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序論：在您撰寫多目標優(yōu)化設計時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
1．1主軸系統(tǒng)結(jié)構
主軸箱起著支撐臥式電主軸的作用，主軸箱內(nèi)腔和底部由縱橫交錯的筋板組成，主軸箱的主體部分是尺寸較大的圓柱體結(jié)構，主體部分的直徑和厚度不僅決定主軸箱的整體結(jié)構，而且影響到內(nèi)部筋板的尺寸及分布情況。主軸系統(tǒng)主要結(jié)構如圖1所示。
1．2主軸系統(tǒng)熱－力耦合分析
機床實際工作狀態(tài)中，電主軸高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生大量熱導致主軸箱發(fā)生熱變形與機械變形的耦合，因此，本文將對主軸系統(tǒng)進行熱－力耦合分析。首先，在CATIA軟件中建立主軸系統(tǒng)的三維幾何模型，然后導入ANSYS軟件中進行有限元分析的前處理，得到有限元模型。主軸系統(tǒng)的熱－力耦合分析采用間接分析的方法，這種方法的優(yōu)點是可以綜合運用熱分析功能和結(jié)構分析的功能，首先，在ANSYS軟件熱分析模塊中進行穩(wěn)態(tài)熱分析，熱源主要包括電機定轉(zhuǎn)子發(fā)熱和軸承發(fā)熱。該數(shù)控車床選用的是某公司生產(chǎn)的型號為CD280Z1-8/12．5的電主軸單元，額定的功率為12．5kW，并假設電機損失的功率全部轉(zhuǎn)化為熱，其中電機定子占2/3，電機轉(zhuǎn)子占1/3［5－6］。該主軸單元前端支承均為角接觸球軸承，型號分別為XC7018和XC7015，預緊力分別為2450N、1080N。前軸承還通過環(huán)繞軸承座外表面的冷卻水冷卻，冷卻水流量為7．2×10－4m3/s，入口溫度為25℃，出口溫度為35℃，軸承發(fā)熱量按文獻［7］提出的方法計算。熱分析的邊界條件分熱傳導和對流，主要考慮:轉(zhuǎn)子端部和冷卻空氣、定子和冷卻水、主軸箱和周圍空氣、主軸內(nèi)孔及端面和周圍空氣的熱對流;定子和轉(zhuǎn)子、軸承和軸承座、轉(zhuǎn)子和主軸、主軸和軸承之間的熱傳導等［8－9］，具體計算過程不再贅述。然后進入結(jié)構分析模塊，將得到的主軸箱溫度場作為溫度載荷加載到有限元模型。本文在主軸箱底面施加固定約束，考慮到主軸箱受力主要包括切削力和電主軸的重力，由切削力經(jīng)驗公式計算出用硬質(zhì)合金車刀加工鑄鋼時的切削力［10］，電主軸部件重2520N。將其等效為在主軸箱與電主軸部件連接部位的X、Y、Z方向上各施加4500N的集中載荷，分析后得到的熱－力耦合變形如圖2所示。
1．3主軸跳動計算
主軸熱變形的大小，理論上以主軸前端的線位移和主軸軸線的角位移為衡量依據(jù)［11］。圖3為主軸變形評定面。由于試驗條件限制，無法實際測量主軸前端的線位移和軸線的角位移，這里利用圖3中主軸前端A面的端面跳動和B面的徑向跳動誤差作為衡量主軸變形大小的依據(jù)。由圓柱面徑向跳動和端面跳動的定義可知跳動量是測得位移量的最大讀數(shù)差，得到主軸前端的徑跳和端跳，如表1所示。
2主軸箱結(jié)構多目標優(yōu)化
2．1主軸箱最優(yōu)結(jié)構方案確定由于ADGM15數(shù)控車床主軸系統(tǒng)基本功能和機床整體結(jié)構的要求，主軸箱外型尺寸基本上是確定的。選擇通過改變主軸箱底部筋板分布情況及壁厚來改善主軸系統(tǒng)的綜合特性。本文提出
了5種設計方案以及各方案對應的主軸前端跳動計算結(jié)果，如圖4和表2所示。從表2中各方案跳動量比較可知:各方案主軸端部的徑向跳動量均小于2μm，方案5的效果最好，為最優(yōu)方案。盡管方案3多設置了加強筋板，主軸端部的跳動量并不是最小的。這說明盲目的設置多條加強筋并不能有效降低主軸端部的跳動量。
2．2基于模糊綜合評判法的主軸箱優(yōu)化
2．2．1數(shù)學模型的建立現(xiàn)對非劣方案做進一步的優(yōu)化。取設計變量為:X1、X2、X3、X4、L1、L2、D，如圖5所示。其中，X1、X2、X3為筋板厚度;X4為壁厚;L1為筋板2距離主軸箱中心孔距離;L2為筋板1到筋板2之間的距離;D為主軸箱內(nèi)孔的直徑。主軸箱優(yōu)化設計的目的是減小溫升對主軸端部徑向跳動和端面跳動的影響，并且使主軸箱的質(zhì)量最小以降低生產(chǎn)成本。建立目標函數(shù)為:式中，E1為主軸端面的徑向跳動;E2為主軸端面的端面跳動;m為主軸箱質(zhì)量。2．2．2主軸箱結(jié)構優(yōu)化主軸系統(tǒng)多目標優(yōu)化有兩個過程:第一是求解目標函數(shù)的非劣解集;第二是在多個非劣解集求出一個最優(yōu)解［12］。