水和空氣的接觸面積，提高冷卻效果。本公司采用一種新型填料IC-A填料，該填料主波采用梯形設(shè)計(jì)，次波采用特殊的“凸”形設(shè)計(jì)，水在填料表面能形成不斷翻滾混合的三維立體水膜。這種水膜與常規(guī)薄膜填料表面形成的兩維平面水膜相比，不僅停留時(shí)間較長(zhǎng)，而且水氣也實(shí)現(xiàn)了全方位充分接觸，減小了流體邊界層對(duì)傳熱的不利影響，使水氣的傳熱、傳質(zhì)顯著增強(qiáng)；該填料通過提高波形的復(fù)雜程度，使其比表面積比一般雙梯波薄膜填料增大約25%。其冷卻能力是常規(guī)雙梯波填料的1.3倍以上。

淋水填料支梁選用玻璃鋼方管，減小了塔的斷面阻力，并且防腐性能良好。與混凝土梁作比較，由于混凝土梁的高度要遠(yuǎn)大于玻璃鋼方管梁（混凝土梁的高度一般為500-700mm，玻璃鋼方管梁的高度僅為70-90mm），混凝土梁后渦流區(qū)的面積也要遠(yuǎn)大于玻璃鋼方管梁，經(jīng)過實(shí)塔對(duì)比測(cè)試，采用混凝土梁填料架，整塔混凝土量要增加5%，熱力性能下降4%。

二、配水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

配水系統(tǒng)的優(yōu)化對(duì)冷卻塔的冷卻效果起到很大作用。配水系統(tǒng)的優(yōu)化包括配水噴頭的選擇與布置、配水管道的水力計(jì)算、配水管道的材質(zhì)確定。配水噴頭是冷卻塔配水的重要配件，流量系數(shù)大，配水不均勻系數(shù)小，強(qiáng)度高的配水噴頭應(yīng)為首選。本公司常用帶有自鎖裝置的三濺式防松噴頭，該噴頭采用下噴方式，三濺式防松噴頭布水，噴頭材質(zhì)為ABS塑料一次注塑成型，強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)。系統(tǒng)對(duì)水力負(fù)荷具有較高的適應(yīng)性，系統(tǒng)在運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到130%時(shí)仍可正常工作，運(yùn)行負(fù)荷低至70%時(shí)整塔布水均勻性不受影響。整個(gè)配水系統(tǒng)使用管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好，配水均勻。主管及支管下部裝有噴頭，保證配水系統(tǒng)最低點(diǎn)均有瀉水點(diǎn)，以防止設(shè)備停運(yùn)時(shí)管道積水和運(yùn)行時(shí)管道污物沉淀，避免配水管道進(jìn)行人工清洗的麻煩，在濁度小于300ppm非粘性水質(zhì)中能全天候安全運(yùn)行。配水管網(wǎng)選用U-PVC材料，這種材料耐腐蝕性能良好，水流阻力小。

三、收水器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

收水器的優(yōu)化可提高收水效率，減少氣流阻力。我公司的專利產(chǎn)品加筋收水器，收水器片材質(zhì)為PVC，采用擠拉成型工藝，是原來(lái)弧形收水器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，該收水器在各種工況條件下，其飄水損失

四、風(fēng)筒的優(yōu)化設(shè)計(jì)

選用動(dòng)能回收型風(fēng)筒，該風(fēng)筒充分利用了氣體流場(chǎng)均勻化理論，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)，內(nèi)壁曲線采用橢圓曲線，與采用直線的自然擴(kuò)散型風(fēng)筒相比較，消除了氣流脫壁現(xiàn)場(chǎng)，縮小了渦流區(qū)，使風(fēng)筒中心負(fù)壓區(qū)面積大幅縮小，出風(fēng)口斷面風(fēng)速分布趨于均化，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用檢測(cè)，該風(fēng)筒動(dòng)能回收值大于30%。風(fēng)筒采用模壓工藝成型，外表面為含光穩(wěn)定劑的光滑膠衣樹脂，內(nèi)表面涂樹脂兩遍，經(jīng)壓模處理保持較高光潔度以減少阻力。風(fēng)筒采用T型大端面空腹筋，應(yīng)力集中段和聯(lián)接端埋有預(yù)制件以保證風(fēng)機(jī)整體強(qiáng)度和運(yùn)行強(qiáng)度。

五、冬季化冰技術(shù)的優(yōu)化

在最冷月平均氣溫低于-5℃的地區(qū)，冷卻塔的冰凍的危害是極其嚴(yán)重的，這些冰凍主要出現(xiàn)在進(jìn)風(fēng)口的梁、柱，淋水填料、壁板、風(fēng)機(jī)葉片、塔頂和塔的四周地面，減少了冷卻塔的使用壽命。這些冰凍的出現(xiàn)不但影響冷卻塔的正常運(yùn)行和巡檢，降低了塔的性能，增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且破壞了淋水填料、塔體，影響塔體的緊固與穩(wěn)定。

造成了其他冰凍的原因如下：進(jìn)風(fēng)口無(wú)導(dǎo)流設(shè)施或?qū)Я髟O(shè)施不合理，在進(jìn)風(fēng)梁處形成“尿檐”現(xiàn)象，即梁下水流呈滴滴嗒嗒狀態(tài)，形成像石灰?guī)r溶洞中石乳與石筍一樣的冰，進(jìn)而相連形成冰柱，冰柱與冰柱相連而形成冰墻，這時(shí)就把進(jìn)風(fēng)口完全封?。贿M(jìn)風(fēng)柱處也因同樣原因，柱周圍結(jié)冰，使柱子加肥變粗，而且與進(jìn)風(fēng)梁下的冰簾、冰柱相連；配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)使塔在冬季停時(shí)管道內(nèi)積水，造成管道凍裂；配水噴頭堵塞，使配水不均勻，局部淋水密度太小，水溫降大，在填料中及填料架下產(chǎn)生的冰凍；經(jīng)填料冷卻后的循環(huán)水由于溫度較低，在靠近進(jìn)風(fēng)窗側(cè)與外界冷空氣接觸產(chǎn)生冰凍；集水池由于長(zhǎng)期停用而又沒有必要的排空防凍措施；進(jìn)風(fēng)側(cè)集水池頂層梁設(shè)計(jì)不合理，造成冷卻塔雨區(qū)淋水淋在梁上從而濺落到水池外，造成塔周圍結(jié)冰；面板密封不嚴(yán)滲水、漏水；收水器收水效果差，造成飄水嚴(yán)重，滴落在塔頂平臺(tái)和塔周圍地面，造成結(jié)冰，若冬季仍開風(fēng)機(jī)結(jié)冰更為嚴(yán)重。

根據(jù)北方地區(qū)的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)化冰措施作如下設(shè)計(jì)。塔進(jìn)風(fēng)窗上沿混凝土下部進(jìn)行尖端處理，防止壁流水外涎；設(shè)計(jì)中配水系統(tǒng)主管及支管下部裝有噴頭以防止停車時(shí)管道積水和運(yùn)行時(shí)管道污泥沉淀。使配水管道不存在污泥沉淀的情況，避免了配水管道進(jìn)行人工清洗的麻煩，同時(shí)消除了停車時(shí)配水冰凍的隱患；采用可短時(shí)反轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，當(dāng)塔進(jìn)風(fēng)口存在冰幕時(shí)，使塔內(nèi)氣流反向流動(dòng)，利用塔內(nèi)熱空氣消除冰幕；進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置化冰熱管，切斷冰幕。在冷卻塔水池設(shè)計(jì)中，對(duì)進(jìn)風(fēng)側(cè)水池頂層梁采取下沉500設(shè)計(jì)，池壁外擴(kuò)，使淋水外濺現(xiàn)象可以得到徹底的解決。

第3篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：鋼煤斗；資源；庫(kù)存；優(yōu)化設(shè)計(jì)

山西瑞光熱電有限責(zé)任公司一期2×300MW機(jī)組建設(shè)工程鋼煤斗幾何容積約為280m3，每臺(tái)爐共6個(gè)。鋼煤斗布置于主廠房C＼D列之間，東西向布置于2軸一8軸之間，安裝標(biāo)高在16.4-30.88m之間，支座標(biāo)高在24.07m。煤斗分為上部和下部?jī)刹糠?，上部為直體，矩形截面，長(zhǎng)為5000mm，寬為8000mm，高4 880mm，設(shè)有4道加勁肋；下部為四角錐臺(tái)面，上口直徑長(zhǎng)為5000mm，寬為8000mm，下口直徑長(zhǎng)、寬為950mm，高為9100mm，設(shè)有13道加勁肋。煤斗所用材料為Q235B，煤斗錐體部分內(nèi)壁采用3mm厚0Crl3不銹鋼板耐磨層，不銹鋼耐磨層與煤斗結(jié)構(gòu)采用開孔焊連接。

