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导语:在优化设计论文的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
加强劳动组织员工的组织建设,提升员工的个人能力和组织的整体素质,是建设劳动组织、提高工作效率的需要。对企业内的劳动组织人员进行规范化的队伍建设,改革企业管理制度,对于人力资源的安排做到合理化。最重要的一点是对于员工的能力和素质等方面要进行实时的培训,通过个人能力的提高来推动企业的发展。
二、优化企业劳动组织的设计实施措施
企业在优化劳动组织设计的时候一定要注意管理水平的提高和劳动组织人员管理措施的转变这两个方面的要求,必须方方面面以企业的发展为主,因此在优化劳动组织设计时可以从以下这几个方面实施。1.加强企业劳动人员的操作技能众多企业的生存、发展之道都是一样的,要想在众多企业中能够脱颖而后,靠的也就是企业的生产效率,而企业的生产效率主要是取决与劳动组织人员的操作技能。在这里就要求劳动组织人员能够掌握多种技能,以自己的专职为主,多种操作技能为辅的职业能力,对于工作中的一些小问题能够自己解决,避免了工作效率的低下,时间的浪费。培养复合型的技能人才为企业服务,提高企业的生产效率,降低劳动组织人员的人工成本的支出,从而使企业在市场竞争中能够稳定发展。2.创新企业人力资源的管理制度创新是一个企业得到发展的根本,所以对于劳动租住来说也要进行创新的管理制度:首先,要减少重复的工作步骤,避免浪费工作时间,根据不同的发展、生产情况,制定相对应的流程。提高企业管理人员的管理能力,增加劳动组织人员的操作技能。还有就是对于工作过程中安全措施也要重新进行规划和安排,以员工的人身财产为最大的工作基础;其次就是要加强检查的精细度,严格质量把关的力度,进行企业岗位分工化管理,提高企业的生产效率和员工的操作能力;最后就是建立完善合理的人力资源的管理制度,对于表现优秀的劳动组织中的员工要进行奖励,有能力的劳动人员要进行相关的工资补偿和职位的提高,提高劳动组织员工的工作积极性,同时还要对员工进行定期的专业培训,争取加强劳动组织员工的专业性,促进企业的不断发展。
三、注意劳动组织优化过程中的问题
在进行企业劳动组织优化设计的过程中要善于总结工作过程中的重要点,可以结合不同的关键点结合,由于企业的生产规模大、劳动组织的人员数量庞大,其没有很好的管理方案进行管理,就会出现劳动人员存在不合理的现象,劳动人员的数量导致在企业中人力资源没有得到充分的利用,所以在进行优化企业劳动组织的设计中一定要注重全方面的考虑企业岗位所需要的人才问题。与此同时还有对员工的工作定位不明确、企业的商品生产与市场需求存在差异等一些问题。针对员工工作定位不明确的这个问题,解决的方法是高层的管理者要结合企业内外部的各方面,对劳动组织人员进行科学化、规范化的人员定位,而且能够伴随市场和企业的发展进行改变;企业商品生产与市场需求存在差异这一点,主要是由于企业在生产之前没有做好充足的市场调查,市场调查不全面,有的企业甚至盲目的跟随其他企业进行生产,严重脱离自身企业的生产实际。所以在优化企业劳动组织的设计中一定注意并处理好这些问题,只有这样才能够更好的促进企业的发展。
四、总结
由于剪力墙平面外承载力和刚度很小,而平面内承载力和刚度则相对较大,要尽量避免平面外的搭接,因为在梁与剪力墙进行连接时,会产生平面外弯矩的现象,使剪力墙平面外的安全性受到威胁。在剪力墙结构设计中,连梁跨高比小于2.5或者大于5的时候,会出现弯矩,剪力也会超过规定的限值,对工程造价产生重大的影响。剪力墙的布置主要是双向和多向的,应该从整体出发,贯穿整个建筑物,在较长的剪力墙设计过程中,要将剪力墙平均分成若干段,每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于3,墙段长度不宜大于8米,充分地发挥墙体配筋的作用。采用增加与沿梁轴线垂直的墙肢或者壁柱,减少弯矩对墙体的影响,控制剪力墙的平面外弯矩,把剪力墙拉通对直,避免叠合错洞墙和错洞剪力墙的出现,避免小墙肢在洞口与墙边的出现,增强抗震的能力。
2剪力墙结构的设计
剪力墙长度和宽度尺寸与其厚度相比比较大,根据构件设计的要求不同,使用的设计长度与厚度则不同。一方面是墙肢的长度,剪力墙墙肢长度即为墙体截面高度,其长度不应超过8m。确保剪力墙结构的延性是设计剪力墙结构的关键。若要是避免脆性的剪切破坏,可将剪力墙设计成高宽比大于3的细高剪力墙结构。但有时由于墙体本身长度很大,要想保证比值大于3,就可以采用开洞的方法将其变为均匀的连肢体墙,而其洞口采用约束弯矩比较小的弱连梁的效果较好。另一方面是剪力墙墙肢的厚度,《高层建筑混凝土结构技术规程》规定了剪力墙的最小厚度,以保证剪力墙出平面的刚度和稳定性。住宅建筑填充墙厚一般为200mm,相应剪力墙墙厚也取为200mm。对于无地下室的高层建筑,为避免发生墙厚大于填充厚度的情况,在布置剪力墙时,应结合建筑平面,尽量避免使用一字形剪力墙,而采用L、T、Z、十字形等截面形式。按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010中相关规定,抗震设计时,重力荷载代表值作用下,一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过表7.2.13的限值,若一、二、三级剪力墙底层墙肢截面的轴压比超过表7.2.14的规定值时,以及部分框支剪力墙结构的剪力墙,应在底部加强部位及相邻的上一层根据规范设置约束边缘构件。两端与剪力墙在平面内相连的梁为连梁,水平荷载作用下,墙肢如果发生弯曲变形,就会导致连梁产生内力,进而约束墙肢,减少墙肢的变形,改善其受力的状态。在剪力墙结构设计中,常会出现连梁超筋的问题,可以通过减小连梁的截面高度、调整塑形方面的处理、放弃对连梁的使用等诸多方面来进行解决。
3剪力墙结构设计的优化措施
对建筑结构进行优化设计能够在保证安全性的前提下,有效降低工程成本,在剪力墙结构优化设计中需针对工程的特点,分析其中存在的主要问题,对其结构布置及设计等进行适当的调整。以下以某工程为例,对剪力墙结构的优化设计具体措施进行分析。
3.1工程概况
