【优质文档】住宅优化设计

优化设计试卷练习及答案

-- 一、填空题 1．组成优化设计数学模型的三要素是 设计变量 、 目标函数 、 约束条件 。 ２.函数()22121212,45f x x x x x x =+-+在024X ??=????点处的梯度为120-?? ????，海赛矩阵 为2442-????-?? 3.目标函数是一项设计所追求的指标的数学反映，因此对它最基本的要求是能用 来评价设计的优劣，，同时必须是设计变量的可计算函数 。 4.建立优化设计数学模型的基本原则是确切反映 工程实际问题,的基础上力求简洁 。 ５.约束条件的尺度变换常称 规格化,这是为改善数学模型性态常用的一种方法。 6．随机方向法所用的步长一般按 加速步长 法来确定，此法是指依次迭代的步 长按一定的比例 递增的方法。 7.最速下降法以 负梯度 方向作为搜索方向，因此最速下降法又称为 梯 度法,其收敛速度较 慢 。 8.二元函数在某点处取得极值的充分条件是()00f X ?=必要条件是该点处的海赛矩 阵正定 9.拉格朗日乘子法的基本思想是通过增加变量将等式约束 优化问题变成 无 约束优化问题,这种方法又被称为 升维 法。 10改变复合形形状的搜索方法主要有反射，扩张，收缩，压缩 １1坐标轮换法的基本思想是把多变量 的优化问题转化为 单变量 的优化问题 12.在选择约束条件时应特别注意避免出现 相互矛盾的约束, ,另外应当尽量减少不必要的约束 。 1３.目标函数是n 维变量的函数，它的函数图像只能在n+１， 空间中描述出来,为了在n 维空间中反映目标函数的变化情况,常采用 目标函数等值面 的方法。 1４．数学规划法的迭代公式是 1k k k k X X d α+=+ ，其核心是 建立搜索方向， 和 计算最佳步长 15协调曲线法是用来解决 设计目标互相矛盾 的多目标优化设计问题的。 １６.机械优化设计的一般过程中， 建立优化设计数学模型 是首要和关键的一步，它是取得正确结果的前提。 二、名词解释 1.凸规划 对于约束优化问题 ()min f X ..s t ()0j g X ≤ (1,2,3,,)j m =??? 若()f X 、()j g X (1,2,3,,)j m =???都为凸函数,则称此问题为凸规划。 2.可行搜索方向 是指当设计点沿该方向作微量移动时，目标函数值下降,且不会越出可行域。 3．设计空间：ｎ个设计变量为坐标所组成的实空间，它是所有设计方案的组合 4.．可靠度 5.收敛性 是指某种迭代程序产生的序列(){}0,1,k X k =???收敛于1lim k k X X +*→∞ = 6.非劣解：是指若有m 个目标()()1,2,i f X i m =???,当要求ｍ-1个目标函数值不变坏时,找不到一个X,使得另一个目标函数值()i f X 比()i f X *,则将此X *为非劣解。 7. 黄金分割法：是指将一线段分成两段的方法，使整段长与较长段的长度比值等于较长段与较短段长度的比值。 8.可行域:满足所有约束条件的设计点，它在设计空间中的活动范围称作可行域。 9.维修度 略 三、简答题 1．什么是内点惩罚函数法?什么是外点惩罚函数法?他们适用的优化问题是什么?在构造惩罚函数时,内点惩罚函数法和外点惩罚函数法的惩罚因子的选取有何不同？

粉末冶金零件的优化设计

详细说明 改进前的设计 改进后的设计 1．应使压模中的粉末受到大致相等的压缩，并能顺利地从压模中取出模压成型的制品。在零件压制方向如有凸起或凹槽时，则粉末在压制时各部分的密实度不易一致，因此凸起或凹槽的深度以不大于零件总高度的１／５为宜，并有一定的拔模锥度 2．当由上向下压制的结构零件较长时，其中间部分和两端的粉末密实度差别比较大。所以在实际生产中，常现在其长度为直径的2.5～3.5倍，壁愈薄其长度与直径之比的倍数愈低 3．当零件的壁厚急剧变化或零件的壁厚悬殊时，零件各部的密度也相差很大，这样烧结时会引起尺寸变化和变形，应尽量避免 4．设计带有凸缘或台阶的零件，其内角应设计成圆角，以利于压制时凹模中粉末的流动和便于脱模，并可避免产生裂纹 5．尽量避免深窄的凹槽、尖角或薄边的轮廓，避免细齿滚花和细齿形因为这些结构装粉成型都很困难 6．避免尖边、锐角和切向过渡 7．零件只能设计成与压制方向平行的花纹，菱形的花纹不能成型，应避免 8．与压制方向垂直的孔（图a ）、径向凹槽（图b ）、内螺纹及外螺纹（图c ）、倒锥（图d ）、拐角处的退刀槽（图f ）等结构难以压制成型，当需要时可在烧结后进行切削加工 9．底部凹陷的法兰（图a ）、外圆中部的凸缘（图b ）不能压制成型。上部凹陷的法兰（图c ）为坯件，当埋头孔的面积小于压制面积的1倍左右，深度（H ）小于零件全高的1/4左右时，要作5°的拔梢（图d ）才可以成型