《初設(shè)說(shuō)明清冊(cè)》中，煤斗采用支撐式圓筒下掛雙曲線鋼煤斗，用碳素鋼制造。2008年2月份時(shí)，市場(chǎng)鋼材價(jià)格持續(xù)不斷上漲，公司領(lǐng)導(dǎo)未雨籌謀，研究決定儲(chǔ)備了大量鋼材，其中包括準(zhǔn)備用于煤斗制作的厚度為12mm、材質(zhì)為Q235B鋼板。

2008年5月3日，瑞光熱電廠F741S-T0252鋼煤斗結(jié)構(gòu)圖到現(xiàn)場(chǎng)后實(shí)際設(shè)計(jì)為方形煤斗，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)過驗(yàn)算。同體積的圓煤斗要比方形煤斗少用鋼材，并且圓形煤斗防變形強(qiáng)度要比方形煤斗好，可以減少加固角鋼，重量也比方形煤斗輕。經(jīng)和設(shè)計(jì)院聯(lián)系得知，煤斗上方預(yù)留了二期輸煤皮帶空間，一、二期輸煤皮帶均可互為進(jìn)煤，圓形煤斗無(wú)法滿足此設(shè)計(jì)要求。

在審閱圖紙過程中，發(fā)現(xiàn)原鋼煤斗圖中有很多疑問，并且公司已儲(chǔ)備了準(zhǔn)備用于煤斗的厚度為12mm、材質(zhì)為Q235B鋼板。鑒于以上情況，項(xiàng)目部一方面現(xiàn)場(chǎng)與業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)工就圖紙中問題與各方討論，另一方面就材料代換事宜與設(shè)計(jì)院進(jìn)行溝通，經(jīng)過反復(fù)研算和復(fù)核，設(shè)計(jì)院同意出升版圖。2008年6月4日，升版圖到現(xiàn)場(chǎng)，在升版圖中就材料代換與發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。

1　優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

(1)在鋼煤斗原設(shè)計(jì)圖中，錐體部分設(shè)計(jì)厚度為14mm、材質(zhì)為Q345B鋼板，加固肋為180×18角鋼，間距為900mm。升版圖后煤斗錐體部分改用厚度為12mm、材質(zhì)為Q235B鋼板代替原設(shè)計(jì)厚度為14mm、材質(zhì)為Q345B鋼板，并且部分減小了錐體加固肋間距以保證煤斗強(qiáng)度。升版后利用了公司低價(jià)儲(chǔ)備的厚度為12mm、材質(zhì)為Q235B鋼板165.72L。

(2)舊版煤斗圖中加固角鋼間距全部為900mm，出升版圖后將上部承重小的方斗上部加固角鐵間距變?yōu)?000mm、1200mm、1530mm，下部承重部位間距變?yōu)?00mm、600mm、650mm、700mm、850mm，使煤斗的加固角鋼分布更符合受力要求。且通過設(shè)計(jì)院研算，在錐斗底部采用了庫(kù)存的140×12的角鋼代替原180×18的角鋼，共使用庫(kù)存角鋼8.508t。

(3)在舊版圖中，箱形底座加筋立板間距為500mm，高度方向每300mm對(duì)稱加兩塊20×180×200水平筋板，每個(gè)煤斗為416塊，經(jīng)過計(jì)算畫圖，發(fā)現(xiàn)間距500mm再加兩個(gè)200mm長(zhǎng)筋板，中間距離僅有100mm，按此制作，不僅煩雜、焊接量大、不美觀，而且在以后的運(yùn)行中容易積灰。和設(shè)計(jì)院溝通后。經(jīng)過計(jì)算，立筋強(qiáng)度已經(jīng)滿足煤斗強(qiáng)度要求，因此在升版圖中去掉了20×180×200水平加筋板，每個(gè)煤斗416塊，重2.496t，6個(gè)煤斗共2496塊，重14.976t。這一優(yōu)化，不僅節(jié)約了材料。而且減少了煤斗的焊接量，使煤斗不易積灰。

(4)舊版圖中鋼煤斗30mm厚廂形支撐板與12mm上部方形煤斗壁之間的過渡，原設(shè)計(jì)為100mm緩慢坡形過渡，但是在現(xiàn)場(chǎng)這種整板坡形過渡無(wú)法加工，經(jīng)過和設(shè)計(jì)院多次溝通，查閱了多冊(cè)設(shè)計(jì)手冊(cè)，將坡形過渡長(zhǎng)度修改為50mm。此長(zhǎng)度在現(xiàn)場(chǎng)用半自動(dòng)切割機(jī)即可加工，再稍微打磨修整即可滿足設(shè)計(jì)要求。

(5)在鋼煤斗圖紙中，長(zhǎng)方體+四棱錐結(jié)構(gòu)煤斗相鄰交角的內(nèi)側(cè)為200mm寬直板過渡，考慮到長(zhǎng)方體+四棱錐結(jié)構(gòu)煤斗沒有圓煤斗使煤流動(dòng)性好，4個(gè)棱角容易棚煤。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)各方研究，將四棱角結(jié)構(gòu)煤斗相鄰交角的內(nèi)側(cè)直板改為圓弧形板，圓弧半徑定為250mm，即增加了煤斗的強(qiáng)度及耐磨性，又利于原煤下落，改善了方煤斗的性能。

(6)鋼煤斗制作圖紙中要求鋼煤斗內(nèi)壁(25.5m以下部分)襯3mm厚不銹鋼板，并采用開孔塞焊與鋼煤斗連接，開孔要求為上下間距1000mm，左右間距500mm。而根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，這樣的要求不能使不銹鋼板與鋼內(nèi)壁很好的貼合，本著對(duì)工程、對(duì)業(yè)主負(fù)責(zé)的態(tài)度和業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院溝通后，在作業(yè)指導(dǎo)書中將開孔要求改為各焊點(diǎn)間間距不大于350mm，使兩者貼合密實(shí)、不起鼓，保證了煤斗的質(zhì)量。

通過以上設(shè)計(jì)優(yōu)化，升版圖后每個(gè)煤斗重量由69.697t變?yōu)?3.243t，少用了6.454t，6個(gè)煤斗共少用鋼材38.724t。

2008年11月28日，鋼煤斗吊裝工作安全、順利完成，確保了現(xiàn)場(chǎng)下一工序的進(jìn)行。經(jīng)過精心組織和施工，鋼煤斗制作質(zhì)量工藝大大提高，需檢驗(yàn)焊縫一次合格率為100％。

第4篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

[論文摘要]20世紀(jì)80年代開始，國(guó)外就有較多人力資源專家和企業(yè)培訓(xùn)人員從事培訓(xùn)方面的研究與實(shí)踐，培訓(xùn)無(wú)論對(duì)公司，還是對(duì)個(gè)人都具有十分重要的意義。

對(duì)于企業(yè)而言，培訓(xùn)實(shí)質(zhì)上是一種系統(tǒng)化的智力投資，其作用主要體現(xiàn)在：培訓(xùn)有利于提高企業(yè)員工的整體素質(zhì)，促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展；培訓(xùn)有利于企業(yè)加強(qiáng)自身對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性；培訓(xùn)能夠提高企業(yè)自身改革和創(chuàng)新的能力；培訓(xùn)是企業(yè)吸引人才、培育人才和保留人才的重要手段。對(duì)個(gè)人而言，培訓(xùn)是員工本文從員工培訓(xùn)的概念著手，分析了員工培訓(xùn)需求，探討了企業(yè)員工培訓(xùn)效果評(píng)價(jià)方法設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了企業(yè)員工培訓(xùn)效果評(píng)價(jià)的流程，得出了企業(yè)員工培訓(xùn)改進(jìn)策略，總結(jié)了企業(yè)員工培訓(xùn)效果評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)影響因素，運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，有效為企業(yè)員工培訓(xùn)提供理論依據(jù)。

一、員工培訓(xùn)的概念

培訓(xùn)是企業(yè)有計(jì)劃地實(shí)施有助于提高員工學(xué)習(xí)與工作相關(guān)能力的活動(dòng)。這些能力包括知識(shí)、技能或?qū)ぷ骺?jī)效起關(guān)鍵作用的行為。企業(yè)人力資源培訓(xùn)，則是指企業(yè)根據(jù)自身生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和發(fā)展的需要，為提高企業(yè)員工的素質(zhì)和崗位所需要的知識(shí)、技能及政治理論、規(guī)章制度、法律法規(guī)常識(shí)等而進(jìn)行的各種形式的教育與訓(xùn)練活動(dòng)，從而使企業(yè)員工的工作態(tài)度、工作行為、價(jià)值觀念等有所改變，使他們?cè)诂F(xiàn)在或?qū)?lái)工作崗位上的工作表現(xiàn)達(dá)到組織的要求，并發(fā)揮最大的潛力以提高工作績(jī)效。伴隨著生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的變化和發(fā)展，人們的知識(shí)水平和能力的局限性總要受到實(shí)際工作的挑戰(zhàn)，隨著知識(shí)更新速度的加快，在很多情況下，人們往往難以有效地扮演好各自的職業(yè)角色。為保證自己的企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，始終保持人力資源的優(yōu)勢(shì)，提高經(jīng)營(yíng)管理效益，就必須對(duì)本企業(yè)員工進(jìn)行培訓(xùn)。

