優化設計精選(九篇)

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第1篇：優化設計范文

【關鍵詞】菱形掛籃；掛籃受力檢算；0#塊托架施工

1、前言

近年來隨著國家對高速公路、高速鐵路的要求標準越來越高，多采用以橋代路的設計理念，而在跨越既有鐵路、公路、河道、山谷時多采用預應力砼連續懸臂現澆箱梁，該橋結構體系具有變形小、結構剛度好、抗震能力強、養護簡易、施工技術成熟等優點。掛籃法懸臂現澆是施工預應力砼現澆連續箱梁的最常用的方法之一，本文結合貴廣高鐵連續懸臂現澆箱梁掛籃優化設計及檢算過程為例，論述如何改進菱形掛籃設計，利用菱形掛籃主桁架、橫梁、底模等構件施工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

普通菱形掛籃有以下幾個基本特點：

2.1、菱形掛籃由主桁架承重系統、橫梁吊帶調高系統、走行及錨固系統、底平臺系統、模板系統五大部分組成，構件簡單明確。

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、掛籃構件采取模塊化設計，既保證構件的通用性，也保證掛籃的防護系統、人員操作系統的安全完善。

2.4、菱形掛籃在設計荷載工況下撓度滿足施工要求，掛籃模板具與前一節段成型砼的銜接密貼，無明顯錯臺錯縫。

普通菱形掛籃缺點是只能用來施工懸臂塊件，不能充分發揮掛籃主桁架的功能作用，通過對菱形掛籃主桁架、底模系統、各橫梁等優化設計后，既利于施工懸臂塊件，又可安裝在墩頂上用來施工0#塊，其特點為：

2.5、利用菱形掛籃構件施工0#塊時，對墩身無大的損傷，只需在圓端形墩頂部預埋槽鋼作銷軸孔，矩形墩部在墩身頂預留32mm精扎螺紋鋼對拉孔，對拉牛腿銷軸座。

2.6、對掛籃的上下橫梁加長，比箱梁寬兩側各長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，通過節點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途運輸。

2.8、施工0#塊托架的材料主要用菱形掛籃的主桁架、節點箱作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#的底模系統及掛籃的模板作0#塊的模板系統。基本不需要另外單獨加工托架材料，節約了材料的投入成本，縮短了掛籃的安裝、施工周期。

3、菱形掛籃設計

3.1 工程概況

以貴廣3標烏洛河預應力混凝土雙線懸臂連續現澆箱梁橋為例：橋墩1#～3#墩為圓端形變坡（40：1）空心墩，4＃墩圓端形變坡（40：1）實心墩。墩高分別為：34.5m、33.5m、31.5m、24m。上部形式為：(40+3×56+40)m預應力混凝土連續梁，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、變截面結構。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12m，C55砼227.3m3，602.3t，懸出墩身部分砼59.6m3，158t；1#塊梁長為3.0m，砼41.9m3，111.0t；2#塊梁長為3.0m，砼38.5m3，102.0t；3#塊梁長為3.5m，砼41.6m3，110.2t；4#塊梁長為3.5m，砼37.8m3，100.1t；5#塊梁長為4.0m，砼42.7m3，113.2t；6#塊梁長為4.0m，砼39.8m3，105.6t；合龍段7#塊梁長為2.0m，砼18.7m3，49.6t；邊跨現澆段梁長為11.65m，砼129.8m3，344.0t。

3.2 菱形掛籃設計

3.2.1菱形掛籃設計說明

考慮要利用掛籃的主桁架拼裝0#塊托架的牛腿，設計采用菱形掛籃，掛籃結構模型見下圖，主要構件包括Z1、Z2、Z3、Z4主桁架（Z1、Z4 ，Z2、Z3構件可相同）、Z5立柱、節點箱、橫向連接系、前上下橫梁、后下橫梁、底籃、導梁、吊帶、模板等構件系統。

掛籃設計檢算按照荷載傳遞順序對空間荷載進行等代替換，由空間立體幾何體系轉化為平面桿件問題。轉化順序為：掛籃底橫、縱梁底模側模內模導梁吊掛系統前上橫梁主桁，掛籃計算中對傳力作了如下的假定：

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

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

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

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

掛籃設計基本參數：

（1）梁段混凝土重量：26.5KN/m3

（2）人群及機具荷載取2.5 KPa。

（3）超載系數取1.05；

（4）新澆砼動力系數取1.2；

（5）掛籃行走時的沖擊系數取1.3；

（6）抗傾覆穩定系數2.0；

（7）荷載組合：

①砼重+掛籃自重+施工、人群機具+動力附加系數 (強度、剛度計算)；

②掛籃自重+沖擊附加系數(行走穩定性)。

3.2.2 掛籃主桁架

掛籃主桁架Z1～Z5構件由雙拼I32b槽鋼與10mm厚鋼板焊接一起，由節點箱通過80mm的銷軸連接成掛籃主桁架，如圖1。在施工0#塊時，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精扎螺紋鋼對拉節點箱1固定在墩身上，安裝三角架牛腿，形成0#塊托架平臺，在平臺上橫鋪掛籃的底橫梁、縱鋪掛籃的底縱梁、底模、外側模、內模，安裝0#塊鋼筋、預應力筋管道及各項預埋件、澆注砼、養生、張拉、壓漿，拆除0#塊模板、托架，安裝掛籃，預壓掛籃，進行掛籃塊件施工。本節以1#塊、0#塊的設計參數為依據對掛籃主桁架荷載進行分析設計。

計算結果表明：掛籃主桁架結構作0#托架牛腿的強度、穩定性均滿足規范設計要求。用同樣的方法也可驗證掛籃的底縱梁、橫梁作0#托架時的強度、穩定性也滿足規范設計要求（計算過程略）。

吊桿采用直徑32mm、抗拉強度標準值為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

故吊桿滿足規范2倍安全系數的要求。

第2篇：優化設計范文

關鍵詞：冷卻塔 逆流塔 循環冷卻水 優化設計

目前逆流式機力通風冷卻塔得到了廣泛應用，在軸流風機的作用下，驅動空氣從冷卻塔周圍依次通過進風口、淋水填料、配水系統、收水器，進入風筒，最后又將空氣輸送到大氣中的。那么在逆流冷卻塔設計中，對冷卻塔填料、配水、收水器、風筒的優化設計，對冷卻塔處理能力的提高，降低塔的阻力，提高風量，增加氣流分配的均勻性有很大作用。