10．从模具强度和压制件强度方面的因素考虑，并从孔与外侧间的壁厚要便于装粉考虑，制品窄条部分的最小尺寸应有一定的限度 11．为了使凸模具有必要的刚度，使粉末容易充满型腔和便于从压模内取出制品，零件结构应避免尖锐的棱角，并适当增加横截面的面积 12．避免过小的公差 13．对于长度大于20mm 的法兰制作，法兰直径不应超过轴套直径的1.5倍，在可能条件下，应尽量减下法兰的直径，以避免烧结后的变形。法兰根部的圆角半径可参考右图的表，轴套壁厚（δ）与法兰边宽（b ）都必须大于1.5mm 设计阶梯形制件时，阶差不应小于直径的1/16，其尺寸不应小于0.9mm 轴套直径/mm <12 >12～25 >25～50 >50～65 >65 圆角半径/mm 0.8 1.2 1.6 2.4 >2.5 14．粉末冶金制件的端部最好不要有过锐棱角，并避免工具倒圆。倒角时尽可能留出0.2mm 左右的小平面，以延长凸模的寿命 在设计粉末冶金齿轮时，齿根圆直径应大于轮毂直径3mm 以上，以减小成型中的困难 15．在很多情况下，粉末冶金零件适于代替机械加工比较困难或加工劳动量大、材料利用率低的一些零件。在某些情况下，还可以代替一些本来需要加工后装配在一起的部件 需要装配的零件 不需装配的粉末冶金零件 16．当把铸件或锻件改为粉末冶金零件时，将粉末冶金零件上的凸部移到与其相配合的零件上，以简化模具结构和减少制造上的困难 用模锻或铸造，然后用机械加工法制造 用粉末冶金法制造

船舶螺旋桨螺距及拱度的优化设计研究

船舶螺旋桨螺距及拱度的优化设计研究 2010年6月11日 摘要 基于螺旋桨水动力性能的升力面理论预报程序，利用iSIGHT软件进行指定负荷分布形式下桨叶螺距及拱度的优化设计研究，并对设计结果进行粘流CFD计算验证。以某集装箱船螺旋桨为母型桨，保持其原有的径向负荷分布形式，指定不同的弦向负荷分布形式，采用上述方法进行螺距及拱度的优化设计（桨叶其它参数与母型桨相同）。CFD计算表明，通过指定适当的负荷弦向分布，可以在保证效率的同时使桨叶表面压力分布更加均匀，从而推迟桨叶空化。 关键词：船舶、舰船工程；螺旋桨；优化；设计；升力面理论；CFD 0引言 随着船舶向大型化、高速化发展，对螺旋桨的综合性能要求日益提高。现代船舶螺旋桨设计在追求高推进效率的同时，还必须在复杂的船尾流场中尽量推迟乃至避免空化的发生，从而降低螺旋桨诱发的船体振动及噪声。为了满足这些相互制约的要求，螺旋桨优化设计方法的研究日益受到船舶工程界的重视。 传统的螺旋桨设计方法分为图谱设计和理论设计两大类，前者无法直接用于适伴流及大侧斜桨的设计，后者可分为升力线、升力面及面元方法等，能够处理伴流及侧斜问题，但对负荷面分布形式的处理比较单一，应用也不够广泛。近年来，优化方法在螺旋桨设计中的应用研究开始出现，性能计算采用系列桨性能试验回归公式或升力面、CFD等数值方法，优化采用遗传算法、序列二次规划法、DOE方法等，优化目标包括推力、效率、激振力或其组合，但尚未形成比较成熟的体系，与工程应用的要求也有较大距离。 Benini开发了基于遗传算法的系列螺旋桨多目标优化方法，采用试验数据的回归公式计算敞水性能。以敞水效率和推力最大化为目标、Keller空泡限界公式为限制条件，对B

基于绿色生态住宅建筑设计方案

基于绿色生态住宅建筑设计方案 基于绿色生态住宅建筑设计方案 摘要：健康环保的绿色生态住宅建筑已成为现代居住建筑发展的潮流，本文结合笔者多年建筑设计实践，详细分析阐述了绿色生态住宅建筑的基本特征及设计要点，并对具地域特色的绿色生态型住宅的建筑设计进行了分析思考。实践证明，绿色生态住宅建筑是未来建筑可持续发展的方向。 关键词：绿色生态住宅；住区规划；居住建筑设计；节能环保 Abstract: The green ecological residential building healthy environmental protection has become the development trend of modern residential buildings, this paper makes a detailed analysis of the practice of architectural design, describes the basic characteristics and design points of green ecological residential construction, and analyses the thinking of building design of green ecological residence with regional characteristics. Practice has proved, the green ecological residential building is the future of building sustainable development direction. Key words: residential green ecological residential district; planning; design of residential buildings; energy saving and environmental protection 中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号： 近几年, 我国住宅市场发展迅速, 住宅设计从生存型逐步向功 能型、舒适型转变,开始出现体现人文关怀、节能环保、科技创新理念的住宅。绿色生态住宅充分利用环境自然资源, 以有益于生态、健康、节能为宗旨,确保生态系统的良性循环,确保居住者在身体上、精神上、社会上完全处于良好状态,从而实现人与自然的融合,建成人与自然双赢的住宅。笔者通过对某住宅小区建筑设计的分析, 从生态住