二、員工培訓(xùn)需求分析

在企業(yè)培訓(xùn)的過程中，培訓(xùn)需求分析是設(shè)計(jì)培訓(xùn)項(xiàng)目、建立評(píng)估模型的基礎(chǔ)。培訓(xùn)研究表明，企業(yè)組織一般可以從三個(gè)方面進(jìn)行需求分析：組織、工作任務(wù)和個(gè)人。

從組織角度進(jìn)行培訓(xùn)需求分析，通常可以了解實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)需要的技能、企業(yè)人力資源的供需情況、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等情況。

從工作任務(wù)的角度入手，需要確定哪些是重要任務(wù)，哪些是屬于在培訓(xùn)過程中必須加以強(qiáng)調(diào)的知識(shí)、技能和行為方式。

工作分析時(shí)，調(diào)查者必須了解做好一項(xiàng)工作所需要的知識(shí)、技能和能力。知識(shí)一般可分為兩大類：陳述性知識(shí)和程序性知識(shí)。陳述性知識(shí)是關(guān)于事實(shí)的信息：程序性知識(shí)指有關(guān)技能和解決問題過程方面的知識(shí)。技能則指正確自如地做好工作的能力，實(shí)際是一種心理能力，在企業(yè)實(shí)踐過程中，主要與工作績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。能力是指做好工作所必需的認(rèn)知能力。能力的形成是以知識(shí)為基礎(chǔ)的。

在需求分析過程中，分析人員如果已經(jīng)了解到做好工作所需的知識(shí)、技能和能力，了解到工作中包含哪些主要任務(wù)，那么就可以將兩者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行考察，尋求二者之間的內(nèi)在聯(lián)系并據(jù)此進(jìn)行培訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。在實(shí)際情況中，找尋任務(wù)要求和履行任務(wù)所需要的知識(shí)、技能、能力的對(duì)應(yīng)關(guān)系顯得特別有意義。

如果從個(gè)人角度來(lái)進(jìn)行需求評(píng)估的話，分析人員應(yīng)該關(guān)注以下兩個(gè)問題：企業(yè)中誰(shuí)需要培訓(xùn)？他們需要什么樣的培訓(xùn)？企業(yè)中的績(jī)效評(píng)估實(shí)踐及反饋機(jī)制能夠幫助分析人員了解企業(yè)中的哪些員工需要接受培訓(xùn)，需要什么樣的培訓(xùn)。另外還可以從研究員工的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的角度來(lái)了解培訓(xùn)需求。調(diào)查培訓(xùn)需求時(shí)可以采用的方法很多，如觀察法、調(diào)查問卷法、面談法、閱讀技術(shù)手冊(cè)和記錄、訪問專門項(xiàng)目專家等。由于面臨的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，不少公司借鑒競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的培訓(xùn)模式來(lái)制定適合自己工作發(fā)展的培訓(xùn)類型。

三、企業(yè)員工培訓(xùn)效果評(píng)價(jià)的流程優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）整理學(xué)員出勤情況（成績(jī)資料建檔）

統(tǒng)計(jì)出席人員及原因，分析參加者的成績(jī)并通知其主管，對(duì)完成課程的學(xué)員建立資料檔。

（二）分析課程評(píng)估表

對(duì)講師及學(xué)員的評(píng)估意見加以分析，一方面給予講師回饋建議，另一方面作為課程設(shè)計(jì)的改進(jìn)參考。

（三）撰寫課程實(shí)施報(bào)告

對(duì)于課程的規(guī)劃、執(zhí)行方面所發(fā)生的狀況，進(jìn)行整合性的分析與檢討，提出綜合報(bào)告。

（四）訓(xùn)練后訪查學(xué)員

在訓(xùn)練結(jié)束后二周內(nèi)，抽樣訪查參加學(xué)員，追蹤其對(duì)參加訓(xùn)練的印象及可應(yīng)用程度。

（五）應(yīng)用跟蹤

在訓(xùn)練后一周內(nèi)，整理出課程精華摘要，通知各學(xué)員的直屬主管，以利于主管對(duì)學(xué)員受訓(xùn)后的應(yīng)用跟蹤。

（六）召開課程檢討會(huì)議

針對(duì)課程規(guī)劃、執(zhí)行及追蹤相關(guān)人員的意見統(tǒng)計(jì)做全盤檢討，以利于行動(dòng)展開及往后改善。

四、企業(yè)員工培訓(xùn)改進(jìn)策略

企業(yè)員工培訓(xùn)改進(jìn)，就是對(duì)培訓(xùn)工作進(jìn)行追蹤、總結(jié)和改進(jìn)。培訓(xùn)改進(jìn)的流程如下：

（一）追蹤訓(xùn)練后的行動(dòng)計(jì)劃

對(duì)訓(xùn)練時(shí)學(xué)員所承諾的行動(dòng)計(jì)劃，于事后追蹤其執(zhí)行成效，并給予協(xié)助及回饋。

（二）追蹤配合單位改善行動(dòng)

對(duì)訓(xùn)練時(shí)學(xué)員提出改善建議及要求相關(guān)單位配合的行動(dòng)計(jì)劃，加以追蹤并掌握狀況，將有助于管理改善。

（三）抽樣訪查直屬主管

以抽樣方式訪查主管的看法與積極性建議，有助于提升訓(xùn)練質(zhì)量。

（四）對(duì)高階主管的建言

根據(jù)參與訓(xùn)練學(xué)員的態(tài)度及意見，對(duì)上級(jí)單位做出改善建言。

（五）研討資料的整理

對(duì)研討資料進(jìn)行有效整理，并擴(kuò)大流傳范圍，或作為自我學(xué)習(xí)教材，將便于訓(xùn)練效果延伸。

五、企業(yè)員工培訓(xùn)方案評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)影響因素

培訓(xùn)的成效評(píng)估和反饋是不容忽視的。培訓(xùn)的成效評(píng)估一方面是對(duì)學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)，另一方面是對(duì)培訓(xùn)工作的總結(jié)。選擇什么樣的設(shè)計(jì)取決于幾種因素。在大多數(shù)情況下，決定恰當(dāng)設(shè)計(jì)的因素之一是，能不能得到評(píng)價(jià)人力資源開發(fā)培訓(xùn)結(jié)果的合適的數(shù)據(jù)。因素之二是對(duì)工作環(huán)境的現(xiàn)實(shí)考慮。評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)越復(fù)雜，實(shí)施評(píng)價(jià)的成本就越高（有效性就越大）。另外，還要考慮對(duì)照組的獲得、隨機(jī)抽樣的難易程度、消除學(xué)習(xí)之外的其它因素的影響等。如果設(shè)計(jì)不夠理想，那么人力資源開發(fā)的專業(yè)人士在做出選擇時(shí)要掌握好如何平衡的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]熊超群，企業(yè)員工選用、培育與考核實(shí)務(wù)，廣東經(jīng)濟(jì)出版社，2002年4月第1版

[2]郭京生、張立興，人員培訓(xùn)實(shí)務(wù)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002年1月第1版

第5篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：工藝流程 運(yùn)行 優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀

管道運(yùn)輸作為五大運(yùn)輸方式之一，在世界上已經(jīng)有100多年的發(fā)展歷史。目前，就發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，其原油的管輸量占其總輸量的80%，而成品油的長(zhǎng)距離運(yùn)輸也基本實(shí)現(xiàn)了管道化。由此可見，管道在輸油中的起到不可代替的作用。管道輸油是原油或成品油運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，管道在輸油中的作?/p>

目前，世界上原油管道普遍采用的是密閉輸送工藝，也出現(xiàn)了按冷熱原油順序或按原油或成品油順序輸送的工藝；對(duì)高黏性、高凝點(diǎn)的原油采用熱處理、加劑處理工藝。多采用節(jié)能高效的型管道設(shè)備、泵送設(shè)備和加熱設(shè)備。

我國(guó)于1958年建成第一條長(zhǎng)距離輸油管道一新疆克拉瑪依至獨(dú)山子煉油廠輸油管道。隨后，由于我國(guó)各個(gè)地區(qū)油田的相繼開發(fā)和煉油廠的建成投產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國(guó)管道運(yùn)輸業(yè)，尤其是輸油管道，得以迅速的發(fā)展。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前我國(guó)先已經(jīng)掌握了國(guó)際通用的各種先進(jìn)的管輸工藝，例如，加劑輸送、間歇輸送常溫輸送、加熱輸送等。而且，我國(guó)在儲(chǔ)罐的防腐和地埋金屬管領(lǐng)域和原油熱處理，“三高”原油的加熱輸送，以及加劑輸送等方面已達(dá)國(guó)際水平。

