设计简化的机器人（精选10篇）
设计简化的机器人 篇1
飞剪机是现代冶金工业的一个重要设备, 其作用是将轧辊线上不同规格截面的钢条按照用户所需的长度快速剪断。随着电气技术的日新月异, 飞剪机机械结构更加简单化, 剪切机组的产量不断增加, 剪切质量逐渐提高。本文将介绍离合式飞剪的简化设计。
现代化冶金车间的生产率很高, 生产工艺对轧件飞剪的要求也不断提高, 飞剪不但要保证良好的剪切质量, 而且还要有一定的剪切速度, 因而飞剪机的结构和性能, 在剪切过程中, 必须满足以下三个基本要求。
(1) 飞剪应能在一定温度条件下剪切规定材质和长度的各种轧件。
(2) 剪切时, 剪刃在轧件运动方向的速度水平分量Vx应等于或稍大于轧件运动速度VB。
(3) 满足轧机和记住生产率的要求。
1 离合式飞剪工作原理
该飞剪是通过气动离合器、制动器的电气化控制实现对轧件剪切。飞剪工作时, 先启动电机并连续运转, 电机通过带轮传动带动离合器高速运转, 当接到剪切信号时, 制动器打开, 离合器合上, 带动飞剪齿轮与上下剪运动, 实现剪切。当剪切完毕时, 接到剪切结束信号, 随即离合器脱开, 制动器合上, 剪头制动停在待切位置上。
2 刀刃的速度分析
当刀刃到达点A时, 其水平速度将达到轧件的水平运行速度v并以同样转速运行到点B, 实现对轧件的切断 (如图1所示) 。由于飞剪机刀片水平速度应于轧件的移动速度基本保持一致, 因此Va1=V, 由此可知:A点的水a1平速度达到V时, A点的剪切速度为:
转速:
由图1可知刀片从A点移动到B点时,
A点:
B点:
剪切时间:
3 电机功率的确定
飞剪剪切时作用于剪刃上的力可分为:
(1) 沿剪切方向作用的力, 即克服金属剪切变形所需的剪切力P。
(2) 沿带钢运行方向作用的力, 飞剪剪刃接触轧件时, 以水平速度v的恒定速度进行剪切, 当剪刃深入轧件时, 水平速度大于轧件的水平速度, 产生拉应力。
(3) 飞剪刀架及刀具的重力。
剪切力的功率计算。
根据抗剪强度公式:PX≈F×τb
力矩公式:T=PX×L
剪切力的功率为:
式中PX为最大剪切力, F为试件截面积, L为剪切力到原点的距离, P为转动功率, n为转速。
拉应力的功率计算:
长度为lmm的轧件的伸长量为:
式中E为轧件的弹性模量, ∆l1为从开始剪切至剪刃离开轧件, ∆l0为在时间间隔t内轧件仍以速度v前进的移动量;v为轧件的运行速度;t为自开始剪切至剪刃与轧件离开时的带钢加速时间;v 0为剪刃线速度;R为刀架长度。
根据力矩公式和转速公式计算水平拉力功率:
4 飞剪的控制系统设计
在现在的冶金工业中, PLC系统得到了广泛的运用, 用PLC组成的控制系统, 具有使用器件少, 工作稳定, 故障率低, 维护方便等特点。控制原理为:
(1) 飞剪机电机启动并连续工作。
(2) 当热接触片检测到轧件头部信号时, 热信号传输给PLC实现切头, 即制动器断开, 离合器吸合, 计数器开始跟踪计数。
(3) 当剪切完毕, 接近开关发出制动信号, 离合器断开, 制动器吸合, 飞剪刀架停止在原先启动位置。
5 结语
该飞剪机械部分结构简单, 制作精度要求不高, 容易制作, 在系统控制方面采用PLC控制, 可以弥补机械误差大, 轧件截面质量差等缺点, 降低制造成本。
参考文献
[1]高逸.飞轮力矩在机械传动设计中的计算和应用[J].湖南农机, 2001 (1) .
[2]贾寒飞.霍军周.飞剪机结构参数优化设计[J].微计算机信息, 2007.
[3]汪海涛.冶金机械设计手册[M].中国科技文化出版社, 2006, 12.
[4]邹家祥.轧钢机械[M].冶金工业出版社, 2004, 3, 1.
设计简化的机器人 篇2
武术运动是中华体育的瑰宝，作为一项民族传统体育项目，很受到孩子们的喜爱。学生不仅可以通过练习武术强身健体，更重要的是得到精神的熏陶。小学阶段是学生由启蒙教育向正规教育转型的开始，应当把培养武术兴趣放在目标的首位，为学习简化少林拳奠定基础，初步建立武术套路的概念，发展身体的柔韧性、灵活性、协调性和节奏感，提高动作的速度和连贯性，培养学生的武术兴趣，激发民族自豪感，养成经常运用套路锻炼身体的习惯。使学生在提高所学动作质量的基础上，学习和体验不同风格的武术套路动作，培养崇尚武德的精神。武德教育应从“抱拳礼”开始。上下课要有礼;表演前后要有礼;互相学习要有礼;师生之间要有礼。使学生真正做到“以礼始，以礼终”，规范其行为方式。
二、学情分析：
1、小学五年级学生正处在生长发育的关键时期，他们的年龄特征是：模仿能力强;好动、好奇心强;敢于表现自我。
2、五年级学生运动参与能力、性格爱好都具有很大的差异，部分女生往往会表现出害羞的一面，而男生则会无所顾忌地表现自我。因此，一些带有模仿性、表演性的练习，很能激起学生的学习兴趣。武术运动恰恰是一项刚、柔兼备的项目，既能表现出男生的刚强，又能体现出女生的柔美。
三、教学目标：
能了解武术的起源、发展和练武的目的。
学生能知道和掌握一些武术的内容。
通过本课的学习，激发学生对武术学习的浓厚兴趣。
四、教学重、难点：
教学重点：通过对武术运动的了解，知道练武的真正目的是强身健体，磨练意志。
教学难点：能记住与武术内容有关的一些名称。
五、教法与学法：
教法：根据本课教学内容枯燥的特点，结合体育与健康的教学新理念，大胆运用课程整合，以新颖的武术图片作为载体，以学生自主探究学习为主线。首先采用直观教学法进行教学，用感官的刺激来激发学生学习兴趣，促使学生能积极主动地去学习。还采用镜面示范法，以正确优美的示范动作感染学生，激发学生迫切学习的情感，为学生能更快、更好地掌握套路动作而打下坚实的基础。
学法：学生主要采用合作学习法、尝试学习法对本课内容进行学习、探究。学生在相互交流、探讨中学到新知识，通过集体表演、个人展示相结合的方法，促进学生积极主动参与学习，提高学习的自主性。
六、教学过程
(一)创设情景，导入新课，了解武术的起源和发展
导入：首先以师生相互介绍(抱拳礼)问好这个形式导入教材，揭示本课的教学内容。
教师引导：武术是我国民族传统体育项目，是中华民族在长期的生产和生活实践中，逐步积累和丰富起来的文化遗产，今天我们就一起来了解有关武术的基本常识。谁能说说自己了解的有关武术的起源和发展的内容?再次引导学生关注武术，并从中找到答案。
武术在我国有悠久的历史，它的产生，缘起于我国远古祖先的生产劳动。人们在狩猪的生产活动中，逐渐积累了劈、砍、刺的技能。这些原始形态的攻防技能是低级的，还没有脱离生产技能的范畴，却是武术技术形成的基础。到了氏族公社时代，经常发生部落战争，因此在战埸上搏斗的经验也不断得到总结，比较成功的一击、一刺、一拳、一腿，被模仿、传授、习练着，武术逐渐形成。
设计意图：对于这个内容的教学设计，我是这样考虑的：兴趣是最好的老师，在学习过程中，学生是学习的主体，为了使他们对本课内容产生兴趣，利用对传统武术的介绍和教师的表演，吸引学生的注意力，学生的兴奋点就自然地被激发了。
(二)利用课堂，结合实际，知道练武的目的
这个内容是本课内容的重点，如何让学生知道练武的`真正目的呢?分为了以下几个步骤：
第一步：教师引导：同学们，你们知道什么是武术运动吗?指导学生找一些精彩的个人技术、对抗表演的图片，并以此作为介绍的主要手段，进一步来说明练武的目的。
第二步：教师提问：我们平时在公园里经常看到一些人在练太极拳，他们为什么会选择早晨练太极拳呢?学生一定会踊跃发言：“他们是为了锻炼身体。”这样就道出了练武的其中一个目的是：能有效地增进健康、增强体质。接着，可以让学生自己来阐述，“谁还能举个说一说利用武术来增进健康、增强体质的例子呢?”让学生自己来告诉同伴他所知道的一些实例。
第三步：“武术还有什么特点?你能动动脑筋想一想告诉我吗?”将武术运动的本质特点：攻防技击性展现出来。
(设计意图：本段内容，我利用学生们崇拜的人物资料来向他们介绍武术运动的含义以及它的特点，学生能接受地更快，而且能更直接、更清晰地了解武术的二大特点。
(三)教师示范，学练结合，记住武术的内容
此内容是本课的重点，它告诉了学生武术的内容。武术的套路内容丰富，种类繁多，如何让学生在一堂课中就能掌握这么多的内容呢?首先是要给它们分类，然后再逐一向学生们介绍，步骤如下：
教师先将武术内容分为四类：拳术、器械、对练、集体操。这一节，我们首先来了解拳术中的简化少林拳
(设计意图：为了使学生们能更好得掌握这部分内容，我考虑到笼统地向学生介绍武术的内容，学生不能很好地掌握，而且比较容易混淆。先让学生知道武术分4大类，并把这4类的名称介绍给学生，让他们对这4大类有一个比较清晰的印象。另外使用图片更加生动形象的载体让学生观察武术运动，这样，学生学习的积极性、动手能力又有了一个新的提高。)
(四)学一学，做一做，初步掌握武术的基本动作
“看了这么多的图片，听了这么多的介绍，同学们一定都摩拳擦掌，想练一练了吧?大家跟我一起学一些简单的武术套路动作怎么样?”
