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航天器桁架结构快速设计方法研究论文

时间：2023-08-06 08:19:57 论文收藏本文下载本文

航天器桁架结构快速设计方法研究论文（共15篇）由网友“是我小甜甜”投稿提供，以下是小编帮大家整理后的航天器桁架结构快速设计方法研究论文，仅供参考，希望能够帮助到大家。

航天器桁架结构快速设计方法研究论文

篇1：航天器桁架结构快速设计方法研究论文

引言

桁架具有净空间值高、受运载包络限制少等优点，多为高次超静定结构且刚度和整体性较好，因而越来越多地作为主承力结构应用到航天器结构中，且其结构形式呈现大型化、复杂化的发展趋势。

当前，随着航天事业的快速发展，航天器结构设计面临着‘‘设计约束多样、迭代更新频繁、周期控制困难”的局面。而在传统设计模式下，桁架设计不仅需经过概念设计、详细设计等多个阶段迭代，设计工作量大且周期冗长m。同时，由于参照关系和装配关系复杂多样，常出现桁架结构基础数据修改而导致模型再生失败的现象,大大影响了设计效率，无法满足“快速响应设计约束、迭代更新高效”的需求。因此，亟需采用新的技术方法来提升桁架结构设计效率，促进桁架结构的应用和发展。

本文针对传统桁架结构设计的弊端，基于自顶向下(Top-)own)模式和参照柔性相关思想，提出了航天器桁架结构快速设计方法。实际应用验证表明,航天器桁架结构快速设计方法逻辑关系明确，简便实用,能够实现结构元件自动创建和装配，快速响应外部约束并自适应更新，确保设计状态的迭代有效可控，能显著提升桁架结构设计效率，可推广应用于航天器桁架结构设计。

篇2：航天器桁架结构快速设计方法研究论文

相对而言,桁架构型复杂、部件繁多、连接关系多样，如何实现管控构型、自动创建部件、快速装配是桁架设计的关键，而基于Top-)own模式,运用参照柔性相关的装配方法和多级骨架模型能够有效解决这些问题，实现桁架结构的快速设计和更新。

1.1基于Top-Down模式的桁架结构设计

Top-)own模式要求先进行系统全局设计,使全局设计能够初步满足设计约束要求，而后才在全局设计的框架下进行详细设计，其本质上是设计数据从系统顶部传递到底端的过程。这种模式符合渐进设计过程和人员思维方式,且因自上而下的信息传递可以有效地适应外部需求变化而进行结构设计重构，极大地便利了设计状态的迭代和更新。

Pro/E软件提供了多种形式的数据传递方法实现Top-Down模式设计,骨架模型是其中较为常用的一种。骨架模型通常由基准面、基准线、基准坐标系和外形曲面组成，能够直观地表达空间包络约束和与设计有关的特征。通过骨架模型，一方面在设计初期就能够确定设计意图,定义初步的产品结构，另一方面可利用骨架模型传递信息的能力,将设计意图传递贯穿系统设计的全过程，便于自上而下的参数化设计变更[2。

对于航天器桁架结构而言，运用自顶向下设计模式，建立桁架系统自上而下的骨架模型,利用骨架模型作为信息传递载体,在概念设计阶段通过对总体布局、外部参照等进行抽象和空间几何构建，将产品的功能规划转化为产品设计需求,反映产品的空间布局、拓扑关系等&],进而使产品设计趋于清晰，便于设计模型的确立；其次，基于自顶向下的信息传递和继承，设计意图和约束能够充分贯穿整个系统，辅以骨架模型驱动的产品参数化设计和变更，既能够非常方便地通过对上层基本骨架的调整来实现对下层设计的调整和修改，又不会影响到整个产品的装配关系，降低了设计模型迭代更新失败的风险。

1.2参照柔性相关

虽然基于自顶向下模式采用骨架模型进行数据信息传递，能够便捷地传递和继承约束信息，加强系统控制能力，但在详细设计过程中，仍存在着一个不容回避的事实，即基于Top-Down模式的设计将在设计模型中引入复杂直接参照关系，一旦出现元件替换、增删等情况，原有参照关系中的某一参照源就可能丢失,进而使设计状态失控，引发一系列问题。

