一、復(fù)雜正交試驗(yàn)算法開(kāi)發(fā)

通常情況下，工程問(wèn)題中的正交試驗(yàn)強(qiáng)度通常默認(rèn)為2，即:一個(gè)N×k矩陣，如果它的任意2列中所有可能水平都出現(xiàn)并且出現(xiàn)的次數(shù)相同，則稱(chēng)這個(gè)矩陣為正交矩陣。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的正交試驗(yàn)可以查表或者通過(guò)借助Isight等優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件提供的正交試驗(yàn)來(lái)獲得，但對(duì)于復(fù)雜正交試驗(yàn)，目前還沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確快速的途徑來(lái)獲得，必須通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行構(gòu)造。在過(guò)去的幾十年中，許多數(shù)學(xué)家和統(tǒng)計(jì)學(xué)家都曾致力于正交矩陣的構(gòu)造，通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，比較可行的算法有矩陣的劃分與求和、矩陣的并列以及投影矩陣法等。以下為各種正交試驗(yàn)構(gòu)造算法總結(jié)描述。1單水平復(fù)雜正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)于各因子水平相同的情況，可以利用“劃分”與“求和”的方法。利用該方法建立的正交矩陣基本表達(dá)式可記為個(gè)p－1水平，稱(chēng)為p3分列記列名為C;將此列依次與前面的每列按上面的加法分別計(jì)算出p－1個(gè)列，共計(jì)(p+1)×(p－1)個(gè)列，列名按指數(shù)化簡(jiǎn)表示，直到“劃分”完畢，依次與前面的每列“求和”完畢為止，即可得到完整的單水平正交矩陣，其中的交互作用列可按列名中的指數(shù)作列計(jì)算表示。2多水平復(fù)雜正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)1并列法對(duì)于一般的水平數(shù)不同的變量進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)可以由水平數(shù)相等的正交矩陣通過(guò)“并列法”改造而成。以多水平正交矩陣L27(3991)為例，具體做法如下:首先通過(guò)1節(jié)中所述的方法獲得正交矩陣L27(313)。取出表中按照1節(jié)中方法構(gòu)造的第1，2列，兩列中的數(shù)對(duì)共9種:(1，1)，(1，2)，(1，3)，(2，1)，(2，2)，(2，3)，(3，1)，(3，2)，(3，3)，把這9種數(shù)對(duì)依次變成1，2……9，就可以把第1，2列合并成一個(gè)9水平列，并作為新矩陣的第一列。去掉第1，2列的交互作用列。將其余的5，6……13列依次列為2，3，4……10列。即可得矩陣L27(3991)。2投影矩陣法正交投影定理是一個(gè)有效的構(gòu)造復(fù)雜正交試驗(yàn)的方法。在投影矩陣的正交分解中，常用到的分解方法根據(jù)矩陣論定理對(duì)于任意的置換矩陣S以及正交矩陣L都有即可對(duì)正交矩陣進(jìn)行簡(jiǎn)化分解，通過(guò)簡(jiǎn)化分解后的正交矩陣代入上述公式則可以完成復(fù)雜的正交矩陣的構(gòu)造。

二、復(fù)雜正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)

根據(jù)上述幾種算法，有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)了一款適用于整車(chē)優(yōu)化設(shè)計(jì)的復(fù)雜正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件。軟件界面。該軟件可以構(gòu)造樣本數(shù)在600以?xún)?nèi)的能夠滿(mǎn)足車(chē)輛優(yōu)化設(shè)計(jì)要求的絕大多數(shù)正交試驗(yàn)矩陣。用戶(hù)可以通過(guò)以下兩種方式進(jìn)行DOE矩陣的構(gòu)造。方式1:通過(guò)樣本數(shù)構(gòu)造DOE矩陣。工程技術(shù)人員可以首先根據(jù)項(xiàng)目確定的時(shí)間要求和計(jì)算資源計(jì)算出允許DOE工作完成的樣本數(shù)，通過(guò)輸入確定的樣本個(gè)數(shù)來(lái)構(gòu)造DOE矩陣，進(jìn)而篩選可能參與優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量及水平。方式2:通過(guò)變量數(shù)構(gòu)造DOE矩陣。對(duì)于已經(jīng)明確了設(shè)計(jì)變量和工況要求的優(yōu)化項(xiàng)目，樣本個(gè)數(shù)已經(jīng)由設(shè)計(jì)變量確定，工程技術(shù)人員可以有針對(duì)性地通過(guò)輸入變量數(shù)查找符合變量和水平要求的DOE矩陣。同時(shí)該軟件主界面允許用戶(hù)設(shè)置矩陣和樣本的選擇容差，對(duì)于無(wú)法構(gòu)造出完全滿(mǎn)足前提要求的矩陣的情況，工程師可以Tolerance選項(xiàng)修正優(yōu)化的前提條件，Tolerance選項(xiàng)允許輸入的最大容差為100，以獲得準(zhǔn)確的正交試驗(yàn)矩陣。在確定好試驗(yàn)設(shè)計(jì)矩陣之后，工程師可以按照設(shè)計(jì)要求輸入每個(gè)變量的屬性，包括名稱(chēng)、是否連續(xù)、詳細(xì)水平取值等，并通過(guò)自動(dòng)導(dǎo)出EXCEL表格或自定義模板格式的形式生成DOE矩陣。