1、教室示范基本动作。
2、学生跟着教师一起来学一学，练一练。
(设计意图：通过学习，学生已经对该课内容有了充分的了解，此时，学生最想就是自己能动手做一做，教师就满足学生的要求，这样让理论知识与实际操作紧密结合在一起，这个设计正符合了儿童的认知特点，更激发了学生对祖国传统体育项目的热爱。)
(五)课外延伸
最后提示学生在课后将学会的简单的套路，表演给老师、同学或家长们看，这是学习本课内容的延伸，再以“抱拳礼”道别，它也将课堂的气氛又向上推进了一步。
设计简化的机器人 篇3
关键词：螺旋杆 数控加工 灌装机械
中图分类号：TB486.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（c）-0066-02
之前讨论了“进出瓶螺旋杆的结构、材料及设计要求”，从螺旋杆的结构、材料及螺旋线的运动规律等方面做了一定的阐述。使人们了解到：为使生产线上灌装瓶子达到一定的运动规律，达到灌装要求，螺旋杆的螺旋线应该同样满足该运动规律。
此前的文章提到过可以将螺杆分成三段式组合螺杆：进口端的等速段、中间过渡段的变速段、出口端与星型拨轮衔接的等加速段。许多读者会有一定的理解误区，认为该螺杆就是一个变螺距的螺杆，通常会认为采用变螺距的指令进行车削。这个观点是错误的，螺旋杆的设计是将瓶子的运动规律反映到螺旋杆的螺旋线设计上。也就是将螺杆螺旋线按照一定运动规律设计就能满足瓶子的运动规律。下面将对螺旋杆的螺旋线的设计做一些介绍。
首先，其基础速度、位移公式为：
V=V0+at
S=V0t+1/2at2
其中，V0为瓶子初始速度（单位：毫米/转）；a为瓶子移动加速度（单位：毫米/转2）；t为螺杆转动圈数（单位：转）。
其次，了解认识三段螺旋线参数设计。
1 螺杆的进口端
即该螺杆的等速段，为使瓶子平稳地导入螺旋槽，螺杆必须每转移动量至少大于等于容器的外径，才能使瓶子顺序平稳地被送入。
则公式：V1=2R+△（mm/r） （△为两相邻容器的平均间隙2～5 mm计算，通常加工时忽略取值为零）
设等速段螺旋线的最大圈数为t1（常取0.5～2圈），则等速段的轴向位移：
S1=V1t1
2 螺杆的中间过渡段
即该螺杆的变加速段，研究人员通常采用以余弦、正弦、多项式加速度曲线的参数设计，最大的加速度及扭矩小，起动较平稳，行程始末是柔性冲击，适用中、低速供送。以余弦加速度为例，设此段螺杆的供送加速度a2由零值依余弦函数变化规律增加到最大值；按坐标系可写出从动件常用运动规律——三角函数余弦运动规律：
运动规律的起始与终点处加速度变为有限值，因而会产生柔性冲击。适用于中、低速轻载传动。
3 螺杆的出口端
即该螺杆的加速段，供送的容器要与星形拨轮顺利衔接，则必须保证等加速段末速V3m等于星形拨轮的节距P，即：
4 实例
由上面基本设计原理，人们可以了解到三段螺旋的设计要求，尤其是中间过渡段的变加速运动段，对于此段的螺旋线，不管是正弦、余弦，还是多项式等加速度曲线设计，难度都比较大。通常在实际加工使用中采用X、Y、Z联动并带A轴的经济型数控四轴铣床加工，也能达到实际使用的要求，即通过A轴旋转的圈数来确定螺旋线在X轴线方向的位移，并且大大降低了加工的难度以及测绘、检验的难度。因此在实际的设计及加工中大都对此螺旋曲线（主要是中、低速螺旋杆）采用简化处理来完成此段的螺旋线设计。
那么，如何进行简化处理？研究人员可以根据已知参数：所供送容器的大小、星形拨轮的大小及螺旋杆的长短设计出替代品。
下面通过应用实例示意图进一步阐述进瓶螺旋杆的设计与加工。已知供送容器的瓶径为73 mm，星形拨轮的节距为125 mm，螺旋杆总长700 mm，左旋螺线。根据已知条件设计加工进出瓶螺旋杆。
通过图1了解到此螺旋杆满足3个基本条件：（1）进口端有10°左右的锥端（且长度为总长的22%），能把容器顺畅导入螺旋槽；（2）容器沿进瓶螺旋杆前进时能平稳输送；（3）末端螺旋节距等于星型拨轮节距125 mm，即容器与星形拨轮能够顺利衔接。则此螺旋线合理。
进瓶螺旋杆各段参数的确定：
由以上理论及公式可得：
（1）（初始端）V1=73 mm/t 取t1=2圈，
则等速段 S1m=V1 t1=73×2=146mm
（2）（末端）Vm=125 mm/t 取t3=1圈，
则末等速段S3m=V3 t3=125×1=125 mm
（3）中间过渡段可以看成是匀变速段S2m=700-S1-S3=700-146-125=429 mm。
当速度从73 mm/t增加到125 mm/t，其加速度为a；根据等加速度运动规律，其平均速度为：
V平=（Vm+V1）/2=（125+73）/2=99 mm/t
则螺旋线旋转的圈数为：
t2=S2m/V平=429/99≈4.33（圈）
加速度a2=（Vm-V1）/t2=（125-73）/4.33≈12.01 mm/t2
根据计算结果，三段的位移S和产生位移螺杆所旋转的圈数确定了，则可在实际加工中通过X轴及旋转A轴的控制来完成加工了。
5 数控加工
此螺旋杆的数控加工可以选用数控铣加工中心（可以根据给定的数学表达式自动完成运行轨迹），亦可选用改造后的X轴和A轴（绕X轴旋转）的普通数铣。加工螺旋杆时，A轴按给定的角度带动螺杆转动，铣刀沿螺旋杆X轴方向按给定的轨迹进行运动。即X轴与A轴联动是对数控铣床基本的要求。各加工参数的处理，主要集中在A轴（旋转的角度）及给定的轨迹（X方向的位移），螺旋杆的转动角度按360°为一圈累计，而位移仍是按照运动方程S=V0t+1/2αt2给出，t的单位是圈，在数控程序中是用[T]/360（变量）表示，与角度A的变量[T]保持一致。因加工的螺旋杆大都为高分子尼龙材料，铣刀可采用在刀杆一侧安装刀片，当大小与瓶径几乎相等的铣刀，按编制程序进行运行时，即可完成进瓶螺旋杆的加工。
6 结语
该文根据常用运动规律及运动方程，对进出瓶螺旋杆的螺旋线构造进行了分析，同时为了解决经济型数控机床加工、测绘、检验难的问题，还对螺旋杆的螺旋线进行简化。笔者使用此法，以及了解到市场上一些加工企业为客户测绘、设计及加工此种进出瓶螺旋杆，大都使用此简化加工方法，并均能满足使用要求，从而证明此设计方法的可行性。
参考文献
[1]许成林.包装机械原理与设计[M].上海科学技术出版社，1988.