为了确保设计状态有效可控，需要在自顶向下的设计过程中对各个层级参照源和参照关系进行归并和统一，避免形成复杂参考关系，保证设计状态的`独立性和参照关系传递的准确性。

从Pro/E软件的设计思想上来看，参照是Pro/E全参数化建模的灵魂，其本质是特征或组件的定位标识，系统根据这些标识构件特征或定位组件。基于参照的本质，运用“参照柔性相关”的设计思想，在数据信息传递过程中，从骨架模型外部添加与骨架模型中参照源柔性相关的新参照源并进行传递。通过骨架模型和柔性参照两者的结合，不仅能够对设计模型的参照源进行归并和统一，简化内部参照关系，还能借助全面统一的基础参照，发挥骨架模型对设计状态的控制，确保设计状态的独立性,减少设计再生失败的现象。

篇3：航天器桁架结构快速设计方法研究论文

按照Top-Down模式,航天器桁架结构的设计过程分为结构全局设计、多级骨架模型创建、部件自动创建与装配设计3个环节。

2.1结构全局设计

航天器桁架结构的装配层级通常为“系统-舱段-部件”。基于Top-Down模式的结构全局设计主要针对系统和舱段进行,是确定桁架包络空间、构型的关键步骤。典型的结构全局设计流程如图1所示。

结构全局设计主要包括：

1)设计约束导入。全局设计的约束主要有外部参照、总体布局等，通常以基准坐标系、基准线、基准面和空间几何等形式反映到全局设计中。这些约束信息不仅表征结构构型的布局包络、设计空间等信息，还将作为系统顶级约束,在必要的时候向下级传递。

2)拓扑关系构造。在设计约束已知的前提下，通过对系统装配层级的分解和子级包络约束等，定义系统拓扑关系的构造，获取系统装配层级和子级包络以及基本元件的空间分布。

3)提取基础数据描述。根据系统的拓扑关系，提取桁架接头元件中心点，运用柔性参照相关的方法,基于基准坐标系对中心点进行一致性描述，使其获取柔性参照关系,形成结构空间构造的基础数据描述，为后续骨架模型和部件创建与装配等提供基础参照。

2.2多级骨架模型创建

结构全局设计获取了桁架结构拓扑关系和空间构造的基础数据描述，而据此进行的多级骨架模型创建则是将全局设计由模糊概念向清晰构型转化的关键步骤。

在通常情况下，结构元件作为系统的基本单元不需要布局骨架模型，骨架模型只需布局于系统和舱段级。因此，桁架结构多级骨架模型创建主要包含系统级骨架模型创建和舱段级骨架模型创建2个方面。

1)系统级：创建结构系统骨架模型，定义系统的纵、横向骨架模型。在系统级，主要围绕系统拓扑关系开展骨架模型创建。为保证系统级骨架对系统模型具有足够的控制能力，需在统一空间描述的基础上，依据自顶向下的思路和结构拓扑关系，对子级骨架包络进行分解和归并，形成清晰明确的子级骨架连接关系和界面。

2)舱段级：继承系统骨架模型，创建舱段级骨架模型。在舱段级，主要围绕子级拓扑关系开展骨架模型创建。基于全局设计阶段形成的基础数据描述和对系统级骨架模型充分的继承，利用基础数据描述和基准面、空间曲线等元素,创建舱段级结构骨架模型。在舱段级骨架创建过程中，依据中心点基础参照,运用柔性参照相关的方法，通过参数化的接头杆件偏离关系,标定杆件装配局部坐标系，确保自上而下的骨架模型信息传导的正确性和控制能力，为后续部件创建和装配设计提供了统一参照。典型的桁架结构多级骨架模型创建如图2所示。

2.3部件设计与装配设计

通过创建多级结构骨架模型，形成了具有足够控制能力的多级骨架模型，使桁架构型逐步清晰。基于此，只需利用骨架模型的信息，即可完成部件自动创建和装配设计，实现桁架结构的实体化充实。