本文首先采用ANSYS軟件優(yōu)化模塊求解得到3組非劣解，即3種方案，分別記為A、B、C，如表3所示。再利用模糊綜合評判函數(shù)對主軸系統(tǒng)非劣解進行二級模糊綜合評判找出優(yōu)化最優(yōu)解。模糊綜合評判的基本原理是，依據(jù)全體評判對象的特性來構造一個評判矩陣，結(jié)合綜合評判函數(shù)賦予每個對象一個特定的評判指標，進行排序優(yōu)選，從中挑出最優(yōu)或最劣對象。常用的模糊綜合評判函數(shù)有以下4種:加權平均型，幾何平均型，單因素決定型，主因素突出型［9］，這里不再一一列出。模糊綜合評判法主要由以下5個步驟組成:建立被擇的對象集，建立因素集，選擇評判函數(shù)，求解評判矩陣，計算評判指標。被擇對象集是主軸箱優(yōu)化后求得的3種方案X={A，B，C}，評判因素集U={1/E1，1/E2，1/M}，再對其進行歸一化處理，得到一級評判矩陣機床加工時，主軸端部的徑向跳動對加工精度的影響最大，其次是端面跳動，本文在滿足上述兩個條件后考慮降低主軸箱的質(zhì)量以降低生產(chǎn)成本，本文取徑向跳動的權重系數(shù)為0．7，端面跳動的權重系數(shù)為0．2，主軸箱質(zhì)量的權重系數(shù)為0．1。得到對應的權向量為［0．7，0．2，0．1］T，正規(guī)化后權向量為［1，0．286，0．143］T。分別求得4種評價函數(shù)所對應的評判指標Y1、Y2、Y3、Y4［13］，并組成二級評判矩陣［Y1Y2Y3Y4］。主軸箱的最優(yōu)解是由4種初評指標的平均值決定，再次采用加權平均型綜合評定函數(shù)做平權處理，即求得二級模糊綜合評判指標:
3結(jié)論
【關鍵詞】多孔材料；多功能；優(yōu)化設計
0.引言
隨著工業(yè)裝備和航空航天的迅猛發(fā)展，對高性能材料的設計提出了更高的要求，如：輕量化、高剛度、高散熱、抗沖擊性和多功能化應用等。多孔金屬材料因其優(yōu)良的性能和廣泛的應用前景，近年來成為研究的焦點。
多孔金屬材料性能與孔結(jié)構直接相關，孔隙率與多功能性能相關。改變孔隙率和孔的結(jié)構將影響材料的綜合性能。因此，可根據(jù)不同需求對其結(jié)構多學科優(yōu)化設計。本文將結(jié)合多孔材料的性能表征，對輕質(zhì)多孔材料進行多功能化優(yōu)化設計。
1.多孔材料多功能特性
多孔金屬材料具有獨特的多功能特性，包括：
（1）多孔材料的密度遠遠小于實體材料的密度。不同多孔材料孔結(jié)構不同，一般孔隙率都較高。
（2）抗沖擊性 多孔金屬在承受壓應力時產(chǎn)生塑性變形，大量的沖擊量被轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄阅?，以熱量形式耗散?/p>
（3）高剛性 蜂窩多孔材料有很好的力學性能，同時其性能有較強方向性。
（4）高散熱性多 孔金屬是優(yōu)良的傳熱介質(zhì)，可以作為飛行器和超高速列車的散熱裝置。此外，在高孔隙中流過冷卻劑，可達到冷卻和承載的目的，在航天結(jié)構領域有廣泛應用。
（5）吸聲效果 與傳統(tǒng)材料相比， 多孔泡沫結(jié)構吸聲效果良好。
綜上所述， 多孔材料具有高剛度、高強度、輕量化和高散熱性等明顯優(yōu)勢。多孔金屬既是優(yōu)良的結(jié)構材料，也是性能優(yōu)異的功能材料，在交通、海洋采油、航空航天、醫(yī)療等領域中有著重要意義。多孔材料不僅性能優(yōu)良，也降低能源消耗和減少環(huán)境污染。
2.多孔材料的性能表征
2.1 多孔金屬材料靜力學性能
在恒定載荷下，對輕質(zhì)多孔金屬材料的靜力學性能研究。當這些構件比較復雜時，一般采用數(shù)值方法來研究其破壞變形；當宏觀結(jié)構較為單一簡單時，本構理論也較簡單，且計算效率高，往往是數(shù)值方法中的主要方法。
本章使用ANSYS有限元程序進行有限元分析，由于結(jié)構較為復雜，模型使用三維四面體單元。材料楊氏模量為70GPa，屈服應力為150MPa，泊松比為0.3。
建立多孔金屬材料有限元模型，有限元分析表明，該材料彈性模量和壓縮強度均明顯提高，材料彈性模量隨孔徑比的增加而增大，壓縮屈服應力隨孔徑比的增加先增大后減小。對壓縮變形機理進行討論，變形主要為斜桿的彎曲變形，同時，小桿的彎曲變形機制使表現(xiàn)出不同的塑性流動特性。
研究表明，隨著孔徑比的增大，材料表現(xiàn)出不同的流動行為。材料塑性變形主要集中在斜桿上，孔洞的四個頂點處幾乎沒有變形，因此，斜桿的彎曲是泡沫金屬壓縮時的主要變形機制。提高孔徑比，彎曲剛度顯著提高，且塑性應變集中在壓縮方向的小桿上。當小桿截面積逐漸增大時，結(jié)構應力也逐漸提高，直至斜桿發(fā)生屈服。