压力容器的简化设计 篇4
关键词：压力容器,优化设计,方法
优化设计从综合性和实用性来讲, 是很强的新技术, 目前, 因其设计高效、可靠, 加上计算机等现代化设备的辅助和科技、市场的驱动, 在机械设计中得到长足发展和广泛应用。而压力容器制造设计方面应用优化设计的不多, 因为压力容器的设计比普通通用机械的设计共性较为复杂, 设计参数增加、难度较大, 因此, 压力容器的优化设计发展空间和市场潜力很大;随着特种压力容器的大型化、应用环境复杂化发展趋势, 产品创新的需求更加需要优化设计。基于这种现状, 本文提出压力容器优化设计的特点和方法。
1 压力容器制造设计方面应用优化设计具备的的特征
优化设计应用于一般机械的设计, 是利用数学手段建立满足要求的优化模型方法, 通过思考、绘图、计算、分析, 使设计方案的参数沿着节约、增效的方向调整;压力容器的优化设计必须优先考虑高温、高压的使用环境引发的安全风险成本以及制造、安装、使用过程对安全因素的影响。其特点如下:
1.1 变量增加
一般的压力容器常作为化工原料的储存、运输的工具使用;在化工企业的生产中是炼油和合成新材料的装备, 使用目标的不同, 工艺要求的差别, 是设计压力容器必须考虑基本条件, 如:几何形状、组成结构等, 造成压力容器的各部分构件几何形状参数复杂、名目众多。既有容器的荷载参数, 又有使用周期参数和生产能力参数以及质量和安全参数等等。
1.2 数模的多维与非线性
构建压力容器优化设计数学模型, 必须按照所有变量确定目标函数, 分别列出约束条件, 确定约束函数。压力容器的用途面广, 功能各异, 生产因素、环境因素和使用因素的设计变量多, 使目标函数的维数和约束条件的维数增加, 数模呈现多维性。众多设计参数的错综复杂, 导致数学模型呈非线性。
1.3 量纲多, 差别大
压力容器设计变量中不仅有功能参数, 构造形态参数, 还包括制造和应用环境条件参数、工艺参数, 所以优化设计数学模型中多种量纲并存, 有时数量级差别极大。
2 怎样对压力容器优化设计
2.1 构建优化模型
建模和求解是优化设计的主要内容, 构建的数学模型太复杂, 能全面地表达设计参数, 在处理和计算上非常困难, 应用不便。所以, 要掌握正确的步骤和方法。
(1) 全面掌握分析设计信息和本质特征。
(2) 根据优化设计的需要选择确定本质的重点变量, 构建适当的模型;
(3) 根据列出的设计问题与数学模型对照, 不足以准确表达设计问题时, 逐步修正模型, 达到更适用;
(4) 模型复杂, 计算若用近似值, 必须控制数值的误差范围。
2.2 简化设计问题。
压力容器优化设计的目标函数容易确定, 约束函数是设计变量非线性函数, 有设计变量的范围大小上下限, 还有各种性能约束和工艺条件约束等诸多因素, 不容易确定;约束条件若全部进入优化程序进行计算太多浪费时间和资源, 也破坏了算法的稳定性。因此, 优化设计最有效的办法就是简化设计问题, 简化的方法有三:一是通过变换消去约束;二是约束的暂时消除;三是准则设计的最严约束。
2.3 常见的其他方法
一是图表法。这种方法主要适用构建的数学模型无法求解, 设计的变量难以用函数表达, 通过作图确定参数的取值区间。
二是正交设计法。这种方法就是通过分析表达参数, 把参数选择需要的水平数按正交组合的方式实验, 正交分析实验结果, 就能设计需要的主要的参数。
三是统计分析法。这种方法就是利用实验结果确定设计参数和各种相关因素近似定量关系, 进行预测和分析选取最佳变量。
3 结语
压力容器的优化设计数学模型能不能定量表达其在生产和制作中经历高温、高压的需求、能否表达内置腐蚀品、易燃易爆物的安全需求、模型的正确与否, 事关优化设计问题能不能彻底解决。因此, 通过估算、经验类比、实验、构思、评价, 对刚性、强度和稳定性进行计算, 分析压力容器各个因素的内在联系, 抓住本质表达的特征, 尽可能简化设计问题, 减少维数, 不断地分析构建数学模型和实际问题的差距, 不断修正优化数学模型, 建立正确、简洁的反映压力容器实际需要的模型, 用最合适的优化方法, 获得最佳设计。
参考文献
[1]郑典金.压力容器开孔补强设计的简化计算[J].科技创新导报, 2010, 26:85.
[2]薛明德, 黄克智, 李世玉, 寿比南.压力容器设计方法的进步[J].化工设备与管道, 2010, 06:1-13.
[3]姚华堂, 王正东.压力容器疲劳寿命的简化评定方法[J].压力容器, 2006, 03:44-48.
设计简化的机器人 篇5
1、更高大的输入框
增加输入框高度，加粗字体，可以让网页上的输入框看起来更容易填写和阅读。随着电脑显示器尺寸变大，这样的输入框也显得更大气。
2、添加选取器。
与其让人输入不如提供选择，选取内容只要点几下，就自动填充进输入框，不但可以减少输入障碍，还能预防出错。可以把任何希望的数据做成选取器，比如日期、颜色、地址或者历史记录等等。
举个例子：前面的“对方开户姓名”输入框，需要填写对方的姓名，如果对方名字里有汉字不认识该怎么办呢?于是我们可以加上一个生僻字的选取器，如图：
打开字库，可以根据模糊读音选取汉字填入输入框。另外，姓名输入框有校验，选取完成后不要忘记对输入框内容进行再一次校验。
3、预置文字。
采用预置文字来简化输入经常在手机上看到，现在在网页上也常使用。比如微博上发言的输入框，会保留你上一次未发出的内容，可以重新编辑。
在网上也会看到把“输入提示”与“预置文字”混用。当然，你怎样称呼他们都是可以的，但要明白这是两种交互方式。输入提示的目的是指导填写的，聚焦输入框后文本消失;而预置文字是属于待修改的正式内容，字体样式应与正式输入的样式相同，聚焦后文本是不会消失的。
当表单输入遇到选填与必填难以抉择时，考虑预置文字会是一个不错的折中方案。比如在一个申请付款的表单中，对用户来说主要需填写的是“对方账号”和“付款金额”，付款说明是一个选填项。但对系统来说，又必须采集付款说明，作为交易凭据之一，这个付款说明怎样处理呢?比较下面3个方式，显然复选框的方式不适合，因为用户若不填写我们就无法收集到数据，而输入提示的方式还是需要用户去填写，所以意义也不大，
折中了业务和用户两方面，预置“转账”两字还是不错的，不想填写的人完全可以跳过它。
4、设备读取。
摄像头读取、语音输入……最近，各种智能录入方式在手机上甚是流行，网页上也不甘心示弱，纷纷添加了这些功能~还有人脸识别，不知道不久后会不会流行起来呢?