2.3.1桁架杆件和桁架接头设计

由于舱段级骨架模型固化了桁架杆件的空间信息，因而需要充分利用舱段级骨架标定的空间位置信息，通过预置杆件模板，设计并创建骨架模型中特定曲线处的结构杆件。

在中心点基础数据描述的基础上，结合杆件与中心点之间的柔性参照关系以及骨架模型中定义的延伸方向，复制并向接头设计空间映射杆件几何截面信息,通过简单的实体特征操作，即可以全自适应的方式快速设计和创建桁架接头。

2.3.2装配设计

避免过于复杂冗长的参照装配关系，是实现桁架结构快速迭代更新的重要保证。为确保桁架结构元件参照装配关系紧凑，充分利用自上而下的骨架对结构元件的有效控制，借助于多级骨架模型和柔性参照关系,采用统一参照、坐标系装配的形式,使得元件在设计前已经具有配合关系。创建及装配都在装配关系中进行，元件之间拥有共同的基础参照和一致的骨架模型，可有效地避免设计再生失败。与此同时，由于骨架模型间接的表征结构元件之间的装配关系，因而在完成结构设计后，可以通过可变参数的调整，非常方便地引起结构元件的适应性调整，极大地便利了结构三维设计。

篇4：航天器桁架结构快速设计方法研究论文

为简化行文,本文以单一装配层级的桁架结构为例，阐述桁架快速设计方法的应用。

3.1桁架结构的全局设计

在桁架结构全局设计阶段,依次进行设计约束导入、拓扑关系构造、基础数据描述提取等步骤。

1)根据运载包络、布局需求等，抽象结构设计的外部约束,形成桁架结构统一的基础参照等；

2)在设计空间内进行结构拓扑关系构造,获取系统装配层级和桁架接头杆件的空间分布；

3)基于统一的基础参照，提取桁架接头中心点并进行一致性描述，使中心点获得局部参照基准。

结构全局设计最终形成的是桁架空间构造的基础数据描述，主要包括基础参照、中心点空间位置和一致性描述局部参照基准等，具体如图3所示。

3.2桁架结构多级骨架模型创建

根据全局设计获得的桁架结构基础数据描述，利用曲线将中心点首尾连接形成空间曲线，代表桁架杆件空间位置。逐一连接各中心点，直至生成结构骨架模型。结构骨架模型包含基准坐标系、基础参照、桁架基础数据描述和空间曲线等。典型的结构骨架模型如图4所示。

为了确保自上而下的骨架模型信息传导的正确性和控制能力，将中心点作为部件的柔性装配参照，创建结构杆件装配局部坐标系（如图5所示），设置该局部坐标系与接头中心点局部坐标系之间的偏离关系。

3.3接头杆件自适应创建与装配设计

在前述结构骨架模型的基础上，根据结构杆件装配局部坐标系标定的空间位置，选择杆件模板并创建骨架曲线处的结构杆件，复制并向接头设计空间映射杆件截面几何，形成接头各通几何截面,根据杆件装配局部坐标系与接头中心点局部坐标系之间的偏离关系，以全自适应的方式创建生成桁架接头。杆件、接头创建如图6所示。

借助于多层次骨架模型和柔性参照关系，采用缺省坐标系对齐装配等形式，使得部件之间拥有共同的参照基准和骨架模型，可以有效地避免结构设计再生失败，能保证骨架模型对桁架结构的有效控制。桁架结构设计完成后，仅调整骨架模型的可变参数，即可引起结构杆件和接头的适应性调整。典型桁架结构的创建与装配如图7所示。

4结束语

针对传统结构设计模式与当前航天器桁架结构快速设计需求的差距，本文基于Top-)own模式和参照柔性相关思想,提出了航天器桁架结构的快速设计方法。实际应用验证表明：基于Top-Down设计模式,采用多级骨架模型和参照柔性相关的桁架结构设计方法，具有逻辑关系明确，简便实用等特点，能够实现部件自动创建和装配，加快结构设计对外部约束的响应，能确保设计状态的自适应更新有效可控，显著提升航天器桁架结构设计效率，可推广应用于航天器桁架结构设计。

篇5：航天器交会飞行设计方法研究

航天器交会飞行设计方法研究

针对半自主飞行追踪星,阐述航天器交会总体设计方法.根据对接点的`地理位置范围、共面轨道倾角以及目标星轨道周期与追踪星入轨点地理位置,确定交会飞行时间和两星初始相位差范围.考虑最小轨道机动动力要求与飞行轨迹安全性等因素,并兼顾地面测控条件,设计追踪星远程导引段与相对导航段的轨道机动与飞行轨迹,特别是选择与比较不同的初始轨道、调相轨道与漂移轨道以及保持点停泊时间与最终逼近段飞行时间等交会飞行要素,调整飞行时间、相位差与对接点位置,确定最佳交会飞行方案,完成空间交会任务.