二、我國(guó)和發(fā)達(dá)國(guó)家的差距分析

就輸油管道本身的工藝方法而言，我國(guó)與國(guó)外的水平相當(dāng)。但是，在管道輸送的運(yùn)行管理、設(shè)備的高效節(jié)能方面，與發(fā)達(dá)世界上其他先進(jìn)國(guó)家還有不小的差距，尤其在管道運(yùn)行管理方面，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平差距落后近20年。目前，如何擺脫高耗能的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大難點(diǎn)。如何使輸油管道更加的節(jié)能高效，使之向資源節(jié)約型方向發(fā)展，是輸油管道工作的重點(diǎn)。因此，我們必須要進(jìn)行輸油管道的優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)我國(guó)在這方面的差距和不足，應(yīng)該從工藝流程和運(yùn)行兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。

三、工藝流程的優(yōu)化

本文針對(duì)工藝流程，從原油集輸網(wǎng)絡(luò)、管道進(jìn)站和成品油順序輸送、以及管道進(jìn)站工藝流程兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。

1.原油集輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

原油集輸系統(tǒng)的工作流程即：井口收集油井產(chǎn)出液計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站及集中處理站輸送到油庫(kù)。原油集輸系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是一個(gè)巨大的能量耗散系統(tǒng)，因此其優(yōu)化非常復(fù)雜。它的優(yōu)化主要包括兩個(gè)問題，參數(shù)優(yōu)化和拓?fù)洳季謨?yōu)化。參數(shù)優(yōu)化，是指確定管徑、摻水量及其溫度和管網(wǎng)的能耗。把它表達(dá)成非線性優(yōu)化問題，通過確定的目標(biāo)函數(shù)，利用約束條件，求出最優(yōu)解。進(jìn)行拓?fù)洳季謨?yōu)化主要就是在滿足站處理能力的前提下，通過確定站的幾何位置、井與站、站與站之間的連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)管線距離長(zhǎng)度之和最小。

2.管道進(jìn)站工藝流程的優(yōu)化

管道進(jìn)站工藝優(yōu)化，在輸油管道設(shè)計(jì)中也是非常重要，尤其是對(duì)一些較早建成的進(jìn)站管道，由于設(shè)備的老化或功能不能適應(yīng)新的需要，已不能滿足節(jié)能高效的要求而新建的成本又太高，更迫切地需要改造，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在管道進(jìn)站工藝優(yōu)化過程中需要考慮的因素有如下幾個(gè)：

2.1余壓的利用。如果能充分利用進(jìn)站余壓，可以降低能量損耗。

2.2油泵設(shè)置的數(shù)量。在設(shè)置時(shí)要充分考慮站內(nèi)管道、閥門數(shù)量，盡量降低內(nèi)摩阻。

2.3設(shè)備的選用。包括加熱爐、輸油泵組等設(shè)備。在選用時(shí)，盡量選用節(jié)能效率高的設(shè)備。在對(duì)已有的工程進(jìn)行改造時(shí)，對(duì)因老化，腐蝕等原因造成或本身已不能滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，要更換。

2.4油品進(jìn)出油罐時(shí)，要封閉，這樣不會(huì)因?yàn)橛推泛粑鼡p耗，避免浪費(fèi)能源，又污染環(huán)境。

3.成品油順序輸送的優(yōu)化

輸送順序的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是在保證輸送安全并完成輸送任務(wù)的前提下，將投資及運(yùn)行成本降到最低。要根據(jù)成品油管道輸送的不同特點(diǎn)，依據(jù)據(jù)最優(yōu)化理論，在全面慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化，從而建立優(yōu)化模型，求出最優(yōu)解。輸送順序優(yōu)化的關(guān)鍵問題是確定最優(yōu)循環(huán)次數(shù)。一般情況下，是通過不同油的物理和化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定輸送順序，達(dá)到減少混油損失的目的。以一年內(nèi)完成的循環(huán)周期數(shù)作為循環(huán)次數(shù)，那么，循環(huán)次數(shù)的越少，即表示每一種油品的一次輸送量越大，同時(shí)混油損失越少。但是另一方面，油品的供與求通常是均衡，由于各種油每天都會(huì)消費(fèi)，因此管道輸送都是間歇性輸送。要想降低循環(huán)次數(shù)越少，就要在輸油管道的沿線建造儲(chǔ)罐區(qū)平衡生產(chǎn)、消費(fèi)和輸送，而油罐區(qū)的建設(shè)和經(jīng)營(yíng)也會(huì)造成費(fèi)用的增加。因此，要綜合考慮油罐區(qū)的成本和混油的損失這兩個(gè)因素才能實(shí)現(xiàn)輸送順序的優(yōu)化。

以慶鐵輸油管道泵站的工藝流程改造為例，改造之后，每年節(jié)電 ，節(jié)省燃料油 ，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

四、運(yùn)行的優(yōu)化

對(duì)運(yùn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)，要通過建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算。所建立的數(shù)學(xué)模型以最終總耗能最小或相同條件下，經(jīng)濟(jì)效益最大為目標(biāo)函數(shù)。

1.參數(shù)的選擇

管道直徑、管道及站間長(zhǎng)度，管線輸送油品物性及輸油任務(wù)量，泵組、爐子的效率，管道及設(shè)備的內(nèi)摩阻，燃料油價(jià)格等作為已知參數(shù)；管道沿線沿線地溫變化等地理因素也作為已知參數(shù)輸入模型。

各泵站的開泵方案，各加熱爐、熱站的啟停及其匹配方式，油品進(jìn)出站的溫度等作為未知參數(shù)輸入。

2.約束條件的選擇

將輸送工藝、允許的出站最高油溫和出站壓力、進(jìn)站最低壓力和進(jìn)站油溫、管道最大承壓力、泵的最大量程、加熱爐的最大負(fù)荷等因素作為約束條件。

3.建立目標(biāo)函數(shù)，求最優(yōu)解

由于每個(gè)項(xiàng)目所考慮的因素不同，約束條件的選擇也不同，因此建立的模型也會(huì)有一些差別，計(jì)算方法也有所差別。但所求的解都可以實(shí)現(xiàn)消耗的最低或經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

以2001年7月份對(duì)長(zhǎng)吉線優(yōu)化為例，目前，長(zhǎng)吉線全年額定輸量 左右，日輸量 。優(yōu)化并運(yùn)行后與實(shí)際的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行相比，全年可節(jié)省 元，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

五、結(jié)語(yǔ)

提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，是我們?nèi)鐣?huì)的共同責(zé)任，對(duì)輸油管道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，任長(zhǎng)而道遠(yuǎn)。希望廣大工作者繼續(xù)探索，把我國(guó)帶入世界領(lǐng)先水平。

參考文獻(xiàn)

[1]吳長(zhǎng)春 李東風(fēng). 秦京管道穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運(yùn)行方案的分析與確定. 油氣儲(chǔ)運(yùn)，2002.

[2]王鐵成 李忠偉. 慶鐵輸油管道泵站工藝流程改造.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2002.

[3]孟振虎 忠 馬平.輸油管道優(yōu)化運(yùn)行實(shí)用分析.油氣儲(chǔ)運(yùn)，2002.

第6篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：超低滲透；標(biāo)準(zhǔn)化井場(chǎng)；安全環(huán)保

超低滲透油田近年來(lái)成為長(zhǎng)慶油田發(fā)展的重點(diǎn)，今年一月，長(zhǎng)慶油田的“5000萬(wàn)噸特低滲透——致密油氣田勘探開發(fā)與重大理論技術(shù)創(chuàng)新”這一研究課題獲得了二一五年度的國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，所以，在接下來(lái)的一段時(shí)間，長(zhǎng)慶油田將以此為跳板，對(duì)超低滲透油田的井場(chǎng)設(shè)施的優(yōu)化進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以求降低油田開發(fā)的成本，更好的提高石油的產(chǎn)率，為我國(guó)石油企業(yè)的發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。

1超低滲油田的相關(guān)介紹

低滲透的油田根據(jù)滲透率主要分為三類，平均滲透率在（10.1～50）×10-3μm2范圍內(nèi)的油田稱為低滲透油田，而平均滲透率在（1.1～10.0）×10-3μm2之間油田稱為特低滲透油田，而平均滲透率在（0.1～1.0）×10-3μm2之間的成為超低滲透油田，這種油田的豐度和滲透度都很低，一般情況下，是不會(huì)進(jìn)行開發(fā)的，但是，由于我國(guó)超低滲透油田的范圍比較廣，且很多油田的原油性質(zhì)比較好，油層也非常厚，如果開發(fā)和利用的得當(dāng)，是比較有價(jià)值的，還能為我國(guó)的石油開采做出突出的貢獻(xiàn)。長(zhǎng)慶油田近年來(lái)對(duì)超低滲透油田的研究很深入，并取得了一些突出的成果，目前，井場(chǎng)的設(shè)施問題成為制約油田發(fā)展的重要因素，我們要采取相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)井場(chǎng)的建設(shè)。