5、设置输入属性。
现在比较靠谱的还是Html5提供的一些表单类型属性。除了限制输入类型之外还有一些有意思的设置。拖放属性，可以从桌面上直接拖进相应的输入框里。在邮箱中拖入附件，若主题为空还可自动填写主题。而range和number属性，可以直接替换掉输入框，对数值输入很有用，在chrome里显示如图：
6、额外输入渐进展开
当遇到需要增加高级或额外的选项时，可以采用即时添加删除的方式。不需要填写时，可以完全忽略，需要填写时点击一下就会显示。
7、利用输入反馈。
除了校验填写是否正确，输入反馈也可以帮助简化用户填写，其中有不少窍门。
比如在手机充值表单里，需要重复输入一遍号码才能确认提交。再重复输入一次，好像认定你肯定会出错。增加了号码归属地的反馈(配合历史记录)可以避免这种让人有点烦躁的方式。
下面这个例子将校验获得的推荐邮政编码填写到输入框中，让电脑变得更聪明一些。推荐的内容减少了思考和填写过程。
在反馈的显示方式上，也值得挑剔一下。比如数值输入框里被输入了字母，格式错误。如果对最简单的提供错误提示不满意，可以试试让输入的字母先显示1秒，然后即被删除，这样比单纯的限制输入类型要更容易理解。另外，还可以自动修改显示格式：号码输入完成后，自动增加空格，可以方便阅读。在需要强调时这样使用还可以提示用户进行检查，但是在普通的输入框中就不需要那么复杂了。
给金额自动补全小数，比如下面的例子服务费是有小数的，自动补全金额的小数，可以消减顾虑，而且挺有趣。
简化之美:版式设计的厚积薄发 篇6
一、简化的概念和意义
简化, 在实际运用中有两种意思。一种就是我们通常所说的“简单”。我们常常说一支民歌比一支交响乐简单, 或是一幅儿童画比一幅齐白石的画简单。这里所说的简单主要是从量的角度去考虑的, 是指某一个样式中只包含着很少几个成分, 而且成分与成分之间的关系很简单。因此, 这里所说的“简化”, 其反义词便是复杂。然而, 简化在艺术领域里往往具有某种与“简单”相对立的另一种意思, 它往往被看作是艺术作品的一个极其重要的特征, 是艺术创作重要的美学原则之一。那些风格上比较成熟的艺术, 即使它们表面上看去很“简单”, 其实却是很复杂的。如果我们仔细地观看一尊优秀的中国古代西周青铜器的表面、或一座包含各种形状的希腊庙宇、或是一件完好的非洲雕刻作品时, 我们就会发现, 它们绝不是那么简单。同样的情况也适合三千年前中国沧源鲜活的崖画和拜占庭天使画。纵观中外著名的艺术大师在其艺术创作过程中, 大都把简化作为审美追求的最高境界, 力求用最简化的艺术形式来表现丰富、深刻的艺术内涵。
推而论之, 简化也是版式设计应秉承的美学原则。简化的版式对于提高广大读者阅读兴趣, 具有显著地提升导向作用。因此, 呈现在读者面前的版面, 多一份简练质朴, 少一份繁复奢华, 多一份清雅秀逸, 少一分媚俗臃肿, 应当成为版式设计者追求的至高目标。
二、版式设计者如何才能达到简化的要求
我们厘清了简化的概念和意义, 然而, 要在版式设计中真正达到“简化”的境界, 却并不简单。这里的简化, 是在经历了由简到繁的凝聚、再由繁到简的升华过程之后, 而达到的至高至美的境界, 其中蕴涵着十分宝贵的质的飞跃。
美学家库尔特·贝德特把艺术简化解释为“在洞察本质的基础上所掌握的最聪明的组织手段。这个本质, 就是其余一切事物都从属于它的那个本质。”说明这一定义的范例就是, 油画大师伦勃朗的艺术造诣达到一定高度时, 为了使自己的作品简化, 就开始拒绝使用蓝色。因为蓝色与他用红褐色、红色、赭色和茶青色组成的混合色不相配。我们欣赏一件成熟的艺术作品时, 所有东西看上去都彼此相像, 天空、海洋、大地、植物、人物, 看上去都是用一种物质材料构成的。这种相似性并没有掩盖这些事物的本质, 而是在使它们服从于伟大艺术家所掌握的那种统一力量的同时, 而把每一件事件再现出来。因此, 由艺术概念的统一所导致的简化性。绝不是与复杂性相对立的性质, 只有当它掌握了世界的无限丰富性, 才能显示出完美的简化。简化, 一旦被当作一种艺术追求, 上升为一种评价美和发掘美的境界, 那么它就有了崇高的审美价值。版式设计的简化之美, 不是空中楼阁, 它是建立在设计者个人丰厚的知识积累、对简化之美深入分析和深刻理解基础之上的开拓创新与厚积薄发。
三、简化的设计原则及在版式设计中的运用
当前, 我们国家正全力推动社会主义文化大发展大繁荣。报刊、图书等出版物的发行出版量与日俱增, 出版物的内容质量也不断提高, 涌现出许许多多名牌、精品报刊、图书。我们仔细观察、研究这些精品力作不难发现, 它们不仅在内容上阅读性强、文化价值高, 而且在版式设计的外在形式上简洁明快、个性突出, 很好地反映了成熟的简化艺术概念和美学设计思想。设计者要让版面呈现出简化之美, 就需要遵循和运用这样几条设计原则与方法。
(一) 形式美与内容美的高度统一
版式设计不是单纯为版式而做设计, 为表现外在形式而表现, 显然, 简化的版式设计也不仅是为了简化而设计, 而必须是遵从和注重内容前提下的形式设计。内容决定形式, 形式表现内容, 形势与内容相辅相成, 从而达到完美统一。
首先, 版式设计必须适应不同出版物的内容结构, 必须反映内容结构所体现的编辑思想。具体讲, 如某一期刊的编选思路, 文章与文章之间的联系与脉络, 重点文章之间的布局安排与辅佐文章的点线安排等等, 都要能适应内容、体现编辑思想。由于期刊的内容结构是以总体编辑构思为依据, 而总体编辑构思又体现这个期刊的办刊宗旨、性质、品位、风格等, 因而版式设计也间接地体现期刊的办刊宗旨、性质、品位、风格等。
其次, 简化的版式设计一定会运用简单的、深入浅出的方式, 把内容中难以言表的思想和感受视觉化, 用惟有图形等艺术的设计语言才能诠释的思想内容完好地展现给读者, 帮助读者快速、轻松、容易地阅读和欣赏, 从而也帮助报刊、图书在传播思想、灌输知识、表达观点过程中发挥最大功效。其实, 这个设计过程是设计者发挥聪明才智的再创作过程, 也是设计者在充分考虑读者审美鉴赏力的前提下融入自己独特审美思想的过程。简化版式设计的最终目的是为了更好地传播信息、表达观点、引导和提升审美趣味。优秀的版式设计是使完美表达出版物内容和充分展现设计者设计思想高度统一的版式设计。
(二) 简化形成视觉美感, 实现传递效应与接受效应的统一
版式设计是一种造型艺术, 是形式结构的艺术, 因此, 在版式设计思想上, 还必须遵循视觉美感原则。视觉美感原则, 就是所设计的版式能给人以赏心悦目的效果。版式设计的视觉美感, 主要可有传递效应和接受效应两个方面。视觉美感应是传递效应与接受效应的统一。
所谓传递效应, 指的是版面设计构成的版面, 所要传递给读者的信息 (包括美感信息) 和借以吸引读者视线的手段。这主要是从版式设计的主观意图而言。版式设计的性质, 决定版式设计所需要的视觉美感与一张画、一个雕塑不同, 不仅仅在于画、雕塑本身的美, 还在于版式设计所体现的内容结构的美、期刊内容的美 (包括思想性的美、学术性的美、艺术性的美) 等等。接受效应, 指的是版面设计受效应不佳, 版式设计依然是不成功的。因此, 要获得简化的视觉美感, 版式设计者不仅要从艺术美的规律出发, 还要从接受者 (读者) 立场出发, 追求达到主观与客观的统一。
(三) 前述两个统一, 是简化版式设计的基础、出发点。真正要使版式设计具有艺术上的完美性, 还应运用如下的美学设计方法
合理布局, 在和谐中求简化。简化, 是建立在和谐的基础之上的。要想达到和谐的效果, 版式设计就要遵循形式美的艺术规律, 就要充分发挥比例与尺度、对比与调和、节奏与韵律、单纯与秩序、虚实与留白及变化与统一等形式要素的效能。在设计实践中, 利用各种先进的技术手段, 把构成版面语言的文字、标题、图片、线条、底纹、颜色等要素疏密有致、张弛有度地用简、用活、用新, 使报刊、图书整体版面呈现出简洁、明快、和谐、美观的面貌。例如, 中国出版集团生活?读书?新知三联书店出版的《三联生活周刊》杂志的版式设计, 就颇为简明和谐、赏心悦目。其设计很好地运用了比例尺度、对比调和、节奏韵律等, 特别是变化统一艺术手法。该杂志内页均为全彩印刷, 设计者在对每篇文章的正文、标题与题图进行设计时, 虽然使它们之间在局部形成一定的图形、形体、空间的对比, 色彩对比和方向对比等, 然而, 在整体上却显得非常的协调一致;设计者在内页色彩设计运用中, 十分讲究而且简洁, 常常不过几种颜色, 但给人留下变化有章、色彩和谐的印象。