三、基于復(fù)雜正交試驗(yàn)的車(chē)輛優(yōu)化設(shè)計(jì)

具備了通過(guò)軟件構(gòu)造復(fù)雜試驗(yàn)設(shè)計(jì)矩陣的能力，可以在前期大幅度提高試驗(yàn)設(shè)計(jì)精度，并且可以快速進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)工作，最終保證高精度的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。以下列舉了幾個(gè)應(yīng)用復(fù)雜正交試驗(yàn)完成的車(chē)輛優(yōu)化設(shè)計(jì)成功案例。1發(fā)動(dòng)機(jī)罩減重優(yōu)化在某三廂緊湊型轎車(chē)開(kāi)發(fā)中，其發(fā)動(dòng)機(jī)罩優(yōu)化參數(shù)包括2個(gè)形狀變量，1個(gè)材料變量，9個(gè)厚度變量，5個(gè)尺寸變量，應(yīng)用L64(2341084)正交矩陣進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化限制條件為子系統(tǒng)模態(tài)、各項(xiàng)剛度、強(qiáng)度以及行人保護(hù)性能要求，通過(guò)Isight軟件進(jìn)行優(yōu)化集成，最終優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果滿(mǎn)足各項(xiàng)性能指標(biāo)，同時(shí)重量比原始設(shè)計(jì)方案減輕5%。優(yōu)化前后各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比，其中設(shè)計(jì)變量對(duì)某設(shè)計(jì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)量分析結(jié)果。2后舉升門(mén)鉸鏈剛度問(wèn)題改善某MPV車(chē)型開(kāi)發(fā)期間，后舉升門(mén)鉸鏈剛度在樣車(chē)試驗(yàn)中出現(xiàn)塑性變形，需要通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。考慮到后期更改成本和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間，僅對(duì)相關(guān)區(qū)域各車(chē)身零件板厚進(jìn)行優(yōu)化，共涉及零件8個(gè)，采用L100(56102)構(gòu)造DOE矩陣，通過(guò)構(gòu)造響應(yīng)面及集成優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證重量不增加的前提下，整體剛度水平提高了46%，解決了舉升門(mén)鉸鏈變形問(wèn)題。優(yōu)化前后設(shè)計(jì)變量及輸出指標(biāo)結(jié)果如表1所示，其中某兩個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)與一個(gè)剛度指標(biāo)關(guān)系的三維近似模型如圖6所示。3白車(chē)身前期優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為目前上海通用白車(chē)身前期開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)工作流程，以某小型三廂轎車(chē)白車(chē)身開(kāi)發(fā)為例，設(shè)計(jì)變量涉及白車(chē)身及副車(chē)架尺寸、厚度、形狀等41個(gè)變量。采用L256(48833)正交矩陣進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工況包括白車(chē)身結(jié)構(gòu)、NVH和被動(dòng)安全性等11個(gè)工況。為保證后期的優(yōu)化方案能夠正確地指導(dǎo)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)方向，對(duì)通過(guò)該正交試驗(yàn)矩陣建立的所有輸出指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型精度進(jìn)行了深入的分析研究。某優(yōu)化指標(biāo)的的誤差分析結(jié)果?？梢钥闯?，采用多種誤差分析方法統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)模型誤差均在可接受范圍之內(nèi)。