一、填料的優化設計

在冷卻塔中，淋水填料的散熱能力占整個冷卻塔冷卻能力的80%以上，所以淋水填料的優化設計在冷卻塔設計中顯得至關重要。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表面得到最大程度的擴散，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計，次波采用特殊的“凸”形設計，水在填料表面能形成不斷翻滾混合的三維立體水膜。這種水膜與常規薄膜填料表面形成的兩維平面水膜相比，不僅停留時間較長，而且水氣也實現了全方位充分接觸，減小了流體邊界層對傳熱的不利影響，使水氣的傳熱、傳質顯著增強；該填料通過提高波形的復雜程度，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），混凝土梁后渦流區的面積也要遠大于玻璃鋼方管梁，經過實塔對比測試，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、配水系統的優化設計

配水系統的優化對冷卻塔的冷卻效果起到很大作用。配水系統的優化包括配水噴頭的選擇與布置、配水管道的水力計算、配水管道的材質確定。配水噴頭是冷卻塔配水的重要配件，流量系數大，配水不均勻系數小，強度高的配水噴頭應為首選。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，噴頭材質為ABS塑料一次注塑成型，強度高，使用壽命長。系統對水力負荷具有較高的適應性，系統在運行負荷達到130%時仍可正常工作，運行負荷低至70%時整塔布水均勻性不受影響。整個配水系統使用管網狀結構，穩定性好，配水均勻。主管及支管下部裝有噴頭，保證配水系統最低點均有瀉水點，以防止設備停運時管道積水和運行時管道污物沉淀，避免配水管道進行人工清洗的麻煩，在濁度小于300ppm非粘性水質中能全天候安全運行。配水管網選用U-PVC材料，這種材料耐腐蝕性能良好，水流阻力小。

三、收水器的優化設計

收水器的優化可提高收水效率，減少氣流阻力。我公司的專利產品加筋收水器，收水器片材質為PVC，采用擠拉成型工藝，是原來弧形收水器的更新換代產品，該收水器在各種工況條件下，其飄水損失

四、風筒的優化設計

選用動能回收型風筒，該風筒充分利用了氣體流場均勻化理論，結合工程實踐經驗和實測數據而設計，內壁曲線采用橢圓曲線，與采用直線的自然擴散型風筒相比較，消除了氣流脫壁現場，縮小了渦流區，使風筒中心負壓區面積大幅縮小，出風口斷面風速分布趨于均化，經實際應用檢測，該風筒動能回收值大于30%。風筒采用模壓工藝成型，外表面為含光穩定劑的光滑膠衣樹脂，內表面涂樹脂兩遍，經壓模處理保持較高光潔度以減少阻力。風筒采用T型大端面空腹筋，應力集中段和聯接端埋有預制件以保證風機整體強度和運行強度。

五、冬季化冰技術的優化

在最冷月平均氣溫低于-5℃的地區，冷卻塔的冰凍的危害是極其嚴重的，這些冰凍主要出現在進風口的梁、柱，淋水填料、壁板、風機葉片、塔頂和塔的四周地面，減少了冷卻塔的使用壽命。這些冰凍的出現不但影響冷卻塔的正常運行和巡檢，降低了塔的性能，增加了員工的勞動強度，而且破壞了淋水填料、塔體，影響塔體的緊固與穩定。

造成了其他冰凍的原因如下：進風口無導流設施或導流設施不合理，在進風梁處形成“尿檐”現象，即梁下水流呈滴滴嗒嗒狀態，形成像石灰巖溶洞中石乳與石筍一樣的冰，進而相連形成冰柱，冰柱與冰柱相連而形成冰墻，這時就把進風口完全封住；進風柱處也因同樣原因，柱周圍結冰，使柱子加肥變粗，而且與進風梁下的冰簾、冰柱相連；配水系統設計不當使塔在冬季停時管道內積水，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生的冰凍；經填料冷卻后的循環水由于溫度較低，在靠近進風窗側與外界冷空氣接觸產生冰凍；集水池由于長期停用而又沒有必要的排空防凍措施；進風側集水池頂層梁設計不合理，造成冷卻塔雨區淋水淋在梁上從而濺落到水池外，造成塔周圍結冰；面板密封不嚴滲水、漏水；收水器收水效果差，造成飄水嚴重，滴落在塔頂平臺和塔周圍地面，造成結冰，若冬季仍開風機結冰更為嚴重。

根據北方地區的運行環境，對化冰措施作如下設計。塔進風窗上沿混凝土下部進行尖端處理，防止壁流水外涎；設計中配水系統主管及支管下部裝有噴頭以防止停車時管道積水和運行時管道污泥沉淀。使配水管道不存在污泥沉淀的情況，避免了配水管道進行人工清洗的麻煩，同時消除了停車時配水冰凍的隱患；采用可短時反轉風機，當塔進風口存在冰幕時，使塔內氣流反向流動，利用塔內熱空氣消除冰幕；進風口處設置化冰熱管，切斷冰幕。在冷卻塔水池設計中，對進風側水池頂層梁采取下沉500設計，池壁外擴，使淋水外濺現象可以得到徹底的解決。

第3篇：優化設計范文

關鍵詞：鋼煤斗；資源；庫存；優化設計

山西瑞光熱電有限責任公司一期2×300MW機組建設工程鋼煤斗幾何容積約為280m3，每臺爐共6個。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，安裝標高在16.4-30.88m之間，支座標高在24.07m。煤斗分為上部和下部兩部分，上部為直體，矩形截面，長為5000mm，寬為8000mm，高4 880mm，設有4道加勁肋；下部為四角錐臺面，上口直徑長為5000mm，寬為8000mm，下口直徑長、寬為950mm，高為9100mm，設有13道加勁肋。煤斗所用材料為Q235B，煤斗錐體部分內壁采用3mm厚0Crl3不銹鋼板耐磨層，不銹鋼耐磨層與煤斗結構采用開孔焊連接。

《初設說明清冊》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，市場鋼材價格持續不斷上漲，公司領導未雨籌謀，研究決定儲備了大量鋼材，其中包括準備用于煤斗制作的厚度為12mm、材質為Q235B鋼板。

2008年5月3日，瑞光熱電廠F741S-T0252鋼煤斗結構圖到現場后實際設計為方形煤斗，根據以往經驗并經過驗算。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。經和設計院聯系得知，煤斗上方預留了二期輸煤皮帶空間，一、二期輸煤皮帶均可互為進煤，圓形煤斗無法滿足此設計要求。

在審閱圖紙過程中，發現原鋼煤斗圖中有很多疑問，并且公司已儲備了準備用于煤斗的厚度為12mm、材質為Q235B鋼板。鑒于以上情況，項目部一方面現場與業主、監理、設計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計院進行溝通，經過反復研算和復核，設計院同意出升版圖。2008年6月4日，升版圖到現場，在升版圖中就材料代換與發現問題進行了設計優化。