某高层商住楼,地下两层,地上进31层,标准层高度为3.0m,建筑总高度为98.10m,总建筑面积约为2万m2,抗震设防烈度Ⅷ度,设计基本地震加速度值0.2g,设计地震分组为第二组,Ⅱ类场地,特征周期为0.55S,剪力墙抗震等级为一级,混凝土强度为C40~C25,采用纯剪力墙结构,墙肢底部加强部位宽350mm,以上逐步递增至200mm,通过分析SATWE计算结果发现该结构设计剪力墙的利用率较低,低层墙肢轴压比在0.37~0.43之间,结构位移较好,控制在1.2以内,且结构周期、位移角较小,整体偏刚。
3.2一般优化措施
剪力墙结构的设计主要可分为剪力墙结构设计和计算方面的优化,在进行结构优化设计时,不仅要注重设计方面,也要把计算列为其中重要的部分。
(1)剪力墙结构设计优化,在剪力墙结构设计过程中,应当注重抗震的作用,尽量避免单向布置,按照双向布置的原则,使受力方向的抗侧刚度逐渐接近,形成一个良好的空间结构。利用空间的充足性,减轻结构的重量。剪力墙的门窗洞口要成列布置,墙肢截面简单,与连梁分布规则,当出现错洞或者叠合错洞的情况下,腔内的配筋要形成框架的形式。由于剪力墙结构的抗侧刚度受布置结构影响较大,如果出现突变的情况,对抗震非常不利,在对剪力墙进行结构设计时,要坚持从上到下连续布置的原则,改变墙体的厚度和混凝土的强度等级,减小侧向沿高的高度;站在多种角度,从多方面出发,进行结构分析,注重和考虑抗震等级平均轴压比带来的影响及其稳定性的相关要求。
(2)剪力墙结构计算优化,在剪力墙结构计算方面进行优化时,应当遵循楼层最小剪力系数的调整原则、连梁超出限值的调整原则、楼层最大位移和层高之比的调整原则、结构扭转为主的第一自振周期和以平动为主的第一自振周期之间的比例调整原则,使计算结果无限地接近规范值。
3.3具体优化设计措施
针对本工程剪力墙结构设计中存在的问题,采取的具体优化设计方法包括:
(1)主体结构结构的抗侧刚度,在高层建筑单位建筑面积结构材料用量中,房屋层数与用于承担重力荷载的结构材料用量与成正比例,而用于抵抗侧力的结构材料数量,则以建筑层数的二次方的关系急剧增加,所以参考传统工程设计经验,高层建筑的各项计算指标能否通过规范要求,抗侧刚度起着决定性的作用。因此,高层建筑结构的抗侧刚度的计算确定,在高层建筑结构的设计中是十分重要的,它是整个建筑结构设计工作中最重要的基础核心工作。优化剪力墙抗侧刚度的常用措施有改变剪力墙的截面尺寸、调整剪力墙的混凝土强度等,在建筑高度及竖向荷载已知的情况下,剪力墙高宽比比较大,而剪切变形的影响又比较小时,可取剪力墙的弯曲刚度作为设计变量,建立剪力墙抗侧刚度优化的数学模型,对设计进行优化;
(2)地震作用,当前,一般高层建筑抗震作用的计算方法主要有振型分解反应谱法和底部剪力法两种,前者在国际上被普遍用来设计高层建筑的抗震性能,后者是在高层建筑结构抗震设计时,简化计算拟静力计算水平电算求解的一种方法,该方法方便运算,但是造成的数据误差较大,会造成结构刚度、质量沿竖向变化较大甚至结构明显不对称。但此方法被运用于抗侧刚度优化分析时,可以简化计算步骤,得出最佳抗侧刚度数据后,借助电子运算方法和振型分解反应谱法,使水平地震作用及其影响都能得出准确结果。
(3)建筑结构轻型化,目前我国剪力墙结构体系高层建筑,混凝土及钢材的强度等级一般不高,自重偏大,建筑结构轻型化后,能够节约建筑材料,减小结构截面,还有利于抗震性能的结构性改善,改变建筑在地震中的受力状态。结构轻型化的措施主要有:选用合理的楼盖结构形式,合理地确定楼盖结构的截面尺寸,有效减轻高层建筑的总重量;在满足结构层间侧移、强度延性及顶点侧移控制的基础上,掌握好墙体的厚度;采用质量较轻但强度较高的建筑材料,在保证墙体轻度之外,尽量减少建筑自重。
4结语
1.1箱梁支座的强度优化设计
箱梁节点是整个承重钢梁最为关键的部位,在施工中采用不同形式的加劲肋对该部位进行了加固处理。严格按照要求的尺寸,对GWJ-4号承重结构进行不同荷载状态下的分析。利用有限元软件ABAQUS对GWJ-4号钢架各部分的实际三维模型进行数值计算。该有限元软件研究实际模型在承重荷载及风荷载作用下的承载能力,着重对承重结构需要优化的地方进行分析,从而提出可行的优化设计方案。天窗闭合状态时不同受力荷载条件下对天窗闭合状态下的GWJ-4屋架的受力分析如下。
1.1.1GWJ-4屋架在承重下的受力天窗全关闭状态下的GWJ-4屋架关键部位的受力分析。看出:在GWJ-4屋架的跨中位置附近,其应力分布比较均匀,没有大的应力集中区,且最大Mises应力均小于100MPa,在此应力下支撑板是不会发生局部屈服的。最大Mises应力小于Q235B钢的单轴抗压强度,故在此工况下,箱形梁跨中部位的荷载承载能力满足要求。箱梁支座数值分析结果知,最大Mises应力约为230MPa,主要是因为梯形加劲肋存在明显的应力集中区,导致该位置出现了较大的应力。一般来说,由塑性材料制成的构件,应力集中对其在静荷载作用下的强度几乎无影响,但是该结构为滑动式玻璃天窗的承重结构,需要各种交变荷载的作用,因此有必要对此支座进行优化设计,减小其应力集中系数。天窗全关闭状态下的GWJ-4屋架关键部位的位移大小分布,由于在承重荷载的作用下,箱型梁在水平方向位移值小于1mm,因此仅列出了GWJ-4屋架箱梁在天窗全关闭状态下的竖向位移分布图。从结果可以看出:在此工况下,箱形梁产生的最大竖向位移约为5mm,位置在箱型梁的跨中部位,根据钢结构的设计规范,其位移大小满足要求。
1.1.2GWJ-4屋架在承重及风荷载下的受力在承重及风荷载的共同作用下,箱形梁跨中部分的应力仍然很小,因此不再重复分析。在此工况下箱形梁支座的应力状况。在两种荷载的共同作用下,支座个别单元的应力已经超过Q235钢材的屈服强度(并不意味着破坏),梯形加劲肋与竖向加劲肋的接触部位存在很大的应力集中,这对结构的长期稳定性是不利的,因此有必要采取措施来减轻应力集中带来的危险。GWJ-4屋架在承重荷载及风荷载下的竖向位移及水平位移。通过对比可知,风荷载对竖向位移影响很小,竖向位移的最大值约为4.7mm,最大位移在跨中部位,满足工程设计的规范的要求,这说明该屋架的竖向刚度已经满足要求。风荷载主要影响箱形梁的水平位移,在此作用下,箱形梁产生了较大的水平位移,其最大值仍产生在箱型梁的跨中位置处,为4.3mm。根据钢结构设计规范,此水平位移的大小是满足工程设计要求的,因此无需另外增加水平方向刚度。