作者：朱仁璋汤溢李颐黎林彦 Zhu Renzhang Tang Yi Li Yili Lin Yan 作者单位：朱仁璋,林彦,Zhu Renzhang,Lin Yan(北京航空航天大学,北京,100083)

汤溢,李颐黎,Tang Yi,Li Yili(中国空间技术研究院,北京,100094)

刊名：中国空间科学技术 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE SPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 26(1) 分类号：V4 关键词：交会轨道航天器设计方案研究

篇6：歼击机进气道结构强度设计方法研究

歼击机进气道结构强度设计方法研究

重点介绍了基于几何非线性和总体-局部(GLOBAL-LOCAL)求解策略的`进气道结构强度仿真分析技术,以此技术建立先进的进气道结构强度设计方法.该方法精度高,工程实用性强.该方法对现代歼击机进气道结构设计能够大幅度提高进气道结构强度品质,降低设计成本,提高设计一次成功率.给出了应用实例.

作者：许泽许希武曾宁李秋龙 Xu Ze Xu Xiwu Zeng Ning Li Qiulong 作者单位：许泽,Xu Ze(南京航空航天大学,南京,210016;成都飞机设计研究所,成都,610041)

许希武,Xu Xiwu(南京航空航天大学,南京,210016)

曾宁,李秋龙,Zeng Ning,Li Qiulong(成都飞机设计研究所,成都,610041)

刊名：应用力学学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS 年，卷(期)：2006 23(1) 分类号：V228.7 关键词：飞行器结构力学进气道强度设计几何非线性仿真

篇7：航天器测试控制语言设计与实现方法研究

航天器测试控制语言设计与实现方法研究

提出以航天器测试系统监控管理软件为运行环境的结构化航天器测试控制语言的语句定义和采用专用编译器、解释器实现的.一种方法,可作为研制测试语言和在测试系统监控管理运行软件环境中增强测试序列管理和功能的设计参考.

作者：王宪文 WANG Xianwen 作者单位：北京空间飞行器总体设计部,北京,100094 刊名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING 年，卷(期)： 16(2) 分类号：V525 TP31 关键词：航天器测试控制语言研究

篇8：抗震设计方法研究的论文

抗震设计方法研究的论文

摘要：

文章阐述了抗震设计方法的转变，并介绍了两种不同设计方法的优缺点，对能量分析方法在抗震结构计算中的应用进行了分析。

关键词：

推覆分析方法；结构能量反应分析；地震动三要素；耗散能量

目前世界各国的抗震设计规范大多数都以保障生命安全为基本目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防水准，据此制定了各种设计规范和条例。依此设计思想设计的各种建筑物在地震中虽然基本保证了生命安全，却不能在大地震，甚至在中等大小的地震中有效的控制地震损失。特别是随着现代工业社会的发展，城市的数量和规模不断扩大，城市变成了人口高度密集、财富高度集中的地区，一般的地震和1995年的日本阪神地震，造成了巨．大的经济损失和人员伤亡。严重的震害引起工程界对现有抗震设计思想和方法上存在的不足进行深刻的反思，进一步探讨更完善的结构抗震设计思想和方法已成为迫切的需要。上个世纪九十年代，美国地震工程和结构工程专家经过深刻总结后，主张改进当前基于承载力的设计方法。加州大学伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震设计理论；日本建设省建筑研究院根据建筑物的性能要求，提出了一个有关抗震和结构要求的框架，内容包括建议方案，性能目标，检验性能水准等：我国学者已认识到这一思潮的影响，并在各自研究领域加以引用和研究，如王亚勇、钱镓茹、方鄂华、吕西林分别发表了有关剪力墙、框架构件的变形容许值的研究成果，程耿东采用可靠度的表达形式，将结构构件层次的可靠度应用水平过渡到考虑不同功能要求的结构体系，王光远把这一理论引入到结构优化设计领域，提出基于功能的抗震优化设计概念。