該項(xiàng)目通過(guò)后期多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，清晰給出了各設(shè)計(jì)變量及性能指標(biāo)之間的相互關(guān)系，將設(shè)計(jì)空間內(nèi)的白車(chē)身架構(gòu)性能最大化，同時(shí)有效地控制了前期車(chē)身重量指標(biāo)，做到了前期白車(chē)身的效率最優(yōu)化。其中各設(shè)計(jì)變量對(duì)于某安全性能的貢獻(xiàn)量結(jié)果。以此優(yōu)化結(jié)果作為后續(xù)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，避免了后期開(kāi)發(fā)的盲目性，保證了后期開(kāi)發(fā)的正確方向，按照該優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，已成功完成了多款新車(chē)型的前期開(kāi)發(fā)。部分設(shè)計(jì)變量及設(shè)計(jì)指標(biāo)優(yōu)化前后取值。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在后置油門(mén)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，其外部殼體和內(nèi)部傳感器都必須滿(mǎn)足防水、防潮、防震、防灰塵、可靠性高、壽命長(zhǎng)等性能要求。1機(jī)械結(jié)構(gòu)工作原理：當(dāng)后置油門(mén)手柄旋轉(zhuǎn)時(shí)，，和手柄相連接的磁體旋轉(zhuǎn)，使作用于霍爾元件上的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生改變，輸出電壓相應(yīng)變化，以此反映出旋轉(zhuǎn)角度的變化。2傳感器結(jié)構(gòu)原霍爾式角位移傳感器結(jié)構(gòu)如圖2，和新霍爾式角位移傳感器結(jié)構(gòu)如圖4對(duì)比原霍爾式角位移傳感器使用的霍爾元件是直立式，單信號(hào)輸出，必須設(shè)計(jì)一封閉式磁路與之配合，磁體裝在轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子和殼體有一旋轉(zhuǎn)間隙，此間隙因受潮或灰塵進(jìn)入等原因，轉(zhuǎn)子容易發(fā)生卡住現(xiàn)象，導(dǎo)致后置油門(mén)不能正常工作。新霍爾式角位移傳感器使用的是可編程三軸霍爾元件，平面封裝，雙信號(hào)輸出，磁力線通過(guò)空氣傳導(dǎo)作用于霍爾元件的表面，當(dāng)手柄旋轉(zhuǎn)時(shí)，和手柄相連接的磁體旋轉(zhuǎn)，作用于霍爾元件表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度產(chǎn)生變化，輸出電壓相應(yīng)變化，反映出旋轉(zhuǎn)角度的變化。旋轉(zhuǎn)體與傳感器沒(méi)有直接接觸，就不會(huì)產(chǎn)生任何磨損和卡住現(xiàn)象，其防水和工作壽命等各項(xiàng)性能指標(biāo)得到保證。3回位彈簧設(shè)計(jì)在后置油門(mén)的工作壽命設(shè)計(jì)中，傳感器由于是非接觸式，工作壽命能滿(mǎn)足1×107次以上全行程往返的要求，最主要就是彈簧的設(shè)計(jì)也要滿(mǎn)足該要求。由后置油門(mén)結(jié)構(gòu)及使用參數(shù)要求，彈簧扭距T＝1426N·mm，變形角φ＝50°＝0．87rad，內(nèi)半徑R1＝9mm，外半徑R＝21．5mm。設(shè)計(jì)計(jì)算如下1）彈簧材料按照YB／T5310－2010“彈簧用不銹鋼冷軋鋼帶”標(biāo)準(zhǔn)，選用牌號(hào)1Cr17Ni7，抗拉強(qiáng)度選為為σb＝1300MPa的不銹鋼材料。2）許用應(yīng)力當(dāng)使用壽命大于105時(shí)，取［σ］＝（0．5～0．6）σb＝（0．5～0．6）×1300MPa＝650～780MPa，這里，?。郐遥荩?50MPa。3）彈簧材料的截面尺寸b，h，b＝5mm為已知條件，由公式h＝6k2Tb［σ槡］求截面厚度h，彈簧要求外端固定，因此k2＝1，所以h＝6×1×713槡5×650mm＝1．14mm，查“彈簧材料的厚度和寬度尺寸系列表”，取h＝1．2mm。4）彈簧工作長(zhǎng)度l由“非接觸型平面渦卷彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算公式表”中公式，并取k1＝1，E＝0×105N／mm2，l＝Ebh2φ12k1T＝2×105×5×1．23×0．8712×1×713mm＝146mm。5）節(jié)距tt＝π×（R2－R21）l＝3．14×（21．52－92）146mm＝8．19mm取t＝8．2mm。6）圈數(shù)n0n＝R－R1t＝21．5－98．2圈＝1．5圈。

二、傳感器電路設(shè)計(jì)