优化组合, 在充实中求简化。充实而又简化的版面, 是报刊、图书版式设计成熟的重要标识之一。我们不难发现, 因为设计者在审齐。因此, 在充实的基础上, 突出版面的简化之美, 关键取决于版面设计者对组版基本要素优化组合的驾驭能力。版式设计者应首先奠定坚实的设计基本功, 不断提高个人的综合素质, 在实践中加强策划、鉴赏和版面编排能力的培养和训练, 提高对版面语言的掌控使用能力, 使版面达到点、线、面、灰、黑、白浑然天成, 完美充实, 丰而不繁的美感效果。
动静结合, 在变化中求简化。对于版式设计而言, 对称与均衡规律中, 对称是同等量的平衡, 均衡是变化的平衡。前者显稳定、整齐、庄严, 却有呆板、单调之感。均衡是不对称的平衡, 它既不破坏平衡, 又使平衡有所变化, 能呈现静中有动、动中寓静的条理美和动态美。对于读者而言, 版式设计语言就是文字内容的导读。所以, 要求版式设计者必须按照读者的阅读习惯和视觉运动的规律, 精心组织、安排版面。在版面的处理上对称均衡、动静结合、排列有序、轻重适当, 在对称中求变化, 在变化中求均衡, 在均衡中求简洁。使读者能够顺利阅读、有效阅读、快速阅读。为达到这一目的, 设计者在策划版面时, 一定要为读者着想, 一切为简单、醒目、方便、有序让路, 使版面既富于变化, 又便于阅读。
冶金设备配管的简化设计分析 篇7
1冶金设备配管实施简化设计的相关可行性
关于冶金设备配管实施简化设计的相关可行性的分析以及阐述, 文章主要从五个方面进行论述。第一个方面是冶金设备配管的简化设计能够不断的优化配管的设计。第二个方面是冶金设备配管的简化设计能够利于施工过程中的读图以及施工。第三个方面是冶金设备配管的简化设计能够有效的压缩设计所需周期。第四个方面是冶金设备配管的简化设计是工程和国际接轨的需要。第五个方面是冶金设备配管的简化设计配管专业性发展的需要。下面进行详细的论述以及分析。
1.1冶金设备配管的简化设计能够不断的优化配管的设计
在冶金设备配管设计的过程中, 要求在预定的设计工期内, 相关的技术人员能够高效的进行配管设计。这样就需要相关的技术人员将设计重心放在配管设计的系统优化方面, 这样作不仅仅能够强化配管的设计合理性, 还能够在很大程度上优化设计材料, 在最大程度上满足工程的标准需求。根据上述的内容, 我们要在设计过程中周密考量, 在设计以及制图的过程中尽量做到简化以及优化。
1.2冶金设备配管的简化设计能够利于施工过程中的读图以及施工
在工程的施工过程中, 设计图纸的主要服务对象是现场的施工人员, 现场的监理人员以及相关的施工辅助人员。现场的这些人员需要根据设计图纸来保障现场的施工进度, 因此在设计过程中要求相应的技术人员做到图纸表述清楚明了, 便于现场人员的查看。因此我们在简化设计过程中要简化图纸, 便于现场读图以及施工。
1.3冶金设备配管的简化设计能够有效的压缩设计所需周期
在冶金设备配管的设计过程中每一个设计人员都有自己的一套设计理念, 根据自己的风格进行设计。但是在进行配管设计过程中, 都会有相应的设计周期限制, 这样就要求每一个技术人员抓紧时间来进行相关的设计任务, 设计人员并没有充足的时间来掌握和理解相应的设计规范, 没有时间去参透相应的设计要求, 只能是按照相应的以往设计进行类似设计, 这样的设计质量是存在非常大的隐患的。这种设计往往会出现雷同性以及局限性。在我国的冶金设备配管设计过程中, 这种情况非常普遍。在一定的时间内完成一个有质量保障的配管设计在我国的配管设计过程中是一个非常大的课题。因此在配管设计的过程中为了集中设计配管的关键部分就必须对其他的设计进行相应的简化, 来保障配管的设计质量和设计工期。
1.4冶金设备配管的简化设计是工程和国际接轨的需要
现阶段我国的冶金设备不仅仅提供给国内使用, 很多时候也面向国际市场提供冶金设备。由于国内的制作标准和国际上的制作标准存在差距。这样就需要我国在设计冶金设备配管的时候有意的向着国际标准靠拢。但是由于我国的设计人员对于国际标准并不是非常的清楚, 因此在有限的设计周期内, 需要对设计图纸进行相应的简化, 这样能够多出一些时间来分析和理解国际设计标准和规定, 让设计达到设计标准要求。即节省了设计时间还符合了设计国际标准要求, 实现了和国际的技术接轨。
1.5冶金设备配管的简化设计配管专业性发展的需要
在冶金设备配管的施工过程中, 配管的设计工艺对其影响非常大。由于配管的设计有时候和现场的施工并不是非常符合, 这样就需要在实际的施工中给予指正, 通知设计人员进行图纸的修改, 这样反复的修改和出图会严重的影响施工工期, 同时也无形中增加了设计任务量以及设计成本。因此在配管的简化设计过程中, 我们要求相应的工艺设计人员简化设计工艺流程, 这样的简化设计对于冶金设备的配管简化设计有非常重要的帮助。为了更加专业的进行配管设计, 设计方面的简化是一方面;工艺方面的简化是另一方面。两者缺一不可。
2冶金设备配管的简化设计主要方法
关于冶金设备配管的简化设计主要方法的阐述以及分析, 文章主要从三个方面进行论述。第一个方面是在配管简化设计过程中的材料统计简化。第二个方面是在配管简化设计过程中的分系统简化。第三个方面是在配管简化设计过程中的三维设计软件的应用。下面进行详细的论述以及分析。
2.1在配管简化设计过程中的材料统计简化
在传统的配管设计过程中, 对于材料往往是不予统计的。这主要由于施工过程中的材料正常损耗。我们的设计人员统计的材料并不是现场施工材料的统一依据, 配管的材料应该按照现场的实际使用为准。但是在配管简化设计过程中, 我们的相关设计人员需要注意两点。第一个是不能够降低设计质量, 要提升设计图纸的含金量;第二个是要对设计全过程进行完整的考量, 否则简化设计的配管在施工过程中就失去了指导的意义。
2.2在配管简化设计过程中的分系统简化
简化设计是建立在对所合作厂家技术能力了解的基础上, 这就需要平时的技术积累, 多与一些实力强的厂家合作, 熟悉其设备的运行情况。同时, 设计师要确定本专业与其他专业的接口, 满足其他专业的设计要求, 对外围条件及控制参数做到心中有数。设计师还需要经常与安装单位沟通, 向安装单位提出明确的要求并为施工安装提供便利, 这样才能实现整体系统的使用功能。
2.3在配管简化设计过程中的三维设计软件的应用
随着电脑在工程设计中的普及与应用, 极大地提高了设计师的工作效率, 完成了从手工制图到电子图的转变。配管设计的趋势己经向三维、自动出图、自动开料的方向发展。PDS、PDMS-PDSOFT、AUTOPLANT等国内外三维配管软件的发展与应用极大地方便了配管设计, 是提高工程设计效率与设计质量的好工具, 是配管设计软件发展的必然趋势。
摘要：在冶金设备中, 配管的设计非常重要。文章主要是针对冶金设备配管的专业设计进行简化分析, 通过阐述简化冶金设备配管必要性的阐述以及可行性的阐述, 从四个方面来进行冶金设备配管的设计简化分析。第一个是配管三维设计软件的有效使用;第二个是同类型配管的简化设计;第三个是配管的材料统计简化设计;第四个是配管设计系统的简化。希望通过文章的阐述以及分析能够提升我国冶金设备配管的简化设计发展。同时也为我国冶金设备的发展以及创新贡献力量。
关键词：冶金设备配管,三维软件,三维配管,简化设计,应用,分析
参考文献
[1]范茂魅.化工装置火灾冷却强度判断方法探讨[J].安防科技, 2011 (6) .