2.2 多孔金屬材料動力學性能
在實際應用中，多孔金屬可承受動態(tài)荷載而產(chǎn)生大范圍變形，本文通過選擇基體材料、孔隙結(jié)構來控制動態(tài)變形特征，可使多孔金屬成為理想的吸能材料。多孔金屬在高變形下的動態(tài)性能和破壞機理研究對于其的廣泛應用具有重要意義。此外，載荷作用下力學行為的研究也是結(jié)構材料的重要前提之一，尤其對抗沖擊材料在軍事和防恐領域中的應用具有重要意義。
多孔材料在沖擊下的變形模型一般采用動量守恒和能量守恒得出動態(tài)激勵下的變形。多孔金屬材料的吸能機理研究已成為當前多孔材料研究的熱門方向。金屬多孔材料抗沖擊分析是建立在靜態(tài)模型基礎上的，未考慮應變效應的影響，很難準確得出整個材料的動態(tài)性能。如何進行沖擊荷載下的強度和破壞研究，建立相關的本構關系及破壞判據(jù)，需要進一步深入研究。
2.3 多孔金屬材料熱力學性能
孔隙傳熱是多孔金屬多功能特性中最受廣泛關注的領域。材料的高熱傳導系數(shù)和對流換熱使得多孔金屬具有優(yōu)良的換熱性能。
傳熱性能研究一般集中于常溫導熱和單相對流傳熱。根據(jù)多孔金屬結(jié)構的流體動力特性，確定了不同雷諾數(shù)作用下的動量方程，得出了慣性力表達式；根據(jù)空氣冷卻對流換熱特性，測定了對流傳熱隨微結(jié)構參數(shù)的變化規(guī)律，建立單相對流傳熱模型；測定真空狀態(tài)下導熱系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律，進而確定了高溫下的熱傳遞規(guī)律。隨著相對密度的提高，多孔結(jié)構的導熱系數(shù)會隨之增大，且導熱系數(shù)與相對密度基本成線性關系。
3.多目標結(jié)構優(yōu)化設計
傳統(tǒng)材料的設計通過調(diào)整單一材料設計參數(shù)使之能夠滿足工程實際需求。在大多數(shù)情況下，材料的設計無法達到最優(yōu)化。由于上述局限，力學工作者雖然以材料為研究對象，但只發(fā)揮其輔助作用。隨著以多孔材料和復合材料的發(fā)展，材料的可設計性已有了較大提高，可根據(jù)工程需求利用優(yōu)化技術設計出最優(yōu)越的材料。
多目標優(yōu)化問題的主要思路是目標加權求解。對多個目標中，評價各目標權重系數(shù) ，將多目標歸一化。從而將多目標優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化問題。
在航空航天領域，許多結(jié)構件需要同時滿足強度、隔熱和輕質(zhì)的要求。從第3節(jié)力學性能研究中我們知道，隨著密度的增大，材料屈服強度提高，多孔金屬板的隔熱性能降低，且孔徑比越大，多金屬板的隔熱性能越好。針對單一目標優(yōu)化進行的參數(shù)選取與其他目標優(yōu)化的參數(shù)選取是相互矛盾的，需要進行多目標優(yōu)化設計，以選取同時滿足強度、隔熱和輕質(zhì)要求的材料參數(shù)。
金屬板構件參數(shù)多目標優(yōu)化設計中，首先采用最小二乘法對屈服應力和隔熱參數(shù)進行多項式擬合， 以此表達式作為構件的目標函數(shù)，通過建立包含強度、隔熱和輕質(zhì)多目標函數(shù)的優(yōu)化設計模型，采用權重法將多目標優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標優(yōu)化問題進行求解。
4.結(jié)論與展望
通過建立了多目標優(yōu)化設計數(shù)學模型，求解目標最優(yōu)的金屬孔徑比、相對密度。結(jié)果表明多孔金屬板的綜合性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)金屬板。
多孔金屬材料應用前景十分廣闊，但目前很多研究還只限于對宏觀性能參數(shù)的研究，對細觀結(jié)構研究還較少。
【參考文獻】
關鍵詞：弛張篩；拋射強度；優(yōu)化；回歸分析
中圖分類號：TD452 文獻標志碼：A 文章編號：1672-1098（2014）02-0005-04
拋射強度（振動強度）K表示顆粒受到離心力后，被拋起的可能性和在篩面上跳動的頻度，它是振幅、頻率及其它因素交互作用的結(jié)果。弛張篩作為潮濕細粒物料干式篩分的有效設備，其拋射強度的值國內(nèi)外還無規(guī)范，有研究認為K可以達到50 g[1-4]623，而有的研究認為2.5 g[5] 即可滿足弛張篩工作的需要，數(shù)據(jù)相差過大。因此，對影響拋射強度的關鍵參數(shù)進行研究，優(yōu)化相關參數(shù)，選擇合理的K值，為弛張篩的設計確定合理的參數(shù)，提高篩分工作的技術經(jīng)濟指標，具有重要意義。
1 拋射強度模型的建立和系列優(yōu)化