傳感器的電路設(shè)計(jì)主要要做好電磁兼容設(shè)計(jì)，第一是傳感器對(duì)外發(fā)射的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值；第二是傳感器要具有抵抗外界電磁干擾的能力。霍爾元件可選用MELEXIS公司的MLX90316器件，它是一個(gè)可編程三軸霍爾傳感器，0～360o高精度連續(xù)測(cè)量，線性模擬雙信號(hào)輸出。傳感器技術(shù)參數(shù)如表1所示從以上主要電氣技術(shù)參數(shù)可看出，霍爾式角位移傳感器是直流小信號(hào)工作器件，對(duì)外發(fā)射的電磁干擾很小，其電路的設(shè)計(jì)主要放在抗外部干擾上，即保證傳感器能夠抵抗來(lái)自外部的干擾能正常工作和承受外部電壓的沖擊而不被損壞。具體電路如圖4所示。電路中E1、E2為磁珠，可以吸收傳導(dǎo)來(lái)的噪音；C1～C5為貼片電容，可以吸收和濾除噪音；D1、D2為雙向TVS管（瞬態(tài)抑制二極管），當(dāng)兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度（最高達(dá)1×10－12s）使其阻抗驟然降低，同時(shí)吸收一個(gè)大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值上，從而確?；魻栐馐芩矐B(tài)高能量的沖擊而損壞。TVS管的選?。篢VS管額定反向關(guān)斷電壓Vwm應(yīng)大于或等于被保護(hù)電路的最大工作電壓?？紤]到霍爾元件的工作電壓為5V，但編程電壓為7．5V，以及TVS管的離散性，TVS管可選用SMCJ11CA。為了滿(mǎn)足傳感器防水，防潮，防震，防灰塵等性能要求，電路板可用韌性好的彈性體環(huán)氧樹(shù)脂封裝在塑料密閉腔內(nèi)，既防水，又具有吸震與緩沖效果。由于HALL元件選用的是一個(gè)可編程雙信號(hào)輸出霍爾元件，所以，只要傳感器和后置油門(mén)總成裝配好后，再按照電氣性能要求寫(xiě)入相應(yīng)程序。

三、結(jié)語(yǔ)

基于霍爾元件設(shè)計(jì)的一種后置油門(mén)，采用不銹鋼渦卷彈簧，旋轉(zhuǎn)部分和傳感器相互獨(dú)立，傳感器無(wú)轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)部分相連，克服了原后置油門(mén)存在的一些不足，具有更好的防水，防潮，防震，防灰塵性能，可靠性高，工作壽命長(zhǎng)。為了驗(yàn)證該后置油門(mén)的性能，經(jīng)專(zhuān)業(yè)從事汽車(chē)電器檢測(cè)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)———長(zhǎng)沙汽車(chē)電器檢測(cè)中心進(jìn)行檢驗(yàn)，以及用戶(hù)使用，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿(mǎn)足使用要求。該后置油門(mén)可廣泛應(yīng)用于各種工程機(jī)械中。

京津冀是中國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技、文化最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快、經(jīng)濟(jì)總量規(guī)模大、最具發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)。2004年11月，國(guó)家發(fā)改委正式啟動(dòng)京津冀都市圈區(qū)域規(guī)劃的編制工作，該區(qū)域面積占全國(guó)的2.3%，人口占全國(guó)的7.23%，包括北京市、天津市以及河北省的8個(gè)地級(jí)市，秦皇島、唐山、廊坊、保定、石家莊、滄州、張家口、承德。在京津冀都市圈內(nèi)，北京位居“龍頭”地位，其發(fā)展經(jīng)濟(jì)、金融的集聚優(yōu)勢(shì)無(wú)以替代。北京聚集了中國(guó)50%~60%的金融資產(chǎn)，是全國(guó)性金融監(jiān)管和信息中心。天津?yàn)I海新區(qū)和唐山曹妃甸新區(qū)的建設(shè)發(fā)展，也為在該區(qū)域構(gòu)筑金融發(fā)展的大格局創(chuàng)造了有利條件。但是由于受到區(qū)域分割管理的限制，區(qū)域內(nèi)的金融差距很大，地區(qū)間金融合作渠道仍然不夠暢通，資金分布極端不平衡，資金回報(bào)率和成本差異也十分顯著，這為區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展設(shè)置了障礙。