SEO优化设计文档及规范

SEO牵涉到产品的设计到上线以及上线后维护的整个流程中，涉及到产品、设计、制作（HTML制作）、技术、SEO和IT维护部门，在整个流程中产品经理和SEO项目组人员自始自终都需要参与，但是每个步骤的行为不同，各步骤描述及各步骤的工作如下：步骤主要部门工作协助部门工作 页面UE制定产品部产品经理： 1．确定页面核心内容，确定页面关键字 2．确定页面Title、Keywords、Description 3．在UE中页面关键字需要重复6-8次，在页面内容的开头和结尾都要出现关键字 4．主要关键字以H1的形式出现（有且仅有一次），次要关键字以H2的形式出现（2-3次） 5．指向到站内其他需要优化的页面的链接关键字需要加粗，并加上href title 6．图片的内容需要加alt属性，装饰性图片不需要加alt 7．在底级页、专题页、栏目首页、频道首页放置和本页面主要内容相关的的新闻、搜索、 论坛连接。 8．底级页的搜索引擎文本输入框预置相关关键词 9．书写SEO文档，提交给SEO项目组 SEO项目组： 1．协助产品经理确定页面关键字 2．检查UE是否遵循之前的原则 3．标记需要通过DIV移动位置的片段 页面设计设计部设计部： 按照页面UE及SEO文档制作页面 产品经理： 检查页面设计是否符合UE及SEO文档 页面制作 设计部页面制作组页面制作： 1．注意Title、Keywords、Description是否符合SEO文档 2．注意H1、H2、加粗、href Title、img Alt的使用 3．注意割图时大段与主题有关的文字，不得采用文字；但是参赛说明这种可以采用图片 4．控制页面大小及图片大小，对小图优化，一般页面不超过40k，含图不超过300k 5．页面符合HTML标准，通过验证 6．为频道logo增加alt说明。 产品经理： 检查页面制作是否符合UE及SEO文档 SEO项目组： 1．检查是否符合SEO文档 2．检查关键字重复密度

扳手零件的优化设计

【例19-3】扳手零件的优化设计 【问题描述】如图1所示为一个扳手简易图，长度为length，扳手小端宽度为width，扳手 大端圆角半径为fillet。已知零件厚度为5mm，材料弹性模量 5 210 MPa，泊松比0.3，屈服 强度200MPa。使用时大端内六边形固定，载荷通过小端圆弧与上边的切点，大小500N。现对其长度（范围为150-250mm）、小端宽度（范围为20-40mm）、大端圆角半径（范围为5-15mm）等尺寸进行优化，使零件用料最省，并且最大应力不超过屈服应力200MPa。 图1 问题分析：设置三个尺寸变量，分别为长度length，小端宽度width和大端圆角半径fillet；目标为零件用料最省，即体积最小化，且满足最大应力不超过屈服应力200MPa。 优化前处理 新建模型 (1)在电脑开始菜单单击【ANSYS 15.0】-【Workbench】，进入【workbench】工作界面。点 击【File】-【Save】，保存文件至指定的目录位置并输入项目名称。 (2)菜单栏单击【Units】，选择【Metric(tonne，mm，s，℃，mA，N，mV)】。 (3)单击打开工作界面左部工具箱中【Analysis Systems】的下拉列表，将其中【Static structure】 左键点住拖动到项目管理区，项目管理区中出现Static Structure模块A，如图2。 图2

定义材料属性 (1)双击模块A中的【Engineering Date】，进入材料定义模块。 (2)添加材料。单击工作区域左上角的“Outline of Schematic B2: Engineering Data”模块底 部的“Click here to add a new material”添加新材料，输入材料名称“banshou”。然后单击展开左侧的“Liner Elastic”栏双击选择其中的第一项“Isotropic Elasticity”如图3。 接下来在右侧“Properties of Outline Row 4:banshou”模块中填写杨氏模量“Young’s Modulus”200000Mpa，此时应注意单位为Mpa。同时填写泊松比“Poisson’s Ratio”为 0.3如图4。 (3)完成材料定义，返回到Workbench工作界面。 图3 图4 建立二维模型 (1)双击模块A的【Geometry】进入DM子程序进行建模。点击【unit】设置单位，选择毫 米【Milimeter】。 (2)创建草绘平面。单击选中导航树目录的【XYPlane】，单击工具栏中创建草绘按钮创建一 个草绘平面，此时导航树目录中【XYPlane】下会多出一个名为【Sketch1】的草绘平面如图5。

基于ANSYS的船用螺旋桨模态分析与优化设计

基于ANSYS的船用螺旋桨模态分析与优化设计 利用UG软件对船用螺旋桨模型进行处理，并用ANSYS有限元仿真软件分析其模态振型，首先分析无支撑情况下螺旋桨单叶片的模态振型，提取振幅最大模态。设计支撑方案，确定支撑位置并进行约束模态分析，结果显示螺旋桨单叶片频率有所提高，增加了加工刚度，最后确定优化的支撑方案，显著提高了螺旋桨的刚度，减小各阶模态的振动位移，对实际加工具有重要意义。 标签：ANSYS有限元分析；螺旋桨模态分析；优化设计 Abstract：The model of marine propeller is processed by UG software，and its modal mode is analyzed by ANSYS finite element simulation software. Firstly，the modal mode of single blade of propeller without support is analyzed，and the maximum amplitude mode is extracted. The results show that the frequency of single blade of propeller is increased and the machining stiffness is increased. Finally，the optimized bracing scheme is determined，and the stiffness of propeller is improved significantly. It is of great significance to reduce the vibration displacement of each mode for machining. Keywords：ANSYS finite element analysis；propeller modal analysis；optimal design 螺旋槳是舰船的主动力装置，其设计与制造精度直接决定舰船运行性能。目前，螺旋桨的设计技术我国已达到领先水平，但是加工制造技术还存在较大差距。我国对于船用螺旋桨现阶段的加工一直采用手工打磨的方式，其工作环境差，对工人的身体有很大损伤，并且效率低下，精度也难以控制。为了解决这一问题，我国一些学者正在研究利用机器人进行螺旋桨铣削加工的工艺系统，其具有较多的优势。研究发现，铣削加工中的振动一直是影响加工质量的主要因素，所以，针对螺旋桨的振动模态分析是研究的重点内容。本文主要利用有限元分析软件ANSYS对一种型号的船用螺旋桨进行模态振型分析，通过施加约束条件分析使用支撑时的模态变化，寻找优化的支撑方法。 1 模型处理 利用三维建模软件UG对现有的螺旋桨设计模型进行简单处理，避免在后续有限元分析时遇到的一些问题。如图1所示为螺旋桨的设计模型，直径3300mm，在叶梢位置由于建模方法的原因，存留有没有闭合的曲线，对后续有限元的网格划分会带来影响，所以，利用一直径为3290mm的同心圆柱面截取设计模型，截去叶梢的尖角部分，对模型整体模态的影响可以忽略不计，处理如图2所示。另外，根据螺旋桨的结构特点，靠近桨毂部分结构较复杂，靠近叶梢部分结构简单，所以为了在后续的单元划分时保证较高精度的同时又花费较少时间，在模型处理时将螺旋桨分割为两部分实体，一部分是包含桨毂，另一部分包含叶片。最后将处理完成的模型导出x_t格式文件，以便ANSYS软件导入。