2我國(guó)超低滲透油田井場(chǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀

超低滲透油田的井場(chǎng)建設(shè)十分重要，從安全環(huán)保的角度上說(shuō)，井場(chǎng)的建設(shè)需要有相應(yīng)的雨水收集和處理系統(tǒng)，由于油田的油污比較多，如果不處理好雨水的問題，很容易把油污通過雨水帶出，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了很大的污染。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)環(huán)保事業(yè)的重視程度越來(lái)越高，所以，長(zhǎng)慶油田對(duì)井場(chǎng)的安全環(huán)保設(shè)施做出了極大的改善，但是，仍舊存在三個(gè)方面的問題，首先，長(zhǎng)慶油田的黃土土質(zhì)較軟，容易造成地基的崩塌；其次，油污容易隨雨水下滲，影響土質(zhì)；最后，暴雨后進(jìn)行雨水的收集，由于蒸發(fā)池的容積有限，容易造成坍塌。其次，從投資角度上說(shuō)，井場(chǎng)的設(shè)施是油田投資的大頭，而其中井場(chǎng)的巡井房和圍墻是重中之重，我們要加大對(duì)井場(chǎng)設(shè)施的投資，一方面，可以提高石油開采的效率，強(qiáng)化硬件設(shè)施的建設(shè)，另一方面，可以加強(qiáng)油田的安全運(yùn)行。目前，長(zhǎng)慶油田的井場(chǎng)建設(shè)水平較高，已經(jīng)具備很好的開發(fā)條件，但是，在一些小的方面還有可以優(yōu)化的地方，我們將采取有效的措施，提高井場(chǎng)設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，為長(zhǎng)慶油田的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3井場(chǎng)設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施

針對(duì)目前井場(chǎng)設(shè)施存在的問題，我們要在圍墻、環(huán)保和雨水的收集等方面做好充分的工作，優(yōu)化整體設(shè)計(jì)，不斷加強(qiáng)油田的建設(shè)。

3.1圍墻的簡(jiǎn)化工作

圍墻的建設(shè)是油田井場(chǎng)設(shè)施建設(shè)中的重中之重，也是投資比例較大的一塊。目前，我們采取有效措施著力降低成本，主要是通過將原來(lái)磚砌的圍墻換成了土筑的防護(hù)堤，這樣，從選材上大大降低了成本，同時(shí)，高度也得到了優(yōu)化，并且，使用土筑的防護(hù)堤也能達(dá)到含油污的水源不會(huì)流出井場(chǎng)的目的。

3.2含油污水池的建設(shè)

含油污水的收集是油田井場(chǎng)的重點(diǎn)工作，以往，我們主要使用的是雨水的蒸發(fā)池，其建造成本比較高，目前，我們采取了取消雨水蒸發(fā)池的優(yōu)化方案，采取分流的途徑，大大減少了含油污水池的容量，從而使油田的建設(shè)有所降低，同時(shí)，也規(guī)避了雨水蒸發(fā)池產(chǎn)生的一些問題。

3.3設(shè)置集水溝

集水溝的主要目的是收集潔凈的雨水，一些相對(duì)安全區(qū)域的雨水能夠自然的流入集水溝，我們可以利用這部分的雨水對(duì)油田周邊的植被進(jìn)行灌溉，節(jié)約了灌溉用水，對(duì)周邊環(huán)境的建設(shè)也有非常好的作用。

3.4設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，視頻的監(jiān)控系統(tǒng)走入了各行各業(yè)，同時(shí)，在長(zhǎng)慶油田中也有了廣泛的應(yīng)用，我們利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效的對(duì)油田的工作情況進(jìn)行全面的動(dòng)態(tài)了解，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并做出處理，同時(shí)，可以采用這個(gè)系統(tǒng)對(duì)員工的工作進(jìn)行監(jiān)督，提高他們的工作效率。

4結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)慶油田的井場(chǎng)設(shè)施得到了充分的優(yōu)化，并在使用過程中的效果非常令人滿意，我們將繼續(xù)對(duì)相關(guān)的設(shè)施進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，保證整個(gè)油田的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，我們?cè)谟吞镩_采的過程中，因?yàn)槭褪歉呶廴镜男袠I(yè)，所以要充分的考慮到環(huán)境的問題，為我國(guó)的生態(tài)建設(shè)保駕護(hù)航，同時(shí)為石油企業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊成.長(zhǎng)慶油田超低滲透油藏開發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油化工應(yīng)用,2009,02:30-35.

[2]習(xí)琦,田景隆,陳述治,尚進(jìn).長(zhǎng)慶油田地面建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2013,01:8-11+33+59.

第7篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

1.1以動(dòng)力性為主要匹配的優(yōu)化目標(biāo)。動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配是汽車整車設(shè)計(jì)和開發(fā)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)主要是根據(jù)人們對(duì)整車使用時(shí)的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求和減少尾氣排放的設(shè)計(jì)要求相結(jié)合，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)部件進(jìn)行選型和參數(shù)確定的一個(gè)過程，此以動(dòng)力性為主要匹配的過程的實(shí)現(xiàn)主要由電機(jī)、電池和變速器構(gòu)成整車的能源動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)主要是以動(dòng)力性作為整車參數(shù)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，這種參數(shù)設(shè)計(jì)的方式通常是根據(jù)整車的最高車速、加速時(shí)間以及爬坡度等動(dòng)力性能指標(biāo)要求，通過實(shí)驗(yàn)得到相應(yīng)的參數(shù)然后進(jìn)行分析計(jì)算，完成對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵特征參數(shù)的確定。通過這種方式確定的汽車動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)較為籠統(tǒng)，沒有更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑俜治鲞^程，因此在汽車使用過程中的動(dòng)力系統(tǒng)容易出現(xiàn)眾多弊端。由于此傳統(tǒng)方法的計(jì)算設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，導(dǎo)致了汽車在使用過程中整體耗能的增加，同時(shí)也加大了對(duì)大氣的污染程度，因此，只有通過改變或優(yōu)化較少的部件參數(shù)，才能夠達(dá)到滿足整車動(dòng)力性需求的目的。只有在對(duì)以動(dòng)力性為主要參數(shù)的汽車動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，通過功率平衡的方式計(jì)算得出汽車動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，并將其應(yīng)用到汽車動(dòng)力系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合采用原五檔變速器中的一個(gè)檔位作為車輛變速器速比的結(jié)論，才能夠更好的實(shí)現(xiàn)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的低耗能和低排放的目標(biāo)。

1.2以經(jīng)濟(jì)性為主要目標(biāo)參數(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。以動(dòng)力性為目標(biāo)的動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配能夠滿足基本的動(dòng)力性能要求，但是對(duì)汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的需求，處理要滿足動(dòng)力性的要求外還需要滿足人們對(duì)汽車日益增長(zhǎng)的需求的要求，[1]因此，整車系統(tǒng)的運(yùn)行效率以及續(xù)駛里程和能耗表現(xiàn)也是汽車動(dòng)力系統(tǒng)所不容忽視的重要性能指標(biāo)，要保證汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)滿足整體的綜合性需求，就需要加強(qiáng)以經(jīng)濟(jì)性為主要目標(biāo)參數(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，進(jìn)而才能夠?qū)崿F(xiàn)汽車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的要求。汽車動(dòng)力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性及節(jié)能潛力主要是由整車動(dòng)力系統(tǒng)部件參數(shù)的不同組合基本來(lái)決定的，因而在計(jì)算設(shè)計(jì)汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配過程中，應(yīng)將整車經(jīng)濟(jì)性作為一個(gè)重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)以整車經(jīng)濟(jì)性作為主要參數(shù)目標(biāo)就需要做到，以經(jīng)濟(jì)循環(huán)耗電百分比作為目標(biāo)函數(shù)，以動(dòng)力性能為約束條件對(duì)傳動(dòng)系速比進(jìn)行了區(qū)間優(yōu)化，經(jīng)過對(duì)各參數(shù)所占的權(quán)重進(jìn)行綜合分析，可以計(jì)算求得速比參數(shù)的最大可行區(qū)間而不是固定點(diǎn)，在此優(yōu)化可動(dòng)區(qū)間內(nèi)進(jìn)行靈活取值，從而可以做到根據(jù)不同地區(qū)實(shí)際使用的狀況來(lái)確定需要的參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1.3從整車需求角度進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)的綜合優(yōu)化。從汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的性能需求角度進(jìn)行汽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)的綜合匹配設(shè)計(jì)和優(yōu)化，是保證汽車動(dòng)力系統(tǒng)整體發(fā)展趨勢(shì)的主要手段和技術(shù)措施，只有同時(shí)實(shí)現(xiàn)汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的性能需求，才能夠在提高整車性能尤其是節(jié)能潛力的同時(shí)提高汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。雖然可能會(huì)帶來(lái)設(shè)計(jì)成本的增加，但是相比于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的增加，和滿足人們對(duì)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的要求后的需求量的增加，兩種性能參數(shù)的優(yōu)化，可以更進(jìn)一步的促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。在分別進(jìn)行完汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)中的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性性能參數(shù)的優(yōu)化，只要再?gòu)恼囆枨蠼嵌葘?duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行綜合的優(yōu)化，才能夠在經(jīng)過仿真實(shí)驗(yàn)后對(duì)個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析確定仿真結(jié)果，仿真結(jié)果表明優(yōu)化后的整車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性均較優(yōu)化前有了一定的提升。仿真實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行主要是在動(dòng)力系統(tǒng)部件特性試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的綜合性能指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，對(duì)汽車整體動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件進(jìn)行了優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的綜合優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而可以更好的滿足汽車行業(yè)發(fā)展對(duì)汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的綜合需求。

2汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。汽車動(dòng)力系統(tǒng)的整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性在很大程度上取決于動(dòng)力系統(tǒng)零部件的選型和參數(shù)匹配，汽車傳動(dòng)系統(tǒng)是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的主要零部件，也是汽車動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的主要結(jié)構(gòu)組成，只有保證汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化性，才能夠更好的實(shí)現(xiàn)汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化。汽車傳動(dòng)系統(tǒng)作為汽車的關(guān)鍵構(gòu)成部件，對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)的影響也是很大的，其中主減速比和變速器減速比是傳動(dòng)系統(tǒng)最重要的參數(shù)，也是動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配的重要對(duì)象之一，[2]只有保證汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)中的主減速比和變速器減速比同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)最優(yōu)，才能夠有更多的可能保證汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最優(yōu)。如果傳動(dòng)比設(shè)置得太大，車輛無(wú)法達(dá)到較高的行駛車速，傳動(dòng)比設(shè)置得太小的話，車輛爬坡、加速、超車等性能都會(huì)大打折扣，此時(shí)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的耗能處于最大點(diǎn)?？傊?，想要保證汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，就必須保證汽車傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2汽車電機(jī)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)是汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)的主要功能裝置，只有保證電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化才能夠確保汽車在使用過程中供能的不間斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車使用過程中的高效率和低耗能相結(jié)合的目標(biāo)。通常情況下，可以選擇恰當(dāng)?shù)倪x擇電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和車輛的最高行駛車速相對(duì)應(yīng)，這樣既可以保證汽車動(dòng)力系統(tǒng)可以以最高車速行駛時(shí)所對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)狀態(tài)一定是在額定功率情況下運(yùn)行，也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的電機(jī)系統(tǒng)熱平衡管理，進(jìn)而能夠確保汽車整體動(dòng)力系統(tǒng)持續(xù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.3汽車動(dòng)力系統(tǒng)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于電機(jī)系統(tǒng)是為汽車動(dòng)力系統(tǒng)功功能的主要結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)該在確保電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的情況下，保證對(duì)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能夠更好將汽車系統(tǒng)中電池傳輸過來(lái)的電能轉(zhuǎn)化為汽車運(yùn)行所需的驅(qū)動(dòng)能量。汽車動(dòng)力系統(tǒng)中的電機(jī)系統(tǒng)主要是在車輛行駛過程中發(fā)揮主要功能的，而汽車行駛又是一個(gè)復(fù)雜的多工況的過程，對(duì)電機(jī)的要求也有其獨(dú)特的地方，其對(duì)電機(jī)的主要要求時(shí)在行駛過程中要求電機(jī)系統(tǒng)可以提高持續(xù)性的較大輸出功率，由于車輛內(nèi)部空間的限制，電動(dòng)機(jī)的外型尺寸應(yīng)當(dāng)盡可能小，因此這就需要對(duì)傳統(tǒng)的電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，只有在高效率的優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，才能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)外型和輸出功率同時(shí)滿足的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)汽車行駛的高功能需求。

第8篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

往復(fù)式葡萄藤切割器的能耗為J0=N+Pf(1)式中N—往復(fù)式葡萄藤切割器的功耗;Pf—往復(fù)式葡萄藤切割器的阻耗。

2優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

以往復(fù)式葡萄藤切割器工作行程的功耗和阻耗最小為目標(biāo)函數(shù)，建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。2．1選取設(shè)計(jì)變量選取割刀曲柄轉(zhuǎn)速n、割刀曲柄半徑r、切割器行程s、機(jī)器的前進(jìn)速度vm、機(jī)器的割幅B為設(shè)計(jì)變量，設(shè)X=［x1，x2，x3，x4，x5］T=［n，r，s，vm，B］T(7)2．2建立目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)為minF()X=x4x5Lo102+Nk+kx1x225x3×10－[]4(8)2．3確定約束函數(shù)根據(jù)需要滿足的約束條件建立約束函數(shù)為其中，g1()X、g2()X保證割刀曲柄轉(zhuǎn)速在設(shè)計(jì)的要求范圍內(nèi);g3()X、g4()X表示割刀曲柄半徑在最大和最小值之間;g5()X、g6()X保證切割器行程在許用范圍之內(nèi);g7()X、g8()X表示機(jī)器前進(jìn)速度的取值范圍;g9()X、g10()X保證機(jī)器割幅在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。

3優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)果

設(shè)計(jì)變量賦初值為:X=［x1，x2，x3，x4，x5］T=［n，r，s，vm，B］T=［500，1400，76，1，1．4］T;已知條件為:Lo=250N·m/m2，Nk=0．8kW，K=120N/m·s－1，nmax=1000r/min，nmin=320r/min，rmax=200mm，rmin=100mm，smax=152．4mm，smin=50mm，vmmax=6km/h=1．667m/s，vmmin=3．5km/h=0．972m/s，Bmax=1．8m，Bmin=1．1m。優(yōu)化計(jì)算并取整得出最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果為:割刀曲柄轉(zhuǎn)速n=320r/min、割刀曲柄半徑r=50mm、切割器行程s=100mm、機(jī)器前進(jìn)速度vm=0．9m/s、機(jī)器割幅B=1．1m。

4試驗(yàn)分析

設(shè)計(jì)制造葡萄藤修剪機(jī)樣機(jī)進(jìn)行田間試驗(yàn)，動(dòng)力輸出拖拉機(jī)14．6kW，后軸輸出，采用后三點(diǎn)懸掛。連桿越長(zhǎng)，整體機(jī)架越大，為了使機(jī)架簡(jiǎn)單緊湊，連桿選取320mm。試驗(yàn)結(jié)果表明，動(dòng)力機(jī)械的前進(jìn)速度對(duì)修剪的效果至關(guān)重要。設(shè)動(dòng)力機(jī)械的前進(jìn)速度為x，修剪效果不良率為y。修剪效果不良分為割茬不平齊、破碎、撕裂，修剪效果不良率y等于修剪不良的面積除以總體的修剪面積。在不同的動(dòng)力機(jī)械前進(jìn)速度下，修剪效果不良率如圖3所示。結(jié)果表明，修剪效果不良率隨著動(dòng)力機(jī)械前進(jìn)速度的增大而增大。當(dāng)前進(jìn)速度小于0．9m/s時(shí)，修剪效果不良率增加幅度不太明顯;當(dāng)前進(jìn)速度大于0．9m/s時(shí)，修剪效果不良率急劇增加。這表明，前進(jìn)速度0．9m/s是動(dòng)力機(jī)械前進(jìn)速度對(duì)修剪效果不良率影響的分界點(diǎn)。動(dòng)力機(jī)械前進(jìn)速度越小，修剪效果不良率越低，修剪的作業(yè)效率也隨之越低。因此，綜合考慮，選擇動(dòng)力機(jī)械前進(jìn)速度為0．9m/s。

5結(jié)語(yǔ)