1.1.3箱梁支座的优化设计由上面两种荷载条件下应力和位移的数值模拟结果分析可知,在天窗玻璃全关闭状态下,强度和刚度都满足要求,但其不足之处在于箱型梁支座存在较大的应力集中,这导致支座支撑板出现了个别单元的屈服。根据疲劳理论,在交变荷载的作用下,应力集中会降低结构的强度和耐久性。因此,提出了以下可行的减小支座应力集中的实施方案。针对梯形加劲肋应力集中程度高的现象,建议在支座两侧再添加两个相同尺寸的梯形加劲肋。对优化后的支座,运用有限元对其在承重荷载及风荷载作用下进行应力分析,如图8所示。可以得出,经过优化后支座的最大应力是187MPa,其应力集中程度相比未优化之前的支座已经减小很多。这说明此优化起到了良好的效果。
1.2连接板的优化设计
滑动天窗从完全关闭至完全打开过程中时,数值模拟分析,在连接板与箱梁的接触处存在较大的应力集中,这导致了部分单元的应力超过了Q235钢的屈服强度,但是需要说明的是并不是超过屈服强度该连接板就要破坏,只是很小的一部分可能会发生屈服,这对韧性结构整体的安全性影响较小。由于支架要处于不同活荷载的作用下,为了长久的安全性和稳定性,连接板所受的最大应力有必要处于钢材的最大屈服强度之下,因此有必要对该处连接板进行优化设计。针对以上分析知,连接板存在的最大问题是该处存在应力集中,导致了该处产生了较大的集中应力,从而影响结构的长期安全性和稳定性。为了消除应力集中,可以采取以下两种措施:第一种是通过构造措施减小应力集中,例如连接钢板需要倒角处理等;第二种措施是对此处连接板进行重新的设计,例如增加连接板的数量来减小每块连接板所受的应力、连接板采用强度更高的钢材等等。此处我们对第二种优化措施进行了数值模拟,验证了其可行性。
2结论
1.1人心需求
1.1.1增加城市绿地面积。河道绿化最明显的作用是可以增加城市绿地覆盖范围。城市绿地对城市的发展有积极作用,例如净化空气、减少噪音污染、给居民提供良好的休闲场所等。受经济发展的制约,城市用地紧缺,建设者很少把有限的土地用来完善城市绿化建设,越来越多的人开始高度关注城市河流两岸的绿地建设。
1.1.2丰富城市景观。经济的快速发展使人们对城市景观的要求越来越高,丰富多彩的景观建设是城市稳定发展的保证,与钢筋、水泥建设起来的城市景观相比,人们更加青睐有绿色植物建设起来的景观。
1.2提供亲近自然的场所
城市生活节奏快,人们很少有机会近距离地亲近大自然。河道景观建设不仅可以保障城市建设环境,为城市提供丰富的景物参观点,还可以使忙碌中的居民亲近大自然,使城市居民的身心得到健康发展。
2河道绿化景观优化设计的原则
2.1坚持因地制宜的原则
河道绿化景观设计首先要坚持因地制宜的原则。不同地区河道水土条件不尽相同,河道绿地设计者需要充分考虑河道地区的水土情况,选取适合当地水土的植物。在条件允许的情况下,最好是在当地选取绿化植物,不仅能够保障植物的存活率,还便于管理工作的顺利进行。另外,因地制宜的原则还要求绿地植物需要与周围现有的景观相协调,设计者可以通过植物的颜色、线条以及形态来充分发挥植物的自然美。
2.2河道交通与景观设计相结合的原则
河道绿化还应该考虑到河道交通与景观设计之间的关系,河道景观必须是在保证河道交通正常运作的前提下进行施工建设,坚持河道交通与景观设计相结合的原则是河道作业顺利进行的有效保障。
2.3景观设计与城市规划相协调的原则
河道景观设计还需要与城市总体规划相协调,河流是城市自然环境的重要组成部分,河道绿地建设可以有效改善城市环境,在绿化植物的选择上,设计者还应该综合考虑城市发展的需要,植物种植应该与城市的总体规划相协调,将河道绿色植物的效益最大化。2.4多目标同时治理的原则河道绿化景观设计还应该坚持多目标同时治理的原则。绿色景观设计不仅是为了增加城市绿地面积、丰富城市景观,还要净化水质、保持水土,降低洪涝灾害。因此,设计者在设计河道景观时,要始终坚持把绿色植物的功能作用发挥到最大。
3河道绿化景观优化设计的方案
重庆市属于亚热带季风气候,夏季高温多雨,冬季温和少雨,城市光照充足,因为受季风影响降水多,而且是嘉陵江与长江交汇处,所以,水源充足,土壤以红壤和水稻土为主。这些地理因素直接影响到重庆市河道景观的设计工作,因此,设计者有效结合当地地理情况,采取科学有效的措施完善河道绿色景观设计工作。
3.1选择合适的绿化植物
3.1.1防浪林植物的选择要求。由于河道地势比较低,遇上汛期植物很容易被水淹没,因此,防浪林的植物必须有较强的耐水性,例如比较适合西南地区生长的柳树、杨树等。据有关资料显示:柳树在可以水里持续浸泡冲刷2个月左右,顺推之后依旧可以正常生长。因此,柳树和杨树可以作为西南地区河道防浪林的最佳选择。
3.1.2堤坡植物的选择要求。堤坡植物不仅可以起到美化河道的作用,还是固定堤坝、保持堤坝水土的有效保证。堤坡绿化植物的选择应该以草坪为主,比较适合西南地区绿化使用的草坪有四叶草、狗牙根等,这些植物根须发达,不仅可以有效保持堤坝水土,还有利于方便绿化管理者的管理工作。另外,堤坝上还可以种植经济作物,不仅可以美化环境、保持水土,还可以充分利用土地获得经济效益
3.2河道绿化植物的种植要求
绿化植物选取好后,设计者应该对河道两岸的距离进行实地考察,河道两侧一般要单独种植一排绿色植物,植物的种植点离河岸至少要有1m的距离,这样不仅美观大方,还有利于保障河道交通安全。假如河道两岸留土距离较大时,可以采取不同植物交差种植的方法,例如,河岸距离较大,可以种植2排植物,可以将常绿植物与落叶植物交替种植,保证河道一年四季都有绿色植物的生长。另外,河道植物还需要与河道两岸的城市环境相协调,以具有观赏性的植物或者是灌木花卉为最佳选择。
3.3种植背景树
河道绿化景观设计是城市发展的必然要求,为了有效降低城市外环线噪音污染,应该在河道绿化带最靠外的地方种植高大的植物为背景树,适合重庆市水土的高大植物有水杉、广玉兰等,这些植物不仅可以起到美化城市的作用,还能有效减少城市噪音污染。另外,背景树的选择上还应该考虑树木的季节性变化,不能全部种植落叶植物或者是颜色单一的绿色植物,多种颜色相呼应,不仅能增加河道绿化带的美感,还可以增加城市建设的知名度,加快城市建设的步伐。
3.4花卉种植,增加美感
