空间量化分析（精选8篇）
空间量化分析 篇1
一、引言
20世纪90年代以后, 伴随着史无前例的快速城市化, 城市正处在一个充满矛盾的敏感时期。伴随着城市发展进程, 传统民居聚落作为一种特异性的历史性空间集群, 正在不断被蚕食。这些年关于传统民居聚落的研究不在少数, 而由于现代人和生存空间的复杂关系, 使我们时常陷入一种判断, 即空间本身不那么重要了, 空间的形态只是社会与经济的各种活动在地域上的投影。这个判断直到现在还是得到普遍认同, 但是却很可能是片面的。因为忽视空间主体性, 将经济和社会活动过程的空间落实来解析空间形式作为方法, 客观上阻碍了对空间自身发展规律的深入探讨。而事实上, 城市设计背景的学者们已经开始关注空间的类型研究, 但是由于对空间发展规律求证的手段缺失, 使得此类研究也多是定性和类型学成果居多, 而缺乏可控的量化分析结果, 因而造成了学界研究似乎如火如荼, 而保护规划和实践却是处处为难。因此如何对传统民居聚落外部空间形成量化认识成为传统民居聚落研究和保护中亟待解决的问题。文中笔者将以西递古村民居落为例, 以图论作为分析和检测工具, 以其外部空间作为分析研究对象, 力图提出一种分析和保护的方法。
二、研究背景和分析方法
(一) 研究背景概述
近年来, 城市形态学的发展在西方国家城市规划界日渐鼎盛, 其主要指的是用形态的方法分析与研究城市的社会和物质等形态问题的科学。
早期的城市形态学的奠基者主要是地理学家和人文科学的学者, 主要关注城市的形态变化, 将之与社会、人文、自然等匹配。这也形成了今日城市规划师研究、分析以及设计城市空间的一项重要的方法论。
而近20年, 数学理论的发展以及计算机工程技术的运用, 对城市形态学的发展贡献巨大。空间拓扑学直接改变了传统对空间形态的平面单一的解读方法, 而使得研究者们更能了解其形态结构的内在关系, 同时搭建了形成量化分析的平台, 也使得对形态的分析扩展到城市生态学等领域。
而在我国传统民居聚落的空间研究领域, 也开始加入类型学等的研究方法, 对空间进行类型学研究, 但对于空间形态的内在本质的探索, 却相对较少。而对于城市规划师而言, 空间类型研究, 对于传统民居聚落的保护似乎总是缺乏直接的指导作用。
(二) 分析方法概述
本文笔者将主要通过空间拓扑学中的一个分支——图论 (1) 的相关理论和方法来分析传统民居聚落外部空间的内在关系, 同时试图将这个成果可视化、量化, 同时与传统民居聚落的保护策略相对接。
本文将涉及图论的两个方法:空间句法与最小路径分析法。空间句法是UCl大学的研究成果, 近年来被广泛应用于很多设计成果咨询以及城市形态研究项目中, 成效显著。而最小路径法, 是由Hellmund提出, 现在多用于生态板块以及廊道的分析中, 在城市生态学的相关研究中, 国内学界也开始涉及。本文的目的是尝试运用这两种分析法共同分析传统民居聚落的外部空间, 同时进行叠合和互补校正, 以求获得更加准确的分析结果 (见图1) , 同时也将其利用到规划方案等的评估和检测中, 形成保护的新工作框架。
三、西递传统民居聚落外部空间性状概述
西递, 古名西川, 又称西溪, 取村中三条溪水东向西流之意, 后因村西曾设“西递铺”, 故改名西递。地处黄山南麓, 黟县盆地的东北角, 距黟县县城十五公里。该村东西长700米, 南北宽300米, 居民三百余户, 人口一千余。因村边有水西流, 又因古有递送邮件的驿站, 故而得名“西递”, 素有“桃花源里人家”之称 (见图2) 。
西递传统民居聚落保存完整, 大量的历史风貌民居建筑得到了修缮整饬, 村落民居肌理得到了梳理。其中各个时期的建筑保存完好, 民居聚落形态和自然环境有机融合, 民居聚落的发展脉络依旧清晰可见, 这对研究传统民居聚落的城市形态发展和人文历史条件的耦合关系提供了良好的平台。
四、西递传统民居聚落外部空间的图论量化分析以及量化指标的确立
笔者选取整个西递传统民居聚落为研究对象, 以图底关系为基础, 运用空间句法和最小路径作为量化分析途径, 同时互补形成对民居聚落外部空间内在结构的量化认识, 作为一种可视化的、量化的保护指标。
(一) 空间句法对西递传统民居聚落外部空间分析及相关空间量化指标的指导
笔者依据资料, 按时间顺序, 依次画出6个典型时期的传统民居聚落路网形态, 并用空间句法软件对6个典型时期的路网形态进行比较与分析, 力求与文化学分析结果相耦合, 得到空间分析的可视化成果 (见图3) 。
如图3所示, 在不同时期的巷道图中, 笔者标出了影响西递传统民居依水而居独特形态的两个节点, 即古来桥以及会源桥。1—6分别标示的是6个路网变动的典型形态以及空间句法分析的连接度结果图, 比较这些结果可以发现:
1图表示的是西递传统民居聚落最早明显巷道和组团空间形成时期的聚落形态。其中发现最早的路径沿前边溪, 出现在古来桥以及会源桥一线, 而连接度最高 (路径色相为红色) 的一段便是西递传统民居聚落最早的祠堂——敬爱堂。而这时候敬爱堂以及前边溪一侧巷道空间连接度较高, 反应了依水而居以及以祠堂为中心的定居模式。
2图可以看出, 古来桥以及会源桥一线的巷道得到完善, 同时宗族发展壮大之后, 路网得到扩展, 与宗祠的分别设立直接相关。开始出现了连接度相对较高的第二条辅路, 即现横路街的前段 (路径色相为绿色) 。同时家族主祠——敬爱堂一侧的巷道保持最高的连接度, 依旧是民居聚落的最主要空间。
3图可以看出, 在整个路网形态中, 巷道开始摆脱水系的形态, 向纵深发展, 路网密度持续变大, 横路街的修建使得整个路网连接度下降 (绿色路径减少) 。此为一个建设宅院的高潮期, 同时敬爱堂的巷道空间的中心性依旧保持。
4图可以看出, 北侧祠堂和官厅的修建表现为北侧新增一条东南到西北的巷道即今大路街, 这条巷道的出现使得西递民居聚落的中心开始北移, 同时商业也集聚于此路 (路径色相为黄色, 连接度高) 。
5图可以看出, 随着社会经济的发展, 住宅需求空间扩张, 巷道骨架持续增长, 现在村落的船型形态出现, 大路街整段连接度继续上升, 成为交通性巷道, 商业持续繁华。同时可以发现, 深宅大院的出现使得私密性巷道增多 (蓝色路径增多) 。
6图可以看出, 新增的现代公路, 为村落发展注入了活力, 同时使得村落中心继续向北外移, 形成三条平行的空间带。最北侧的现代公路成为现代的交通枢纽, 中间的大路街沿续其商业的优势, 而南侧的敬爱堂一侧巷道依旧连接度最高, 为公共空间的重要节点。
对上述6图, 不难发现, 西递传统民居聚落的形态, 有几个重要的特征:重心最早以水而居的特征明显, 而随着路网密度的扩大, 这种特征变得模糊;随着经济的发展, 往来的交通性巷道对村落的形态影响颇大, 形成了古西递的商业区;不论重心如何迁移, 西递民居聚落形态的核心即敬爱堂的中心位置一直得到很好的保持。