我国现行的结构抗震设计，主要是以承载力为基础的设计，即用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移；用组合的内力验算构件截面，使结构具有一定的承载力；位移限值主要是使用阶段的要求，也是为了保护非结构构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。结构的计算分析方法基本上可以分为弹性方法和弹塑性方法。当前在建筑结构抗震设计和研究中广泛地采用底部剪力法和振型分解反应谱法等。这些方法没有考虑结构屈服之后的内力重分布。实际上结构在强震作用下往往处于非线性工作状态，弹性分析理论和设计方法不能精确地反映强震作用下结构的工作特性，让结构在强震作用下处在弹性工作状态下工作将造成材料的巨大浪费，是不经济的。

随着人们认识的提高，结构的地震反应分析设计方法经过了两个文献的转变：(1)静力分析方法到动力分析方法的转变。2)从线性分析方法到非线性分析方法的转变。其中动力分析方法就经过了从振型分解反应谱法到时程分析法、从线性分析到非线性分析、从确定性分析到非确定性分析的三个大的转变。作为一种简化实用近似方法，目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到众多学者的重视。它属于弹塑性静力分析，是进行结构在侧向力单调加载下的弹塑性分析。具体做法是在结构分析模型上施加按某种方式(研究中常用的有倒三角形、抛物线和均匀分布等侧向力分布方式)模拟地震水平惯性力作用的侧向力并逐步单调加大，使结构从弹性阶段开始，经历开裂、屈服直至达到预定的破坏状态甚至倒塌。这样可了解结构的内力、变形特性和能量耗散及其相互关系，塑性铰出现的顺序和位置，薄弱环节及可能的破坏机制。这种方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了动力时程分析方法过程中，计算工作量大的问题，仅用于近似评估结构抵御地震的能力。但是，传统的推覆分析方法基本上只适用于第一振型影响为主的多层规则结构，对于高层建筑或不规则的建筑，高阶振型的影响不容忽视，并且对于非对称结构，还必须考虑正、反侧反推覆的不同所带来的影响。此外推覆分析方法无法得知结构在特定强度地震作用下的结构反应和破坏情况，这限制了它在抗震性能设计中的使用。地震动能量是刻画地震强弱的综合指标，它综合体现了地面最大加速度和地震持时两个反映地面运动特性的`重要因素。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在地震地面运动作用下的非线性性质及地震动三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响的方法。地震时，结构处于能量场中，地面与结构之间有连续的能量输入、转化与耗散。研究这种能量的输入与耗散，以估计结构的抗震能力，是结构抗震能量分析方法所关心的问题。结构在地震(反复交变荷载)作用下，每经过一个循环，加载时先是结构吸收或存储能量，卸载时释放能量，但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗散能量”(耗能)，亦即一个滞回环内所含的面积。能量等于力与变形的乘积。一个结构(构件)所耗散的地震能量多，不仅因为它承担了较大的地震作用，还因为它产生了较大的变形。从这个意义上来看，耗能构件是用它自身某种程度破坏所作的牺牲，来维持整个结构的安全。所以，每次大的地震作用之后，人们看到那些没有其它途径耗散所吸收的地震作用的能量的结构，只有通过结构自身的破坏来释放所有的多余能量。因此，结构的抗震设计应当注意保证结构刚度、强度和变形能力的协调与统一，如结构的延性设计就是在传统的单一强度概念条件下进行的弹性抗震设计的基础上，充分考虑结构和构件的塑性变形能力，在设防烈度下允许结构出现可能修复的损坏，当地震作用超过设防烈度时，利用结构的弹塑性变形来存储和消耗巨大的地震能量，保证结构裂而不倒。