1　優化設計方案

(1)在鋼煤斗原設計圖中，錐體部分設計厚度為14mm、材質為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、材質為Q235B鋼板代替原設計厚度為14mm、材質為Q345B鋼板，并且部分減小了錐體加固肋間距以保證煤斗強度。升版后利用了公司低價儲備的厚度為12mm、材質為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為1000mm、1200mm、1530mm，下部承重部位間距變為500mm、600mm、650mm、700mm、850mm，使煤斗的加固角鋼分布更符合受力要求。且通過設計院研算，在錐斗底部采用了庫存的140×12的角鋼代替原180×18的角鋼，共使用庫存角鋼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對稱加兩塊20×180×200水平筋板，每個煤斗為416塊，經過計算畫圖，發現間距500mm再加兩個200mm長筋板，中間距離僅有100mm，按此制作，不僅煩雜、焊接量大、不美觀，而且在以后的運行中容易積灰。和設計院溝通后。經過計算，立筋強度已經滿足煤斗強度要求，因此在升版圖中去掉了20×180×200水平加筋板，每個煤斗416塊，重2.496t，6個煤斗共2496塊，重14.976t。這一優化，不僅節約了材料。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，原設計為100mm緩慢坡形過渡，但是在現場這種整板坡形過渡無法加工，經過和設計院多次溝通，查閱了多冊設計手冊，將坡形過渡長度修改為50mm。此長度在現場用半自動切割機即可加工，再稍微打磨修整即可滿足設計要求。

(5)在鋼煤斗圖紙中，長方體+四棱錐結構煤斗相鄰交角的內側為200mm寬直板過渡，考慮到長方體+四棱錐結構煤斗沒有圓煤斗使煤流動性好，4個棱角容易棚煤。經過現場各方研究，將四棱角結構煤斗相鄰交角的內側直板改為圓弧形板，圓弧半徑定為250mm，即增加了煤斗的強度及耐磨性，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。而根據以往的經驗和現場試驗，這樣的要求不能使不銹鋼板與鋼內壁很好的貼合，本著對工程、對業主負責的態度和業主、監理、設計院溝通后，在作業指導書中將開孔要求改為各焊點間間距不大于350mm，使兩者貼合密實、不起鼓，保證了煤斗的質量。

通過以上設計優化，升版圖后每個煤斗重量由69.697t變為63.243t，少用了6.454t，6個煤斗共少用鋼材38.724t。

2008年11月28日，鋼煤斗吊裝工作安全、順利完成，確保了現場下一工序的進行。經過精心組織和施工，鋼煤斗制作質量工藝大大提高，需檢驗焊縫一次合格率為100％。

第4篇：優化設計范文

[論文摘要]20世紀80年代開始，國外就有較多人力資源專家和企業培訓人員從事培訓方面的研究與實踐，培訓無論對公司，還是對個人都具有十分重要的意義。

對于企業而言，培訓實質上是一種系統化的智力投資，其作用主要體現在：培訓有利于提高企業員工的整體素質，促進企業的長遠發展；培訓有利于企業加強自身對外部環境的適應性；培訓能夠提高企業自身改革和創新的能力；培訓是企業吸引人才、培育人才和保留人才的重要手段。對個人而言，培訓是員工本文從員工培訓的概念著手，分析了員工培訓需求，探討了企業員工培訓效果評價方法設計，優化設計了企業員工培訓效果評價的流程，得出了企業員工培訓改進策略，總結了企業員工培訓效果評價設計影響因素，運用科學的設計方案，有效為企業員工培訓提供理論依據。

一、員工培訓的概念

培訓是企業有計劃地實施有助于提高員工學習與工作相關能力的活動。這些能力包括知識、技能或對工作績效起關鍵作用的行為。企業人力資源培訓，則是指企業根據自身生產經營和發展的需要，為提高企業員工的素質和崗位所需要的知識、技能及政治理論、規章制度、法律法規常識等而進行的各種形式的教育與訓練活動，從而使企業員工的工作態度、工作行為、價值觀念等有所改變，使他們在現在或將來工作崗位上的工作表現達到組織的要求，并發揮最大的潛力以提高工作績效。伴隨著生產經營活動的變化和發展，人們的知識水平和能力的局限性總要受到實際工作的挑戰，隨著知識更新速度的加快，在很多情況下，人們往往難以有效地扮演好各自的職業角色。為保證自己的企業在激烈的市場競爭中，始終保持人力資源的優勢，提高經營管理效益，就必須對本企業員工進行培訓。

二、員工培訓需求分析

在企業培訓的過程中，培訓需求分析是設計培訓項目、建立評估模型的基礎。培訓研究表明，企業組織一般可以從三個方面進行需求分析：組織、工作任務和個人。

從組織角度進行培訓需求分析，通常可以了解實現企業目標需要的技能、企業人力資源的供需情況、競爭對手等情況。

從工作任務的角度入手，需要確定哪些是重要任務，哪些是屬于在培訓過程中必須加以強調的知識、技能和行為方式。

工作分析時，調查者必須了解做好一項工作所需要的知識、技能和能力。知識一般可分為兩大類：陳述性知識和程序性知識。陳述性知識是關于事實的信息：程序性知識指有關技能和解決問題過程方面的知識。技能則指正確自如地做好工作的能力，實際是一種心理能力，在企業實踐過程中，主要與工作績效標準有關。能力是指做好工作所必需的認知能力。能力的形成是以知識為基礎的。

在需求分析過程中，分析人員如果已經了解到做好工作所需的知識、技能和能力，了解到工作中包含哪些主要任務，那么就可以將兩者結合起來進行考察，尋求二者之間的內在聯系并據此進行培訓項目的設計。在實際情況中，找尋任務要求和履行任務所需要的知識、技能、能力的對應關系顯得特別有意義。

如果從個人角度來進行需求評估的話，分析人員應該關注以下兩個問題：企業中誰需要培訓？他們需要什么樣的培訓？企業中的績效評估實踐及反饋機制能夠幫助分析人員了解企業中的哪些員工需要接受培訓，需要什么樣的培訓。另外還可以從研究員工的學習動機的角度來了解培訓需求。調查培訓需求時可以采用的方法很多，如觀察法、調查問卷法、面談法、閱讀技術手冊和記錄、訪問專門項目專家等。由于面臨的競爭越來越激烈，不少公司借鑒競爭對手的培訓模式來制定適合自己工作發展的培訓類型。