基于上文的结论, 结合6个图示的连接度及整合度区间比对 (见表1) , 笔者将图3的可视化信息进行量化处理, 可以看出:从1—6, 巷道轴线分析图中, 巷道连接度的上限一直在上升, 说明巷道系统的节点在增加;巷道整合度的上限也在上升, 说明巷道系统空间结构的复杂性在增加。分析此图的目的在于:在多图分析过程中, 直到巷道系统已经完形, 或者说建成区已经接近饱和状态时, 此时巷道系统形态分析成果中的连接度区间和整合度区间的上限应该是保护设计的连接度和整合度设计上限。
(二) 最小路径法对对西递传统民居聚落外部空间分析及相关空间量化指标的指导
最小路径法近年来被学界应用于城市生态斑块以及连接度模式评价中居多, 而其他地方的研究实践相对较少。在传统民居聚落的外部空间中, 大多数巷道空间和公共空间也承担着生态功能。理由是明沟作为传统民居聚落的街巷空间的一个特色细节其也是保证民居聚落生态性的重要特征, 它保证了传统民居聚落中人和生物路径共生的可能。
因而, 笔者在此试图将其应用于对于巷道空间形态和生态功能结构的耦合评价中。笔者绘制了西递传统民居聚落的水系以及主要的明沟布局图, 同时分析已有的公共空间中主要汇水和生态地块作为节点 (见图4) , 将以后的水系联系图简化为最小路径的评估图。
定义11个主要节点后, 依据Hellmund提出的6种图论模式, 依据现状生态联系 (主要指水联系) , 确定事实节点模式, 同时和理想预案进行对比分析, 再进一步进行量化信息比对 (见图5) 。其中理想预案是要通过明沟或者河流将几个重要的生态型开放空间联系成经济的网络 (接近于Hellmund提出的Least cost to user与Beckman的模式) , 而事实网络是通过对图4中河流和明沟的事实联系所作的最大路径图。
依据以上的理想和事实预案进行, 运用最小半径法量化四项指标:Gamma、Gamma (Adjusted) 、Cost Ratio、Beta。其中:Gamma表示节点路径连接百分比;Gamma (Adjusted) 表示接近理想路径连接数量的程度;Cost Ratio表示构建网络的成本效益;Beta表示路径网络的结构类型, 将西递传统民居聚落的事实路径结构量化为表格 (见表2) 。
根据以上量化成果的对比可以知道, 现实Gamma值为0.291, 而理想Gamma值为0.345;现实Gamma (Adjusted) 为0.84, 表示接近于理想预案;事实路径的Beta值为1.45, 理想预案的Beta值为1.73, 表示现实公共空间生态路径的结构中已经存在闭合环路 (2) , 复杂程度较高, 但是不及理想预案;Cost Ratio为负数, 表示成本效益皆为负数, 较大为理想预案, 说明事实已经形成的外部空间生态路径的成本效益大于理想预案, 即理想预案的构建需要花费更多成本。
以上的分析可以用于其它规划预案的评价, 纳入表2中进行评价。从表2中可以看出, 西递传统民居聚落的外部空间生态评价是良好的。在保护规划的指标系统以及外部空间的生态评价过程中, 应该将以上的相关数据中的Gamma、Gamma (Adjusted) 、Beta值作为规划预案相关设计值的下限, 以求能保证维持西递传统民居聚落外部空间生态性。
(三) 传统民居聚落空间量化指标的校核和修正
上文提及, 巷道系统形态分析成果中的连接度区间和整合度区间的上限应该是保护设计的连接度和整合度设计上限, 同时将最小分析法中Gamma、Gamma (Adjusted) 、Beta值作为规划预案相关设计值的下限。但是笔者并不认为以上的量化分析成果都是刚性的, 恰恰相反, 空间控制指标应该是动态的。因而在量化指标形成的同时, 如何制定一种合适的指标弹性范围是下一步研究的重点。
五、传统民居聚落外部空间的工作框架
通过以上的分析过程, 笔者已经运用两种图论的分析方法对于西递传统民居聚落的外部空间进行了分析, 并且得到了相关的量化分析结果, 并将这些结果和规划预案的评估结合起来。因此笔者认为以图论为背景, 以相关理论为手段, 对传统民居外部空间的结构实质、生态实质甚至其他方面进行量化分析不应该只用于分析阶段, 同样可以用于将已有预案与现实空间的比对分析、评估等等方面。通过不断的量化比对和反馈调整, 使得保护规划设计预案接近保护的预设目标 (见图6) 。
六、结语
本文所运用的分析手段基于图论的相关知识, 力求更深入地认识传统民居聚落外部空间结构的本质关系。本文试图通过对物质空间的分析和解读, 考察城市形态来发现经济和社会过程的印记。同时借助图论等方法将这些印记量化, 来认识和了解这些空间内部的内在结构和联系。
参考文献
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汽车轻量化与材料经济选用分析 篇2
关键词：汽车；轻量化；材料；经济
随着社会经济的快速发展，汽车行业也得到了蓬勃发展，然而其对能源短缺、环境污染的负面影响也越来越严重。在“低碳”经济成为全球热点话题的形势下，怎样实现汽车的节能减排，成为了实现汽车轻量化的重要举措之一，必须予以深入思考与研究。
一、汽车轻量化
汽车轻量化就是指减轻汽车自身重量，具体而言就是在确保汽车强度和安全性的情况下，采用轻质材料、优化车型规格、计算机设计结构、减小车身板料厚度等手段减轻汽车整体质量，以此提高汽车动力性能，减少能源损耗，降低排气污染。经过多次研究实践可知，倘若汽车整体质量可降低1%，其燃油可减少0.7%；倘若汽车整体质量可降低10%，其燃油效率可提升6-8%；倘若汽车整体质量可降低100kg，其燃油损耗每百公里可减少0.3-0.6L[1]。所以，为了促进汽车行业的健康、可持续发展，一定要加大对汽车轻量化的研究力度。
二、汽车材料的经济选用
（一）有色合金
1、铝合金。在汽车制造中，铝合金材料主要包括变形铝合金与铸造铝合金。（1）变形铝合金：工业生产中常见的挤压型材、铝合金板带材、锻造材均为变形铝合金，常用于汽车车身面板、空调冷凝器、发动机散热器、车身骨架等部位。（2）铸造铝合金：在汽车工业市场中，铝铸件十分常用，主要用于车轮、发动机气缸体、制动器零件、活塞、离合器壳体等部位。因为铸造铝合金中合金元素非常多，如锌、铜、镁、锰等元素，在经过相关加工与工艺后，可形成多种铝合金。
2、钛合金。钛的密度是4.5g/cm3，可耐高温、耐腐蚀，并且具有较大的强度[2]。尽管钛的价格非常昂贵，但是在汽车制造中，依然选用了此种原料。通过大量实践研究显示，在发动机连杆制造中，选用α+β系钛合金，可使其强度达到45钢调质水平，并且质量可减少30%；在经过超低温加工与时效处理之后，β系钛合金强度可达到2000MPa，在悬架弹簧、气门、气门弹簧等制造中得到了普遍运用，和拉伸强度2100MPa的钢相较而言，钛弹簧质量可减少20%。