一、京津冀區(qū)域金融發(fā)展差距分析

（一）河北經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力不足

由于金融與經(jīng)濟(jì)的相互作用，當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r不佳的時(shí)候，它對(duì)高效、優(yōu)質(zhì)的金融服務(wù)的需求和帶動(dòng)作用也會(huì)不足。2010年河北省實(shí)現(xiàn)GDP20197.1億元，比上年增長(zhǎng)2961.62億元。從圖1可以看出1995年到2010年間河北省GDP總值都是逐年增加的，但是從GDP增長(zhǎng)率指標(biāo)來(lái)看，1995-1998年間下降趨勢(shì)明顯，1998、1999年在低位徘徊，1999-2000年略有小幅增長(zhǎng)，2000-2002年又呈現(xiàn)回落態(tài)勢(shì)，2002-2004年逐年增加并且在2004年達(dá)到22.49%的最高值，之后則逐年下降。2009年GDP增長(zhǎng)率僅為7.64%，2009-2010年又開(kāi)始逐步回升。從GDP總值和GDP增長(zhǎng)率這兩方面可以看出，河北省生產(chǎn)總值不斷增加，但是這一經(jīng)濟(jì)的內(nèi)生增長(zhǎng)動(dòng)力不足，無(wú)法繼續(xù)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)高速和持久增長(zhǎng)。從橫向比較分析河北省經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。2010年河北省GDP總值在京津冀中排名第一，高于天津和北京。河北省的GDP增長(zhǎng)率排名第二，高于北京3.81個(gè)百分點(diǎn)，低于天津3.92個(gè)百分點(diǎn)，京津冀GDP增長(zhǎng)率梯度分布明顯。對(duì)比發(fā)現(xiàn)河北省GDP總量雖較高，但河北省的GDP增長(zhǎng)率卻相對(duì)較低。這也體現(xiàn)了河北省生產(chǎn)總值較大，但是內(nèi)生增長(zhǎng)動(dòng)力不足。

（二）河北省金融對(duì)經(jīng)濟(jì)的作用沒(méi)有得到充分發(fā)揮

1.金融對(duì)經(jīng)濟(jì)的滲透能力弱國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)學(xué)家常用戈德史密斯提出的金融相關(guān)比率（FIR）與麥金農(nóng)提出的反映國(guó)內(nèi)市場(chǎng)貨幣化程度的貨幣擴(kuò)張系數(shù)（MZ/GDP），來(lái)表示某國(guó)或某地區(qū)的金融發(fā)展總體水平的高低。考慮到我國(guó)主要的金融資產(chǎn)大多集中在以銀行為代表的金融機(jī)構(gòu)手中，選用區(qū)域內(nèi)金融機(jī)構(gòu)的存貸款規(guī)模作為金融資產(chǎn)的一個(gè)窄的衡量指標(biāo)，用這一指標(biāo)能大致反映區(qū)域金融發(fā)展水平。衡量某一地區(qū)金融化程度的指標(biāo)是金融相關(guān)比率（FIR），其計(jì)算公式為:FIR=（存款余額+貸款余額）/GDP。從圖2可以看出，1995-2010年間，京津冀金融相關(guān)比率都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，說(shuō)明金融對(duì)經(jīng)濟(jì)的滲透作用在加強(qiáng)，但北京市金融相關(guān)比率一直高于天津和河北。2010年北京金融相關(guān)比率為7.48，比天津高4.16，比河北高5.39。由于增長(zhǎng)趨勢(shì)緩慢，河北與京津的差距不但沒(méi)有縮小，還呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，說(shuō)明河北省金融對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)作用沒(méi)能充分發(fā)揮。

［摘要］隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，人們的生活環(huán)境得到了巨大的改善，越來(lái)越多的人開(kāi)始將關(guān)注的目光投到房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，希望能夠在建筑質(zhì)量達(dá)標(biāo)的同時(shí)，也能滿(mǎn)足心理需求。而衡量一個(gè)房屋建筑是否符合社會(huì)和人們需要，除了要看建筑外在構(gòu)造是否大方美觀外，還要看其整體結(jié)構(gòu)是否設(shè)計(jì)合理科學(xué)、質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，這對(duì)于房屋功能的發(fā)揮是具有極其重要作用的。因此，為了更好的提升房屋功能，在進(jìn)行房屋建設(shè)時(shí)，不僅要根據(jù)實(shí)際情況滿(mǎn)足人們多樣化的設(shè)計(jì)需要，還要統(tǒng)籌優(yōu)化，盡可能地使建筑發(fā)揮出自身最大功效。

［關(guān)鍵詞］房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法和措施

隨著房屋多樣化設(shè)計(jì)方式的不斷推行和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力的逐漸增大，房屋結(jié)構(gòu)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)得到了較大的發(fā)展。加強(qiáng)房屋設(shè)計(jì)的優(yōu)化，不僅能夠提升房屋建筑的使用性能，使其能夠在滿(mǎn)足質(zhì)量的基礎(chǔ)上更加美觀大方，還能有效地改善居住環(huán)境，滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的心理需要。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是十分重要的，房屋企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，就需要提升自身競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，不斷創(chuàng)新房屋設(shè)計(jì)理念，采用更為先進(jìn)實(shí)用多樣的設(shè)計(jì)方式對(duì)房屋構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化，盡可能地使其能用最低的工程造價(jià)來(lái)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概述