[2]曹亚熹, 曹锦荣.夹套管封板角焊缝裂纹原因分析及对策[J].中国化工装备, 2011 (5) .
[3]朱金权.Solid Works软件在机械设计中的应用与研究[J].新技术新工艺, 2009 (2) :41-44.
设计简化的机器人 篇8
1 构造布置
异形连续梁虽然在平面上为不规则连续梁,但合理的构造处理可以使结构受力规律化,从而实现计算模型的有效简化,提高结构设计速度,保证结构安全可靠性。构造的布置主要从以下几方面来考虑:
(1)纵向箱室的划分,保证箱梁边腹板跟道路设计线形一致。
(2)箱室间距不宜太大,全联贯通箱室在4 m以内,分叉腹板最大间距保证在5 m以内,防止腹板间距过大而使各腹板之间受力分配变化较大,不利于受力分析。
(3)异形连续梁常与2条分叉匝道相连接,因此外箱室最好与匝道箱梁的断面箱室间距对上,以保证桥墩受力的合理性。
(4)随着桥梁的变宽,中间箱室两侧腹板间距不断增大,当腹板间距大于5 m时,需要分出一道腹板以保证桥面板受力的合理;腹板增加的位置宜在横梁处,可以使腹板受力直接传给横梁。
(5)当箱梁宽度变化较大,但腹板又不能直接作用在横梁之上时,为保证腹板间距最大在5 m以内,可以在腹板中段分叉,但需要在分叉处设置横膈板,保证在此处腹板的受力不至于太集中,使其他腹板共同承担箱梁的受力。腹板的走向尽量平行于梁边线,以避免钢筋的摆放时出现过多截断,同时使受力规律化。
(6)在腹板相交处,要保证腹板宽度有一段渐变段,并圆顺过渡,防止应力集中,同时根据各分叉腹板分担的桥面面积来确定腹板是否需要加厚处理。
根据以上几个方面来对结构进行构造布置,基本上可以做到异形连续梁腹板变化均匀,间距合理,顶底板全桥受力较统一,整个连续梁受力明确。
2 结构计算
2.1 纵向计算
通过桥梁博士等平面有限元软件对异形梁结构进行直线梁模拟,得到各墩处总的受力。经过分析,异形梁对各墩的总反力影响较小。
2.2 横向计算
横向计算是异形梁区别于直线梁最大之处,需要重点考虑,横梁之间的受力传递可假定分为2部分。
第1部分:横梁两侧顶底板变厚段。顶板在横梁近侧分别与腹板、横梁刚结,形成3向板结构[1],荷载通过顶板分别传递给横梁、腹板,而顶底板在横梁两侧变厚段刚度较大,腹板的力又相当一部分通过顶底板传递给横梁,使横梁受力均布化;前面构造中已对腹板间距作了控制,一定程度上消弱了荷载作为均布或集中力在横梁上效应差;因此可以认为该区域顶底板腹板共同受力,在横梁上表现为均布荷载。
第2部分:箱梁跨中段。顶板受力直接传递给腹板,再通过腹板传递给横梁,此处不考虑荷载再通过顶底板传递给横梁(作为对第一部分均布荷载的补充),而仅作为集中力作用于横梁上。因此综合比较并分析,可认为横梁两侧5 m范围内横梁自重均布作用于横梁之上,5 m以外的自重,通过腹板集中作用于横梁之上,二期恒载受力同箱梁自重,防撞墙受力可认为5 m范围以内作为集中力作用于挑臂根部,5 m以外通过腹板传递给横梁。
对于温度、收缩徐变及不均匀沉降引起的荷载可作为均布荷载直接作用于横梁之上。
通过以上模拟,各腹板的长短受力不均可以在横联计算中得到近似的表现。结构构造上横梁两侧顶底板变厚段应保证一致,以便计算横梁受力。
对于异形梁的所有计算均为近似计算,因此在实际受力分析时,应力控制或裂缝控制要比常规直线桥提高标准,并应有一定的安全储备。
2.3 细部计算
(1)支座的布置
对于大多数异形梁,横梁之间互不平行,端横梁常还需要接两分叉的匝道,因此合理的支座布置,可以改善结构受力。对于偶数跨,固定支座设置在中墩,对于奇数跨,固定支座设置在跨中两侧箱梁宽度较大处桥墩;对于变宽处端横梁处,当变宽不大时,布置同直线桥梁;当变宽较大时,可在端横梁处设置两双向支座,防止固定或单向支座之间出现锁死结构,影响结构的正常伸缩。
(2)当横梁支座间距较大时,从结构上看,在横梁出现简支梁结构形式,变宽处底板横向钢筋需要加强[2]。
(3)很多异形梁在端头处出现横梁平面弯折结构,此处按直横梁计算,考虑到顶底板的嵌固作用,无需考虑横梁下挠后引起的钢筋横梁受力,但若需要配置预应力,应设置防崩钢筋,但尽量避免设置预应力。
3 工程实例
上海虹桥综合交通枢纽是集机场、磁浮、铁路、地铁、出租、公交等一系列交通设施的综合性交通枢纽。本工程内存在大量的异形连续梁,现选取其中一联异形梁进行说明。
3.1 构造布置
本联布跨为24 m+24 m+24 m+16 m,梁高2.0 m,箱梁宽度由8.2 m变宽至16.9 m。变宽范围从第2跨变至第4跨,腹板厚为40~60 cm,顶底板厚为20 cm。具体构造见图1、图2:
3.2 纵向计算
通过整体纵向计算,支反力如表1所示:
k N
3.3 横向计算
根据以上计算原则,计算参数及计算结果如表2所示(钢筋为Φ32,钢束为Φ15.2):
3.4 支座布置
墩PS-26处支座间距2.0 m,墩PS-25处支座间距8.6 m,两墩支座位置偏差较大,因此在10-25处均采用双向支座[3]。固定支座的设置主要考虑使整体结构由于温度及收缩徐变引起的结构内力变化最小,因此尽量使固定支座两侧桥长接近。支座平面布置如图3所示。
4 结论
通过以上对异形连续梁的简化分析,可以看出,结构构造的合理布置是简化设计的重点;其次是横梁的设计和桥梁细部构造及配筋;最后为纵向计算。其对于大多数异形梁与直线连续梁受力相似,通过对部分异形连续梁的有限元分析,计算结果安全可靠,可以满足设计精度要求。
摘要：随着城市高架、互通的大量出现,异形连续梁结构越来越多,以上海虹桥综合交通枢纽为工程背景,根据对大量异形连续梁的计算分析及设计总结,归纳出异形连续梁相对实用的简化方法。本文从异形连续梁的构造布置、纵向计算、横向计算、细部设计等方面来具体分析,并举例说明。
关键词：异形连续梁,构造,横向计算,细部设计
参考文献
[1]范立础.预应力混凝土连续梁桥[M].北京:人民交通出版社,1997.