3、镁合金。在应用的金属中，镁的质量最轻，密度为铝的66.7%。由镁元素构成的镁合金，具有吸振能力强、切削性能佳、易于铸造等优势，在汽车制造中得到了广泛运用。在汽车制造中，镁合金多以压铸件形式存在，其合金零件的生产效率明显高于铝，约为30%。在汽车制造中，镁铸件最早应用在车轮轮辋上。此外，镁合金还在汽车仪表板、离合器壳体、变速箱壳体、发动机悬置等部位予以应用。
（二）塑料
在汽车制造中，塑料是一种比较常用的轻质材料。汽车轻量化发展，使得尼龙、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等材料得到了广泛应用。近些年来，汽车制造的塑料材料中，聚丙烯应用最多，并且正以每年2.8%的速率增长。现今，国外汽车内装饰构件基本达到塑料化，同时也在逐步向车外装饰构件、结构构件、车身等部位发展。在以后发展过程中，塑料材料回收也将受到广泛重视。
（三）钢材料
因为汽车自重的25%都集中在车身上，所以，车身材料轻量化发展对汽车行业发展有着十分重要的意义。在20世纪90年代的时候，全世界有35家大型钢铁企业通过合作完成“超轻钢质汽车车身”研究。通过此研究显示，汽车车身制造中，90%的钢板使用的都是高强度钢板，能够在不提高制造成本的基础上实现车身质量减少25%的目标，并且可提高静态弯曲刚度25%，提高静态扭转刚度80%，提高第一车身结构模量58%，完全符合碰撞法规的相关标准。针对普通IF钢板而言，通过研究，开发了烘烤硬化IF钢板、高强度IF钢板，在维持高成型性的基础上，有效增强了钢板的抗凹陷性与强度，为实现车身轻量化与减小钢板厚度提供了可靠条件。
在汽车制造中，钢材料使用比例非常大，随着制造技术与汽车行业的快速发展，其比例也出现了一定的变化。北美汽车高强度钢使用比例（1975～2025年）详见图1所示。
从图1可以看出，高强度钢应用越来越多，尤其是先进高强度钢，而软钢应用显著降低。比如，在1975年时，软钢应用比例为91%，到2012年时，软钢应用比例为40%，预计至2025年时，软钢应用比例约为26%。
三、结束语
综上所述，在全球倡导“低碳”的形势下，汽车轻量化设计成为了热点研究话题。受到科学技术水平的制约，使得我国汽车轻量化设计还和国外水平有所差距，需要加大研究力度，引进先进技术，加强轻质材料的选用，在达到轻量化设计目标的同时，也要符合汽车制造的经济性，从而为汽车行业的健康、可持续发展提供可靠保障。
参考文献：
[1]李永兵，李亚庭，楼铭等.轿车车身轻量化及其对连接技术的挑战[J].机械工程学报，2012，48（18）：44-54.
大口径空间反射镜轻量化设计研究 篇3
关键词：大口径空间反射镜,反射镜材料,轻量化
作为折转式光学系统特别是光谱仪或者空间相机等反射光学系统的核心元件,大口径空间反射镜的结构稳定性设计、布置与支撑对仪器整体性能有极大影响,与此同时当前光谱仪或者空间相机等仪器设备的性能对于视场、作用距离、分辨率、成像质量的要求也越来越高,反射镜的口径也随之越来越大,其自身质量也随之不断增加,这使得反射镜的轻量化与柔性支撑设计也越来越困难,同时光谱仪及空间相机等设备在使用时都要面临高低温循环变化、振动冲击等各类热力学和动力学环境的综合作用影响,在这些过程中反射镜由于自身材料及重量的限制可能会出现结构形变、屈服变形、疲劳破坏等现象,会严重影响仪器的使用和寿命。此时就需要反射镜在保证自身大口径的同时确保具有较低的自身重量和足够的刚度、强度和环境热稳定性,因此大口径空间反射镜的轻量化设计就显得尤为重要。
一、大口径空间反射镜材料选取
大口径空间反射镜材料的选取需符合以下要求:
1、高比刚度与高强度
高比刚度和高强度的材料能确保反射镜有较小的重力变形和足够的结构稳定性,以确保反射镜在空间工作时不会产生影响光学系统工作性能的重力形变超差或结构破损。
2、良好的热稳定性与空间环境稳定性
空间反射镜在工作时会面临宽幅域的环境温度和剧烈变化的环境温度冲击,良好的热稳定性材料可以确保反射镜在环境温度变化时不会产生较大的热形变,从而确保反射面的面型和工况系数。
3、较好的机械可加工性与光学可加工性
选取较好的机械可加工性和光学可加工性材料可以降低反射镜在加工时的工艺难度、缩短加工周期,从而降低加工成本,且成熟的加工工艺可以确保反射镜的工艺加工质量。
在对大口径空间反射镜的材料进行选取时,还要综合考虑材料的供货周期、材料成本等因素。当前大口径反射镜主要使用的材料有碳化硅、铝合金、硅、铍和微晶玻璃等材料,其主要的材料参数特性如表一所示。
当前大口径反射镜使用较多的材料主要为Si C碳化硅,从表1中可以看出碳化硅相对于其它材料具有弹性模量高、密度适中、比刚度高、热膨胀系数小、导热率高等特点,因此用碳化硅制成的大口径反射镜便具有尺寸稳定性高和抗冲击及热冲击变形程度高的特点,同时在工艺上碳化硅的可加工性高,加工工艺成熟,加工周期短,因此也具备了较低的加工成本。
二、轻量化设计
大口径空间反射镜的轻量化结构形式决定了其最终的抗冲击形变能力、抗热冲击和热变形以及反射面的光学质量等使用性能。目前使用较多的大口径反射镜轻量化设计结构主要有:
1、背部开放式结构
背部开放式结构主要是指在反射镜的反射面背部进行规则形状(三角形、四边形、六角形、圆形等)的轻量化镂空设计,从而使反射镜的背面形成规则阵列式排列的加强筋。
2、背部封闭式结构
背部封闭式结构则是在背部开放式结构的基础上在反射镜背面粘接上增强支撑板,从而提高反射镜整体的结构稳定性。
3、泡沫式夹层结构
泡沫式夹层结构形式与背部封闭式结构类似,主要是用泡沫夹层替代了加强筋阵列填充在了反射镜背面与后面板之间。
这三类轻量化设计各有其优点,背部开放式结构整体结构简单,加工工艺难度较小,制造成本较低;而背部封闭式和泡沫夹层式结构的整体刚度比背部开放式的要高,总体的轻量化率也较高,但在支撑面板的粘结工艺和泡沫夹层的填充工艺上难度较高,成本也要高出背部开放式结构。以背部开放式结构为例,对反射镜轻量化结构设计需要考虑包括镜体的轻量化形式、背部封闭形式、径厚比等参数。对于圆形反射镜一般不选用四边形轻量化孔,因为其轻量化率极低;在轻量化率相同的前提下,六边形轻量化孔的刚度又不如三角形高。因此当前背部开放式结构多采用三角形轻量化孔。
三、结语
大口径空间反射镜的重量、抗力学冲击、抗环境热冲击及热形变的能力会严重影响到光谱仪或空间相机等设备的总体光学性能,因此在对大口径反射镜进行设计时要充分考虑到轻量化和柔性化支撑,综合考虑材料特性、加工工艺、和材料成本等因素选取合适的材料制作反射镜,并在结构设计中采用较优的轻量化结构形式来实现轻量化率、结构稳定性和总体制造成本之间的最优结合。
参考文献
[1]刘洋,杨洪波,刘勺斌.空间主反射镜轻量化及柔性支撑设计与分析[J].计算机仿真,2008,25(7):314-316.