天然的色彩能够缓解居民的生活压力。植物的天然色彩是非常丰富的,有的植物颜色随着季节的变化而变化;有的植物可以散发出清香;有的植物可以给人带来清新向上的感觉,因此,河道绿化景观设计者应该从人们的视觉和心理上,对河道植物的种植作出合理安排。例如,河道两岸可以种植花卉,花卉散发的清香不仅可以产生观赏的美感,还可以使人精神振奋。另外,设计者还可以选择果木植物种植,果木植物开花可以供欣赏,结的果子还可以供人品尝,不仅可以起到美化作用,还可以增添景观的欣赏乐趣。最后,在设计时,还应该考虑到花卉植物的季节性变化,有些植物在秋天的时候树叶变得金黄,例如银杏树;有些植物一年四季常青,例如桂花树,桂花种类繁多,很适合西南地区河道绿化景观的选择。
3.5水生植物,净化水质
河道绿化景观植物必然少不了种植水生植物,水生植物的主要作用是净化水质。城市河道污染严重,水中有大量对人体有害的物质,对河流的生态平衡造成了很大影响。种植水生植物不仅可以丰富河道绿化景观,还是解决河道污染的关键。在实际施工中,可以选择种植生命力顽强的睡莲、水生美人蕉等植物,这些植物在视觉效果上不仅美观大方,还可以给管理人员的管理工作提供方便。另外,水生植物的种植还应该坚持挺水植物与浮水植物交错种植的原则,不仅丰富了单调的水平面,还有助于植物的生长,从而起到净化水质的作用。
3.6绿化景观植物层次分明
河道绿化带最明显的特征就是狭长,这就需要设计者根据河道的实际情况,在河道绿化带的设计上坚持层次分明的原则。假如河道全线由西至东逐渐变窄,河道前景的植物层次也应该由西至东从单层变为双层,再根据河道两岸的宽度依次增加种植层数。另外,层次分明还需要设计好植物的搭配效果,一层一层之间应该坚持和谐美观的原则,不能因为植物层次太多而胡乱搭配种植植物。最后,河道东段较宽,一般种植乔木、花灌木、地被植物;西段河道较窄,种植小灌木与花灌木植物比较合适。
3.7种植其他景观小品
景观小品虽然灵活性不强,但是在河道绿化景观设计中还是能起到很大的观赏作用。景观设计时,可以在河岸的绿化带中空置出一条蜿蜒曲折的小道,时而靠近岸边、时而曲折到灌木丛中,小道的路线设计要充分考虑到观赏者的心理,路线安排上可以使观赏者每走一步就发现新鲜的景物,不仅可以起到保护河道景观的作用,还能提高人们对河道景观的欣赏兴趣。为了增加景观的趣味性,还可以在河道两岸建立一些小品雕塑,雕塑的选择可以根据城市的需求设定,例如人物雕塑、动物雕塑、实物模型等,使简单的河道瞬间色彩化、生活化,让城市居民深切地感受到绿化景观的作用。
4结语
1由于目前科技的影响,需要的优化设计
处于对飞机安全性考虑的前提下,结合飞机起落架技术改进的方案,在允许的情况下,减轻其重量,以达到增加飞机使用使用寿命的目的。经过笔者精密的分析与计算,对目前科学设计中一些满足不了飞机起落架构建要求的零件进行科学的、恰当的改进,并对拥有强度过剩的零部件进行合理的减重处理。
1.1起落架的缓冲支柱设计优化
当飞机着路时,起落架吸收的动量系数会发生变化,从而引起动量增加,使得起落架的冲击荷载力增加。为了尽量减少飞机在着路时因动量增加过多引起过量冲击,飞机的起落架中,需要进一步优化其缓冲系统。在原有飞机的起落架结构利用的前提下,对缓冲器的充填参数和阻尼油针进行优化设计。通过优化设计过后,选取多组缓冲结构进行落震实验。
1.2部分零(组)件结构重新设计
重新设计起落架的部分零部件与组件,根据承受压力实际状态改善飞机起落架的零件,从而提高起落架的实际承载力。如:将飞机的主起落架的斜撑杆由原来的刚性改变成弹性,从而改善主起落架斜撑杆的整体协调承载的能力,尽量减少不协调造成的起落架损坏,降低中部接头出的应力,提高起落架的使用寿命。
1.3关键重要件结构加强
由于现行新研制的飞机荷载力的增加,通过实际的分析、计算,目前科学技术建造的起落架零部件强度不够。所以在现在的零部件结构的改进中,应加强起落架薄弱部件的改进。为了提高整体抗疲劳的强度,避免焊接带来的缺点,在主起落架的外筒、活塞杆等主要结构都采用整体锻造的方法。
1.4耐久性细节设计改进
起落架结构中的疲劳危险主要包括轮轴、起落架与飞机本体连接处、刹车的法兰盘等部位。另外,在焊接起落架时,在技术设计方面还应该包括以下的几个方面:
1.4.1起落架的选材
起落架中,主要承受压力的构建一般采用40CrNi2Si2MoVA超高强度钢,也可以采用30CrMnSi2A高强度合金钢。
1.4.2起落架需要严格的控制应力集中
一是:在高应力的零部件的沟槽之中,在其根部应该有一个较大的圆角半径;二是:高强度零部件的攻丝孔,应在受压力的区域或者低拉的应力区域,需要用凹凸台对孔的位置进行加强处理,而螺纹应在外部凸台处;三是:在起落架中的所有耳片、支座等部位在其外部的拐角处的半径最小值应为2.5毫米到3毫米之间;四是:对起落架的罐装构建,在截面出现改变处应有一个较大圆角半径,其最小的圆角半径应大于10a(注:a为截面变化部位的台阶高度)
1.4.3高的表面质量。
对于起落架中所有的锻造的表面,至少要加工5毫米以上(采用的是高强钢锻件),及时将锻造表面上的缺陷和脱碳层上的材料做好清理,将锻造表面的粗糙度降至最低。
1.4.4有效的抗腐蚀措施。
对部件进行有效的抗腐蚀能力的提升(一般采用真空热处理冶炼出的高强度合金钢)。采用全覆盖式的镀铬在耐磨表面。防止水与潮湿气体的滞留,并提供可靠性较高的排水通道,零部件也需要涂抹防腐剂。
1.5机轮
飞机的起落架上的机轮是在飞机着路时,起到支撑、刹停以及减轻其着路冲击力的作用。随着飞机起落架制造技术的发展,飞机的速度在不断的提高,飞机的体积、质量也在不断的增加,机轮也由原来简单的弯块式转变成目前较为复杂的盘式。目前,笔者认为我们应当采用新型技术、新科技材料以及制造方法来满足新型飞机的要求,其中:
1.5.1轮胎
飞机起落架的轮胎一般采用无内胎,低断面纵横比,因为其具有提高起飞时的速度、有较大的承载力、使用寿命长等优点。
1.5.2轮毂
轮毂作为机轮的受力部件,一般是采用“A”型的偏置对开式的机构。主体使用高强度铝合金2A14作为部件主要材料,制造刹车壳体的整体结构一般采用30CrMnSiA钢锻件,使用其材料具有重量轻、使用寿命长和抗腐蚀等优点。
1.5.3刹车装置
对机起落架的刹车装置,刹车盘一般选择整体针刺毡SC303碳∕碳复合材料制造,由于其居于理想的摩擦系数,而且重量较轻、性能优良、使用寿命长,一般能在500-2500次得起落。