[2]张之铎.桥梁设计理论[M].北京:人民交通出版,1998.
设计简化的机器人 篇9
空间结构方面, 因空间结构中各部件间的关系是在不停变化, 实际深化设计中存在以下不足: (1) 虽各部件间的连接节点种类不多, 但因空间结构各部件在空间中扭来扭去, 造成各连接节点的空间位置不停变化, 每变化一次, 就相当于新增一个节点。这样在深化设计中不但发挥不出相对节点种类少的优势, 反而增加了很多节点, 不能批量搭设, 需要设计人员对节点一个个进行搭设, 建模效率相当低。 (2) 虽深化图纸提供的信息较多, 但实际需要的各部件间的相对角度等一些参数不能提供, 造成生成的深化图纸信息一大堆, 而需要的又没有的局面, 给施工带来很大的困难。 (3) 深化图纸按三视图出图时, 因线条很多, 导致图面比较繁杂, 不甚清楚, 容易给施工人员造成误解。
国外设计方面, 本文以日本项目为例进行阐述, 其余国家的设计简化方法类似, 就不再赘述。日本项目设计图多为双线图, 设计施工图表达已非常详细, 经过国内深化设计, 一般存在以下问题: (1) 设计图虽然很详细, 但不能直接用于生产, 主要是看图习惯和图纸中信息不能满足工人生产的需求, 需要深化设计后才能施工。 (2) 对深化设计要求高, 必须严格按照设计图进行深化设计, 眼孔距离尺寸有所偏差就不合格, 导致深化设计人员必须仔细核对设计图, 而设计图数量相比国内多了很多, 这样一来, 极大的降低了深化效率。 (3) 因深化人员的素质参差不齐, 容易导致深化图中有用信息的缺失和无用信息的增加, 在生产中, 还需要技术人员和工人对照设计图进行再消化, 带了诸多矛盾。
要解决上述问题, 需要研究新技术、新工艺, 以方便、简捷的工艺来满足和钢结构的制作与安装, 并满足快速、安全、低成本的目的。
通过研究和分析, 我们发现问题的症结如下: (1) 详图深化软件针对的是普通项目, 满足的是普通施工需求, 对特殊项目针对性就变差。 (2) 目前也有针对性的软件和详图设计单位, 但因市场需求小, 导致价格高企, 并且有部分需要施工单位有相应的设备配套 (例如相贯线加工) , 造成经济性较差的局面。 (3) 国内详图深化人员大多与施工脱节, 不能较好的理解施工人员的需求, 导致很多有用信息不能反映到详图上, 而无用信息堆满图纸的局面, 不能达到满足和指导施工的目标。
为了解决这些问题, 达到简化设计的目的, 我们的解决思路是: (1) 以特殊对特殊, 用特殊的方法来对付特殊的项目。 (2) 生成的详图图纸是简单明了的, 满足施工人员的需求。 (3) 设计信息传递有效、集中。经分析, 施工人员只需要关键信息, 这些信息往往分散在不同的设计图中, 经过深化设计的转化, 常出现漏传或者依葫芦画瓢, 设计分散深化图也分散的情况。 (4) 简化设计要达到物美价廉的目标。
在项目实践中, 我们发现要体现这些思路, 还必须具备以下两个前提和基础: (1) 对设计图的理解, 理解深度直接决定了简化深度, 设计图是设计人员思想的表现, 不同的设计人员的表现也不一样, 详图深化人员必须理解设计人员的设计意图, 筛选出有用信息, 例如哪些尺寸是重要的, 哪些做法是可以由施工人员确定的。因此, 深化设计的第一步就是仔细的研读设计图, 并与设计人员进行充分沟通, 重点是重要信息的确定和施工的实现上。 (2) 施工人员的识图水平, 这直接影响了详图的深度, 因为简化设计必然要将大量的无用信息舍弃掉, 而且出的图也和传统的详图有所区别。所以在详图深化前, 详图深化人员必须与施工人员进行大量沟通, 掌握他们的看图习惯, 对图纸的理解能力等。例如对于空间结构, 有的施工人员根据坐标尺寸就能放样施工。
通过以上准备工作, 我们对于空间结构的简化设计方法如下: (1) 不再通过XSTEEL等软件进行深化设计, 直接利用设计生成的CAD模型, 将其分解为一个个构件。 (2) 通过编制的程序, 将单根构件从CAD模型中剥离出来。 (3) 设定单根构件的参考平面和原点, 这样就可以很方便的标注各个零件的相对尺寸, 空间角度, 相对角度等参数。把空间问题转变为了平面问题。 (4) 生成构件图和零件图。 (5) 返回到CAD模型中, 把构件的安装位置, 以及控制点的空间位置 (三维坐标) 等信息通过程序进行编排并生成安装图纸。把平面问题又返回成了空间问题, 但把各个构件的位置等进行了正确标识。
简化设计后, 我们发现, 对于单个构件来说, 基本为平面构件, 和施工人员平常的施工差别不大, 易于掌握。对于整体来说, 高度贴近了原设计, 又把一个个平面构件清楚的标识到了安装图中, 方便安装人员现场施工, 又还原为空间结构。
简化设计的优点: (1) 直接对设计的CAD模型进行拆解, 方法简单有效。 (2) 生成的深化图纸简单明了, 信息齐全, 施工人员易于操作。 (3) 费用省, 效率高, 详图深化人员不需要再利用其它软件搭建三维模型, 省去了大量的时间和人员, 产生了良好的经济效益, 该方法申请了国家专利并进行了软件登记。
日本项目的设计施工图已经非常详细了, 并且采用了双线图形式, 非常直观, 但与深化详图又有一定距离, 不能直接指导施工, 如采用软件对其进行深化设计, 因其图纸量大, 又要仔细研读图纸细节, 才能出高质量的图纸, 这样一来, 其详细的优点不仅没有体现出来, 反而增加了详图深化设计人员的负担。
我们在采用简化设计方法前, 一般不愿意做日本项目, 一是需要设计人员有较高的水平, 二是需要投入大量的人力来进行深化设计, 还得加强详图检查, 找出深化设计人员的疏忽之处, 这样一来, 深化设计效率较低, 深化成本和工期都不能满足施工的需要。通过项目实践和经验总结, 我们充分发挥了日本设计图纸的详细长处, 结合施工人员的识图能力, 对于日本项目采取了以下简化设计方法: (1) 对项目图纸进行分析研究, 以最详细的图纸为基础, 利用其直接进行深化设计。这样一来, 我们不需要通过其它软件来进行再次构建三维模型, 减少了消化再构建的过程, 也避免了错误的发生。 (2) 首先是把设计图纸进行拆分, 组合, 将涉及到同一构件的图纸都汇到一起, 虽然是设计图, 但对同一构件来说平、立剖面, 节点等都齐全了, 这样也把设计图详细的长处发挥了出来。 (3) 因为是设计图, 所以每张图上除了需要的构件外, 还有其余构件的信息。所以接下来就是把无用信息删除掉 (线条, 标注和无关说明等) , 使每张图面上只留下了一根构件需要的信息, 初步形成构件图。 (4) 这时候, 我们发现相对国内详图, 还需要补充一些信息, 如材料表, 零件编号等, 所以这一步就是补充有用信息, 补齐图签和图纸编号等, 使其具备详图的各个要素。
这样一来我们利用了高质量的设计图纸并充分发挥了其详细的优势, 即省去了重新构建三维模型的麻烦, 又减少了人力的投入, 只需要搭配好不同水平的深化设计人员及可快速的完成深化设计任务, 相比传统方法, 具有工期短、成本低、质量好等优势。
除了日本项目, 我们还在法国等国外图纸上进行了简化设计, 取得了较好的效果, 方法类似, 在此就不展开叙述。
钢结构详图深化设计的目的是满足和指导施工。采取简化设计方法, 能高效实现这一目的, 并对降低深化成本, 缩短深化工期具有较大的实际意义。作为设计和施工方的桥梁, 详图深化设计人员既要充分了解设计人的意图, 又要掌握施工工艺和技术, 在此基础之上, 才能高质高效地进行简化设计。
参考文献
[1]03G102钢结构设计制图深度和表示方法.