[2]马磊,曹佃生,刘承志.大口径透镜多点柔性支撑结构设计与分析[J].光电工程,2015,42(5):88-94.
医院门诊的量化分析 篇4
1 资料与方法
我院门诊就诊数据库包括病人的门诊人次、急诊人次、急诊等数据,对我院2004～2009年的所有门诊患者数据库进行统计汇总,了解门诊急诊患者就医时间分布和治疗结果的规律特征,为门诊的管理提供参考。我院2004～2009年的门诊量及急诊人次见表1。
2 结果与分析
根据数据库资料汇总,导出医院门诊急诊治疗情况的趋势图如下,见图1。主要急诊危重和死亡人数,见图2。
如图2、图3所示,我院门诊数据汇总后,流量与治疗结果显示,平诊病人较多,且随着年份的增加,人数也在递增。按照全年的48周计算,2008年时,每天的平均候诊己经接近了1 379人次左右,急诊中危重患者的抢救也随着年份递增。由于近年来病患人数的增加,医院设备的更新等都已经较过去多了很多。医院的医师力量和设备都在加强的情况下,危重患者的死亡人数却在增加,这就是我们现在所要面临的问题。
在医院管理中,从这份量化分析中可以看出,主要的资源要加强危重病人的治疗抢救上。平诊患者的治疗要在其后。通过各方面的调配,将急诊的主治医师加强,加大对危重患者的抢救力量,减少因为医师或设备的问题带来的患者死亡,增加患者的医疗成功率。
3 讨论、建议及做法
3.1 优化资源配置
从上述数据分析中我们可以看出,我院的就诊人次很多,至2009年,每天平均的就诊量已经达到了1 400多人次。患者人数的加大、医师力量的缺乏,都会使就诊的效果降低。为了“创建百姓满意医院”,我院在管理中优化资源的配置,引进人才,缓解就诊压力。在平诊的治疗中,根据患者的数量计算一天值班医生人数的合理比例。另外,对于急诊的患者,合理的引导就诊,针对不同的急诊病情,采取按病情分类、按医师实力分类,分别及时地就诊不同病情的患者。优先危重患者的治疗,在加强医师力量之余,传播给患者一般的应急措施,减缓患者的病情加重情况,避免因为抢救不及时或患者其他方面人为情况(如一般的粗糙应急强救)形成患者死亡。
3.2 调整坐诊时间
根据患者治疗人数的规律性和门诊量的波动规律两方面相协调,调整每天的排班情况,调整坐诊时间。保证医疗资源可以充分、有效并且合理的利用,根据医院不同月、周的门诊流量规律,统一安排门诊年度工作布局和每天的医生力量,保证即便就是在就诊的高峰期也可以满足患者的需求[2],在门诊流量较少的时候,安排门诊各种资源的作用,避免因为患者少而医生过多造成的门诊资源闲置。
3.3 增加预约工作
根据平诊患者的人流量,分散开因为复查、检查等情况与其他患者的治疗冲突时间[3]。将病情不严重的患者按时间分散,错过就诊的高峰期,使需要的患者可以及时的得到治疗且不延误其他患者的治疗,可以救治更多的患者,减少救治事故的发生。
3.4 优化就诊环境
患者来医院就诊时,尤其是急诊患者的治疗,患者的情绪一般都较为烦躁。优化治疗环境,保持空气的畅通,可以减缓患者的焦躁情绪,并且也减少患者之间交叉感染等危险的发生。如我院在候诊区域增加了有线电视、报纸等排解心情的物品,还增加一些医疗小常识的宣传资料,使患者在等待的同时可以了解到一些基本的救治常识。这些知识很可能使患者在以后的突发事件中可以在没有到达医院之前先做好第一步的抢救,避免因为无知导致的病情加重。
3.5 我院的现状和优势
我院是一所集临床、科研、教学、预防、康复、急救为一体的三级综合性医院;是沧州市唯一一家惠民医院。“沧州市120急救中心”挂靠在我院。我院拥有一支技术全面、经验丰富,设备齐全的专业急救队伍。全部值班车辆均备有内、外科急救箱,心电图机,除颤器和供氧设备。为了方便搬运,还专门为多发骨折和危重病人备了铲式担架,能够开展各种条件的现场急救,并可随时实施增援。
在急诊资源的管理方面,正在逐步的向合理化、有效化转变,及时地将危重病人的病情降低到最低,根据病人的不同情况去合理利用资源,使普通病情的患者可以得到的及时救治之外,可以更好地解决危重患者的救治,使患者的死亡率降低,将医院救死扶伤发挥到淋漓尽致。现己发展成为具有院前急救、功能齐全的急诊接诊大厅、急诊外科和急诊内科病房与重症监护病房(综合ICU)四维一体的现代化急救中心,保证了患者检查、抢救、治疗的连续性。近年来,在应对我市突发公共卫生事件中发挥了重要作用。120急救中心综合ICU监护病房能对急性中毒和多脏器衰竭患者进行床旁血液灌流、血浆置换和连续性肾脏替代(CRRT)治疗等技术进行高级生命支持,大大提高了重症中毒及危重症病人的抢救成功率和生存率,挽救了众多急危重症病人的生命,该项技术达到了省内领先水平,特别是对急性百草枯中毒的救治技术处于国内领先水平。
参考文献
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[2]刘会恩.用统计方法对我院住院人次和门诊诊疗人次进行预测[J].中国医院统计,2007;14(2):107-108
煤泥减量化综合分析 篇5
1 问题分析
从技术角度分析,煤泥减量化生产并非难事,关键是如何合理确定选煤方法和工艺流程。选煤厂应从减少生产系统煤的过粉碎方面考虑,细化工艺布置,并按经济效益最大化原则优化产品结构。结合我国目前选煤厂生产实际,笔者认为,在煤泥减量化方面主要存在以下问题。
( 1) 盲目追求动力煤全部入洗,过度加工导致煤泥量大。我国煤炭产量约50% 用于火力发电,到2020 年电煤耗量将占到原煤产量的62%左右。电厂末煤是否需要全部入洗,要认真分析末煤质量和电厂对煤质的要求,合理确定入洗下限。有些选煤厂在设计过程中,预测原煤灰分后,按灰分校正法,将各粒级灰分调高,造成末煤灰分增高,导致末煤不得不洗的错误结论。有的选煤厂在目标市场不明确的条件下,盲目将动力煤选煤厂按全入洗设计。有些含矸率较高的选煤厂,采用原煤全部破碎到50 mm以下,再由两产品重介质旋流器洗选,导致占到入洗原煤10%以上的煤泥难以消化。国内不少动力煤选煤厂按块、末煤分别入洗设计,投产后末煤系统基本不开,造成设备闲置和投资浪费。在煤炭富集的陕北、内蒙古等地,不少选煤厂将煤泥随矸石一起排掉,造成资源浪费。