1.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本理念。房屋設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性和技術(shù)性結(jié)合起來(lái)共同開(kāi)發(fā)的建筑工程，具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和技術(shù)性，因此，它的這兩個(gè)特性就使得它的設(shè)計(jì)不能只局限于簡(jiǎn)單的構(gòu)造安排。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了要考慮房屋設(shè)計(jì)的安全實(shí)用性外，還要兼顧設(shè)計(jì)外形的美觀大方，使其能夠在滿(mǎn)足高質(zhì)量的同時(shí)，展現(xiàn)更加完美的現(xiàn)代建筑風(fēng)格。然而，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)卻不是隨意操作就能達(dá)到的，設(shè)計(jì)者要在設(shè)計(jì)建筑的過(guò)程中堅(jiān)定不移的堅(jiān)持結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，以實(shí)際情況為基礎(chǔ)，盡可能的降低工程造價(jià)，采用更為先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使其展現(xiàn)更大的效益，這是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)的重要保證。1.2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性。在房屋建筑的設(shè)計(jì)中，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案不僅能夠展現(xiàn)更為先進(jìn)的建筑美學(xué)，使其與房屋的經(jīng)濟(jì)效益得到緊密結(jié)合，發(fā)揮出更大利益，還能有效地保護(hù)施工區(qū)域周邊的生態(tài)環(huán)境，盡可能地降低了建造污染。除此之外，采用先進(jìn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，還可以節(jié)約資本，使建筑工程的造價(jià)能夠在達(dá)到高質(zhì)的基礎(chǔ)上，最大化的縮減投資成本并提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，協(xié)調(diào)各單位間的聯(lián)系，為構(gòu)建更為科學(xué)的建筑布局決策打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)狀

如何降低成本、增加利潤(rùn)，是每一個(gè)房地產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)成本是整個(gè)設(shè)計(jì)階段成本管理中的重中之重，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)成本往往因?yàn)橐?guī)劃和設(shè)計(jì)管理的好壞出現(xiàn)非常大的波動(dòng)，可以這樣說(shuō)，建設(shè)項(xiàng)目前期的設(shè)計(jì)階段（方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)）影響整個(gè)項(xiàng)目投資的可能性在80%以上。其中，結(jié)構(gòu)成本占到建安成本的40%至60%。很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做的并不精細(xì)。

在整個(gè)結(jié)構(gòu)成本管理控制過(guò)程中要把握好以下三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

⑴做好事前控制。這是整個(gè)結(jié)構(gòu)成本控制的重中之重。

⑵設(shè)計(jì)過(guò)程的精細(xì)化管理。設(shè)計(jì)過(guò)程中必須控制好的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)流程做好精細(xì)化設(shè)計(jì)。

⑶設(shè)計(jì)過(guò)程中適時(shí)、適當(dāng)?shù)囊胪獠抠Y源。

聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)化的設(shè)計(jì)顧問(wèn)公司，全過(guò)程的進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的管理和結(jié)構(gòu)成本的控制，將會(huì)起到事半功倍的效果。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅能給房地產(chǎn)公司降低工程成本，更可以給房地產(chǎn)公司帶來(lái)意想不到的價(jià)值。

1尺寸優(yōu)化與形狀優(yōu)化

根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果，在支架傳力路徑上增加加強(qiáng)筋條，筋條高度為8mm；同時(shí)由于立筋的增加，為了更準(zhǔn)確模擬鉸鏈接頭與耳片之間、耳片與加強(qiáng)筋條之間的傳力，將耳片與接頭設(shè)計(jì)為如圖5所示；簡(jiǎn)化了梁與支架的連接，在原來(lái)支架與梁的連接處用固支約束模擬緊固件連接。在這次優(yōu)化中，以筋條處的典型剖面為例，筋條的高度和厚度以及筋條兩邊的腹板的寬度和厚度都是設(shè)計(jì)變量。由于本模型中含5個(gè)十字形筋條，另有2個(gè)類(lèi)似筋條，變量的數(shù)量很多，各個(gè)變量之間存在著復(fù)雜的影響關(guān)系，最終的優(yōu)化結(jié)果對(duì)參數(shù)的變化十分敏感。