层间隔震结构简化设计分析 篇10
本论文主要结合房屋工程技术, 对层间隔震结构设计展开分析探讨, 以期从中找到可靠有效的房屋层间隔震技术与方法, 并以此和广大同行分享。
1 层间隔震技术概述
1.1 层间隔震结构的基本原理
层间隔震是隔震技术的新发展, 是在基础隔震技术研究较为成熟的基础上, 改变隔震层的设置位置而达到减震目的的。在地震作用下, 其隔震层上部结构类似于基础隔震的上部结构作整体平动, 将结构位移集中在了隔震层, 阻隔了地震能量向隔震层上部结构的传递。
随着国内外对隔震技术研究的不断加深, 隔震技术已应用于实际工程, 但多数采用的是基础隔震技术, 我国已将基础隔震结构的设计纳入抗震设计规范中, 而层间隔震的理论研究尚不完善, 见诸实际工程的尚不多见, 因此很有必要对其进行更深入、系统的研究。
1.2 层间隔展结构的特点
层间隔震结构的提出来源于实际工程实践的需求, 与基础隔震结构及TMD系统相比, 它具有如下的优点:
1) 层间隔震结构不需要特意为隔震层在地震时发生的较大位移预留空间, 也不必设置与预留空间相对应的构造措施。与一般楼层相比, 隔震层的水平刚度很小, 地震时, 隔震层将发生较大的变形。
2) 降低结构的土建造价。对于基础隔震结构, 在隔震层顶部需要增设一层厚度大于140~的梁板式楼盖, 且楼盖的梁板刚度和承载力均应大于一般楼面梁板的刚度和承载力, 这样, 结构的自重会因此而有明显的增加;而层间隔震则不需要增设这样的楼盖, 当隔震层设置在较低位置时, 隔震支座的选取主要是由使隔震支座在竖向荷载作用下的压应力不超过容许值来控制的, 因此减少一层楼板就会减小隔震支座的数量或尺寸。所以, 层间隔震结构不但能减小一层楼板的费用。
3) 层间隔震可以提高结构的抗倾覆能力。由于隔震支座的抗拉性能较差, 因此《规范》规定, 隔震支座不允许出现拉应力, 这样可以保证隔震结构在地震时不发生倾覆破坏。
4) 施工方便。采用隔震技术的房屋, 通过隔震层处的水暖管道均需设置成软管。隔震层设置在层间时, 软管部分就可以设置在地面以上, 便于软管部分的施工、维护和更换。
2 层间隔震结构简化设计探讨
2.1 层间隔震结构设计计算方法分析
层间隔震体系是在基础隔震体系的基础上发展起来的隔震体系, 它将隔震装置设置在建筑物某层柱子和楼板之间进行结构地震反应控制, 实际上是基础隔震系统在工程上运用的进一步发展[细。它在地震中的作用仍然是隔震及消能, 把结构与地面震动隔离, 能迅速衰减结构地震反应。所以, 层间隔震建筑结构体系也不是纯弹性体系, 而是非弹性体系。目前, 隔震体系大体上可采用三种计算方法进行设计控制:第一种是针对特定的场地条件, 以及特定的结构物和已选定的隔震装置, 在对隔震装置进行试验的基础上, 来确定主要的设计控制参数。该方法是较为可靠的方法, 但是操作起来比较困难。第二种是针对特定的场地条件和结构体系, 用计算机进行非弹性时程分析, 用以确定主要的计算控制参数, 这种方法在目前看来, 只要开发出能较为真实地反映实际结构体系的计算软件, 就是一种切实可行的方法, 但计算分析量仍然较大。最后是采用“地震反应衰减比”的概念或能量方法, 在试验的基础上建立一套简化估算方法, 使得设计人员在设计过程中能够方便简单的进行操作。从隔震建筑结构的设计来看, 建立满足工程设计精确度要求的实用简化设计方法是很有必要的。
2.2 层间隔震结构简化设计探讨
隔震结构简化估算设计方法基本思路:对于隔震结构体系, 先将上部结构简化为等效单质点体系, 在永久荷载+可变荷载组合作用下计算求得隔震支座的竖向平均压应力设计值, 由此初步设置隔震支座的规格。根据场地类别、设计地震分组、抗震设防目标、质量比和结构自振周期及阻尼比等就可以求解出隔震后结构的基本周期, 隔震结构的水平向减震系数, 减震后上部结构的水平地震作用大小和分布, 隔震支座多遇或罕遇地震下的水平剪力和位移等。能够解出这些数值, 就可以判断出隔震结构的建筑效果并进行其他部位的设计了。
2.2.1 隔震结构简化估算设计方法的假设条件
1) 隔震结构在地震中只作“整体平动”, 隔震结构体系近似为单质点, 地震反应只考虑基本振型的影响。
2) 上部结构近似为平动的刚体, 隔震层的刚度和阻尼为整个结构的刚度和阻尼。
3) 地震作用下隔震支座内产生的拉力为零。
2.2.2 层间隔震结构简化估算设计方法的步骤
采用分步设计方法进行隔震结构设计, 首先把整个隔震结构体系分成上部结构 (隔震层以上的结构) 、隔震层、隔震层以下结构和基础四部分, 分别进行设计。在进行初步设计时, 凭借经验或现有的建筑物选定并计算隔震房屋上部结构的各层重力荷载代表值Gi, 并估算基础固定时建筑结构自振周期T0, 布置和设计隔震支座。并在永久荷载+可变荷载组合作用下计算求得隔震支座在竖向平均压应力设计值, 初步设置隔震支座的规格, 并根据预期的水平向减震系数和罕遇地震下的位移控制要求, 选择适当的隔震支座组成隔震层。
3 结语
隔震技术经过几十年的发展逐渐被作为新技术得到工程界的认可, 在我国也得到了国家有关方面的肯定, 并编入了新修订的国家标准《建筑抗震设计规范》。由于隔震层上部的结构层间相对位移很小, 基本上是刚体运动, 隔震结构对上部结构的设计没有特别的限制。由于该技术是增大结构自振周期来降低结构地震反应的, 所以对于周期小、场地特征周期短的建筑物, 其隔震效果更佳, 本论文所讨论的层间隔震结构设计对于实际房屋工程构筑具有较好的指导与借鉴意义。
摘要：针对目前房屋结构抗震技术应用的局限性和不足, 本论文对层间隔震结构进行了分析探讨, 首先简单分析了层间隔震结构的基本原理及其特点, 在此基础上重点探讨了层间隔震结构的简化设计, 给出了层间隔震结构的设计计算, 据此进行了隔震结构简化设计步骤, 对于进一步优化层间隔震技术的应用具有一定借鉴意义。
关键词：房屋工程,层间隔震,结构设计
参考文献
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[2]周福霖, 张颖, 谭平.层间隔震体系的理论研究[J].土木工程学报, 2009.
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