三、企業員工培訓效果評價的流程優化設計

（一）整理學員出勤情況（成績資料建檔）

統計出席人員及原因，分析參加者的成績并通知其主管，對完成課程的學員建立資料檔。

（二）分析課程評估表

對講師及學員的評估意見加以分析，一方面給予講師回饋建議，另一方面作為課程設計的改進參考。

（三）撰寫課程實施報告

對于課程的規劃、執行方面所發生的狀況，進行整合性的分析與檢討，提出綜合報告。

（四）訓練后訪查學員

在訓練結束后二周內，抽樣訪查參加學員，追蹤其對參加訓練的印象及可應用程度。

（五）應用跟蹤

在訓練后一周內，整理出課程精華摘要，通知各學員的直屬主管，以利于主管對學員受訓后的應用跟蹤。

（六）召開課程檢討會議

針對課程規劃、執行及追蹤相關人員的意見統計做全盤檢討，以利于行動展開及往后改善。

四、企業員工培訓改進策略

企業員工培訓改進，就是對培訓工作進行追蹤、總結和改進。培訓改進的流程如下：

（一）追蹤訓練后的行動計劃

對訓練時學員所承諾的行動計劃，于事后追蹤其執行成效，并給予協助及回饋。

（二）追蹤配合單位改善行動

對訓練時學員提出改善建議及要求相關單位配合的行動計劃，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，有助于提升訓練質量。

（四）對高階主管的建言

根據參與訓練學員的態度及意見，對上級單位做出改善建言。

（五）研討資料的整理

對研討資料進行有效整理，并擴大流傳范圍，或作為自我學習教材，將便于訓練效果延伸。

五、企業員工培訓方案評價設計影響因素

培訓的成效評估和反饋是不容忽視的。培訓的成效評估一方面是對學習效果的檢驗，另一方面是對培訓工作的總結。選擇什么樣的設計取決于幾種因素。在大多數情況下，決定恰當設計的因素之一是，能不能得到評價人力資源開發培訓結果的合適的數據。因素之二是對工作環境的現實考慮。評價設計越復雜，實施評價的成本就越高（有效性就越大）。另外，還要考慮對照組的獲得、隨機抽樣的難易程度、消除學習之外的其它因素的影響等。如果設計不夠理想，那么人力資源開發的專業人士在做出選擇時要掌握好如何平衡的問題。

參考文獻

[1]熊超群，企業員工選用、培育與考核實務，廣東經濟出版社，2002年4月第1版

[2]郭京生、張立興，人員培訓實務手冊，機械工業出版社，2002年1月第1版

第5篇：優化設計范文

關鍵詞：工藝流程 運行 優化設計

一、國內外的發展現狀

管道運輸作為五大運輸方式之一，在世界上已經有100多年的發展歷史。目前，就發達國家來說，其原油的管輸量占其總輸量的80%，而成品油的長距離運輸也基本實現了管道化。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輸的主要方式，管道在輸油中的作用

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

我國于1958年建成第一條長距離輸油管道一新疆克拉瑪依至獨山子煉油廠輸油管道。隨后，由于我國各個地區油田的相繼開發和煉油廠的建成投產和經濟發展的需要，我國管道運輸業，尤其是輸油管道，得以迅速的發展。經過幾十年的發展，目前我國先已經掌握了國際通用的各種先進的管輸工藝，例如，加劑輸送、間歇輸送常溫輸送、加熱輸送等。而且，我國在儲罐的防腐和地埋金屬管領域和原油熱處理，“三高”原油的加熱輸送，以及加劑輸送等方面已達國際水平。

二、我國和發達國家的差距分析

就輸油管道本身的工藝方法而言，我國與國外的水平相當。但是，在管道輸送的運行管理、設備的高效節能方面，與發達世界上其他先進國家還有不小的差距，尤其在管道運行管理方面，我國與國際先進水平差距落后近20年。目前，如何擺脫高耗能的經濟發展模式已成為我國經濟發展的一大難點。如何使輸油管道更加的節能高效，使之向資源節約型方向發展，是輸油管道工作的重點。因此，我們必須要進行輸油管道的優化設計。針對我國在這方面的差距和不足，應該從工藝流程和運行兩個方面進行優化。

三、工藝流程的優化

本文針對工藝流程，從原油集輸網絡、管道進站和成品油順序輸送、以及管道進站工藝流程兩個方面進行優化。

1.原油集輸網絡的優化

原油集輸系統的工作流程即：井口收集油井產出液計量站、接轉站及集中處理站輸送到油庫。原油集輸系統是一個復雜的多級網絡系統，也是一個巨大的能量耗散系統，因此其優化非常復雜。它的優化主要包括兩個問題，參數優化和拓撲布局優化。參數優化，是指確定管徑、摻水量及其溫度和管網的能耗。把它表達成非線性優化問題，通過確定的目標函數，利用約束條件，求出最優解。進行拓撲布局優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系，實現管線距離長度之和最小。

2.管道進站工藝流程的優化

管道進站工藝優化，在輸油管道設計中也是非常重要，尤其是對一些較早建成的進站管道，由于設備的老化或功能不能適應新的需要，已不能滿足節能高效的要求而新建的成本又太高，更迫切地需要改造，進行優化設計。在管道進站工藝優化過程中需要考慮的因素有如下幾個：

2.1余壓的利用。如果能充分利用進站余壓，可以降低能量損耗。

2.2油泵設置的數量。在設置時要充分考慮站內管道、閥門數量，盡量降低內摩阻。

2.3設備的選用。包括加熱爐、輸油泵組等設備。在選用時，盡量選用節能效率高的設備。在對已有的工程進行改造時，對因老化，腐蝕等原因造成或本身已不能滿足節能標準的設備，要更換。

2.4油品進出油罐時，要封閉，這樣不會因為油品呼吸損耗，避免浪費能源，又污染環境。

3.成品油順序輸送的優化

輸送順序的優化設計就是在保證輸送安全并完成輸送任務的前提下，將投資及運行成本降到最低。要根據成品油管道輸送的不同特點，依據據最優化理論，在全面慮技術、經濟指標的影響的基礎上，對設計變量進行優化，從而建立優化模型，求出最優解。輸送順序優化的關鍵問題是確定最優循環次數。一般情況下，是通過不同油的物理和化學性質來決定輸送順序，達到減少混油損失的目的。以一年內完成的循環周期數作為循環次數，那么，循環次數的越少，即表示每一種油品的一次輸送量越大，同時混油損失越少。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消費，因此管道輸送都是間歇性輸送。要想降低循環次數越少，就要在輸油管道的沿線建造儲罐區平衡生產、消費和輸送，而油罐區的建設和經營也會造成費用的增加。因此，要綜合考慮油罐區的成本和混油的損失這兩個因素才能實現輸送順序的優化。

以慶鐵輸油管道泵站的工藝流程改造為例，改造之后，每年節電 ，節省燃料油 ，經濟效益明顯。

四、運行的優化

對運行的優化設計，要通過建立數學模型，運用科學的方法進行計算。所建立的數學模型以最終總耗能最小或相同條件下，經濟效益最大為目標函數。

1.參數的選擇

管道直徑、管道及站間長度，管線輸送油品物性及輸油任務量，泵組、爐子的效率，管道及設備的內摩阻，燃料油價格等作為已知參數；管道沿線沿線地溫變化等地理因素也作為已知參數輸入模型。

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

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、進站最低壓力和進站油溫、管道最大承壓力、泵的最大量程、加熱爐的最大負荷等因素作為約束條件。

3.建立目標函數，求最優解

由于每個項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有一些差別，計算方法也有所差別。但所求的解都可以實現消耗的最低或經濟效益的最大化。

以2001年7月份對長吉線優化為例，目前，長吉線全年額定輸量 左右，日輸量 。優化并運行后與實際的運行費用進行相比，全年可節省 元，經濟效益非常可觀。

五、結語

提高資源利用率，實現節能減排，是我們全社會的共同責任，對輸油管道進行優化設計，任長而道遠。希望廣大工作者繼續探索，把我國帶入世界領先水平。

參考文獻

[1]吳長春 李東風. 秦京管道穩態優化運行方案的分析與確定. 油氣儲運，2002.