2結(jié)構(gòu)驗(yàn)證與對(duì)比分析

經(jīng)過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化，我們最終得到了較為理想的設(shè)計(jì)方案。將上述支架的優(yōu)化結(jié)果返回到CATIA模型中，并經(jīng)過(guò)相應(yīng)簡(jiǎn)化后。為了驗(yàn)證該優(yōu)化方案的可靠性，特對(duì)此機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析計(jì)算，將此三維數(shù)模建立有限元模型，按極限工況計(jì)算其變形及應(yīng)力分布，將其計(jì)算結(jié)果與之相比較可知：零件在兩個(gè)工況下的位移和應(yīng)力分布情況與殼模型計(jì)算的結(jié)果較為接近，并且滿(mǎn)足零件的初始設(shè)計(jì)約束。同時(shí)，在實(shí)際零件設(shè)計(jì)中，對(duì)殼模型計(jì)算中的應(yīng)力集中點(diǎn)菜用大圓角過(guò)度設(shè)計(jì)，零件的最大應(yīng)力水平有顯著降低。

3優(yōu)化結(jié)果分析

在未引入優(yōu)化設(shè)計(jì)方法之前，該零件的筋條布置往往參考相關(guān)機(jī)型同類(lèi)型零件的設(shè)計(jì)或依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。為兩個(gè)零件為以傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)的未經(jīng)優(yōu)化的零件。通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化，在不改變零件材料且不犧牲自身彎曲剛度的前提下，實(shí)現(xiàn)了該零件的輕量化設(shè)計(jì)。在工況13個(gè)支架零件的應(yīng)力和變形云圖（左側(cè)為應(yīng)力云圖，右側(cè)為變形云圖）。在工況1，3個(gè)零件的最大變形量基本一致并且最大應(yīng)力接近，但是優(yōu)化后零件相比零件A質(zhì)量減輕15.5%，相比零件B質(zhì)量減輕21.3%。如果考慮在支架腹板上增加液壓及電纜通道的情況下，零件A和零件B需要在腹板處開(kāi)孔，這兩個(gè)零件的剛度還將進(jìn)一步減弱。

摘要：機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新的學(xué)科，在二十世紀(jì)中旬的時(shí)候開(kāi)始，優(yōu)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，在每個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中被應(yīng)用，為工程設(shè)計(jì)提供了重要的科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。以下內(nèi)容就是將機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到的很多復(fù)雜的問(wèn)題設(shè)計(jì)，在眾多的設(shè)計(jì)方案中選擇最優(yōu)的一種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)是以最低的成本獲取最高的利益，是所有設(shè)計(jì)者追求的目標(biāo)，在數(shù)學(xué)的角度來(lái)看機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是，求解極大值或極小值問(wèn)題。本文重點(diǎn)介紹了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論方法，分析優(yōu)化方法的最新研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；優(yōu)化設(shè)計(jì)；方法特點(diǎn)

現(xiàn)代的機(jī)械也在不斷的隨著時(shí)代的發(fā)展不斷的進(jìn)步，促使了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論不斷的完善，以滿(mǎn)足時(shí)代的需求，因?yàn)檫@些設(shè)計(jì)的理論都會(huì)用過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及科學(xué)的進(jìn)步相互結(jié)合得出來(lái)的，因此將這些結(jié)論融入實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中能夠獲得顯著的成效。

1機(jī)械優(yōu)化的概述

機(jī)械優(yōu)化是順應(yīng)時(shí)展而不斷延伸出來(lái)的一種現(xiàn)代化的生產(chǎn)而發(fā)展興起的。它是建立在數(shù)學(xué)規(guī)劃的理論和計(jì)算通過(guò)有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和科學(xué)的評(píng)價(jià)體系來(lái)從眾多的設(shè)計(jì)方案中尋找到能夠盡可能的完善和適宜的設(shè)計(jì)方案，在這機(jī)械優(yōu)化的這個(gè)機(jī)械方面的研究和應(yīng)用的發(fā)展速度都是非常的快速，并且在快速發(fā)展的過(guò)程中取得了非常顯著的效果。

2機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論

摘要：在保證安全的前提下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)在保證安全的前提下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以節(jié)省建筑材料使成本降低，減少環(huán)境污染，還可以使建筑空間加大，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，也保證了結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

1前言

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步，城市建設(shè)力度的加大，一批批建設(shè)項(xiàng)目拔地而起批批建設(shè)項(xiàng)目拔地而起，城市建設(shè)投入大量的資金，土地和建材等資源材等資源，也成為社會(huì)環(huán)境污染，資源緊張的原因之一。同時(shí)各行各業(yè)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的也在提高各行各業(yè)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的也在提高，都對(duì)建筑結(jié)構(gòu)提出更高的要求高的要求，建筑結(jié)構(gòu)部分花費(fèi)的時(shí)間和資金成本在整個(gè)建筑工程中所占比例不容小覷工程中所占比例不容小覷，而建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下全的前提下，綜合考慮建筑性能的各個(gè)因素，充分利用建筑材料的性能料的性能，降低建筑材料及人工成本，提高建筑的長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益效益。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義