1.1 常規(guī)模型系列優(yōu)化
弛張篩從工作原理上屬于直線振動篩，直線振動篩拋射強度的表達式為[6]
雖然式（1）沒有充分涵蓋弛張篩的特征參數(shù)，但仍然可以將它視為常規(guī)目標模型對拋射強度K值和相關變量實行優(yōu)化。相關參數(shù)的約束條件為e [5.5， 6.5]，α[15，25]，β[88，92]，n[550，700]，在K=2.0、2.2、2.4、2.5、2.6、2.7、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.5、3.7、3.9的系列內(nèi)實行14次優(yōu)化。得到的優(yōu)化結(jié)果為： K=2.98，e=6.35 mm，α=24°，β=90.4°和n=614 （r?min-1）。
拋射強度K=2.98可以較好地滿足直線振動篩的篩分作業(yè)要求， 相應參數(shù)系列優(yōu)化的值如圖1所示。
根據(jù)常規(guī)模型和優(yōu)化結(jié)果，得到拋射強度關于偏心距e和轉(zhuǎn)速n的三維特性曲面（見圖2），該特性曲面變化態(tài)勢比較平坦。由該特性曲面提取兩組計算數(shù)據(jù)：當n=550 （r?min-1），e=5.9 mm時，Kmin=2.3；當n=675 （r?min-1），e=6.5 mm時，Kmax=3.8。特性曲面的變化態(tài)勢和計算數(shù)據(jù)表明直線振動篩的K值變動在一個較小的范圍內(nèi)。
常規(guī)模型既看不出兩橫梁最大間距L對K的影響，也體現(xiàn)不出時間參數(shù)t對K的影響，因為建立常規(guī)模型時簡單的將弛張篩視為直線振動篩，沒有體現(xiàn)出弛張篩的彈性篩面做相對運動的特點，所以必須建立體現(xiàn)弛張篩運動特點的新模型對拋射強度實行系列優(yōu)化。
1.2 按有載模型進行系列優(yōu)化
將有載加速度模型[8]代入拋射強度K的定義式K=asin βgcos α，得到弛張篩拋射強度的有載模型
由文獻[9]知道弛張篩的加速度關于外死點（ωt=180°）周期性的對稱，所以將ωt的約束條件限定為[0，178]，其余相關參數(shù)的約束條件為：n[550，700]、e[5.5， 6.5]、α[15，25]、β[88，92]和 20 e < L< 100 e/3，對K=-2.5、-2、0、1、2、3、4、5、7、9、15、25、40、70、100、135、170、200 的系列范圍內(nèi)展開18次優(yōu)化。 優(yōu)化結(jié)果為： K=7.8?g或76， n=650（r?min-1）， e=6.0 mm，α=25°，β=90°，L=202 mm。系列優(yōu)化的結(jié)果如圖3所示。
此優(yōu)化K值遠高于常規(guī)模型的優(yōu)化結(jié)果， 此時弛張篩的曲柄傳動機構連桿部位的振動強度K1（以CZS型弛張篩為例， 支撐板R=400 mm，e=6 mm） 弛張篩篩面的振動強度與傳動機構的振動強度K1之比為：K/K1=76/2.83=27；弛張篩內(nèi)、外篩框部位的振動強度K2 弛張篩篩面的振動強度與篩框的振動強度之比為：K/K2=76/0.021=3619；普通振動篩的篩面振動強度與主機振動強度之比K面/K機=1；弛張篩同普通振動篩機相比，很顯然弛張篩不僅能很好地解決普通振動篩在篩分細粒潮濕煤炭時遇到的難題，而且篩機運動平穩(wěn)，傳動系統(tǒng)的使用壽命增加。
圖4顯示了拋射強度同轉(zhuǎn)速n、驅(qū)動軸轉(zhuǎn)角ωt的三維特性曲面，由于特性曲面采用的是單對數(shù)坐標，因此在特性曲面里傳動機構的轉(zhuǎn)角優(yōu)化約束取值范圍為[74°，178°]。表1的數(shù)據(jù)來自三維特性曲面的部分計算數(shù)據(jù)，在n=700（r?min-1），ωt=175°的拋射強度高達K=256，遠遠高于按常規(guī)模型所得到得最大值3.8；而ωt=90°的拋射強度則低至K=4。這是由弛張篩的運動和結(jié)構特點引起的，在篩面沒有完全伸展開時，篩機體現(xiàn)出普通振動篩的運動特性，弛張篩和普通振動篩的拋射強度值接近。當驅(qū)動軸轉(zhuǎn)角ωt的超過一定的數(shù)值，篩面展開，篩面的彈性特性得到體現(xiàn)，引起拋射強度迅速增大。正是由于拋射強度的這種特殊的周期性高變化趨勢，保證了弛張篩篩分作業(yè)的正常運行。
2 關鍵參數(shù)回歸分析
驅(qū)動軸轉(zhuǎn)角ωt受到弛張篩結(jié)構參數(shù)L和e的影響及制約，而轉(zhuǎn)角與弛張篩拋射強度之間存在周期性變化的關系。如果依據(jù)系列優(yōu)化的數(shù)據(jù)進行回歸分析，得到ωt=f（e）和ωt=f（L）函數(shù)，那么就可以建立K=f （e， n） 和 K=f （L， n） 模型。