能量法在近半个世纪的研究中发现较快，但由于地震本身的复杂性能量与结构反应之间的关系仍需我们进行进一步的探索。

篇9：工艺设计原则及方法研究论文

工艺设计原则及方法研究论文

1数控加工在进行工艺设计时应当遵循的原则

1．1一次定位原则

数控加工能效的充分发挥不仅与加工要求密切相关，工艺对其的影响也是相当重要的，这就需要根据实际情况，对工艺进行适应性设计，在这一环节应当确保各个流程化项目高度统一，坚持以一次定位原则为基准，实际上这也是对加工工序的严格控制。在生产流程统一的环境中，以此为原则就能促使零件在工艺流程简单的情况下尽可能多的参与到加工作业中，这样不仅加工作业更加具有集中化优势，缩减加工流程更能将误差值缩到最小范围内。尤其是在加工同轴孔隙的过程中，应当对误差进行重点考量，这是因为在定位环节每次的加工精度值都会发生一定改变，该种误差值的存在将会直接导致加工精度下降，因此，这就需要尽可能的一次定位，降低误差值。

1．2循序渐进的精细化加工原则

数控加工虽然具有较强的应用优势，但是为了进一步提升其加工精度，就需要在工艺设计时坚持以循序渐近的精细化加工工序为主体，之所以要在后续阶段进行精细化加工，是因为由最初的要求简单的零件入手进行加工，能够给予数控加工一个缓冲的能量储备阶段，这同时也能有效提高加工效率，而后再进行零件的精加工，就能实现对加工工艺量的最大化利用。在初步进行粗加工时，操作人员需要根据实际情况对动刀工作量进行削减，这样加工余量就能得到有效控制，工作能效必然呈现上升趋势。在将加工作业推进至后续精加工时，需要对粗加工可能导致的零件形状发生改变等问题进行合理对待，在将这一因素纳入到重点考量范畴后，以精加工为依托，就能实现对变形零件的再加工，使其达到应用标准。

1．3由近及远的原则

数控加工在进行工艺设计时，为了确保刀具应用能效能够达到最佳状态，就需要以由远及近的原则为主体设计思路，这是因为在进行加工过程中需要对走刀位置及路径进行设置，只有确保其距离最短，才能进一步提高加工效率，因此，在进行工艺设计时，对刀具移动线路及距离进行合理规划也就显得至关重要，当刀具在使用时能够以短距离运动为依托完成零件加工，其精度控制作用才能充分发挥。也就是说在数控加工过程中，需要选择距离刀具最近位置的零件，而后再逐步向远位置的零件推进，最后将加工作业的涉及范围延伸到最远距离。以此为基准进行走刀，能够实现对加工资源的合理节约，不仅能够提高加效率，加工精度也能得到充分保证。

1．4尽可能的减少刀具调用次数

在推进数控加工工艺设计工作时，为了进一步提高加工效率，就需要在结合实际情况的基础上，对换刀频率及时间进行有效控制，需要注意的是，不仅换刀期间要合理缩减，刀具工序更要进行统一规划，只有将同一刀具的加工工序集中在一起，才能提高加工精度，这就需要工作人员合理安排零件加工结构，在进行零件切割时，尽可能的将同一刀具所适用的切割范围进行一次成型作业，这样就能从根本上避免对刀具的反复调用，不仅能够达到节约安装时间的目的，更能减少工作量，提高加工效率。

2数控加工的工艺设计方法

2．1对走刀路线进行科学规划

在以往进行零件加工的.过程中，由于缺少对走刀路径的合理规划，使得加工效率始终难以提升，加工精度也会受到相应影响不断弱化，因此，数控加工的工艺设计方法应当将提高加工能效为切入点，将零件加工要求与工艺设计有机结合，因此，在选择方法时工作人员应当对走刀路线进行科学控制，确保走刀路径达到最优范畴，将其距离控制在短线状态中，这在一方面能够实现对资源的优化利用，减低资源损耗，促使生产效率稳步提升;另一方面，加工精度能够得到基本保证，零件生产质量也会相对提高。

2．2对加工流程进行统一安排

任何加工作业的高质量完成都需要完善的生产流程为其提供积极有效的助推力，零件制造业是如此，它需要将各个工序有效衔接，因此，对数控加工进行工艺设计时，应当将各个工序纳入到重点考量范畴中，并对其进行科学合理的细化规划，这就需要做到:首先，对工序安排是否合理需要有规范的制度对其进行约束，将装夹频率控制在最小范围内，提高生产能效;其次，对操作人员的聘用门槛要不断提升，特别是要让工作人员熟练掌握数控加工的编程工作，从而使数控加工工作的效果达到最理想的状态。