2后续飞机制造中采用的新型工艺
2.1真空电子束焊
比之传统的焊接技术,真空电子束焊接技术是较为先进的焊接技术,其特点是焊接缺陷少、具有热影响的区域小、高强度焊接缝隙能力等特点。采用真空电子束焊接不仅能够提高焊接部件的使用寿命及其强度,也能避免目前飞机起落架中,对整体锻件制造带来的难度。
2.2真空热处理
起落架的关键部位,从普通热处理改进为真空热处理,起落架零件具有无脱碳、表面光亮等优点。使用真空热处理改善了材料品质,提高了材料的抗疲劳强度,满足起落架发挥潜力的性能要求。
2.3高强度钢零件的表面强化工艺
改进过后的起落架一般都是采用(40CrNi2Si2MoVA)超高强度钢或者高强度钢(30CrMnSi2A),这些材料对应力的集中尤其敏感。通过零件表面强化后,零件的表面有压缩应力层的产生,而表面的强化能够大幅度的提高金属零件的正常使用寿命,其腐蚀能力也得到了提高。
2.4新型的防护工艺
2.4.1HVOF高速火焰喷涂
HVOF是一种在传统火焰喷涂防护基础上逐渐发展出来的高速型火焰喷涂。新型火焰喷涂的原来如下图:主要将氢气、乙炔等可燃性气体与氧气混合,在燃烧室点燃之后,由于剧烈的膨胀,气体在受到喷嘴的约束后,就会产生高速的火焰。然后,由惰性气体将粉末沿着燃烧室的轴心送入,在受热后加速喷出,将表面整体覆盖。使用较为经济,成本低;二是,高速火焰喷涂适合于金属、合金、混合物以及碳化物等粉末;三是,高速火焰喷涂自身较低的温度与超音速也能有效的空子高温中所造成的材料氧化与蒸发,这中方法对金属集体中含有碳化物的涂层尤其的实用。
相比传统镀铬层,HVOF涂层更具有耐磨性与抗腐蚀性;其结合强度很高,连接基体的性能较好,一般的结合强度都大于70MPa。因为避免了与酸性容易、电流的接触,所以避免了氢脆的影响。此外,镀铬工艺还会带来严重的环境污染,从而受到的限制也越来越多、越来越严格,因此使用HVOF喷涂完全是理想型工艺替代品。
最近几年,HVOF喷涂已经逐渐的应用到了飞机起落架的制造当中,部分零件已经从镀硬铬工艺转变成HVOF喷涂工艺。其中波音系列的飞机,已有100多个零件不稳实用了HVOF。而且在美国的军方使用的飞机中,F216、P23等飞机也包括F235型战斗机起落架的部分零件都已经在考虑使用HVOF喷涂。
2.4.2无氰镀镉-钛防护工艺
镉-钛镀层具有较高的抗腐蚀能力和低氢脆性的特点。其中,国外的电镀镉-钛是专利工艺,而我国的无氰镉-钛是将盐酸在“钛膏”中溶解之后加入中性铵盐,使用这种电镀液具有美观、结合力好等特点,而且在钛合金镀层中含有0.1%到0.7%的优质镉。相比氰化镀镉-钛,无氰镉-钛镀液在分散能力上、镀层抗腐蚀上以及低氢脆性都有较高的优越性。钛盐在一段较长的时间内都能够保持相对稳定的溶解状态,可以节省以往繁琐的操作,具有工艺、维护简便等特点。
2.4.3刷镀镉工艺
电刷镀技术是属于电镀特种技术之一,也是电镀技术新时期的发展。在刷镀过程中,需要运用专业的电源直流设备,将镀笔接在电源的正极上,镀笔一般是采用高纯度、细化的石墨作为阳极;被镀过的工件则是接在电源的负极上,成为刷镀时的阴极。刷镀前需要防止镀液直接与工件接触而产生电弧,也能够延长镀笔在使用中的连续性。在刷镀的过程中,镀笔在工件的表面上的一道需要保持一定的相对运行速度,并保持一定压力。在接触的表面电力场的作用下,镀液中含有的金属离子分布到工件的表面上。刷镀层的厚度只要是由镀覆电流的大小、时间以及各项参数来决定的。
拉紧装置安装位置可随意选择,空间许可的情况下理想的安装位置应靠近驱动装置,使此处的张紧力始终保持不变,如安装位置离驱动装置越远,则需要增设重坨,以抵消加速和制动力,确保驱动部保持最低限度的张紧力。有时根据不同的地形和用户的要求对拉紧装置还要有不同的设计,下面就以笔者所在公司设计的党家河DTL100/20/55杂物皮带机为例浅析一下。
该皮带机运输能力200t/h,胶带宽度B=1000mm,带速为1.6m/s,输送机倾角14°,提升角度15m,输送机长度74.5m。要求在设计时采用涡轮卷筒拉紧装置尾部水平拉紧方式,拉紧装置的最大拉力不小于50kN,拉紧行程不小于3m。结合该公司多年生产带式输送机的经验和用户的实际情况,对该皮带机的设计方案进行反复的思考比较,最后在综合了多种方案优劣的情况下对改皮带进行了优化设计。
皮带输送机拉紧装置常见的主要有螺旋拉紧装置、重力拉紧装置、固定绞车拉紧装置、自动拉紧装置四种类型。这四种常见的皮带输送机拉紧装置各有各的优势和缺点,我们针对其优势和缺点,在本次设计中做了研究。
①螺旋拉紧装置。螺旋拉紧装置结构简单,拉紧行程太小,只适用于短距离输送机,一般机长小于80m时才选用,缺点是当胶带自行伸长后,不能自动拉紧。
②重力拉紧装置。重力拉紧装置是结构最简单,应用最广泛的一种拉紧装置。它是利用重锤来自动拉紧,由于重锤靠自重拉紧,所以它能保证拉紧力在各种工况下保持恒定不变,能自动补偿胶带的伸长。重力拉紧装置的特点是拉紧力不变,拉紧位移可变,它适用于固定式长距离运输机,优点是安全可靠性高,缺点是拉紧力不能调节,空间要求大,在空间受限制的地方,无法使用。
③皮带输送机固定绞车拉紧装置。它是利用小型绞车来拉紧,绞车一般用蜗轮蜗杆减速器带动卷筒来缠绕钢绳,从而拉紧胶带。这种拉紧装置的优点是体积小,拉力大。缺点是它只能根据所需要的拉紧力调定后产生固定的拉紧力,拉紧力不能自动调节,当绞车和控制系统出现问题时,对胶带机不能产生恒定的拉紧力或拉紧力失效,安全可靠性相对降低。
④自动拉紧装置。自动拉紧装置不但能根据主动滚筒的牵引力来自动调整拉紧力,而且还能补偿胶带的伸长。自动拉紧装置由电机、制动器、减速器、钢丝绳、滚筒等组成,采用大拉力张紧装置张紧输送带,同时配备张力传感器,测定输送带的张力,当输送带张力发生变化,超过输送机正常运行的范围时,自动张紧装置迅速动作,调整输送带张力,保证输送机正常运行。自动张紧装置与自移机尾配合使用,可实现在输送机不停机的条件下,实现输送机机尾的移动和输送带的伸缩,大大提高了输送机的输送效率。自动绞车拉紧装置由压力传感器根据胶带输送机运行工况的需要自动控制拉紧力的大小,液压拉紧装置由液压站产生的液压力通过油缸对皮带输送机施加拉紧力,可根据胶带机运行工况的需要调节拉紧力的大小。