试论绿色节能建筑工程的优化设计

试论绿色节能建筑工程的优化设计 摘要:在房地产的开发和设计当中，绿色环保节能的建筑越来越受到房地产开发 商和消费者的青睐，所以本文结合作者的多年来的设计工作来简述了绿色节能建 筑的定义和设计理念和具体的优化设计措施，仅供参考。 关键词:绿色节能；优化设计建筑工程 引言：绿色建筑的基本内涵可归纳为：减轻建筑对环境的负荷，即节约能源 及资源；提供安全、健康、舒适性良好的生活空间；与自然环境亲和，做到人及 建筑与环境的和谐共处、永续发展，现如今，伴随着我国现代社会的发展，城市 化建设也逐渐的在提高，住宅设计从生存型逐步向功能型、舒适型转变，开始出 现体现人文关怀、节能环保;科技创新理念的住宅。绿色生态住宅充分利用环境自 然资源，以有益生态、健康、节能为宗旨，确保生态系统良性循环，确保居住着 在身体上、精神上、社会上完全处于良好状态，从而实现人与自然的融合，建成 人与自然双赢的住宅。 1 绿色建筑的定义 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共 生的建筑。 2 绿色建筑设计理念 绿色建筑设计理念包括以下几个方面： 系统协同性：其一，绿色建筑是其与外界环境共同构成的系统，具有系统的 功能和特征，构成系统的各相关要素需要关联耦合、协同作用以实现其高效、可 持续、最优化地实施和运营。其二，绿色建筑是在建筑运行的全生命周期过程中、多学科领域交叉、跨越多层级尺度范畴、涉及众多相关主体、硬科学与软科学共 同支撑的系统工程。 节约能源：充分利用太阳能，采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调，减 少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利 用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。 节约资源：在建筑设计、建造和建筑材料的选择中，均考虑资源的合理使用 和处置。要减少资源的使用，力求使资源可再生利用。节约水资源，包括绿化的 节约用水。 回归自然：绿色建筑外部要强调与周边环境相融合，和谐一致、动静互补， 做到保护自然生态环境。舒适和健康的生活环境：建筑内部不使用对人体有害 的建筑材料和装修材料。室内空气清新，温、湿度适当，使居住者感觉良好，身 心健康。绿色建筑还要根据地理条件，设置太阳能采采暖、热水、发电及风力发 电装置，以充分利用环境提供的天然可再生能源。随着全球气候的变暖，世界 各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到，建筑使用能源所产 生的CO2是造成气候变暖的主要来源。节能建筑成为建筑发展的必然趋势，绿色 建筑也应运而生。 因地制宜：绿色生态建筑应该着重强调的是要因地制宜，从实际出发，不能 照搬盲从。我国的绿色生态住宅设计存在一种很普遍的现象。很多设计者喜欢照 搬西方的现成设计，认为西方的就是好的。殊不知，西方发达国家与我国的建筑 模式很不相同。其次，绿色生态建筑设计也应该讲究地域性特点。建筑设计应充 分结合当地的气候特点及其他地域条件，最大限度地利用自然采光、自然通风、

绿色建筑论文

绿色建筑论文 LEKIBM standardization office【IBM5AB- LEKIBMK08- LEKIBM2C】

二级建造师继续教育论文 题目：浅谈绿色建筑 姓名: 薛迎春 单位：兰州鼎盛钢结构工程有限公司身份证号： 62014 专业：建筑工程

摘要 随着全球人口的日益增长，城市化进程加快，经济大繁荣，导致资源过度消耗，气候变异，环境污染严重和生态破坏等问题严重威胁人类的生存和发展。而在环境污染和破坏生态环境，消耗资源方面，建筑业是主要元凶之一。在这种时代背景下，人类不懈努力追求，“绿色建筑”便应号召慢慢的渗入到人类的生活中了！这是一个新兴的、动态的和发展中的概念，它不同于传统的建筑，将随着技术与社会的进步而逐步充实其意义。这一概念的产生，对于从事建筑学研究和建筑设计的工作者来说既是挑战，又是机遇。这需要设计师对新型建筑材料有深入的了解和应用能力，对于设计师的水平提出了更高的要求！但一个新生的东西，要让人民一下子接受那是不可能的事情，所以，“绿色建筑”的发展及推广运用是非常重要的环节，这对于搞房地产开发的投资商来说又是很大的挑战！ “绿色建筑”是应时代号召兴起的，它是低碳经济的必然要求，是人类高生活质量的迫切要求，是生物圈实现可持续发展和和谐发展的重要实现形式和途径。绿色建筑将成为人类运用科技手段寻求与自然和谐共存，持续发展的理想建筑模式。 关键词：绿色建筑，节能，可持续发展，环境保护

目录 前言 第一章绿色建筑的解释 第二章绿色建筑与能源 第三章绿色建筑是发展低碳经济的必然要求 第四章绿色建筑的绿色设计设计概念 技术上的绿色设计概念 形式上的绿色设计概念 第五章绿色建筑的推广应用 研究和推广符合我国国情的绿色建筑和建筑节能技术突破对绿色建筑认识的误区 大力推广“绿色建筑的标识” 建筑节能和绿色建筑的全方位推广应用 第六章结论 参考文献