第9篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)范文

金屬夾層板在沖擊載荷作用下，夾層板的夾芯結(jié)構(gòu)可能發(fā)生彈性屈曲，彈塑性屈曲及塑性屈曲，同時(shí)也伴隨著夾層板自身的彎曲和拉伸，要從理論上精確地分析夾層板的力學(xué)性能是相當(dāng)困難的。因此，掌握夾芯結(jié)構(gòu)的變形機(jī)理尤為重要，不僅有助于對(duì)問題實(shí)質(zhì)的把握，而且對(duì)夾層板結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)能起到很好的指導(dǎo)作用。如圖1a所示，多面體夾芯體胞的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)主要包括夾芯體胞底面邊長(zhǎng)b1L、b2L，頂面t1L、t2L，夾芯體胞高h(yuǎn)，多面體夾芯體胞按一定規(guī)律陣列后，可得多面體夾芯結(jié)構(gòu)，特征參數(shù)如圖1b所示，包括夾芯體胞間距dL，芯層板長(zhǎng)度L、寬度M、板厚t。選擇不同的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)獲得不同結(jié)構(gòu)特征夾芯體胞，導(dǎo)致多面體夾芯結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度、抗失穩(wěn)能力等性能也不相同。不同性能特性的夾芯體胞雖然結(jié)構(gòu)特征參數(shù)不同，但其都是由最簡(jiǎn)單的夾芯體胞基元結(jié)構(gòu)變形演化而來(lái)，如圖2所示為夾芯體胞基元結(jié)構(gòu)。多面體夾芯體胞的結(jié)構(gòu)變形主要包括相似變換和切邊操作兩種基本結(jié)構(gòu)變形方式，兩種基本結(jié)構(gòu)變形方式也可以同時(shí)進(jìn)行，構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)變形方式。將基元結(jié)構(gòu)按照不同的相似比和切邊比進(jìn)行變形可以獲得結(jié)構(gòu)形式不同的夾芯體胞，實(shí)現(xiàn)夾芯體胞的結(jié)構(gòu)變形。本文對(duì)相似變換和切邊操作兩種基本結(jié)構(gòu)變形方式分別進(jìn)行討論。1.1相似變換多面體夾芯體胞是以正三角形作為體胞基元，通過將夾芯體胞基元邊長(zhǎng)bL放大或縮小，形成新的夾芯體胞，實(shí)現(xiàn)夾芯體胞基元的相似變換。定義夾芯體胞基元邊長(zhǎng)bL和變換后新的夾芯體胞邊長(zhǎng)sL的比為相似比，當(dāng)1時(shí)，sbLL，則sbLL(1)當(dāng)相似比1時(shí)，如圖3a所示，夾芯體胞基元AOB、EOF、MON以各自質(zhì)心為中心，經(jīng)過放大相似操作得到111ABC、111DEF、111LMN。由于夾芯體胞基元AOB、EOF、MON被放大，從而形成交叉重疊區(qū)域111CDL。通過計(jì)算可求得各邊邊長(zhǎng)111111=(1)bCDDLLCL(2)當(dāng)相似比01時(shí)，如圖3b所示，夾芯體胞基元AOB、EOF、MON以各自質(zhì)心為中心，經(jīng)過縮小相似操作得到111ABC、111DEF、111LMN。夾芯體胞基元AOB、EOF、MON被縮小，因此無(wú)重疊區(qū)域形成，分別連接11CD、11DL、11LC，計(jì)算可得111111=(1)bCDDLLCL1.2切邊操作通過截去夾芯體胞基元邊cL長(zhǎng)度，形成新的夾芯體胞，實(shí)現(xiàn)夾芯體胞基元的切邊操作。定義經(jīng)相似變換后的夾芯體胞基元邊長(zhǎng)sL和截取的夾芯體胞基元邊長(zhǎng)cL的比為切邊比，則ccsbLLLL(2)夾芯體胞基元AOB、EOF、MON的邊各截去cL長(zhǎng)度，連接22CD、12DL、11LC得到閉合區(qū)域121212CCDDLL。夾芯體胞基元AOB、EOF、MON切邊后得六邊形區(qū)域122121AABBCC/122121DDEEFF/122112LLNNMM，如圖4所示。1.3復(fù)合變換通過對(duì)夾芯體胞基元同時(shí)實(shí)施相似變換和切邊操作，實(shí)現(xiàn)夾芯體胞基元的復(fù)合變形，形成具有復(fù)雜構(gòu)型的夾芯體胞。如圖5a所示，夾芯體胞基元底面AOB、EOF、MON以各自質(zhì)心為中心，取相似比1，進(jìn)行放大相似操作，生成封閉區(qū)域111ABC、111DEF、111LMN。在111ABC、111DEF、111LMN上從頂點(diǎn)開始，取切邊比，進(jìn)行切邊操作，得到六邊形封閉區(qū)域233223AACCBB/233232DDEEFF/233223LLNNMM，該封閉區(qū)域作為多面體夾芯體胞的底面。連接23LC、23CD、23DL得到六邊形232323CCLLDD，該區(qū)域作為多面體夾芯體胞的頂面，可得體胞頂面底面邊長(zhǎng)為取相似比01，切邊比，同樣獲得六邊形夾體胞底面233223AACCBB/233232DDEEFF/233223LLNNMM，連接23LC、23CD、23DL得到六邊形夾芯體胞頂面232323CCLLDD，各邊邊長(zhǎng)與上述相同，則夾芯體胞如圖5b所示。bLcLOsL1AA2BB1EE1F2MMF1NN2A1B2E2F1M2N3B3A3E3F3N3M1C1D1L2L3L2C3C2D3D(a)1bLsLOcL1AA2BB1EE1F2MMF1NN2A1B2E2F1M2N3B3A3F3N3M3E1L2L3L1C3C2C2D1D3D(b)01圖5復(fù)合變換1.4陣列變換在LM的平面上，將邊長(zhǎng)為bL的多面體夾芯基元相互連接排布，同時(shí)對(duì)多個(gè)基元做復(fù)合變換，由此實(shí)現(xiàn)夾芯體胞的陣列操作，從而生成多面體夾芯結(jié)構(gòu)。由圖6可知，夾芯體胞之間的距離為dbLL，基元邊長(zhǎng)越小，體胞分布越密，體胞基元邊長(zhǎng)的大小直接決定了體胞的分布密度。因此定義平面面積與基元三角形的面積為體胞分布密度。綜上所述，多面體夾芯結(jié)構(gòu)的底面邊長(zhǎng)，頂面邊長(zhǎng)及體胞間距等特征參數(shù)都可以通過相似比、切邊比、基元邊長(zhǎng)來(lái)表征。夾芯體胞基元通過相似變換、切邊操作和復(fù)合變換可得多種不同的夾芯體胞基元，隨著相似比、切邊比、基元邊長(zhǎng)bL的變化，多面體體胞的頂面和底面形狀及在平板上的分布情況也隨之變化。根據(jù)體胞頂面頂點(diǎn)個(gè)數(shù)m和底面頂點(diǎn)個(gè)數(shù)n，將夾芯體胞定義為mnTB型夾芯體胞。例如，將頂面頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為3，底面頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為3的多面體體胞定義為33TB型體胞，同理還可定義13TB型體胞、36TB型體胞和66TB型體胞，當(dāng)頂面形狀與底面形狀相同時(shí)即形成棱柱型體胞，常見的幾種夾芯體胞如表1所示。當(dāng)2323332322=23DLLCCDNLNMLM，即=1/(23)時(shí)，體胞結(jié)構(gòu)為型或型棱柱，其中，=0即=0.5時(shí)體胞為型棱柱；0.5時(shí)為型棱柱。當(dāng)1時(shí)，體胞經(jīng)相似變換后，若所切邊長(zhǎng)=LcsbLL即=1/(1)，體胞結(jié)構(gòu)為63TB型體胞。因?yàn)轶w胞各邊長(zhǎng)非負(fù)，所以可得相似比與切邊比的取值范圍為：0.52，00.5。因此，體胞結(jié)構(gòu)的變化曲線如圖7所示。

2Kriging近似模型方法

多面體夾芯結(jié)構(gòu)的碰撞過程是一個(gè)多重非線性的動(dòng)態(tài)過程，直接對(duì)其優(yōu)化設(shè)計(jì)需要耗費(fèi)大量的計(jì)算成本。利用Kriging近似模型技術(shù)不僅可以描述多重非線性過程，還可以降低計(jì)算成本，提高優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率。Kriging近似模型由全局模型與局部偏差迭加而成，其數(shù)學(xué)表達(dá)公式y(tǒng)(x)f(x)Z(x)(4)式中，y(x)為未知樣本點(diǎn)的響應(yīng)近似模；f(x)為已知的多項(xiàng)式函數(shù)，表示了設(shè)計(jì)空間的全局近似函數(shù)；Z(x)是均值為零、方差為2的正態(tài)分布的高斯靜態(tài)過程，是對(duì)f(x)的偏離插值補(bǔ)償。Z(x)的協(xié)方差矩陣表示為2covijijZx,ZxRx,xR(5)式中，R為NN維對(duì)稱正定矩陣，N表示樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)；ijRx,x為兩個(gè)樣本點(diǎn)ix與jx的相關(guān)函數(shù)，由使用者給定。相關(guān)函數(shù)ijRx,x有指數(shù)函數(shù)、高斯函數(shù)、立方樣條函數(shù)等多種表達(dá)形式，本文選用高斯相關(guān)函數(shù)21expdvnijijkkkkRx,xxx(6)式中，dvn為設(shè)計(jì)變量個(gè)數(shù)；k為擬合模型的待定相關(guān)系數(shù)；ijkkxx為兩個(gè)樣本點(diǎn)ix與jx之間的距離，ikx表示第i個(gè)試驗(yàn)方案的第k個(gè)設(shè)計(jì)變量。選定樣本點(diǎn)的相關(guān)函數(shù)后，Kriging模型在未知樣本點(diǎn)的預(yù)測(cè)估計(jì)y(x)為T1()()()yxxrRyf(7)式中，Tr(x)為預(yù)測(cè)變量x與N個(gè)樣本點(diǎn)之間的相關(guān)矢量；y為長(zhǎng)度為N的列矢量，表示各已知樣本點(diǎn)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值；f為長(zhǎng)度為N的單位列矢量。的數(shù)學(xué)表達(dá)式為T12()()()()NrxRx,x,Rx,x,,Rx,x(8)1T1T1fRffRy(9)近似模型的方差估計(jì)值T12NyyRyf(10)上述式中高斯相關(guān)參數(shù)k可通過求解下式得到其最大似然估計(jì)值2max()2s.t.0nNlnlnRR(11)式中，()為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)的累積分布函數(shù)。當(dāng)k求出后，通過式(8)可得到預(yù)測(cè)變量x與樣本點(diǎn)之間的相關(guān)矢量，然后再通過式(7)即可完成Kriging近似模型的構(gòu)建。以Kriging近似模型替代真實(shí)模型，因此其精確程度顯得非常重要。通過檢驗(yàn)設(shè)計(jì)空間任意樣本點(diǎn)的相對(duì)誤差來(lái)驗(yàn)證模型精度，其表達(dá)式為()()0()0RE0.01()0()fxfxfxfxfx(12)式中，RE為未知樣本點(diǎn)的有限元仿真計(jì)算值與Kriging近似模型結(jié)算結(jié)果的相對(duì)誤差，f(x)為未知樣本點(diǎn)的有限元仿真計(jì)算值，()fx為未知樣本點(diǎn)的Kriging模型計(jì)算結(jié)果。