2.1 模型的建立
對系列優(yōu)化結(jié)果進行回歸分析，得到ωt和e的模型ωt=4.0589 e-22.097，如圖5所示，此擬合模型具有R2=0.976的相關程度，轉(zhuǎn)角ωt和偏心距e呈現(xiàn)較強的規(guī)律性，屬于線性正相關。ωt和L數(shù)學模型為ωt=0.1234 L-22.66，如圖6所示，擬合模型也具有較高的相關度，R2=0.9521，它們也體現(xiàn)明顯的線性正相關規(guī)律。
2.2 三維特性曲面的建立
將ωt=4.0589 e-22.097和ωt=0.1234 L-22.66分別代入（2）式，得到含有結(jié)構參數(shù)e、L的K=f （e， n） 和 K=f （L， n） 模型。載入相關參數(shù)，得到展示弛張篩特征參數(shù)e和L的變化對K值影響的三維特性曲面，如圖7～圖8所示。
圖7、圖8顯示了拋射強度K與e和L之間周期性的類正弦變化規(guī)律，在一定范圍內(nèi)，結(jié)構參數(shù)e和L的增加都會引起K的明顯增大，并且e的變化對K的影響要強于L變化的影響，這一點同圖3展現(xiàn)的結(jié)果是一致的。至于K和n，它們之間顯示出一種快速上升的非線性關系。
表2是在α=25°，β=90°，L=202 mm的前提下，提取偏心距e分別為6 mm、6.2 mm的計算數(shù)據(jù)進行比較， 當n=650（r?min-1），e=6 mm時K=69，與優(yōu)化結(jié)果相吻合；當e=6.2 mm時，K達到峰值。K值增大，篩面物料的加速度、速度、拋射距離及高度都增大，對物料的松散和分層極其有利，可以有效降低物料的堵孔問題，提高篩分效率；但K值過大，物料在篩面上的跳動次數(shù)減少，被快速拋離篩面，減少透篩機會，降低篩分效率，篩機使用壽命也降低[6]。因此，提濕細粒煤炭的篩分質(zhì)量和效率，并不是K 值越大越有利，綜合考慮各參數(shù)和制造工藝的可行性[10-11]，依據(jù)K 值的系列優(yōu)化結(jié)果，確定偏心距e的最佳值為6 mm。
圖8的數(shù)據(jù)在α=25°，β=90°，e=6 mm的前提下計算得到的。圖8顯示：L=160 mm時K達到峰值，但此時篩板間距偏小，連接篩板的橫梁數(shù)量增加，篩機結(jié)構也隨之變得復雜；在L=208 mm時， K的峰值過大， 影響篩分作業(yè)及篩機壽命， 因此L=160 mm和L=208 mm均不適宜為最大橫梁間距的最佳距離。
4 結(jié)論
本文通過建立弛張篩拋射強度模型，并對其展開系列優(yōu)化與回歸分析，得到如下結(jié)論：
1） 弛張篩拋射強度的優(yōu)化值為7.8 g，與實測結(jié)果7.30 g相吻合。
2） 篩面傾角的優(yōu)化值為25°，高于現(xiàn)場采用的20°。振動方向角的優(yōu)化值β=90°，橫梁最大間距的優(yōu)化值202 mm，偏心距的優(yōu)化值6 mm和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速的優(yōu)化值650 （r?min-1）與工業(yè)實踐中使用的值一致[4]624。
（上接第8頁）
3） 拋射強度關鍵參數(shù)回歸分析結(jié)果顯示ωt和e、L之間呈線性正相關； K同e、L之間存在類正弦規(guī)律的變化關系，顯示出弛張篩的非線性動力學特性。
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【關鍵詞】施工管理；多目標；優(yōu)化設計
[Abstract] Construction enterprises in the construction management of traditional design is in just one index construction time, progress and cost of the single optimization, and without considering the target relation. Resulting in construction and planning is not consistent, so that construction units not know what course to take. This paper in view of the current project management in the three as long as the goal is obtains analyzes one by one and try to integrate these aspects.