[2]王鐵成 李忠偉. 慶鐵輸油管道泵站工藝流程改造.油氣儲運，2002.

[3]孟振虎 忠 馬平.輸油管道優化運行實用分析.油氣儲運，2002.

第6篇：優化設計范文

關鍵詞：超低滲透；標準化井場；安全環保

超低滲透油田近年來成為長慶油田發展的重點，今年一月，長慶油田的“5000萬噸特低滲透——致密油氣田勘探開發與重大理論技術創新”這一研究課題獲得了二一五年度的國家科學技術進步一等獎，所以，在接下來的一段時間，長慶油田將以此為跳板，對超低滲透油田的井場設施的優化進行進一步的研究，以求降低油田開發的成本，更好的提高石油的產率，為我國石油企業的發展做出了極大的貢獻。

1超低滲油田的相關介紹

低滲透的油田根據滲透率主要分為三類，平均滲透率在（10.1～50）×10-3μm2范圍內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，是不會進行開發的，但是，由于我國超低滲透油田的范圍比較廣，且很多油田的原油性質比較好，油層也非常厚，如果開發和利用的得當，是比較有價值的，還能為我國的石油開采做出突出的貢獻。長慶油田近年來對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，井場的設施問題成為制約油田發展的重要因素，我們要采取相應的優化設計方案，加強井場的建設。

2我國超低滲透油田井場建設的現狀

超低滲透油田的井場建設十分重要，從安全環保的角度上說，井場的建設需要有相應的雨水收集和處理系統，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，對環境產生了很大的污染。近年來，我國對環保事業的重視程度越來越高，所以，長慶油田對井場的安全環保設施做出了極大的改善，但是，仍舊存在三個方面的問題，首先，長慶油田的黃土土質較軟，容易造成地基的崩塌；其次，油污容易隨雨水下滲，影響土質；最后，暴雨后進行雨水的收集，由于蒸發池的容積有限，容易造成坍塌。其次，從投資角度上說，井場的設施是油田投資的大頭，而其中井場的巡井房和圍墻是重中之重，我們要加大對井場設施的投資，一方面，可以提高石油開采的效率，強化硬件設施的建設，另一方面，可以加強油田的安全運行。目前，長慶油田的井場建設水平較高，已經具備很好的開發條件，但是，在一些小的方面還有可以優化的地方，我們將采取有效的措施，提高井場設施的優化設計效果，為長慶油田的發展奠定基礎。

3井場設施的優化設計的實施

針對目前井場設施存在的問題，我們要在圍墻、環保和雨水的收集等方面做好充分的工作，優化整體設計，不斷加強油田的建設。

3.1圍墻的簡化工作

圍墻的建設是油田井場設施建設中的重中之重，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，主要是通過將原來磚砌的圍墻換成了土筑的防護堤，這樣，從選材上大大降低了成本，同時，高度也得到了優化，并且，使用土筑的防護堤也能達到含油污的水源不會流出井場的目的。

3.2含油污水池的建設

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

3.3設置集水溝

集水溝的主要目的是收集潔凈的雨水，一些相對安全區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油田周邊的植被進行灌溉，節約了灌溉用水，對周邊環境的建設也有非常好的作用。

3.4設置視頻監控系統

隨著科學技術的不斷進步，視頻的監控系統走入了各行各業，同時，在長慶油田中也有了廣泛的應用，我們利用視頻監控系統，可以有效的對油田的工作情況進行全面的動態了解，能夠及時發現問題并做出處理，同時，可以采用這個系統對員工的工作進行監督，提高他們的工作效率。

4結語

長慶油田的井場設施得到了充分的優化，并在使用過程中的效果非常令人滿意，我們將繼續對相關的設施進行進一步的優化，保證整個油田的安全穩定運行。同時，我們在油田開采的過程中，因為石油是高污染的行業，所以要充分的考慮到環境的問題，為我國的生態建設保駕護航，同時為石油企業的發展奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1]樊成.長慶油田超低滲透油藏開發技術研究與應用[J].石油化工應用,2009,02:30-35.

[2]習琦,田景隆,陳述治,尚進.長慶油田地面建設關鍵技術綜述[J].石油規劃設計,2013,01:8-11+33+59.

第7篇：優化設計范文

1.1以動力性為主要匹配的優化目標。動力系統參數匹配是汽車整車設計和開發的一個重要環節，此環節主要是根據人們對整車使用時的設計指標要求和減少尾氣排放的設計要求相結合，對動力系統部件進行選型和參數確定的一個過程，此以動力性為主要匹配的過程的實現主要由電機、電池和變速器構成整車的能源動力及傳動系統。傳統的汽車動力系統參數主要是以動力性作為整車參數設計的主要目標，這種參數設計的方式通常是根據整車的最高車速、加速時間以及爬坡度等動力性能指標要求，通過實驗得到相應的參數然后進行分析計算，完成對動力系統關鍵特征參數的確定。通過這種方式確定的汽車動力系統的參數較為籠統，沒有更加嚴謹的再分析過程，因此在汽車使用過程中的動力系統容易出現眾多弊端。由于此傳統方法的計算設計不嚴謹，導致了汽車在使用過程中整體耗能的增加，同時也加大了對大氣的污染程度，因此，只有通過改變或優化較少的部件參數，才能夠達到滿足整車動力性需求的目的。只有在對以動力性為主要參數的汽車動力系統的優化設計過程中，通過功率平衡的方式計算得出汽車動力系統的關鍵參數，并將其應用到汽車動力系統的整體優化設計過程中，結合采用原五檔變速器中的一個檔位作為車輛變速器速比的結論，才能夠更好的實現汽車動力系統的低耗能和低排放的目標。