( 2) 炼焦煤( 含全部入洗无烟煤) 选煤厂尾煤回收系统工艺不完善,缺乏煤泥减量化的必要措施。炼焦煤( 含全部入洗无烟煤) 选煤厂入洗下限一般到0,普遍设有浮选系统。浮选尾煤粘度大、灰分高,我国选煤厂几乎全部采用压滤机回收,如果浮选尾煤不能就地消纳,必须落地晾干,难以全部利用。目前普遍缺乏对尾煤粒度组成的分析,缺乏分级回收利用的研究。
( 3) 选煤方法选择不合理,导致次生煤泥量增加。我国煤炭赋存条件较差,煤层含泥质夹矸多,一些老矿区进入深部开采,煤质变差、易碎程度增加; 一些变质程度较高的贫煤、贫瘦煤,粉煤量高达25% 左右,加上次生煤泥,总煤泥量达到30% 以上( 郑州矿区达40% ) 。有些选煤厂在设计过程中,以业主使用熟练、再洗可开可不开为由,选择有压入料重介质旋流器工艺。炼焦煤、喷吹煤有压两产品重介质旋流器主再洗,部分煤炭需要两次用泵打入旋流器,不仅系统复杂、能耗高,而且加剧了煤的泥化。煤介用泵两次混打,造成次生煤泥量增加较多。
( 4) 原煤存储系统设计不尽合理,煤炭易破碎、风化,导致洗选过程中煤泥量增加。煤炭生产企业习惯性希望地面生产系统原煤储存量越大越好,因此,设计的井下煤仓高度大、地面圆筒仓直径大、落差高达50 m以上,不仅造成块煤破碎严重,而且煤的抗碎强度降低,导致洗选加工时煤泥量增加。如锦界煤矿设计入洗原煤中大于25 mm粒级占35% ,而实际生产时该粒级仅为25% 左右。有些矿设原煤仓后,还设回煤暗道式储煤场,煤场中有60% 以上的煤炭需要推土机推开再回到受煤坑,原煤堆存时间长,受矸石风化、煤炭碎化、机械设备倒推碾压等影响,不利于煤泥减量化生产。
2 煤泥减量化发展趋势
随着雾霾天气的加重,国家将环境保护、生态文明建设、煤炭绿色开采、清洁高效利用提到了历史高度。国务院以[2013] 37 号文颁布了《大气污染防治行动计划》,其中第四条和第十四条指出: “推进煤炭清洁利用。提高原煤入洗比例,新建煤矿应同步建设煤炭洗选设施,现有煤矿要加快建设和改造; 到2017 年,原煤入选率达到70% 以上”。为加强煤炭质量管理,由国家发改委、环保部、商务部、海关总署、国家工商管理总局、国家质检总局六部门制定的 《商品煤质量管理暂行规定》( 2015 年1 月1 日起实施)要求 “京津冀及周边地区、长三角、珠三角限制销售和使用灰分不小于16% ,硫分不小于1% 的散煤”。面对我国煤炭产能过剩,需求总量放缓、煤炭价格下滑的严重局面, 国务院以国发[2014] 31 号文颁布了 《能源发展战略行动计划( 2014 - 2020) 》,该文件指出: 到2020 年煤炭消费总量控制在42 亿t左右,煤炭消费比重降到62% 以内; 积极推进煤炭分级分质梯级利用,加大煤炭洗选比重,建立健全煤炭质量管理体系。
上述国家一系列节能减排的能源新政策,均有关于煤炭洗选加工的相关要求,如何在煤炭洗选加工方面寻求合适的切入点,做到既满足国家对煤炭洗选加工的要求,又能选择合理的工艺流程、使企业效益最大化,笔者从煤泥减量化方面提出一些看法。
( 1) 增加入洗率是煤炭洗选发展的必然趋势。2014 年全国煤炭产量38. 7 亿t,筛选率基本达到100% ,但入洗率仅达到62% 。我国近20 亿t的电煤中除约4 亿t洗中煤外,是否需要洗后供应是一项值得探讨的问题。目前,大型矿井配套建设选煤厂已是政府审批项目的必备条件之一。动力煤块煤入洗也基本形成共识。末煤含矸率很低,收到基低位发热量基本不小于20. 90 MJ/kg,可以满足电厂和一般动力用煤要求。有些煤质较差、需要末煤入洗的选煤厂,应通过优化产品结构,合理确定入洗下限,实现脱粉入洗,煤泥量可以减少40% 以上。
关于动力末煤脱粉入洗,郑均笛［1］、朱子祺［2］、谭兴福［3］等分别结合各自的工作实际进行了撰文论证,共同的结论是,动力末煤脱粉入洗比全部入洗的产品产率高、加工成本低、经济效益好。在过去的几年里,一些动力煤全部入洗的选煤厂,如神华宁煤的红柳选煤厂等补加了脱粉环节,脱粉入洗在淮南、晋城、准格尔等矿区均有应用。
( 2) 充分发挥重介质浅槽的潜力,扩大块煤入洗量。我国大型以上动力煤选煤厂多数采用块煤重介质浅槽分选工艺,洗选下限一般取13mm,不少厂为25 mm以上入洗。浅槽洗选具有处理能力大、系统简单、加工成本低等优势。充分发挥重介质浅槽的洗煤优势,将洗选下限降到6 mm,25 ~ 6 mm洗精煤和筛末煤配煤销售,既保证了煤炭质量,又能有效降低因末煤洗选增加的煤泥量。生产中由于产生的煤泥量少,可以将其直接掺入末( 粉) 煤销售,实现选煤厂产品“无泥化”生产。
神华集团李家豪煤矿选煤厂原设计采用13 mm以上块煤洗选,由于末煤发热量仅为17. 556 MJ/kg,铁路外销困难。该矿煤矸石泥化严重,若末煤全部入洗,煤泥量大,经济效益差。经过科研攻关,反复论证,最终确定采用驰张筛+ 重介质浅槽工艺洗选大于6 mm粒级,入洗量增加15%。采用3090 型驰张筛进行6 mm分级,处理能力600 t/h,干法筛分效率达90%［4］。项目实施后不仅煤泥量增加较少,而且产品质量提高,年创经济效益3 000 多万元。该科研成果由中国煤炭工业协会鉴定为国际先进水平。
( 3) 无压入料重介质旋流器是煤泥减量化的有效措施。多年来有压、无压旋流器各有应用。特别是炼焦煤、无烟煤选煤厂,采用有压两产品旋流器主再洗,煤介混合物两次用泵打入旋流器,煤浸水时间相对较长,泥化率增加,不利于煤泥减量化。神华集团曾委托中国煤炭加工利用协会对煤泥减量化进行研究,通过对两淮地区有压、无压工艺的洗选研究发现,有压两产品重介质旋流器主再洗比无压三产品重介质旋流器洗选工艺煤泥量增加3% ~ 6% 。煤泥量增加,意味着药剂耗量增加、煤泥回收设备增加,生产成本必然增加,对此应引起足够重视。