[keyword] construction management; multi-objective optimization design;
中國分類號：TL372+.2
1.引言
建筑工程行業(yè)一直以來都是我國的支柱性產(chǎn)業(yè)，建筑業(yè)的發(fā)展水平對我國整體經(jīng)濟的發(fā)展形勢起著至關重要的作用。當前，隨著我國住房體制的改革，大量的住房消需求被釋放出來，再加上國家城市化進程的步伐不斷加快，國內(nèi)建筑行業(yè)呈現(xiàn)出欣欣向榮的景象。然而，在競爭愈來愈激烈的形勢下，粗放性經(jīng)營己無法適應當下的發(fā)展，只有加強企業(yè)內(nèi)部管理，向管理要效益才能有出路。對建筑施工企業(yè)來說就是要優(yōu)化設計施工管理中的諸多目標。
2.三大施工管理控制目標的基本分析
施工管理目標是施工管理的重要組成部分，管理的功能決定了實現(xiàn)目標的方法。施工項目管理的目標就是在規(guī)定的時間內(nèi)，用一定的費用建造出符合質(zhì)量要求的建筑。其目標主要可分為三個方面：進度管理目標、質(zhì)量管理目標、成本管理目標［1］。
2.1施工項目質(zhì)量管理
施工項目質(zhì)量是反映建筑實體能力和特性的總稱，是根據(jù)有關法律、法規(guī)、及相關技術標準對工程安全、使用、經(jīng)濟、美觀等特性的綜合要求。施工項目質(zhì)量管理就是為保證達到項目規(guī)定的質(zhì)量標準而采取的一系列措施和手段。由于工程項目是一個工序流程龐大而復雜的物質(zhì)生產(chǎn)過程，因此，需要對人、材料、機械、方法和環(huán)境構成的系統(tǒng)進行全面控制。
2.2施工項目進度管理
施工進度是指項目在施工過程中各階段所需要的時間。工程進度是工程建設非常重要的一個要求，對項目積極效益起著很大的影響。項目進度管理是對項目在各個施工階段的施工內(nèi)容、施工時間、施工工序間的關系制定計劃，由于影響工程進度的因素較多，在編制計劃時必須充分認識和估計到各種可能出現(xiàn)的狀況，并進行實時的修改和調(diào)整，直至工程竣工驗收。
2.3施工項目成本管理
項目成本就是指某一工程在項目實施過程中發(fā)生的全部費用總和。工程施工過程中工人工資、消耗的材料、構配件、租賃費、施工機械臺班費及為組織和管理施工所發(fā)生的全部費用支出統(tǒng)稱為項目施工成本。成本管理的目標是在規(guī)定時間及預定的質(zhì)量前提下，不斷優(yōu)化項目管理工作，充分挖掘降低成本的潛力，以盡可能少的耗費，實現(xiàn)預定的成本目標。因此，施工項目成本管理是對項目實施過程中發(fā)生的費用，組織、系統(tǒng)地預測、控制、核算和考核的一系列科學管理工作。
3. 三大施工管理控制目標的優(yōu)化設計分析
質(zhì)量、進度、成本三者間既存在矛盾的一面，又存在著統(tǒng)一的一面，工程項目施工管理的優(yōu)化設計就是將這三大目標作為一個有機的系統(tǒng)來進行整體的控制。
通常情況下，如果對工程質(zhì)量要求較高，那就需要投入較多的資金和花費較多的時間；如果項目要搶時間、爭進度，那么成本就要相應的提高，或者質(zhì)量要求適當?shù)叵抡{(diào)；如果要降低投資，那么就要考慮降低項目的功能要求和質(zhì)量標準。這些反映出施工項目三大目標之間矛盾、統(tǒng)一的關系。
3.1 施工項目整體管理制度優(yōu)化
不斷完善、積極落實項目施工過程中各種相關技術標準、規(guī)范、章程。建立健全技術管理及技術責任制。實施技術責任制是為了保證各技術崗位工作都要有專門的技術責任人，杜絕施工過程中出現(xiàn)問題無人負責的現(xiàn)象。同時還可以充分調(diào)動技術人員的積極性，務實落實技術交底和檔案管理工作。在圖紙會審階段，要求要有組織、有步驟地按程序進行。未經(jīng)會審通過的施工圖紙不得用于施工［2］。技術交底的工作一定要分級進行，并且要分級管理，使參與人員都做到心中有數(shù)，避免盲目施工。對于重點工程、重點部位的技術應用，工程項目管理人員更需要做詳細清楚的技術交底安排。這其中，交建設單位的竣工資料和施工單位保存的施工組織與管理檔案都應按檔案管理要求進行搜集、整理和歸檔。
3.2 施工項目整體技術優(yōu)化
在施工準備階段所做的技術準備工作是為了創(chuàng)造有利的施工條件，從而保證施工任務得以順利進行，它的主要工作內(nèi)容及基本任務是了解和分析建設工程特點、進度、要求，摸清施工的客觀條件，編制施工組織設計，并制定合理的施工方案，充分及時地從技術、物資、人力和組織等方面為工程創(chuàng)造一切必要的條件，使施工過程連續(xù)、均衡地進行，保證工程在規(guī)定的工期內(nèi)交付使用，使工程施工在保證質(zhì)量的前提下，做到提高勞動生產(chǎn)率和降低工程成本。而施工組織設計是指導工程項目進行施工準備和施工的基本技術條件，加強施工組織設計編制的組織工作，對參加編寫的人員明確分工，責任到人，最后匯總，修改定稿。