优化设计的概念和原理

优化设计的概念和原理 优化设计的概念和原则 概念 1前言 对于任何设计者来说，其目的都是为了制定最优的设计方案，使所设计的产品或工程设施具有最佳的性能和最低的材料消耗和制造成本，以获得最佳的经济效益和社会效益。因此，在实际设计中，科技人员往往会先提出几种不同的方案，并通过比较分析来选择最佳方案。然而，在现实中，由于资金限制，选定的候选方案的数量往往非常有限。因此，迫切需要一种科学有效的数学方法，于是“优化设计”理论应运而生。 优化设计是在计算机广泛应用的基础上发展起来的新技术。这是一种现代设计方法，它根据优化原理和方法将各种因素结合起来，在计算机上以人机合作或“自动探索”的方式进行半自动或自动设计，以选择现有工程条件下的最佳设计方案。其设计原则是优化设计:设计手段是电子计算机和计算程序；设计方法是采用最优化数学方法。本文将简要介绍优化设计中常用的概念，如设计变量、目标函数、约束条件等。 2设计变量 设计变量是独立参数，必须在设计过程的最终选择中确定它们是选择过程中的变量，但是一旦确定了变量，设计对象就完全确定了。优化设计是研究如何合理优化这些设计变量值的现代设计方法。

机械设计中常用的独立参数包括结构的整体构型尺寸、部件的几何尺寸和材料的机械物理性能等。在这些参数中，根据设计要求可以预先给出的不是设计变量，而是设计常数。最简单的设计变量是元件尺寸，例如杆元件的长度、横截面积、弯曲元件的惯性矩、板元件的厚度等。 3目标函数 目标函数是设计中要达到的目标在优化设计中，所追求的设计目标(最优指标)可以用设计变量的函数来表示。这个过程被称为建立目标函数。一般目标函数表示为 f(x)=f(xl，xZ，？，x) 此功能代表设计的最重要特征，如设计组件的性能、质量或体积以及成本。最常见的情况是使用质量作为一个函数，因为质量的大小是最容易量化的价值度量。尽管费用具有更大的实际重要性，但通常需要有足够的数据来构成费用的目标函数。目标函数是设计变量的标量函数。优化设计的过程就是优化设计变量，使目标函数达到最优值或找到目标函数的最小值(或最大值)的过程。在实际工程设计过程中，经常会遇到多目标函数的某些目标之间存在矛盾，这就要求设计者正确处理各目标函数之间的关系目前，对这类多目标函数优化问题的研究还没有单目标函数的研究成熟。有时一个目标函数可以用来表示几个期望目标的加权和，多目标问题可以转化为单目标问题来求解。4约束 设计变量是优化设计中的基本参数。目标函数取决于设计变量。在

下料问题的优化设计

题1、[下料问题的优化设计]某车间有一大批长130cm的棒料，根据加工零件的要求，需要从这批棒料中成套截取70cm长的毛坯不少于100根，32cm 长的毛坯不少于100根，35cm长的毛坯不大于100根。要求合理设计下料方案，使剩下的边角料总长最短。 根据题目意义，运用优化设计理论和方法，完成设计全过程;工程问题分析：数学模型建立及特征分析：优化方法选择；优化程序设计（解析优化）；计算结果分析；结论及体会。 基于MATLAB一维优化下料问题分析 0 前言 生产中常会通过切割、剪裁、冲压等手段，将原材料加工成所需大小零件，这种工艺过程，称为原料下料问题。在生产实践中，毛坯下料是中小企业的一个重要工序。怎样减少剩余料头损失是节约钢材、降低产品成本、提高企业经济效益的一个重要途径。在毛坯下料中我们常会遇到毛坯种类多、数量大的情况，如不进行周密计算则因料头而造成的钢材损失是相当可观的。为使料头造成的钢材损失减少到最小程度，我们可依据预定的目标和限制条件统筹安排，以最少的材料完成生产任务。

1 一维优化下料问题的具体模型分析 设原材料长度为L,数量充足。需要切割成n (n≥0)种不同规格的零件,根据既省材料容易操作的原则，人们已经设计好了n 种不同的下料方式，设第j 种下料方式中可下得第i 种零件 ij a 个,又已知第i 种零件得需要量为i b 个, j x 表示第 j B 种下料方式所消耗得零件数目, j c 表示第 j B 种下料方式所得余料(j=1, 2 , ?, n, j x ∈ Z)。满足条件的切割方案有很多种,现在要求既满足需要又使所用原材料数量最少,即最优下料方案满足:μｐ=min (∑j c j x )约束条件:∑ ij a j x =i b , j x ∈Z 。 线性规划数学模型 根据线性规划算法，约束条件包括两部分：一是等式约束条件，二是变量的非负性。出变量的非负要求外，还有其他不等式约束条件，可通过引入松弛变量将不等式约束化成等式约束形式。如果是求最大值的,则松弛模型最优解对应的目标函数值必大于或等于整数规划最优解对应的目标函数值；如果问题是求最小值，则松弛模型最优解对应的目标函数值必于或等于整数规划最优解对应的目标函数值。因此对于最优下料方案模型为： []()1 1 min 1n p j j j n ij j j j j f c x a x b x z μ==+? ==???=???∈??∑∑ 由式(1)的线性规划(LP)引入松弛变量