( 4) 优化煤泥回收工艺,提高煤泥掺配率。合理的煤泥回收工艺有利于煤泥的减量化。我国目前煤泥回收的工艺流程大致分为两类: 一是浓缩+ 压滤; 二是两段浓缩、两段回收,即一段浓缩底流沉降离心机回收粗粒,散装物料直接掺入中煤或末煤,二段底流压滤回收。一般选煤厂设计采用分级旋流器+ 弧形筛+ 煤泥离心机回收大于0. 25 mm的粗煤泥后,直接掺入产品。实际生产中,由于分级旋流器溢流跑粗、弧形筛、离心机筛孔磨损等问题,导致部分粗煤泥进入细煤泥系统,煤泥量必然增加。为了减少压滤煤泥量,建议采用一段浓缩底流沉降离心机回收粗粒,散装物料直接掺入中煤或末煤,二段底流压滤回收工艺。沉降离心机回收的粗粒煤泥下限可达0. 1mm,并且物料水分低,可直接掺入产品煤,有效减少煤泥量。开滦范各庄选煤厂浮选尾煤就采用该工艺,生产效果良好。
( 5) 重视细节设计,减少煤泥量。在选煤厂设计中要重视以下环节: 一是溜槽缓冲、降低落差; 二是尽量减少煤泥水泵打循环次数,减少泥化时间; 三是尽量不设通过式破碎机,以免不该进入破碎机的煤进破碎机,增加煤的过粉碎; 四是尽量不设用推土机回煤的储煤场,减少原煤过粉碎,合理设计煤仓,尽量不空仓存煤; 五是在工艺设计上防止大块矸石破碎,炼焦煤选煤厂、动力煤旋流器洗选,要增加预排矸系统。
3 加强煤泥就近综合利用的研究
( 1) 结合市场需求和煤价变化趋势,合理确定煤泥干燥工艺,积极开拓无污染干燥技术,积极研究推广瓦斯发电余热干燥、射流干燥、电磁干燥等技术,降低干燥成本,提高经济效益。
( 2) 结合国家能源局国能电力 〔2011〕396号文 《关于促进低热值煤发电产业健康发展的通知》精神以及坑口低热值煤发电项目建设要求,选煤厂要积极配合电厂建设,将收到基低位发热量不小于5. 016 MJ/kg的煤矸石、煤泥合理掺配,供应电厂,大力推广煤泥管道输送入炉燃烧技术,做到 “吃干榨净”,不留污染。
( 3) 如果选煤厂合理距离范围内建设以水煤浆为原料的化工项目,应积极推广浓缩机底流直接给入湿法球磨机技术,这样,可以少开或不开选煤厂煤泥回收设备,采用煤化工净化水作洗煤补充水,有利于提高煤化工和选煤厂的效益。
4 结论
煤泥作为选煤厂的副产品,其量的大小对选煤厂产品数质量、环境保护、节水降耗、经济效益均有一定影响。结合当前煤炭产能过剩、效益下滑和国家要求绿色开采、煤炭清洁高效利用的有关规定,积极推广动力煤末煤脱粉入洗、降低重介质浅槽分选下限、优化煤泥回收工艺、重视煤泥减量化细节设计和管理,具有重要的现实和长远意义。
摘要：分析了选煤厂煤泥量高的原因,提出脱粉入洗、降低重介质浅槽分选下限、采用无压重介质旋流器分选、优化煤泥回收工艺流程等措施,尽量实现煤泥减量化。
空间量化分析 篇6
1 分析原理
危险和操作性分析即为HAZOP, 是通过跨专业的经验方丰富的专家们对装置的操作和设计提出的涉及安全方面的见解, 将解决问题的方法一同进行探讨。探讨中, 用许多片段将连续的工艺流程划分开, 在有关有关引导词的基础上, 针对操作和工艺上会发生的偏离设计标准的参数现象将提问提出来, 将发生偏离的原因需找出来, 一旦危险由于偏离而引发, 小组成员将简单的描述该危险情况, 对安全措施是否充分进行评估, 进而将更为有效的安全保障措施为操作和设计提供出来。进而应用此方法反复的分析设计阶段的工艺, 直到每台设备和每段工艺被讨论之后, 才算完成了HAZPO的分析工作。
2 催化裂化装置的HAZOP分析阐述
2.1 主要设备和工艺流程
所谓催化裂化工艺流程指的是在适宜的压力、催化剂和温度的条件下, 执行异构化、缩合、分解等众多的化学反应。例如, 一些重要的资源在我们国家逐渐减少, 因此, 它们的地位和作用也越发的明显, 例如在石油资源中进行应用时, 因为会有过高的硫在其中, 在处理的过程中, 就需要将氢脱硫装置加入到其中, 并且将催化原料提供出来, 催化裂化的时候, 汽油辛烷值较高、气体产品中烯烃含量高和轻质油收率高的特点会存在于其中。分馏、吸收稳定、和反应再生三大部分就会包括于催化裂化的生产过程中。
2.2 划分节点
为了将HAZOP分析逻辑有效的开展起来, 首先要把操作程序和工艺流程分为操作步骤和划分节点。
节点划分时应该遵循这样的原则:用节点将系统划分出来时, 对节点物料、合理的切断点因素、功能和目的通常会综合的去考虑, 并且对节点经常出现的问题要进行分析, 考虑功能是分析节点划分是首先要做的事情, 就是一个节点将实现一个特定的功能会表示出来。同时, 对于HAZOP的合理的边界切割点、划分方法的一致性、分析的目的等因素也需要考虑, 保持简单时节点划分的基本原则, 由于复杂而大的节点会将分析失误的可能性提升上来。
2.3 分析辅助软件
为了将HAZOP的分析速度提升上来, 将分析结果的准确性提升上来, 我们可以使用HAZOP偏差数据库和辅助分析系统。对于HAZOP分析过程的全部信息, 此系统不但能够全程的记录, 对于分析者给出的帮助和提示也能够进行分析。便于开展HAZOP的分析工作, 将会议归档和记录的时间能够极大的降低下来, 将分析效率能够很好的提升上来。
3 作用分析
不论是任何工程企业在应用此方法之后, 都会带来非常的收获, 因此, 我们在分析结果的指导下, 可以不断的去完善我们今后的工作流程, 为自己的工作打下良好的基础:
3.1 将定期检查制度严格的开展起来
尤其是重点检查一些重要的设备设施, 例如由较高的故障率会出现在阀门中, 极易造成阀门松懈而发生串料危害。例如在相关的分析报告中, 阀门引起的危险事故占据着重大的比例, 所以, 需要将平时的检测制度完善起来。
3.2 对报警系统进行强化
在控制容器压力、控制泵的输送、控制装置产品, 一旦没有将准确的报警信息提供给操作人员, 因此, 将报警增加到危险较大的部位是非常关键的。避免工作人员由于一同掌控很多个设备仪器而对别的工艺参数的偏离予以忽略。
3.3 对工艺安全信息进行完善
装置能够安全的运行起来, 同工艺安全信息之间有着非常密切的联系, 在完善的过程中需要将更大的精力投入到其中, 进而将工艺信息的准确性和完整性提升上来, 因此, 我们可以将工艺信息标准建立起来, 并且将目标要求予以实现, 进而开展一定的维护。
4 可行性操作和建议