在施工準備階段，選擇科學的施工方法，協(xié)調(diào)各個工種在施工中的搭接與配合、合理安排勞動力和各類施工物資的供應、確定各分部分工程的目標工期和單位工程。編制施工計劃，落實計劃的實施, 保證人力、施工物資和資金的及時到位。掌握建設工程特點和施工技術要求，分析工程施工進度要求和投資成本規(guī)定，并據(jù)此編制施工組織設計、制定施工方案，創(chuàng)造有利的施工條件，保證施工任務順利進行［3］。
在項目施工階段，首先要合理安排人力資源在施工過程中的運用，避免各工種人員出現(xiàn)怠工、窩工的現(xiàn)象，其次做好施工機械的均衡調(diào)配, 施工機械的臺班數(shù)量和工作面直接影響其最大施工強度，因此大型施工機械的及時進場和轉(zhuǎn)移應做到合理的銜接安排。當遇到技術難點工序、關鍵工序時，要采取各種措施予以保證其按時順利完成。
4.結(jié)束語
通過技術管理工作，做好施工前各項準備，并且加強施工過程中出現(xiàn)的重點、難點控制，優(yōu)化配置資源提高勞動生產(chǎn)率、降低資源消耗，進而達到質(zhì)量、進度和成本多方面的和諧統(tǒng)一。作為項目部，為了實現(xiàn)安全、質(zhì)量、進度、成本等方面的目標要求，必須加強施工過程的技術管理因此加強建筑施工技術管理，對整個工程項目都起著十分重要的作用。
【參考文獻】
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[關鍵詞]風能供電；光伏供電；多目標優(yōu)化設計
中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）45-0013-02
風光互補混合供電系統(tǒng)是一種比單獨的光伏和風能供電更加有效、經(jīng)濟的供電形式，也是可再生能源進行單獨立供電的一種優(yōu)化選擇，可以極大降低供電系統(tǒng)對電池儲蓄能量的需求。因此，人們越來越重視對風光互補混合供電系統(tǒng)的多目標優(yōu)化設計進行研究，取得了一定的成就，本文主要介紹運用改進微分進化算法對其進行多目標優(yōu)化設計的研究方法。
一、風光互補混合供電系統(tǒng)概述
風光互補混合供電系統(tǒng)的主要構成裝置是多種型號不一樣的風力發(fā)電機組，光伏電池構件以及多個蓄電池。這些組成部分對環(huán)境的適應性各不相同，同時對用戶供電可靠性的要求也不相同，所以把這些裝置集合在一個系統(tǒng)中互補有無，以便可以在符合供電系統(tǒng)要求的基礎上，盡可能實現(xiàn)最經(jīng)濟、最可靠的供電[1]。風光互補混合供電系統(tǒng)的構成圖如下所示：
（一）風力發(fā)電機組。風力發(fā)電機組的發(fā)電功率和風速之間的關系如下所示：
具體的計算過程如下：
（一）設置初始參數(shù)：將系統(tǒng)的種群數(shù)量N，終止迭代次數(shù)C、系統(tǒng)變異因子的上限和下限Fmax、Fmin，以及供電系統(tǒng)的雜交因子的上限和下限Crmax、Crmin設置出來[4]。
（二）進行優(yōu)化設計的種群初始化。在系統(tǒng)決策變量的最大范圍中，使其隨機形成對個解。
（三）將系統(tǒng)父代種群的適應度方差準確計算出來。將F和Cr的最小值計算出來。
（四）供電系統(tǒng)多目標有針對性地實行變異和交叉操作，進而產(chǎn)生子代種群。
（五）把上述形成的子代種群代入約束條件計算式（8）和（9）實施檢驗，如果計算結(jié)果與需求的條件不符合，就需要根據(jù)改進的算法進行計算。
（六）將供電系統(tǒng)父代種群和子代種群互相適應的數(shù)值計算出來，接著運用貪婪方法做出操作選擇，同時將目前最優(yōu)的個體和相應的適應數(shù)值準確記錄下來。
（七）再判斷目前的種群分散程度，針對于部分立即要進行重疊的個體，要對其實行解群轉(zhuǎn)換的操作。
（八）將以上步驟重復計算，一直到實現(xiàn)系統(tǒng)的迭代次數(shù)為止。
目前，大多數(shù)風光互補混合供電系統(tǒng)多目標優(yōu)化設計方案中，都將選擇光伏電池的傾角設置成當?shù)氐木暥戎??？墒牵诨旌瞎╇娤到y(tǒng)選擇光伏電池的傾角時，要綜合考慮日照、風速、組件的容量等[5]。由于混合系統(tǒng)光伏電池的傾角選擇與其發(fā)電量的變化有直接的關系，就需要將蓄電池組的數(shù)量增多以更好地確保電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，可是這種改變會極大增加電力系統(tǒng)的總成本。所以，就要將光伏太陽板的傾角看成是一個決策的變化量，再將其代入進行計算。
結(jié)束語
綜上所述，全面結(jié)合了風速、日照、地理方位、負荷等的不同變化，對風光互補混合供電系統(tǒng)的多目標優(yōu)化設計進行了一定的探討，尤其是光伏太陽板的傾角的選擇，不能只是將其設置為當?shù)氐木暥戎?，而是要結(jié)合當時的風速和電量符合等因素，使其和太陽能形成一定的互補性，再將其代入計算。
參考文獻
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（1.山東理工大學電氣與電子工程學院，山東 淄博 255022；2.山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院，