2．3明确加工方法，确定切削用量

进行数控加工切削之前，工作人员一定要制定出完善的切削计划，将切削过程中各个方面，如切削位置、切削入量、最短路线等都要明确下来，同时还要确定数控加工的方法以及切削用量。在实际的数控加工过程中，无论是粗加工，还是半加工，抑或是精加工，切削用量的选择，不能根据主观臆断决定，必须参照数控加工的规章制度进行。

总而言之，与传统的数控加工相比，现代化的数控加工技术已经得到了非常明显的优化，数控加工的工艺设计也得到了越来越多的关注，因此数控加工的工艺设计也必须与时俱进，注重加工工序的效率和质量，严格按照工艺设计原则及方法逐步推进数控加工作业。

参考文献:

［1］刘华．数控加工工艺标准化的研究［D］．广州:广州大学，．

［2］韩娟．基于加工基元的轴类零件数控加工方法库研究［D］．北京:中国科学院大学，2013．

篇10：一种、高效的结构优化设计方法研究

一种实用、高效的结构优化设计方法研究

采用泰勒(Taylor)公式将原数学规划问题中的目标函数归并成对数形式下的`二次函数,并采用丢芬(Duffin)公式将原数学规划问题中的约束函数归并成单项式,再取对数,使其转化成线性函数,形成二次规划问题.然后用广义乘子法来求解二次规划问题.最后用一实例对该方法进行验证.

作者：张玉珠张亚 Zhang Yuzhu Zhang Ya 作者单位：北京航空航天大学,宇航学院刊名：北京航空航天大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS 年，卷(期)： 25(6) 分类号：V214.19 关键词：结构优化数学规划二次规化

篇11：建筑工程基坑及地下结构施工方法研究论文

建筑工程基坑及地下结构施工方法研究论文

建筑工程的整个项目中，基坑土方工程与地下支护及永久性结构是关键的分部工程，也是事故与质量问题多发的关键节点。经过多年的发展，如今国内建筑工程基坑挖掘与地下结构施工已经形成多种成熟的方法，这些方法都有各自的特点。我国幅员辽阔，各地地质与土层条件多有不同，当前国内建筑施工企业已经从过去的划片而治逐渐走向全面的市场竞争，而根据不同的场地条件选择不同的基坑与地下结构施工方法，也成为各建筑施工企业必须精通的竞争条件。

一、基坑开挖方法及其适用

1.明挖法

明挖法即明挖基坑，基坑顶部敞开露天，工程机械与土方运输设备受空间限制小。明挖基坑可以基坑四周与中部挖掘顺序的不同分为墩式挖土、盆式挖土以及混合式挖土。墩式挖土也称中心岛式挖土，挖掘顺序是先进行四周的挖掘，在基坑中心逐渐形成岛状土墩，在土墩上搭设栈桥式输土设备。基坑四周的侧壁直接挖至标高深度，侧壁放坡坡度或竖直支护一次性施工到预定状态，挖掘后期，土方都通过中心岛的栈桥输送到坑外。为了防止中心土墩崩塌，其高度有限制，使栈桥存在一定角度，因此墩式挖土一般适用于大型且深度小于10m的基坑。盆式挖土则相反，先将基坑中部挖至标高深度，在四周形成盆状的斜坡以供运土车辆出入。待场地中部都达到标高，再将四周的斜坡挖除，这时就要利用基坑外面的吊运设备将四周侧壁挖掘的土方运出。盆式挖土的适用性很广，不过一般中心已挖至基底部分要及时进行处理，同时由于盆式场地易于积水，必须做好排水措施。混合式挖土则是墩式与盆式挖土混合的挖土方式。一般是基坑大部分区域采用墩式挖土，将侧壁斜坡挖除并搭设支护，而在某一小角度范围内，留着中心岛土墩与基坑外场地的通道。土方集中到中心岛并通过通道运出，最后将中心岛挖除，而通道方向的侧壁斜坡最后挖去，无需搭设中心岛栈桥，而吊运设备也仅需在通道方向的外侧安装，因此应用也较为广泛。