首先, 因为安全管理经验和丰富的生产装置工艺流程在HAZOP的设计阶段还比较缺乏, 通常有分析小组来完成HAZOP的设计和实施, 但是, 由于分析小组经验和专业知识的制约, 因此, 我们需要将安全可操作性的建议为HAZOP提供出来, 确保有着完整的安全信息存在于装置的设计阶段中, 确保有关的工作人员能够清晰的认识装置工艺流程中存在的不足之处, 防止没有操作性存在于建议中, 并且, 将采纳率在建议措施中提升上来。
其次, 现阶段, 装置车间为现役装置HAZOP分析小组成员的主要来源地, 他们有着丰富的现场经验, 因此, 为了能够将工作效率进一步的提升上来, 经验小组们在工作中一定要学会相互协作, 不断的总结经验, 将较为完善的装置信息提供出来, 对于装置安全措施的防护效果一定要充分的去把, 在装置具体需求的基础上, 将安全合理的建议提出来。
5 结语
综上所述, 装置HAZOP技术在我们国家中还处于不断的探索当中, 统一的HAZOP分析标准在我们国家中还尚未出现, 一些企业的应用方法和方式还存在不足, 因此, 文章通过上文针对这方面进行了详细论述, 进而为此项工作的顺利完成提供一定的帮助作用, 满足社会发展的需求。
参考文献
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车身轻量化技术分析研究 篇7
关键词：白车身,轻量化,方法
全球环境日益恶化, 原油价格不断暴涨, 能源危机持续升级, 国家发改委提出了相关的能源发展战略要求, 节能减排已经成为当今汽车研发的必然趋势。当今社会高速发展, 国民生活水平不断提高, 汽车在大家生活中扮演着极其重要的角色。2010年我国汽车产销量再创新高, 双双突破1800万辆, 位居全球第一。汽车产业的竞争日益白热化, 随着顾客节能和环保意识的提高, 对车辆的节能减排性能提出了更高的要求, 低油耗已经成为顾客选择与购买汽车的一个重要因素。越来越多的汽车企业开始重视车辆的节能性 , 而车身重量直接影响整车的节能性, 所以车身轻量化正逐渐演变为重要的整车性能设计指标。
1 现状
车身骨架一般占整车质量的22%～25%, 车身质量承担着节能降耗的重要职责, 车身质量越轻, 油耗就越低, 车辆经济性越好。实验证明, 若汽车整车重量降低10%, 燃油效率可提高6%～8%;汽车整备质量每减少100kg, 百公里油耗可降低0.3～0.6L;汽车重量降低1%, 油耗可降低0.7%。当前, 由于环保和节能的需要, 汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流[1]。
汽车空载情况下, 约70%的油耗用在车身重量上, 所以汽车瘦身很重要。但汽车轻量化是一个系统工程, 它涉及整车设计、使用材料和制作工艺等各个领域。目前, 自主品牌汽车轻量化技术手段单一, 没有系统的轻量化技术, 大部分停留在比较简单的零部件替换和轻质材料使用方面, 由于国产零部件和金属材料技术水平的限制, 汽车减重幅度也比较有限。
同时, 国内汽车研发主要侧重于车辆安全, NVH性能, 车辆耐久性及操控性, 对车身轻量化技术的研发投入不够, 缺乏系统性的开展轻量化工作, 往往导致车辆油耗较高, 造成客户抱怨, 影响销售业绩。然而车身轻量化程度越高, 车辆成本就越低, 企业利润越高。由此可见, 车身轻量化技术的研发与应用势在必行。
2 轻量化计算方法研究
2.1 轻量化技术与整车性能关系
车身结构的轻量化具有双重特性, 一方面, 通过轻量化技术可以提高车辆的动力性, 降低成本, 减少能源消耗;另一方面, 该技术对车身的强度、刚度将产生影响, 进而影响整车的使用寿命。因此如何协调这两个方面的影响对车身轻量化技术的应用非常关键。车身的轻量化一般可以通过轻量化的设计工程、制造工程和材料的选择来实现, 而这三者又互相联系、互相制约, 厂家应根据自身的实际情况平衡这3个方面, 以制造出满足性能要求的轻量化车身, 如图1所示[2]。
2.2 轻量化系数理论计算
汽车的轻量化, 就是在保证汽车的刚度及安全等性能的前提下, 尽可能地降低汽车的整备质量, 从而提高汽车的动力性, 减少燃料消耗, 降低排气污染。
计算公式:undefined
式中:L——轻量化系数;
M——白车身质量, kg;
A——为前后减震器支座中心点投影地面所围成的梯形面积, m2;
CT——白车身扭转刚度, N·m。
车身轻量化系数越小, 说明轻量化程度越高。
2.3 轻量化系数评定
一般认为白车身的轻量化系数小于7.0为优秀, (7.0～8.0) 为较好, (8.0～9.0) 为一般, 大于9.0为较差。以下为国内外来自不同厂家七款车型的轻量化系数对比, 如图2所示。
3 开展汽车轻量化技术的主要途径
3.1 采用计算机进行结构优化
采用CAE分析手段对车身刚度进行优化设计, 提高车身刚度, 降低车身重量。
3.1.1 接头刚度优化分析
接头是白车身刚度关键部位, 接头刚度性能直接影响整个白车身的刚度, 可以提高接头刚度对车身刚度的贡献量而降低其他部件的重量, 从而达到轻量化的目的。
接头是车身结构梁的结合部位, 对于具有A、B、C 三个立柱的普通三厢轿车车身, 一般需要截取6个接头, 分别是A柱上接头、A柱下接头、前底板Dash rocker接头、B 柱上接头、B 柱下接头以及C 柱接头[3]。如图3所示。
接头分析工作需要获得一个断面上的两个径向和轴向扭转刚度, 即Kx, Ky和Kz。分析时约束非加载断面上所有节点的自由度, 在形心节点上分别沿局部坐标系的x轴, y轴和z轴加单位转矩用单位转矩除以转角便得到接头的扭转刚度, 即Kx=1/Rx, Ky=1/Ry, Kz=1/Rz。计算模型如图4所示。
汽车研发人员可以根据不同车型的定位来设定接头刚度目标值, 通过不断优化完成各个接头的刚度设计, 从而实现车身的轻量化设计。
3.1.2 车身主要截面刚度优化分析
通过优化主要梁截面的截面属性, 使部件薄壁化、中空化、小型化及复合化, 继而轻量化。在截面刚度的优化设计中, 抗弯模量、扭转常数、截面积、形心位置, 截面空间位置、截面形状、组成截面的板件厚度将成为主要的设计要数, 设计人员可以更改不同的参数来实现截面的刚度优化[4]。