船后伴流场预报及考虑空泡性能的螺旋桨优化设计研究

船后伴流场预报及考虑空泡性能的螺旋桨优化设计研究 随着造船、航运业的发展,船舶的安全、节能、环保等性能越来越受到重视。作为目前最常用的推进装置,螺旋桨对船舶性能的影响很重要。 由于伴流场的非均匀性,螺旋桨旋转一周过程中其桨叶会以不同的攻角与来流相遇,容易使桨叶上产生空泡。螺旋桨空泡不仅会对桨叶产生剥蚀作用,还会产生噪声及引起尾部振动。 近年来,一方面船舶不断向大型化发展,而船舶吃水受港口、航道水深的限制,螺旋桨直径不能过分增大,于是导致螺旋桨负荷加重;另一方面,肥大型船得到广泛应用,其伴流场均匀性变差,螺旋桨的工作环境恶化。这两方面的原因使出现空泡、振动现象的可能性大为增加。 因而在现代船舶的螺旋桨设计过程中兼顾效率和空泡、振动等性能非常必要。本文针对螺旋桨水动力性能和空泡性能预报及其优化设计问题,开展了以下三方面的研究工作:一、基于CFD方法的船尾伴流场数值预报。 由于船尾伴流场对螺旋桨性能有重要影响,有必要对伴流场的影响因素进行研究。本文以某集装箱船为研究对象,采用前处理软件GMS进行线型建模,并在NAPA软件中进行线型参数化变换,然后采用CFD软件PARNASSOS求解船舶尾部伴流场,并与船模试验结果相比较以验证计算的准确性。 通过对不同方形系数、船体长宽比和尾部UV度等参数的尾部伴流场的研究,探明这些参数变化对伴流场的影响趋势。二、基于支持向量机和遗传算法的螺旋桨敞水性能优化。 由于图谱法设计螺旋桨简便实用,而且可为理论设计方法提供参考,本文首 先建立基于图谱的螺旋桨敞水性能优化设计方法。以敞水效率为优化目标,空泡

限界线为约束条件,进速系数、螺距比和盘面比为优化变量建立均匀流场中螺旋桨性能优化模型;采用支持向量机预报螺旋桨水动力性能,采用遗传算法求解优化模型。 通过将优化结果与商业软件CSPDP以及文献中的计算结果相比较,验证了本文方法的有效性,为非均匀流场中螺旋桨性能优化打下了基础。三、基于升力面法的非均匀流场中螺旋桨性能优化。 非均匀流场中螺旋桨性能预报的方法有升力线法、升力面法、面元法和计算流体动力学(CFD)方法。虽然CFD方法通常比其他方法的精度要高,但是对计算机硬件的要求也较高,计算效率相对较低,不适用于大量算例的计算。 为了兼顾计算效率和预报精度,本文采用升力面程序ANPRO预报螺旋桨的水动力性能和空泡性能。预报结果与试验观测结果的比较表明升力面法可以预报空泡范围变化的趋势。 在此基础上,分别以螺旋桨效率和空泡范围为优化目标,以不同半径处的螺距和拱度为优化变量,建立了优化模型并采用遗传算法进行求解。优化前后的性能对比表明,本文提出的方法可以在一定的螺旋桨效率下优化空泡性能或者在一定的空泡性能下优化螺旋桨效率。

信息系统优化设计方案.doc

SF信息系统优化设计方案1 SF信息系统优化设计方案 十四信息领先实物流—永不停息的奔跑 一﹑利用先进的信息系统提高企业的核心竞争力 Sf作为中国最大的民营快递企业，在快递市场中占有举足轻重的低位。作为一家快递企业，速度是企业生存与发展的第一要素，同时高质量的快递服务在企业经营中也有不可或缺的作用。作为提高企业核心竞争力的一种方法，提高企业的信息化水平成为sf的必然选择。时间成本概念使得企业不得不正视货物在企业内部中转所花费的时间。这部分时间成本推迟了企业资金的回收时间，延迟了资金的周转周期，从而导致了企业利润率的下降。而企业信息化则可以压缩企业与市场的时间和空间，从而提高货物的周转效率，以及企业效益。（1）企业信息化可以提高企业智能。它能帮助企业最大程度上的共享信息与思想。同时，它也能把正确的信息及时的传递给需要的人，以便其及时对信息作出反应。可以这样认为：企业智能来自于员工和部门之间知识、技能和思想的交流。依托于完善、通畅的企业信息网络，企业可以有效的促进员工之间、部门之间的沟通，进而提高工作效率。 （2）信息技术开发团队作为企业的技术支持部门，成为企业成功的一大重要因素。同时，它也是实现企业信息化的关键一环，如何更好的让它为企业服务，实现企业腾飞？这就需要它准确的定位自己的职责，了解自己的优劣势。针对信息部门的问题，转型迫在眉睫。在转型时，它应该从系统的开发者转型为企业内

部信息的收集者、企业外 部信息的提供者。优化整合内外部的优势资源，开发出更适合、功能更强大的信息系统。从以往的自主研发为主转为以外包或联合研发为主。既能发挥自身优势，又能更专注于核心业务。 （3）在现代企业竞争中，对市场信息的把握将决定一个企业能否在日益激烈的市场竞争中占据有利的地位。市场是变动不定的，但也是有一定规律可循的，通过对影响市场的因素的分析，可以推测市场的变动趋势。因此，收集和分析影响市场变动的各方面因素的信息，增强对市场的预见性是经营成功的“诀窍”。在收集信息应遵循广泛性、准确性、针对性、及时性等原则。通过对信息的筛选、甄别企业可以提高对市场的预见性。同时根据对市场的预测，企业及时调整经营策略，才能在竞争中立于不败之地。 （4）员工作为企业管理等级链的末梢，不应该仅仅只是作为一个决策的执行终端。针对企业中出现的信息化问题：企业拥有信息化技术相对完善的企业中间技术层（即企业信息开发团队），但企业的决策部门以及作企业末梢的一线员工的信息化建设却依旧薄弱。所以，企业员工在日常的工作中，应当更多的学习信息技术，提高日常工作的信息化水平，提高工作效率。同时也应该更多的发挥信息收集、筛选及转发作用。使之成为企业信息链中重要的一个环节。以此提高企业的核心竞争力。 二、关于企业员工职责的转变 （1）快递业务有两个基本的特点，一个是快件运转的速度，另外一个特点是对快件进行全程跟踪为客户提供服务。及速度与