山東 淄博 255022；3.山東理工大學理學院，山東 淄博 255022）
【摘要】折疊桌因其藝術性的設計以及節(jié)約空間、方便搬運的優(yōu)點在現(xiàn)代家居生活中倍受青睞。同時，折疊桌因其可折疊的特性也承受著其穩(wěn)定性與承受力大小的考驗。我們采用剛體轉(zhuǎn)動模型求解其穩(wěn)定性指標，利用各個加工參數(shù)之間的數(shù)學關系求解其原料消耗，采用超靜定次數(shù)進行定性分析描述其加工方便度，最終利用多目標規(guī)劃模型分別賦予不同指標優(yōu)先因子對折疊桌進行優(yōu)化設計。
關鍵詞 剛體轉(zhuǎn)動；多目標規(guī)劃；空間坐標系；最優(yōu)加工參數(shù)
1 問題由來
工業(yè)設計師Robert van Embricqs 設計一款名為rising side table [1]，桌子外形由直紋曲面構成，桌面呈圓形，桌腿隨著鉸鏈的活動可以平攤成一張平板。桌腿由若干根木條組成，分成兩組，每組各用一根鋼筋將木條連接，鋼筋兩端分別固定在桌腿各組最外側(cè)的兩根木條上，并且沿木條有空槽以保證滑動的自由度（如圖1所示）。
2 問題分析
在兩根鋼筋所在平面，以兩根鋼筋對稱軸為x軸，兩根鋼筋中點連線為y軸，垂直地面向上為z軸方向建坐標系 （如圖2），木條與圓形桌面的相連接的點記為P點，從外到里分別用P10，P9，…，P1來表示，最中間的點記為坐標為P1，且P10的坐標為(2.5,25,25)。鋼筋穿過木條的點記為Q點，同理從外到里分別用Q10，Q9，…，Q1，標記順序同P點一致。
Fi：第i根木條的開槽位置i=1，2…，10；fi：第i根木條的開槽長度（i=1，2，…，10）；h2：鋼筋初始位置d：每根木條的寬度；li：木條長度α：最外側(cè)木條與地面夾角；c：木板的厚度
3 構造約束條件
鑒于對折疊桌的設計，需要綜合穩(wěn)固性、經(jīng)濟性、加工便利性等因素進行優(yōu)化其設計。
穩(wěn)固性：
穩(wěn)固性主要受重心位置的高低、支撐面的大小以及結(jié)構的影響[2]。根據(jù)桌子穩(wěn)定性測試（BS4875-5）標準，設計的產(chǎn)品穩(wěn)固性不達標就不能流通于市場，所以我們把力學性能分析放在首要地位。穩(wěn)固性主要測試其豎直承受力與一側(cè)承受力大小。豎直承受力大小多取決于折疊桌的材料，一側(cè)受力多取決于折疊桌結(jié)構。將折疊桌視為剛體，其一側(cè)受力發(fā)生側(cè)翻即為剛體轉(zhuǎn)動問題。[3]根據(jù)折疊桌使用的木料、鋼筋求其質(zhì)量分布，得其密度ρ（x，y，x）（此處密度可視為常數(shù)）。折疊桌的質(zhì)量
經(jīng)濟性：折疊桌折疊之前為一塊木板，所需材料即為木板的面積。
加工便利性：
由于桌腿由若干根木條組成，沿木條有空槽以保證滑動的自由度，進而木條的數(shù)目以及開槽長度影響加工便利性。根據(jù)力學原理，每增加一根木條，該結(jié)構的超靜定次數(shù)便增加一次，因此該結(jié)構為多次超靜定結(jié)構[4]，采取增加木條的方法來增加超靜定次數(shù)，降低受力敏感度，是影響其加工便利性與穩(wěn)定性的重要因素。
4 多目標規(guī)劃模型
j：木條的寬度；e：木板的寬度；b1：最外側(cè)木條所留桌面邊沿長度；g：木板長度
5 結(jié)論分析
折疊桌以其靈活性、便捷性融入百姓生活。本文在保證折疊桌優(yōu)良特性的前提下，引入剛體轉(zhuǎn)動分析，結(jié)合多目標規(guī)劃模型，優(yōu)化設計折疊桌，保證了其穩(wěn)固性、經(jīng)濟性、加工便利性。
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關鍵詞：遺傳算法 平面葉柵 多目標 優(yōu)化設計
目前，遺傳算法[1]在許多領域都得到了廣泛的應用，取得了很好的效果，充分說明了遺傳算法的有效性。與一般算法相比，遺傳算法更適合優(yōu)化復雜的非線性問題。本文將遺傳算法應用于平面葉柵優(yōu)化設計。一方面，奇點分布設計平面葉柵原理簡單，易于實現(xiàn)，但由于骨線是按照無厚翼型設計的，加厚以后流道變窄，流速加大，因此正反問題計算得到的環(huán)量相差較大，因此骨線需要調(diào)整；另一方面，充分利用遺傳算法的全局搜索特性來搜索最優(yōu)的骨線形狀。將二者的特點結(jié)合起來用于設計軸流平面葉柵。這樣既可以使得到的葉柵滿足給定的環(huán)量要求，又可以提高其效率、減小氣蝕系數(shù)，不失為一種新的嘗試。
1 數(shù)學模型
奇點法[2]的基本出發(fā)點是用一系列分布在翼型骨線上的奇點來代替葉柵中的翼型對水流的作用，將葉柵繞流的計算轉(zhuǎn)化為基本勢流的疊加計算，利用繞流無分離的條件來繪制翼型的形狀。其前提是假定來流為無旋有勢流動、葉片無限薄。在設計過程中，所求的骨 線可先假設一個翼型的骨線形狀，計算出骨線上各點的合成速度W，由于骨線 是假定的，W并不能和骨線相切。根據(jù)骨線和速度W相切的條件修改第一次假設的骨 線形狀，得到第二次近似骨線。重復上述計算，直至逼近為止。