3.1.3 减薄车身板料厚度
车身板料厚度对车身重量有很大的影响, 整车在设计开发过程中为了通过各种各样的认证, 满足国内外各种法规, 车辆均不同程度的存在质量过剩现象, 导致成本高, 价位高, 竞争力低。 通过板件厚度优化, 在保证原有性能的前提下, 降低了整车质量、成本和油耗, 从而提升了产品的市场竞争力。
CAE优化流程:目标函数输入-约束条件设定-设计变量选取。
在CAE分析优化软件中通常设定:质量最小为目标函数, 车身刚度不变或增大了约束条件, 板料厚度为分析设计变量, 通过多轮的迭代计算可以得到最优结果。
3.2 结构胶技术的应用
结构胶技术在欧美市场的高级车型中得到了广泛的应用, 成熟的结构胶技术可以在保持车身质量不变的情况下将车身刚度提高25%左右。
结构胶的使用能够将车身设计的自由度提高, 车身设计工程师得到更多选择。成为车身零部件减重的重要工具, 实现车身零部件的不同材质连接, 减板材厚度, 从而实现车身的轻量化。国外部分厂商已有使用案例。
3.3 采用轻质材料
在构成汽车产品的各类零件中, 钢铁材料占最高比例, 一般为50%～60%。采用高强度的钢板, 减少材料厚度, 从而达到降低重量的目的。近年来, 铝材、高强度复合材料的使用也是汽车减重的发展方向。采用轻量化的金属和非金属材料, 主要是采用高强度钢材、铝镁合金、工程塑料和各种复合材料进行汽车轻量化设计。
3.3.1 有色合金
以乘用车来说, 1973年每辆车所使用的有色合金占全部用材的重量比为5.0%, 1980年增至6.6%, 1997年则达到了9.6%, 而2007年则达到了17.5%, 有色合金在汽车上应用量的快速增长是汽车材料发展的大趋势[6]。
3.3.2 铝合金
铝的密度约为钢的1/3, 是应用最广泛的轻量化材料。以美国生产的汽车产品为例, 1976年每车用铝合金仅39kg, 1982年达到62kg, 而1998年则达到了100kg。 由于轻量化效果明显, 铝合金在车身上的应用正在扩大。如1990年9月开始销售的日本本田NSX车采用了全铝承载式车身, 比用冷轧钢板制造的同样车身轻200kg, 引起全世界的瞩目。NSX全车用铝材达到31.3%, 如在全铝车身上, 外板使用6000系列合金, 内板使用5052-0合金, 骨架大部使用5182-0合金;由于侧门框对强度和刚度要求很高, 使用以6N01合金为基础, 适当调整了Mg和Si含量的合金。在欧美也有用2036和2008合金作车身内外板的先例[6]。
3.3.3 玻璃增强材料
玻璃增强材料与金属相比具有比重小、比强度高、耐腐蚀和隔音隔热等特点, 可以成型复杂形状的零件且制作成本低。因此汽车厂家越来越多地选用玻璃增强材料来替代金属, 主要由SMC和GMT两种材料。一般这两种材料主要应用于防撞杆、翼子板、后备胎罩和后背门等。
3.3.4 激光拼焊板技术
拼焊板是将两块或两块以上具有不同机械性能、镀层和厚度的板料焊接在一起, 从而得到具有理想强度和刚度的板料。通过拼焊板技术的应用, 可以实现同一个零件在需要加强处采用厚的材料, 不需加强处采用薄板材, 从而减少零件数量, 优化料厚, 达到减重目的。
4 结束语
在当前能源紧缺环境恶化的严峻形势下, 轻量化技术将成为汽车研发的重要手段, 也是汽车产品性能提升的必要需求。汽车生产商家需要根据车型级别来确定相应的车身轻量化系数, 结合自身技术实力和产品性能需求制定符合企业自身的轻量化技术方案。
参考文献
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影响台区线损因素的理论量化分析 篇8
配电变压器应选择技术先进、节能的型号。
以国网河北任丘市供电公司的北罗531100041台区为例, 通过大方电力系统软件对此台区进行分析, 当把北罗531100041台区的负荷按当前负荷的10%—190%进行变化时, 可以得到表1数据。
通过表1可以看出, 当该变压器所带负荷为当前负荷的60%—70%时, 该台区的理论线损率达到了最小, 线损率为3.58%, 此时为变压器的最佳运行状态;当变压器所带的负荷低于当前负荷的60%时, 空载损耗增加, 致使该台区的理论线损率升高;当变压器所带的负荷高于当前负荷的70%时, 变压器过负荷运行, 致使该台区的理论线损率升高。
2供电辐射方式的选择
以任丘市供电公司的张庄531300017台区为例, 该台区低压线路中电源点偏离负荷中心的情况严重, 我们优化了该台区变压器的位置, 尽量使从配电变压器的低压出口到每个负荷点的线路呈辐射式向四周延伸, 缩短供电半径。
通过大方电力系统软件仿真计算张庄531300017台区优化前后理论线损值, 其结果见表2。
可见, 优化台区的地理位置, 改善供电辐射方式, 可以有效地降低低压台区的理论线损值。
3加大对台区的无功补偿
在低压台区高损治理的过程中可通过优化台区的无功补偿措施, 提高台区的功率因数, 从而达到低压台区降损的目的。
以任丘市供电公司的南庄531500011台区为例, 该台区的变压器容量大小为200 k VA, 低压线路符合供电半径小于500 m的要求。通过大方电力系统软件对此台区进行分析, 当南庄531500011台区的功率因数在0.7—1.0变化时, 可以得到表3。
通过表3可以看出, 当该变压器台区的功率因数在0.7—1.0变化时, 该台区的理论线损率随功率因数成反比变化。低压台区的功率因数越低, 相应的台区的理论线损率越高, 因此, 在低压台区高损治理的过程中可通过优化台区的无功补偿措施, 提高台区的功率因数, 来达到低压台区降损的目的。
4保持低压三相负荷基本平衡
三相负荷不平衡会使得三相电流幅值差超出一定范围, 对台区的线损产生较大的影响。
以任丘市供电公司的蒋庄58230009台区为例, 该台区的变压器为S11-200型, 其低压线路符合供电半径小于500 m的要求。依据三相平衡法的原理, 利用大方电力系统软件, 提出了基于三相负荷平衡的优化方案。
通过大方电力系统软件仿真计算蒋庄58230009台区优化前后的理论线损值, 其结果见表4。