综上分析得出,由于党家河DTL100/20/55杂物皮带机机身较短,空间有限,又有14°的倾角,而且用户要求张紧行程不小于3m,我们决定机尾部采用涡轮卷筒张紧,若采用其他的张紧方式在实际情况下是不能实现的。于是我们改变了传统设计机尾和张紧的思路,把机尾架又作为张紧装置架使用,并参照STG皮带机的标准储带装置架,把STG皮带机的张紧滚筒改成受力适合的机尾滚筒使用,借用STG皮带机储带装置的滑道,将其滑道的下面两根槽钢焊到机架上,上面两根槽钢的两端焊上一块板钻上两个孔与机架用螺栓活连接,这样安装张紧滚筒时把上面的两个槽钢取下把滚筒放上然后在把上面的两根槽钢连上,这样就避免张紧滚筒装不上的情况发生,并且也满足了技术协议要求的机尾采用涡轮卷筒张紧的方式。
关键词:初中英语;作业设计;优化
家庭作业是学好英语知识的一个自我检测和复习,学生在完成作业时可以更加深刻的记住并且掌握所学习的知识要点,教师也可以在作业中了解学生掌握知识的情况,这样可以让教师更加清晰学生的真实的学习情况。高效率的作业的布置能够很好地提高学生的学习知识的技能,也能让学生在完成作业中养成良好的学习习惯。
一、初中英语作业的涵义
对于初中英语学科来说,单纯在课堂上很好的学习英语知识并不是学习的唯一方法与要求,在课堂之后要进行适当的作业进行巩固与完善,家庭作业的布置是教师教学中的任务之一,学生在教师统一布置的作业下可以更加深刻的记住所学的知识要点,也能让学生在作业的完成中对所学的知识加以运用实际操作,这也是教师检查学生学习成绩的一种方法。教师在布置英语作业时需要考虑到学生的具体情况,不能盲目的布置,让学生能够在完成作业时充分的运用所学的知识,去解答作业中的问题。同时学生也能在作业中找到解决问题的成就感,增加对英语学习的乐趣。
二、初中英语作业存在的不足
目前的英语教学更多的是为了考试而教学,学生在学习时也更多的是为了应试而学习,所以教师在英语作业的布置上通常考虑的就是所选的题型是符合考试的题型,将所学的英语知识加入到英语作业中,教师完全侧重于英语基础知识,忽视了英语学习的方法与技能,学生只能在作业中对所学的专业知识进行一个复习与加深理解,根本学不到学习英语的方法,在能力上就得不到锻炼。在作业布置时,通常采用的是具体题型的布置,给学生找出题型让学生进行解答,这种题型束缚了学生的思维能力,学生根本在完成作业时没有将所学知识进行实地操作的机会。
三、初中英语作业的优化
1.首先关注教学目标最优化
教师在教学时要结合教材课本有选择的进行课程教授,也要注重侧重点,对重点知识进行着重的讲解和强调,将每节课都引起高度的重视,在课堂模式上需要教师进行细心详细的安排,设置合理的教学的大纲,由此引出教学的主要内容,在完成课堂教授后教师可以结合实际情况给学生进行课后作业的布置,让学生对所学的知识有个巩固和实践操作的机会。另外教师在教学时需要注意考虑到每个学生,争取让每个学生都能学到知识,但是由于每个学生的吸收能力包括掌握学习知识的能力不同,所以在教学时必然存在着差异,但是教师需要尽自己最大的努力争取让每个学生都能最大限度的掌握英语专业知识。
2.作业形式设计的优化
传统的课后作业布置通常就是比较常见的课后习题练习,或者让学生对所学的英语单词包括词句的记忆,这种作业的方式和模板都比较死板和简单,学生对这些课后作业自然也提不起兴趣,而且这种传统的课后作业的方式对于学生英语能力也起不到锻炼的作用,教师需要在此现状下设计更加合理的作业方式,可以让学生在课后的时间里多听一些专业知识的广博或者小片段,甚至可以让学生试着观看比较简单的英文小电影,这是对学生听力的一种锻炼和磨砺。教师还可以让学生在课后的时间里多去阅读那些具有代表性的文章,也可以让学生阅读一些小故事来增加学生学习的乐趣。教师也可以适当的给学生增加一些写作的题材让学生根据题材适当的发挥运用所学的知识进行写作。这些都是利于学生实际操作所学英语知识的小方法,可以让学生更加全面的去了解并且掌握所学的英语知识。
3.英语作业的优化设计要实现学生的主体性
学生作为学习英语的主体,他们应当被引起足够的重视,教师在布置作业时要从学生的具体情况入手,希望借此作业能让学生掌握学习英语的技能,并且将所学的英语知识进行运用与温故,对于家庭作业的布置应当让学生自己选择,这样学生才有更多的空间去发挥自己的学习技能,学生也可以根据自己的兴趣爱好或者自己的思维模式去学习,也只有这样学生才会从根本上爱上英语学习。教师在给学生布置作业时需要结合学生的实际情况,根据实际的情况设置作业,但是值得注意的是初中学生他们对自我的控制能力约束力较低,所以教师应当让学生主动的去学习,而不是让学生被动的接受英语知识,要让学生在学习时带入问题的思考这样学习的效率才会提高。
4.作业评价设计的优化
学生在完成家庭作业之后很渴望能得到教师的认可,所以教师需要结合学生的作业情况给学生提供一些意见评价等,教师在提出一些评价时要让学生感受到教师的肯定,这样学生才会更加有热情的投入到学习中。这对于教师与学生之间的感情也能起到很好的维护作用。英语作业一方面是检查学生的学习情况,同时也能反映出一个学生的学习能力包括对知识的吸收能力等,在作业的布置时需要考虑到学生的差异性,给不同的学生设置不同的作业才是合理的分配。同时在布置作业时教师应当做到趣味性教学,让学生对学习产生热情是学习的根本动力,教师在教学时可以结合所学的知识,例如学生在学习一些常用单词时,教师可以将这些单词运用到生活中,给生活用品进行相应的标签分配,例如在学习传统节日时教师可以给学生提供一些传统的节日让学生分别找出这些节日的分布,这样的方法更加有利于学生的学习。
作者:周海莹 单位:内蒙古呼伦贝尔海拉尔区光明学校
参考文献:
根据500GJC-32.3×3型离心式长轴泵的运行要求,确定泵的主要参数,基于传统离心泵水力设计方法,初步确定叶轮几何参数.
2正交试验与数值计算
2.1试验因素及方案的确定
根据相关参考文献和研究经验[7-13],选取叶轮参数中对离心式长轴泵的效率和扬程影响较大的因素作为优化对象,分别是:叶轮进口直径Dj、叶片数Z、叶片包角Φ、叶片出口安放角β2、叶片出口宽度b2、叶轮出口平均直径D2以及叶轮出口倾斜角γ。每个因素选择3个水平,选用L18(37)正交表进行优化设计。
2.2数值计算
基于设计参数,运用Pro/E软件对离心式长轴泵进行三维建模.