3多面體夾芯結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)

多面體夾芯結(jié)構(gòu)與同等厚度的實(shí)心鋼板相比，具有抗橫向剪切能力強(qiáng)、等效剛度高、比吸能大等特點(diǎn)。將多面體夾芯結(jié)構(gòu)作為吸能結(jié)構(gòu)填充到汽車車廂底板及后備箱墊板等結(jié)構(gòu)中，當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，吸能結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形，吸收碰撞產(chǎn)生的動(dòng)能，從而減少傳遞到車內(nèi)乘客的沖擊與碰撞力。吸能結(jié)構(gòu)的抗撞性直接決定了汽車的安全性，因此如何提高吸能結(jié)構(gòu)的抗撞性是汽車安全性設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。本文根據(jù)車輛撞擊過程，對(duì)多面體夾芯結(jié)構(gòu)的抗撞性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.1多面體夾芯結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化建模取多面體夾芯結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)為303mm，寬為255mm，夾芯結(jié)構(gòu)板厚為1mm。在文獻(xiàn)[5]中，Tokura指出，多面體夾芯結(jié)構(gòu)在x、y、z方向上的吸收的能量不可能同時(shí)達(dá)到最大，而且x方向的吸能特性最好，因此優(yōu)化時(shí)選取x向建立撞擊模型。以質(zhì)量為100kg的平面剛體來(lái)模擬撞擊,根據(jù)汽車碰撞安全性標(biāo)準(zhǔn)，撞擊速度取20m/s[11]，多面體夾芯結(jié)構(gòu)的另一端固定支撐，因此多面體夾芯結(jié)構(gòu)的碰撞模型如圖8所示。多面體夾芯結(jié)構(gòu)的材料采用高強(qiáng)度鋼DP600，其材料特性如表2所示。采用邊長(zhǎng)為3mm的四邊形殼單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，多面體夾芯結(jié)構(gòu)有限元分析模型如所圖9所示。常用于評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)的抗撞性指標(biāo)，主要包括：比吸能(Specificenergyabsorption,SEA)和最大撞擊力maxF。比吸能是結(jié)構(gòu)在碰撞過程中單位質(zhì)量所吸收的能量，它表征了結(jié)構(gòu)在能量吸收中的利用率[12]，其表達(dá)式為SEAEm(13)式中，E為結(jié)構(gòu)吸收的總能量即熱力學(xué)能，m為結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。最大撞擊力是結(jié)構(gòu)在變形過程中所受的最大撞擊力，一般出現(xiàn)在變形初始階段[13]。結(jié)構(gòu)的抗撞性設(shè)計(jì)一般要求結(jié)構(gòu)吸收的沖擊能量盡可能大，經(jīng)結(jié)構(gòu)傳遞過來(lái)的撞擊力盡可能小，且低于安全界限，所以本文以多面體夾芯結(jié)構(gòu)的相似比、切邊比ξ、體胞高度h和胞間距離bL為設(shè)計(jì)變量，最大撞擊力為設(shè)計(jì)約束，比吸能SEA的最大化為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)多面體夾層板展開抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)，數(shù)學(xué)模型如下。maxmaxSEAs.t.70kN0.81.00.100.354065mm1530mmbbbf,,L,hF,,L,hLh(14)3.2多面體夾芯結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化方法本文采用Kriging近似模型技術(shù)求得比吸能SEA和最大撞擊力的近似計(jì)模型，通過遺傳算法求得抗撞性最優(yōu)解[14]，如圖10所示，多面體夾芯結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)流程包括如下步驟。(1)根據(jù)多面體夾芯結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，采用最優(yōu)拉丁超立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在求解空間D中生成組樣本庫(kù)T12nXX,X,X，其中iiiibiX,,L,h，i1,2,,n。(2)對(duì)n組樣本分別行仿真分析，并從仿真結(jié)果中抽取比吸能值SEAiX和最大撞擊力值maxiFX。(3)基于步驟2得到的多組樣本數(shù)據(jù)采用Kriging近似模型技術(shù)擬合得到比吸能SEAb,,L,h和最大撞擊力maxbF,,L,h的近似模型。(4)在求解空間D中，隨機(jī)抽取另外j組未測(cè)樣本作為檢驗(yàn)樣本點(diǎn)，分別進(jìn)行仿真分析與近似計(jì)算，根據(jù)式(12)對(duì)比仿真結(jié)果與近似計(jì)算結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)近似模型精度。精度若滿足要求則轉(zhuǎn)至步驟5，否則將這j組未測(cè)樣本加入到樣本庫(kù)X，重復(fù)步驟(2)～(5)。(5)將比吸能和最大撞擊力的近似模型和代入到式(14)中，采用遺傳算法獲得抗撞性最優(yōu)解。若求解過程收斂，則輸出最優(yōu)解，否則重復(fù)步驟(2)～(5)。

4多面體夾芯結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化結(jié)果分析

由圖11可知近似模型的精度直接影響到優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，因此本文通過計(jì)算未測(cè)樣本點(diǎn)的近似值與分析值之間的相對(duì)誤差來(lái)驗(yàn)證模型的近似精度，圖給出了10組樣本點(diǎn)的Kriging近似計(jì)算結(jié)果與有限元仿真結(jié)果的對(duì)比情況。從圖中看出，10組未測(cè)樣本點(diǎn)的Kriging近似模型計(jì)算結(jié)果與有限元仿真結(jié)果之間的相對(duì)誤差均不超過4%，從而說(shuō)明了本文建立的近似模型精度的可靠性，因此可以采用Kriging近似模型替代有限元仿真模型進(jìn)行多面體夾芯結(jié)構(gòu)的抗撞性優(yōu)化。根據(jù)圖11優(yōu)化設(shè)計(jì)流程求得抗撞性最優(yōu)解如表3所示。由表3可知，經(jīng)抗撞性優(yōu)化使得結(jié)構(gòu)的比吸能提高了約13%，最大撞擊力顯著減小，降低幅度達(dá)24%，與優(yōu)化前相比碰撞力變得更加平緩，碰撞力時(shí)間歷程曲線如圖12所示。因此優(yōu)化使得多面體夾芯結(jié)構(gòu)的吸能特性有顯著提高。優(yōu)化后，胞間距離由50mm變?yōu)?4.2741mm，可見改變體胞分布密度有利于提高多面體夾芯結(jié)構(gòu)的抗撞性。傳統(tǒng)優(yōu)化方法以外形尺寸1b1b2t1t2XL,L,L,L,h為設(shè)計(jì)變量，優(yōu)化變量為5個(gè)，忽略了體胞分布密度，而以演變參數(shù)2bX,,L,h為設(shè)計(jì)變量，優(yōu)化變量為4個(gè)，可同時(shí)表征體胞結(jié)構(gòu)尺寸與體胞分布密度，減少了構(gòu)建近似模型時(shí)采樣數(shù)目，降低了建模復(fù)雜度。為了進(jìn)一步研究多面體夾芯結(jié)構(gòu)的抗撞性，在相同的碰撞條件下，對(duì)波紋夾芯結(jié)構(gòu)與多面體夾芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗撞性仿真分析，分析結(jié)果如表4所示，波紋夾芯的結(jié)構(gòu)尺寸如圖13所示。由表4可以看出，與波紋夾芯結(jié)構(gòu)相比，多面體夾芯結(jié)構(gòu)的比吸能提高了約9.3%，而質(zhì)量降低了約51%。因此多面體夾芯結(jié)構(gòu)不僅具有良好的抗撞性，而且還能較好地滿足輕量化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。兩種結(jié)構(gòu)的變形情況如圖14所示，所示，多面體夾芯結(jié)構(gòu)在碰撞過程中，褶皺有序依次形成且分布細(xì)密，是一種有利于結(jié)構(gòu)吸收更多沖擊能量的變形模式。波紋夾芯結(jié)構(gòu)在碰撞過程中，雖然也形成了褶皺，但分布不均，隨著撞擊的進(jìn)行，產(chǎn)生了橫向位移，吸能效果較差。

5結(jié)論