机械零件的可靠性优化设计

题目：机械零件的可靠性优化设计 课程名称：现代设计理论与方法 机械零件 自从出现机械，就有了相应的机械零件。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。 机械零件是指直接加工而不经过装配的机器组成单元。机械零件是机械产品或系统的基础，机械产品由若干零件和部件组成。按照零件的应用范围，可将零件分为通用零件和专用零件二类。通用的机械零件包括齿轮、弹簧、轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等。 机械零件设计就是确定零件的材料、结构和尺寸参数，使零件满足有关设计和性能方面的要求。机械零件除一般要满足强度、刚度、寿命、稳定性、公差等级等方面的设计性能要求，还要满足材料成本、加工费用等方面的经济性要求。 机械零件优化设计概述 进行机械零件的设计，一般需要确定零件的计算载荷、计算准则及零件尺寸参数。零件计算载荷和计算准则的确定，应当依据机械产品的总体设计方案对零件的工作要求进行载荷等方面的详细分析，在此基础上建立零件的力学模型，考虑影响载荷的各项因素和必要的安全系数，确定零件的计算载荷;对零件工作过程可能出现的失效形式进行分析，确定零件设计或校核计算准则。零件材料和参数的确定，应当依据零件的工作性质和要求，选准适合于零件工作状况的材料;分析零件的应力或变形，根据有关计算准则，计算确定零件的主要尺寸参数，并进行参数的标准化。 所谓机械零件优化设计是将零件设计问题描述为数学优化模型，采用优化方法求解一组零件设计参数。机械零件设计中包含了许多优化问题，例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。国内机械设计领域技术人员针对齿轮、弹簧、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等零件优化设计问题开展了大量的工作，解决了齿轮传动比优化分配、各种齿轮参数优化、各种齿轮减速器优化设计、各种齿轮传动的可靠性优化、齿轮传动和减速

绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计

绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计 发表时间：2018-01-16T11:32:22.397Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第23期作者：郝红丽 [导读] 加强剪力墙结构设计的优化，不仅是建筑建造质量的提高，也是建筑整体美观性和城镇居民居住环境的改善。 陕西省渭南市建筑规划设计研究院 摘要：针对绿色高层建筑的剪力墙结构，在简单论述优化设计的经济性与含钢量两大重要指标的基础上，对优化设计内容、方法、效果等进行综合论述，并提出优化设计对于混凝土和钢筋两种常用材料实际用量的影响，为剪力墙结构优化设计工作提供理论依据。 关键词：高层建筑；剪力墙结构；优化设计 导言 加强剪力墙结构设计的优化，不仅是建筑建造质量的提高，也是建筑整体美观性和城镇居民居住环境的改善。根据明确的设计思路，通过实践应用确定剪力墙结构设计优化的方案和目标，其中包括合理掌握剪力墙的尺寸及外形、优化剪力墙的墙肢的设计、优化设计剪力墙连梁以及优化剪力墙的墙体构建等。 1绿色建设和剪力墙结构的概念 1.1绿色建筑的概念 绿色建筑，其实就是说在建筑施工使用的期限内，尽量的避免其对于资源和生态环境产生较大的压力，从能源开始，实现对于土地、水电以及材料的节约，这样在保证污染减小的同时，就能够实现促进生态环境可持续发展的根本目的。在此基础上还能够满足人们对于居住需求的不断提升，实现和自然生态环境的和谐相处，因此也这些建筑物就被叫做“绿色建筑”。其中，“绿色”的理念不仅仅是对于绿色植被量需求的增加，还要保证环境无害，并主要将生态友好以及环境节约型的建筑理念的得到充分发挥。为了促进我国资源等的可持续发展，我国也在重视绿色建筑行业的发展和进步。 1.2剪力墙的概念 剪力墙结构其实从本质上来说就是钢筋混凝土墙板结构，由于其具有较高的强度，因此利用这种墙体结构将传统的梁柱的框架结构进行替代，则在有效的承受多种荷载内力的情况下，还能够实现对于结构水平力的有效控制。所以这种结构也较多的应用在了需要减少负荷和自重的高层建筑中。剪力墙截面的主要特点表现为：墙体的肢长与其厚度远高于其承载能力，同时刚度的平面比较小，承载能力与刚度差异则大。而剪力墙结构在其设计过程中，剪力墙的平面上，其还会受到剪力与弯矩的作用。剪力墙在风荷载以及地震的作用下要求，一方面要提升其刚度，另一方面还要是其非弹性变形的重复效应以及耗能、延性等要求得到满足，同时还需要有效控制其结构，保证高层建筑的质量。 2高层剪力墙结构设计的基本原则 2.1较多使用一般的剪力墙 在优化高层剪力墙结构的过程中，应该尽可能的应用普通的剪力墙，从而降低短肢剪力墙与小墙肢的数量，设计中要要将结构竖向与水平向的刚度以及承载力进行合理的分布，这样能够保证剪力墙的墙肢截面要高于规范要求的8倍墙厚。同时，还要依照建筑平面的实际使用功能，将其设置为“L”型、“T”型的剪力墙，这样在提升其结构稳定性的同时，就能使其形成良好的侧向刚度。 2.2合理设置剪力墙的数量与刚度 剪力墙作为抗震设防的首要防线，剪力墙的刚度则是建筑物整体抗震的关键部分，合理的刚度可以保证建筑的稳定性，从而对地震的水平力作用产生抵抗力，避免建筑出现严重的水平位移与振动。这就要求，对于结构的剪重比要有效的进行控制，还要尽量的减少剪力墙的布置，将大开间剪力墙布置作为基本目标，在保证其侧向刚度适宜性的同时，使其最小剪力系数在规范值范围内。就在促使结构自重减轻的同时，减少地震的作用例，还能够降低工程造价，获得良好的经济效益。 2.3有效控制墙肢长度的差异性 在剪力墙的结构中，剪力墙应该按照主轴方向以及其他方向双向布置，但需要避免进行单向的剪力墙的布置，还应该使两个受力方向的抗侧刚度相接近，刚度则能实现均匀分分布，提升其整体的协调受力能力。而在建筑的布置方案时，则要保证墙肢长度的一致性，这样能够避免其出现过长或者过短的剪力墙，在受力均匀分布的情况，则能够保证地震的作用被剪力墙合理的进行分配。 2.4对剪力墙的开洞进行的处理 在高层住宅的剪力墙结构中，除了根据建筑功能设置门窗洞外，还需要根据实际的方案和结构，对结构洞进行调整。剪力墙整片不宜做太长，应进行开洞采用弱连梁进行连接，太长剪力墙刚度太大，吸收地震力大，若此墙体损坏了，对整体抗震性能影响太大，破坏力大。应分散布置墙体，保证各片剪力墙可以均匀分配地震作用，同时控制各墙肢轴压比，使各墙肢轴压比在竖向荷载作用下尽量靠近相应结构抗震等级轴压比限值，通过调整洞口的大小和连梁的高度来调整连梁配筋量，避免出现连梁超筋导致配筋困难。 3优化高层建筑剪力墙结构设计的措施 3.1调整改善层结构的设计 在高层建筑的设计过程中，高转换刚度和过渡层的质量得到了增加，对于转换层本身以及刚度的上下比进行调整，具有重要意义。转换层的刚度与质量不能过大，在水平力的作用下，进行的精确空间分析后，要使其转换层附近的层间位移角一致。其次，则要对较低的刚度与重量的过渡层结构进行选择，并对振动模态的数目进行确定。并分析其可能存在的薄弱环节，通过对其内力分布特性的研究，调整其内力与构件，保证薄弱部位性能的有效提升。 3.2降低独立小墙肢和剪力墙的刚度 在我国的建设设计中，对剪力墙的截面大小进行了明确的规定，要求独立的矩形墙肢截面的高度要超出截面宽度五倍以上。 而想要避免太大的独立墙体刚度的缺陷的出现，通常会使用合并洞口的设计，抵消强度。但也可以通过对剪力墙布局设计的改变实现，也就是要将墙体的边缘处设计为独立的小墙肢，之后使用恰当的钢筋结构，实现剪力墙受力状态的整体优化。