2.2.1计算域及网格运用ICEM软件对模型各部分水体进行非结构化网格划分,并进行网格无关性分析[14-16],当叶轮网格数达到110万、导叶网格数达到140万以后,计算得到的泵效率相差小于0.12%,扬程变化不超过0.1%,故模型共需约900万个网格单元可满足计算要求,为减小计算量,正交计算针对单级全流场进行数值计算。
2.2.2计算方法及边界条件运用ANSYSCFX软件进行模拟,采用标准k-ε湍流模型,SIMPLEC算法。边界条件为:总压进口和质量流出口,壁面设置为无滑移边界条件,壁面粗糙度设置为12.5μm,计算精度为10-4。
2.3正交试验模拟结果及分析
2.3.1试验方案通过CFD数值模拟,得到18组正交试验的模拟结果。在设计流量点Qn=1958m3/h,各试验方案离心式长轴泵的扬程和效率计算。
2.3.2极差分析为了评价各因素不同水平对离心式长轴泵性能的影响,引入平均值,计算出各因素不同水平时模拟结果的平均值,以此来评价某一因素各水平的好坏;运用极差法分析各因素对离心式长轴泵性能影响的主次顺序,极差越大,表明该因素随水平的变化扬程和效率变化越大,为主要因素,即可得到最优方案。对离心式长轴泵设计时应该尽可能的提高其效率,同时也要满足设计扬程,当扬程低于工作所需扬程时离心式长轴泵不能满足运行要求;当扬程过高效率不变时,会增加轴功率,即增大配套电机功率和成本。因此各因素各水平是否合适的判断标准是:对于效率以额定点效率最高为最佳,对于扬程以额定点的扬程等于或略大于设计扬程为最佳。结合最终确定较优组合。A、B、C3个因素对效率和扬程的影响一致,其较优水平为A3B3C2。对于D因素(叶轮中间流线出口安放角β2),当β2为25°时,泵效率最高,也满足设计扬程,故取此值,即取D2。对于E因素(叶片出口宽度b2),当b2为75mm时,泵效率最高,也满足设计扬程,故取此值,即取E3。对于F因素(叶轮出口平均直径D2),当D2为545mm时,泵效率最高,但扬程小于设计扬程,当D2为550mm时,效率与最高效率相差仅为0.109,同时满足设计扬程,故取此值,即取F2。对于G因素(叶片出口倾斜角γ),当γ为25°时,泵效率最高,也满足设计扬程,故取此值,即取G2。综上所述,最终的较优组合是:A3B3C2D2E3F2G2,即Dj取345mm,Z取6个,Φ取105°,β2取25°,b2取75mm,D2取550mm,γ取25°。
3不等扬程优化
3.1不等扬程理论方法
基于正交试验结果,综合考虑各因素对扬程和效率影响的主次顺序,采用控制变量法,选择对泵性能有较大影响的参数进一步优化。忽略叶片数的影响,选择6叶片数,运用不等扬程设计理论对叶片出口安放角β2进一步优化设计,使该型离心式长轴泵能够在多个工况下安全高效地运行。基本思路:传统水力设计方法假设叶轮中每条流线没有差异,叶轮中各流线的滑移系数μ相同,实际叶轮中每条流线存在差异,各流线的滑移系数μ不相同,各流线有限叶片理论扬程Ht不相同。然而在叶轮水力设计时,只有当各流线有限叶片理论扬程Ht相等时,所产生的水力损失最小。根据上述理论,基于无限叶片理论扬程Ht∞不等,通过修改叶轮几何参数,以调整滑移系数,使叶轮有限叶片理论扬程Ht相等。基本方法:将离心泵叶轮分为3条流线来设计,假设叶片出口处的无穷叶片数理论扬程Ht∞呈直线形分布,结合产品实际运行工况,要求离心式长轴泵能够在额定工况和偏大流量工况长期高效稳定运行。考虑到大流量时,前盖板做功能力弱于后盖板做功能力。
3.2数值计算及结果分析
对不同情况进行数值计算:随着λ的增加,各流量点下泵的扬程均有所增加,但增加趋势不同。当λ一定时,随着流量的减小,扬程变化率减小。当Q≥0.9Qn时,各流量下扬程变化率ΔH/H随着λ的增加先减小后增加,在λ=1.15时,扬程变化率最小;当Q<0.9Qn时,随着流量的减小,不同λ下的扬程变化率趋于一致,其变化曲线近似一条水平线。这主要是由于选取较大的λ,增大了β2b,在β2a不变的情况下,增加了β2m,使得扬程增加;而在大流量时,后盖板做功能力强于前盖板,增大λ,即增大了后盖板的做功能力,从而使得扬程有以上变化规律。基于不等扬程方法优化设计的叶轮,在各个工况下其效率均高于常规方法所设计的叶轮,在大流量时尤为明显。采用常规方法设计的叶轮最高效率出现在1.1Qn,随着λ的增加,高效点向大流量偏移,当λ≥1.15时,高效点偏移至1.2Qn。当Q<0.9Qn时,不同λ下,各流量工况的效率基本相同;当Q≥0.9Qn时,随着λ的增加,各流量工况的效率均有所变化但变化趋势不同,当λ<1.15,随着λ的增加,各流量工况的效率增加,增加趋势逐渐减小;当λ=1.15,各流量工况效率达到最高,但在1.4Qn时,其效率出现陡降趋势;当λ>1.15,随着λ的增加,各流量工况的效率开始下降,且流量越大效率下降较快,高效区逐渐变窄,这主要是由于选取过大的λ,虽增加了叶轮后盖板的工作能力,但是过大的增加了β2b,在叶轮出口出现紊流,同时过大的增加了β2,使得叶轮出口绝对速度v2增加,v2增加,动扬程增大,液体在叶轮和导叶中的水力损失增加,从而使得效率下降。基于不等扬程设计的叶轮,其轴功率均高于常规方法设计的叶轮,且随着λ的增加,轴功率逐渐增加。当λ≤1.1时,在Q<1.4Qn范围内(该泵的运行范围为(0.8~1.4)Qn),轴功率曲线均出现最大值,有无过载特性;当λ>1.1时,轴功率曲线随着λ的增加出现陡增趋势,且随着流量的增加这种陡增趋势越明显,在大流量下容易出现过载现象。综上可知:基于不等扬程理论优化设计的叶轮具有较好的水力性能,选择适当后盖板扬程系数λ,可使叶轮水力性能趋于最佳。对于该型离心式长轴泵叶轮当λ取1.1时,水力性能较优。
4优化方案的流场分析及试验验证
根据优化参数建立叶轮,以及相关过流部件的三维模型。对离心式长轴泵在(0.5~1.4)Qn工况下进行三级全流场数值模拟。作为性能预测的基础,取0.8Qn、1.0Qn、1.2Qn3个工况进行分析,为最优方案的不同工况下叶轮流道内速度矢量分布,为不同工况下离心式长轴泵中间截面静压分布。可以看出:液体从叶轮获得能量后进入导叶,经过导叶的导流扩压作用,其压力进一步增加,同时进入下一级叶轮。3个不同流量工况下液体压力从叶轮进口到出口逐渐升高,整个流道内未出现局部高压区域;液体在叶轮流道内流速及流线分布均匀,均未出现漩涡,偏小流量时叶轮出口流速分布不均匀,靠近叶片压力面以及吸力面流速高,随着流量增大这种不均匀性逐渐消失,有利于泵在大流量高效运行。通过试验数据可知,优化后500GJC-32.3×3型离心式长轴泵在Q=2089.88m3/h时,最高效率η=83.22%,H=93.23m,且当Q=1968.25m3/h时,η=82.57%,H=97.78m,因此,该泵可在丰水期和枯水期高效运行。同时其大流量时具有无过载特性,当Q=2248.07m3/h时,轴功率最大P=642.09kW,η=82.76%,H=86.81m,在满足生产需求的条件下,综合考虑安全与成本投入,可将配套电机功率降低至670kW,从而降低了一次投入。由上可知,该泵满足设计要求。