建筑藝術(shù)是我國(guó)的傳統(tǒng)文化建筑藝術(shù)是我國(guó)的傳統(tǒng)文化，論具有悠久的歷史。隨著時(shí)代的變遷時(shí)代的變遷，在建筑的設(shè)計(jì)方面，有了較大的變化，在注重建筑實(shí)用價(jià)值的基礎(chǔ)之上筑實(shí)用價(jià)值的基礎(chǔ)之上，對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)也有了一定的要求。不管是傳統(tǒng)的建筑還是現(xiàn)代的建筑管是傳統(tǒng)的建筑還是現(xiàn)代的建筑，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都是圍繞著幾個(gè)核心部分來(lái)進(jìn)行的幾個(gè)核心部分來(lái)進(jìn)行的，包括安全性、建筑過(guò)程的便利性、經(jīng)濟(jì)性以及美觀性濟(jì)性以及美觀性。這些因素在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是要考慮的幾個(gè)因素個(gè)因素。人們對(duì)居住環(huán)境的要求越來(lái)越高，基本要求就是讓建筑結(jié)構(gòu)有足夠的安全性和功能性建筑結(jié)構(gòu)有足夠的安全性和功能性。建筑結(jié)構(gòu)在建筑施工成本中占據(jù)較大的比例本中占據(jù)較大的比例，只有在保障工程施工質(zhì)量的前提下優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，才能最大限度的降低建筑施工成本。實(shí)現(xiàn)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的完美組合生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的完美組合。

摘要：為進(jìn)一步探索變電站220kV架構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在研究中采用3D3S軟件對(duì)某一實(shí)際工程案例進(jìn)行簡(jiǎn)單的研究與分析，并重點(diǎn)闡述220kV變電站架構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)，希望能對(duì)廣大從業(yè)人員有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：變電站；220kV架構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；3D3S

一直以來(lái)我國(guó)針對(duì)變電站架構(gòu)設(shè)計(jì)均采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法，為了控制安全性，往往存在較大的安全富裕，但是這也在一定程度上造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)?；诖朔N情況，對(duì)變電站輸電鐵塔架構(gòu)開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)具有非常重要的意義[1]。在本文的研究當(dāng)中選擇采用3D3S軟件對(duì)某一220kV變電站架構(gòu)進(jìn)行建模分析，并探索優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體方法。

1空間模型

采用3D3S作為空間建模工具，根據(jù)工程實(shí)際情況建立模型，該模型的具體架構(gòu)如圖1中所示。完成空間模型建立之后，還需要根據(jù)工程實(shí)際情況，將架構(gòu)所承擔(dān)的荷載施加到結(jié)構(gòu)之上。具體來(lái)說(shuō)所需要施加的荷載主要包含：地震力、風(fēng)力、導(dǎo)線、架構(gòu)本身重量以及導(dǎo)線所受到的風(fēng)荷載等。在進(jìn)行荷載施加時(shí)需要嚴(yán)格按照實(shí)際情況進(jìn)行分析，并合理施加荷載。

2檔距選擇

基于蟻群算法的抗滑樁結(jié)構(gòu)造價(jià)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究基于“海綿城市”理念的園林優(yōu)化設(shè)計(jì)

1引言

海綿城市理念在園林綠地建設(shè)中極具適用性，而園林優(yōu)化設(shè)計(jì)又是打造海綿城市過(guò)程中不可或缺的重要內(nèi)容。當(dāng)前，園林的主要功用是觀賞、休閑、娛樂(lè)，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾巧??；诤＞d城市理念，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠提高水資源利用率，而且能夠有效解決水污染問(wèn)題，使城市空氣及環(huán)境得到凈化，經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益兼?zhèn)洹?/p>

2海綿城市理念、建設(shè)原則及規(guī)劃目的

2.1海綿城市理念

海綿城市即充分發(fā)揮現(xiàn)代城市的彈性，使其對(duì)環(huán)境變化及自然災(zāi)害具備較好的應(yīng)對(duì)能力。海綿城市極為舒適，呈現(xiàn)宜居性特征，具備較好的滲透性和凈化功能。主要實(shí)現(xiàn)方法是充分發(fā)揮生態(tài)、自然排水系統(tǒng)功能，對(duì)雨水進(jìn)行吸納和緩釋?zhuān)行Ь徑獬鞘袃?nèi)澇問(wèn)題，改善城市環(huán)境，解決水資源浪費(fèi)問(wèn)題。