1.2以經濟性為主要目標參數的設計優化。以動力性為目標的動力系統參數匹配能夠滿足基本的動力性能要求，但是對汽車整體動力系統的需求，處理要滿足動力性的要求外還需要滿足人們對汽車日益增長的需求的要求，[1]因此，整車系統的運行效率以及續駛里程和能耗表現也是汽車動力系統所不容忽視的重要性能指標，要保證汽車整體動力系統參數滿足整體的綜合性需求，就需要加強以經濟性為主要目標參數的設計優化工作，進而才能夠實現汽車行業進一步發展的要求。汽車動力系統的經濟性及節能潛力主要是由整車動力系統部件參數的不同組合基本來決定的，因而在計算設計汽車動力系統參數匹配過程中，應將整車經濟性作為一個重要的設計指標，要實現以整車經濟性作為主要參數目標就需要做到，以經濟循環耗電百分比作為目標函數，以動力性能為約束條件對傳動系速比進行了區間優化，經過對各參數所占的權重進行綜合分析，可以計算求得速比參數的最大可行區間而不是固定點，在此優化可動區間內進行靈活取值，從而可以做到根據不同地區實際使用的狀況來確定需要的參數，進而實現汽車整體動力系統的經濟性設計目標。

1.3從整車需求角度進行動力系統參數的綜合優化。從汽車整體動力系統的動力性和經濟性的性能需求角度進行汽車動力系統參數的綜合匹配設計和優化，是保證汽車動力系統整體發展趨勢的主要手段和技術措施，只有同時實現汽車動力性和經濟性的性能需求，才能夠在提高整車性能尤其是節能潛力的同時提高汽車整體動力系統的市場競爭力。雖然可能會帶來設計成本的增加，但是相比于市場競爭力的增加，和滿足人們對汽車動力系統的要求后的需求量的增加，兩種性能參數的優化，可以更進一步的促進汽車行業的發展和進步。在分別進行完汽車整體動力系統中的動力性和經濟性性能參數的優化，只要再從整車需求角度對動力系統進行綜合的優化，才能夠在經過仿真實驗后對個參數進行計算分析確定仿真結果，仿真結果表明優化后的整車動力性和經濟性均較優化前有了一定的提升。仿真實驗的進行主要是在動力系統部件特性試驗基礎上，以動力性和經濟性的綜合性能指標作為優化目標函數，對汽車整體動力傳動系統的主要部件進行了優化，從而實現對汽車整體動力系統的綜合優化實現，進而可以更好的滿足汽車行業發展對汽車整體動力系統的綜合需求。

2汽車整體動力系統的優化設計

2.1汽車傳動系統的優化設計。汽車動力系統的整車動力性、經濟性在很大程度上取決于動力系統零部件的選型和參數匹配，汽車傳動系統是汽車動力系統的主要零部件，也是汽車動力系統運行的主要結構組成，只有保證汽車傳動系統的設計優化性，才能夠更好的實現汽車整體動力系統的優化。汽車傳動系統作為汽車的關鍵構成部件，對于動力系統參數的影響也是很大的，其中主減速比和變速器減速比是傳動系統最重要的參數，也是動力系統參數匹配的重要對象之一，[2]只有保證汽車整體動力系統中的主減速比和變速器減速比同時實現設計最優，才能夠有更多的可能保證汽車整體動力系統的設計最優。如果傳動比設置得太大，車輛無法達到較高的行駛車速，傳動比設置得太小的話，車輛爬坡、加速、超車等性能都會大打折扣，此時汽車動力系統的耗能處于最大點。總之，想要保證汽車整體動力系統實現最優化，就必須保證汽車傳動系統實現最優化設計。

2.2汽車電機參數的優化設計。電動機是汽車整體動力系統的主要功能裝置，只有保證電動機的優化才能夠確保汽車在使用過程中供能的不間斷，進而實現汽車使用過程中的高效率和低耗能相結合的目標。通常情況下，可以選擇恰當的選擇電機的最高轉速和車輛的最高行駛車速相對應，這樣既可以保證汽車動力系統可以以最高車速行駛時所對應的電動機狀態一定是在額定功率情況下運行，也可以同時實現長時間內的電機系統熱平衡管理，進而能夠確保汽車整體動力系統持續目標的實現。

2.3汽車動力系統電機的優化設計。由于電機系統是為汽車動力系統功功能的主要結構，因此應該在確保電機系統參數實現最優的情況下，保證對電機的優化設計，才能夠更好將汽車系統中電池傳輸過來的電能轉化為汽車運行所需的驅動能量。汽車動力系統中的電機系統主要是在車輛行駛過程中發揮主要功能的，而汽車行駛又是一個復雜的多工況的過程，對電機的要求也有其獨特的地方，其對電機的主要要求時在行駛過程中要求電機系統可以提高持續性的較大輸出功率，由于車輛內部空間的限制，電動機的外型尺寸應當盡可能小，因此這就需要對傳統的電機系統進行優化設計，只有在高效率的優化設計的基礎上，才能夠實現電機外型和輸出功率同時滿足的要求，進而實現汽車行駛的高功能需求。

第8篇：優化設計范文

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

2優化設計模型

以往復式葡萄藤切割器工作行程的功耗和阻耗最小為目標函數，建立優化設計的數學模型。2．1選取設計變量選取割刀曲柄轉速n、割刀曲柄半徑r、切割器行程s、機器的前進速度vm、機器的割幅B為設計變量，設X=［x1，x2，x3，x4，x5］T=［n，r，s，vm，B］T(7)2．2建立目標函數目標函數為minF()X=x4x5Lo102+Nk+kx1x225x3×10－[]4(8)2．3確定約束函數根據需要滿足的約束條件建立約束函數為其中，g1()X、g2()X保證割刀曲柄轉速在設計的要求范圍內;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;g7()X、g8()X表示機器前進速度的取值范圍;g9()X、g10()X保證機器割幅在設計要求范圍內。

3優化設計計算及結果

設計變量賦初值為: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。優化計算并取整得出最優設計結果為:割刀曲柄轉速n=320r/min、割刀曲柄半徑r=50mm、切割器行程s=100mm、機器前進速度vm=0．9m/s、機器割幅B=1．1m。

4試驗分析

設計制造葡萄藤修剪機樣機進行田間試驗，動力輸出拖拉機14．6kW，后軸輸出，采用后三點懸掛。連桿越長，整體機架越大，為了使機架簡單緊湊，連桿選取320mm。試驗結果表明，動力機械的前進速度對修剪的效果至關重要。設動力機械的前進速度為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。在不同的動力機械前進速度下，修剪效果不良率如圖3所示。結果表明，修剪效果不良率隨著動力機械前進速度的增大而增大。當前進速度小于0．9m/s時，修剪效果不良率增加幅度不太明顯;當前進速度大于0．9m/s時，修剪效果不良率急劇增加。這表明，前進速度0．9m/s是動力機械前進速度對修剪效果不良率影響的分界點。動力機械前進速度越小，修剪效果不良率越低，修剪的作業效率也隨之越低。因此，綜合考慮，選擇動力機械前進速度為0．9m/s。