绿色建筑论文

西安建筑科技大学绿色建筑论文 班级建环1002 学号100310211 张水生

绿色建筑之绿色住宅 引言 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能，节地，节水，节材） ,保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑. 它是综合运用当代建筑学、生态学及其他技术科学的成果，把住宅建造成一个小的生态系统，为居住者提供生机盎然、自然气息深厚、方便舒适并节省能源、没有污染的居住环境。这里所说的“绿色”并非一般意义的立体绿化、屋顶花园，而是对环境无害的一种标志，是指这种建筑能够在不损害生态环境的前提下，提高人们的生活质量及当代与后代的环境质量。其“绿色”的本质是物质系统的首尾相接，无废无污、高效和谐、开放式闭合性良性循环通过建立起建筑物内外的自然空气、水分、能源及其他各种物资的循环系统来进行“绿色”建筑的设计，并赋予建筑物以生态学的文化教育和艺术内涵 主要包含三点： 一是节能，这个节能是广义上的，包含了上面所提到的“四节”，主要是强调减少各种资源的浪费； 二是保护环境，强调的是减少环境污染，减少二氧化碳排放； 三是满足人们使用上的要求，为人们提供“健康”、“适用”和“高效”的使用空间 绿色建筑主要体现在以下几个方面 1自然通风

自然通风是一种具有很大潜力的通风方式，它具有节能、改善室内热舒适性和提高室内空气品质的优点，是人类历史上长期赖以调节室内环境的原始手段。自然通风可在不消耗不可再生能源情况下降低室内温度,改善室内热环境，而且可提供新鲜、清洁的自然空气，带走潮湿污浊的空气，有利于人体的生理和心理健康。 自然通风的实现方式 建筑中常用的自然通风实现方式主要有以下几种: 1.利用风压实现自然通风 自然通风最基本的动力是风压和热压。在具有良好的外部风环境的地区,风压可作为实现自然通风的主要手段。在我国大量的非空调建筑中,利用风压促进建筑的室内空气流通,改善室内的空气环境质量,是一种常用的建筑处理手段。 2.利用热压实现自然通风 自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差———即通常讲的“烟囱效应”———来实现建筑的自然通风。利用热空气上升的原理,在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出,而室外新鲜的空气则从建筑底部被吸入。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关,室内外温差和进、出风口的高差越大,则热压作用越明显。 4.机械辅助式自然通风 在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,单纯依靠自然风压与热压往往不足于实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下,常常采用一种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等) ,并借助一定的机械方式加速室内通风。 5.双层维护结构 双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先进技术,被誉为“可呼吸的皮肤”。双层维护结构一般由双层玻璃或三层玻璃组成,在两层玻璃之间留有一定宽度的空隙形成空气夹层,并配有可调节的深色百页。在冬季,空气夹层和百页可