5结论
为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行,该文以500GJC-32.3×3型离心式长轴泵为例,对其进行了优化,得到以下结论。
1)根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数,通过正交试验方法对叶轮参数进行初步了优化,并对正交试验结果进行极差分析,得到了各参数对离心式长轴泵扬程和效率影响的主次顺序。
2)综合考虑各参数对离心式长轴泵性能的影响,选取重要因素,基于不等扬程设计理论,采用控制变量法对叶轮进行多方案优化设计,并对各方案进行了数值模拟,对比模拟结果发现,基于不等扬程理论优化设计的叶轮具有较好的水力性能,选择适当后盖板扬程系数λ,可使叶轮水力性能趋于最佳。对于该型离心式长轴泵叶轮当λ取1.1时,离心式长轴泵水力性能较优。
1.1坝体布置
大坝为碾压混凝土重力坝,坝轴线成直线布置,坝轴线方位角为NE53°,坝顶长113.83m。右岸非溢流坝段由桩号坝0+000.00m~坝0+055.10m,左岸非溢流坝段由桩号坝0+063.10m~坝0+113.83m,两岸非溢流坝段坝顶总长105.83m,坝顶宽7.0m,坝顶高程1747.10m。非溢流坝段上游面铅直,下游坝坡m=0.7,起坡点高程1737.10m。坝体中部桩号坝0+055.10m~0+063.10m为溢流坝段,采用开敞式溢流表孔,堰顶高程1744.00m,溢流堰面按WES型剖面设计,下游面采用台阶式及底流联合消能,台阶高1.0m,宽0.7m,下游护坦长6m,护坦高程1711.76m。放空底孔与取水口采用上下重叠式布置,位于右坝段0+052.60m桩号处,冲沙底孔进口高程1712.30m,喇叭型进口,设置2.0m×2.0m(宽×高)事故检修闸门孔及相应的启闭设备;取水口进口高程1716.40m,进口为喇叭型,并设置固定式拦污栅,其后为1.5m×1.5m(宽×高)事故检修闸门孔及相应的启闭设备,取水口后接压力管道,管道中心高程为1716.65m,直径为0.5m,管道外用C20钢筋混凝土包裹。
1.2坝体结构
1.2.1坝顶结构坝顶高程1747.10m,顶宽7.0m,左右岸非溢流坝段分别长50.73、55.10m,上下游侧均设栏杆,溢流坝段设交通桥,右岸坝顶与顺龙公路连接。
1.2.2坝体材料工程区出露地层为峨眉山玄武岩,无可选料场,所选料场距坝址区约10km,由于运距远、人工费高、施工进度慢,故放弃了浆砌石筑坝方案。经对C15常态混凝土和C15碾压混凝土进行比较,前者施工机械较少,后者具有工艺简单、上坝强度高、工期短、适应性强等优点,大坝填筑总量30408m3。经综合比较,优选投资较低的C15碾压混凝土方案。
1.2.3坝基处理设计建基面的选择及坝基开挖要求:根据工程地质条件和大坝高度,大坝建基面置于弱风化中上部。对坝基存在的地质缺陷,如破碎带、夹泥裂隙等采用深挖回填混凝土的措施处理。固结灌浆:大坝基础开挖至弱风化基岩中上部,为了提高基础的整体性,减少基础变位、降低沿基础的渗漏,拟对大坝基础存在地质缺陷的地方进行固结灌浆处理;同时为加强帷幕灌浆的效果,在帷幕灌浆孔上下游范围内增设3排固结灌浆。固结灌浆孔距拟定为3m,梅花型布置。固结灌浆压力根据灌浆试验确定。初步拟定固结灌浆深入基础5m,总进尺725m。坝基防渗帷幕:最大设计坝高41.10m,根据《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)中的规定,结合工程地质条件,防渗下限深入岩体透水率不大于5Lu以下10m;两岸防渗自建基面进入山体36.7m作为防渗端点,底界伸入地下水位5~10.0m。防渗实施方案:推荐在坝顶实施帷幕灌浆,坝段帷幕线长111.0m,总进尺1724m,有效进尺878m。推荐投资较省的露天灌浆方式对大坝两岸进行防渗,两岸帷幕灌总进尺1267m,有效进尺769m。帷幕线全长约207m,防渗帷幕总进尺2991m,有效进尺1647m,帷幕灌浆布置为单排孔,孔距3.0m。
2大坝应力分析
2.1坝顶高程确定
大坝上游未设防浪墙,按《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005),坝顶高程等于水库静水位加相应的坝顶超高,按“正常蓄水位+正常运用情况”和“校核洪水位+非常运用情况”两种情况进行计算。大坝超高及坝顶高程成。坝顶高程的控制情况为校核洪水位情况,最终选定的坝顶高程为1747.10m。
2.2大坝稳定及应力分析
2.2.1荷载组合抗滑稳定和应力计算的荷载组合分基本组合和特殊组合两种,3种荷载组合如下:基本组合1:自重+正常蓄水位及相应下游水位+扬压力+泥沙压力+浪压力;基本组合2:自重+设计洪水位及相应下游水位+扬压力+泥沙压力+浪压力+动水压力;特殊组合1:自重+校核洪水位及相应下游水位+扬压力+泥沙压力+浪压力+动水压力。
2.2.2计算参数坝体高度41.10m,建基面高程1706.00m,混凝土容重24kN/m3,泥沙浮容重824kN/m3,混凝土与基岩抗剪摩擦系数0.5,混凝土与基岩抗剪断摩擦系数0.9,抗剪断凝聚力418.77kN,坝基排水折减系数0.5。坝基排水幕到上游面距离3.0m,地震系数0.05,上游地震动水压力折减角90°,下游地震动水压力折减角90°。
2.2.3计算结果分析坝体抗滑稳定按抗剪断强度公式计算。
2.3坝体应力计算
坝体应力计算采用材料力学法计算,根据《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)的规定,在各种荷载组合下,坝基面垂直正应力小于混凝土容许压应力和地基的容许承载力;坝基面最小垂直正应力为压应力,坝体最大主应力应小于混凝土容许压应力。坝体坝基应力计算成果。,C15混凝土的极限强度为13.3MPa,混凝土抗压安全系数,基本组合为4.0,特殊组合为3.5,则混凝土容许压应力基本组合为3.33MPa,特殊组合为3.8MPa;地基容许承载力2.0~2.5MPa。由表3计算成果可知应力计算成果和地基承载力满足规范要求。
3结语
1)根据坝址地形地质条件,在对坝型及浆砌石筑坝、C15常态混凝土、C15碾压混凝土3种筑坝材料进行综合比较分析后,推荐采用建坝成库条件好、工程量省、距受水区距离近的C15碾压混凝土重力坝最优供水方案。
2)坝身采用C15三级配碾压混凝土,迎水面采用C20二级配变态混凝土(厚0.5m)和C20二级配碾压混凝土防渗,抗渗标号W6。大坝基础设置1.0m厚的C15混凝土垫层。
3)根据建基面实际情况,采取局部深挖回填混凝土、固结灌浆、坝基防渗帷幕等措施,对坝基、两岸坝肩、坝体等进行处理,确保碾压混凝土重力坝具有较高安全可靠性和节能经济性。