5結語

第9篇：優化設計范文

金屬夾層板在沖擊載荷作用下，夾層板的夾芯結構可能發生彈性屈曲，彈塑性屈曲及塑性屈曲，同時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性能是相當困難的。因此，掌握夾芯結構的變形機理尤為重要，不僅有助于對問題實質的把握，而且對夾層板結構的初步設計能起到很好的指導作用。如圖1a所示，多面體夾芯體胞的結構特征參數主要包括夾芯體胞底面邊長b1L、b2L，頂面t1L、t2L，夾芯體胞高h，多面體夾芯體胞按一定規律陣列后，可得多面體夾芯結構，特征參數如圖1b所示，包括夾芯體胞間距dL，芯層板長度L、寬度M、板厚t。選擇不同的結構特征參數獲得不同結構特征夾芯體胞，導致多面體夾芯結構的剛度、強度、抗失穩能力等性能也不相同。不同性能特性的夾芯體胞雖然結構特征參數不同，但其都是由最簡單的夾芯體胞基元結構變形演化而來，如圖2所示為夾芯體胞基元結構。多面體夾芯體胞的結構變形主要包括相似變換和切邊操作兩種基本結構變形方式，兩種基本結構變形方式也可以同時進行，構成復合結構變形方式。將基元結構按照不同的相似比和切邊比進行變形可以獲得結構形式不同的夾芯體胞，實現夾芯體胞的結構變形。本文對相似變換和切邊操作兩種基本結構變形方式分別進行討論。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bL放大或縮小，形成新的夾芯體胞，實現夾芯體胞基元的相似變換。定義夾芯體胞基元邊長bL和變換后新的夾芯體胞邊長sL的比為相似比，當1時，sbLL，則sbLL(1)當相似比1時，如圖3a所示，夾芯體胞基元AOB、EOF、MON以各自質心為中心，經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域111CDL。通過計算可求得各邊邊長111111=(1)bCDDLLCL(2)當相似比01時，如圖3b所示，夾芯體胞基元AOB、EOF、MON以各自質心為中心，經過縮小相似操作得到111ABC、111DEF、111LMN。夾芯體胞基元AOB、EOF、MON被縮小，因此無重疊區域形成，分別連接11CD、11DL、11LC，計算可得111111=(1)bCDDLLCL1.2切邊操作通過截去夾芯體胞基元邊cL長度，形成新的夾芯體胞，實現夾芯體胞基元的切邊操作。定義經相似變換后的夾芯體胞基元邊長sL和截取的夾芯體胞基元邊長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長度，連接22CD、12DL、11LC得到閉合區域121212CCDDLL。夾芯體胞基元AOB、EOF、MON切邊后得六邊形區域122121AABBCC/122121DDEEFF/122112LLNNMM，如圖4所示。1.3復合變換通過對夾芯體胞基元同時實施相似變換和切邊操作，實現夾芯體胞基元的復合變形，形成具有復雜構型的夾芯體胞。如圖5a所示，夾芯體胞基元底面AOB、EOF、MON以各自質心為中心，取相似比1，進行放大相似操作，生成封閉區域111ABC、111DEF、111LMN。在111ABC、111DEF、111LMN上從頂點開始，取切邊比，進行切邊操作，得到六邊形封閉區域233223AACCBB/233232DDEEFF/233223LLNNMM，該封閉區域作為多面體夾芯體胞的底面。連接23LC、23CD、23DL得到六邊形232323CCLLDD，該區域作為多面體夾芯體胞的頂面，可得體胞頂面底面邊長為取相似比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，各邊邊長與上述相同，則夾芯體胞如圖5b所示。bLcLOsL1AA2BB1EE1F2MMF1NN2A1B2E2F1M2N3B3A3E3F3N3M1C1D1L2L3L2C3C2D3D(a)1bLsLOcL1AA2BB1EE1F2MMF1NN2A1B2E2F1M2N3B3A3F3N3M3E1L2L3L1C3C2C2D1D3D(b)01圖5復合變換1.4陣列變換在LM的平面上，將邊長為bL的多面體夾芯基元相互連接排布，同時對多個基元做復合變換，由此實現夾芯體胞的陣列操作，從而生成多面體夾芯結構。由圖6可知，夾芯體胞之間的距離為dbLL，基元邊長越小，體胞分布越密，體胞基元邊長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，多面體夾芯結構的底面邊長，頂面邊長及體胞間距等特征參數都可以通過相似比、切邊比、基元邊長來表征。夾芯體胞基元通過相似變換、切邊操作和復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。根據體胞頂面頂點個數m和底面頂點個數n，將夾芯體胞定義為mnTB型夾芯體胞。例如，將頂面頂點個數為3，底面頂點個數為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，當頂面形狀與底面形狀相同時即形成棱柱型體胞，常見的幾種夾芯體胞如表1所示。當2323332322=23DLLCCDNLNMLM，即=1/(23)時，體胞結構為型或型棱柱，其中，=0即=0.5時體胞為型棱柱；0.5時為型棱柱。當1時，體胞經相似變換后，若所切邊長=LcsbLL即=1/(1)，體胞結構為63TB型體胞。因為體胞各邊長非負，所以可得相似比與切邊比的取值范圍為：0.52，00.5。因此，體胞結構的變化曲線如圖7所示。

2Kriging近似模型方法

多面體夾芯結構的碰撞過程是一個多重非線性的動態過程，直接對其優化設計需要耗費大量的計算成本。利用Kriging近似模型技術不僅可以描述多重非線性過程，還可以降低計算成本，提高優化設計的效率。Kriging近似模型由全局模型與局部偏差迭加而成，其數學表達公式y(x)f(x)Z(x)(4)式中，y(x)為未知樣本點的響應近似模；f(x)為已知的多項式函數，表示了設計空間的全局近似函數；Z(x)是均值為零、方差為2的正態分布的高斯靜態過程，是對f(x)的偏離插值補償。Z(x)的協方差矩陣表示為2covijijZx,ZxRx,xR(5)式中，R為NN維對稱正定矩陣，N表示樣本點的個數；ijRx,x為兩個樣本點ix與jx的相關函數，由使用者給定。相關函數ijRx,x有指數函數、高斯函數、立方樣條函數等多種表達形式，本文選用高斯相關函數21expdvnijijkkkkRx,xxx(6)式中，dvn為設計變量個數；k為擬合模型的待定相關系數；ijkkxx為兩個樣本點ix與jx之間的距離，ikx表示第i個試驗方案的第k個設計變量。選定樣本點的相關函數后，Kriging模型在未知樣本點的預測估計y(x)為T1()()()yxxrRyf(7)式中，Tr(x)為預測變量x與N個樣本點之間的相關矢量；y為長度為N的列矢量，表示各已知樣本點對應的響應值；f為長度為N的單位列矢量。的數學表達式為T12()()()()NrxRx,x,Rx,x,,Rx,x(8)1T1T1fRffRy(9)近似模型的方差估計值T12NyyRyf(10)上述式中高斯相關參數k可通過求解下式得到其最大似然估計值2max()2s.t.0nNlnlnRR(11)式中，()為標準正態分布函數的累積分布函數。當k求出后，通過式(8)可得到預測變量x與樣本點之間的相關矢量，然后再通過式(7)即可完成Kriging近似模型的構建。以Kriging近似模型替代真實模型，因此其精確程度顯得非常重要。通過檢驗設計空間任意樣本點的相對誤差來驗證模型精度，其表達式為()()0()0RE0.01()0()fxfxfxfxfx(12)式中，RE為未知樣本點的有限元仿真計算值與Kriging近似模型結算結果的相對誤差，f(x)為未知樣本點的有限元仿真計算值，()fx為未知樣本點的Kriging模型計算結果。

3多面體夾芯結構抗撞性優化設計

多面體夾芯結構與同等厚度的實心鋼板相比，具有抗橫向剪切能力強、等效剛度高、比吸能大等特點。將多面體夾芯結構作為吸能結構填充到汽車車廂底板及后備箱墊板等結構中，當汽車發生碰撞時，吸能結構發生塑性變形，吸收碰撞產生的動能，從而減少傳遞到車內乘客的沖擊與碰撞力。吸能結構的抗撞性直接決定了汽車的安全性，因此如何提高吸能結構的抗撞性是汽車安全性設計中的關鍵問題。本文根據車輛撞擊過程，對多面體夾芯結構的抗撞性進行優化設計。3.1多面體夾芯結構抗撞性優化建模取多面體夾芯結構的長為303mm，寬為255mm，夾芯結構板厚為1mm。在文獻[5]中，Tokura指出，多面體夾芯結構在x、y、z方向上的吸收的能量不可能同時達到最大，而且x方向的吸能特性最好，因此優化時選取x向建立撞擊模型。以質量為100kg的平面剛體來模擬撞擊,根據汽車碰撞安全性標準，撞擊速度取20m/s[11]，多面體夾芯結構的另一端固定支撐，因此多面體夾芯結構的碰撞模型如圖8所示。多面體夾芯結構的材料采用高強度鋼DP600，其材料特性如表2所示。采用邊長為3mm的四邊形殼單元劃分網格，多面體夾芯結構有限元分析模型如所圖9所示。常用于評價結構的抗撞性指標，主要包括：比吸能(Specificenergyabsorption,SEA)和最大撞擊力maxF。比吸能是結構在碰撞過程中單位質量所吸收的能量，它表征了結構在能量吸收中的利用率[12]，其表達式為SEAEm(13)式中，E為結構吸收的總能量即熱力學能，m為結構的質量。最大撞擊力是結構在變形過程中所受的最大撞擊力，一般出現在變形初始階段[13]。結構的抗撞性設計一般要求結構吸收的沖擊能量盡可能大，經結構傳遞過來的撞擊力盡可能小，且低于安全界限，所以本文以多面體夾芯結構的相似比、切邊比ξ、體胞高度h和胞間距離bL為設計變量，最大撞擊力為設計約束，比吸能SEA的最大化為優化目標，對多面體夾層板展開抗撞性優化設計，數學模型如下。maxmaxSEAs.t.70kN0.81.00.100.354065mm1530mmbbbf,,L,hF,,L,hLh(14)3.2多面體夾芯結構抗撞性優化方法本文采用Kriging近似模型技術求得比吸能SEA和最大撞擊力的近似計模型，通過遺傳算法求得抗撞性最優解[14]，如圖10所示，多面體夾芯結構抗撞性優化設計流程包括如下步驟。(1)根據多面體夾芯結構抗撞性優化數學模型，采用最優拉丁超立方試驗設計方法在求解空間D中生成組樣本庫T12nXX,X,X，其中iiiibiX,,L,h，i1,2,,n。(2)對n組樣本分別行仿真分析，并從仿真結果中抽取比吸能值SEAiX和最大撞擊力值maxiFX。(3)基于步驟2得到的多組樣本數據采用Kriging近似模型技術擬合得到比吸能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，隨機抽取另外j組未測樣本作為檢驗樣本點，分別進行仿真分析與近似計算，根據式(12)對比仿真結果與近似計算結果來檢驗近似模型精度。精度若滿足要求則轉至步驟5，否則將這j組未測樣本加入到樣本庫X，重復步驟(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解。若求解過程收斂，則輸出最優解，否則重復步驟(2)～(5)。

4多面體夾芯結構抗撞性優化結果分析

由圖11可知近似模型的精度直接影響到優化設計結果，因此本文通過計算未測樣本點的近似值與分析值之間的相對誤差來驗證模型的近似精度，圖給出了10組樣本點的Kriging近似計算結果與有限元仿真結果的對比情況。從圖中看出，10組未測樣本點的Kriging近似模型計算結果與有限元仿真結果之間的相對誤差均不超過4%，從而說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行多面體夾芯結構的抗撞性優化。根據圖11優化設計流程求得抗撞性最優解如表3所示。由表3可知，經抗撞性優化使得結構的比吸能提高了約13%，最大撞擊力顯著減小，降低幅度達24%，與優化前相比碰撞力變得更加平緩，碰撞力時間歷程曲線如圖12所示。因此優化使得多面體夾芯結構的吸能特性有顯著提高。優化后，胞間距離由50mm變為54.2741mm，可見改變體胞分布密度有利于提高多面體夾芯結構的抗撞性。傳統優化方法以外形尺寸1b1b2t1t2XL,L,L,L,h為設計變量，優化變量為5個，忽略了體胞分布密度，而以演變參數2bX,,L,h為設計變量，優化變量為4個，可同時表征體胞結構尺寸與體胞分布密度，減少了構建近似模型時采樣數目，降低了建模復雜度。為了進一步研究多面體夾芯結構的抗撞性，在相同的碰撞條件下，對波紋夾芯結構與多面體夾芯結構進行抗撞性仿真分析，分析結果如表4所示，波紋夾芯的結構尺寸如圖13所示。由表4可以看出，與波紋夾芯結構相比，多面體夾芯結構的比吸能提高了約9.3%，而質量降低了約51%。因此多面體夾芯結構不僅具有良好的抗撞性，而且還能較好地滿足輕量化設計準則。兩種結構的變形情況如圖14所示，所示，多面體夾芯結構在碰撞過程中，褶皺有序依次形成且分布細密，是一種有利于結構吸收更多沖擊能量的變形模式。波紋夾芯結構在碰撞過程中，雖然也形成了褶皺，但分布不均，隨著撞擊的進行，產生了橫向位移，吸能效果較差。

5結論