2.盖挖法

所谓盖挖法是在地面封闭的顶盖下方进行基坑的挖掘作业。盖挖法是在地下结构逆作法的施工方案下进行的，其顶盖上留下小型工程机械与挖掘土方的出入口，地下结构与地面主体结构可以同时施工。不过从地下挡土结构的修筑方式来分，盖挖法也还可以分为盖挖逆作与盖挖顺作。盖挖逆作，指的是在盖挖施工自上向下进行挖掘时，还未挖掘到标高，就逐层向下修建挡土结构；盖挖顺作，则是在未挖掘至标高时，四周只修建临时性挡土结构，待挖至标高进行基础的施工与底板封底之后，再自下而上进行外墙的浇筑。

二、地下结构的施工方法

1.基础的种类与施工方法

（1）桩基桩基是最为常见的建筑基础，如今桩基一般分为混凝土桩与搅拌桩。混凝土桩即采用钢筋混凝土修筑的桩基，其还细分为预制桩与现浇桩。预制桩是在工厂或者桩基坑外部的开

阔场地上用模具浇筑并养护而成。预制桩施工时，先对基底土层进行平整、夯实，然后挖掘埋桩坑。埋桩坑有人工挖掘与机器挖掘等方法，如今多采用机器挖掘，所挖的桩坑要保证垂直度小于0.5%，并将桩坑底部的石子、碎渣等清理干净，用起重设备将预制桩埋入。现浇桩同样挖掘桩坑，但是直接将钢筋网笼降入坑中，将混凝土浇入、振捣，待其凝固则成。显然，现浇桩省去整桩运输成本，要更为廉价，浇筑后也不易出现整桩沉降偏斜，但是也可能由于混凝土凝固收缩产生过大应力而撕裂基底场地。搅拌桩即粉喷桩，分为干喷桩与湿喷桩，其中湿喷桩应用最多。其采用打孔深度5m以上的桩机在基底上钻孔，孔内深层原质土不全部挖出，而将水泥砂浆加压灌入孔中，与孔内土进行搅拌混合，最终凝固而成搅拌桩。搅拌桩施工简单，但是其关键在于所灌入用于搅拌的水泥砂浆的配比。搅拌桩的成桩深度如今越来越大，很多都已经超过15m，因此对于地下水位要细致勘测。（2）地下连续墙的施工地下连续墙是广泛使用的挡土与基础综合地下结构。地下连续墙在基坑挖掘时通常可以作为挡土结构使用，其挖掘采用专门的挖槽机械，在基底挖出连续的窄槽，将钢筋网箱沉降其中，然后进行浇筑。其适用范围很广，从6层以下的低层房屋浅基础到高层深基坑都广泛采用。在深基坑施工中，多采用抓斗式或回转式成槽机，开挖出来的窄深槽侧壁要用泥浆护壁，防止崩落。由于在后期要作为地下室外墙的主墙使用，一般采用防渗混凝土，其防渗关键节点在于各墙的结合点。地下连续墙根据其稳定类型，分为自立式、锚固式、支撑式和角撑式。自立式多为深厚比较小的地下连续墙，其沉降后依然能够依靠重力自稳定；锚固式为在外侧土层侧壁上钻孔拉锚，借其稳定地下连续墙；支撑式类似板墙支护，采用型钢在基坑内部对地下连续墙进行支撑；角撑式主要在场地较小的基坑使用，依靠垂直的地下连续墙交角处的浇筑混凝土构件支撑稳定。

2.基坑支护的种类及施工方法常见的基坑支护种类有很多，其中地下连续墙已经在上文的基础施工中详细描述了，下面主要介绍排桩式、板墙式支护。（1）排桩式支护。排桩式支护，顾名思义，是采用密集的竖直排列的混凝土桩进行侧壁挡土的支护结构。其源自古老的木排桩挡土墙，稳定方式主要依靠外拉锚排桩、与排桩之间的横向连接构件。排桩的外拉锚可以采用侧壁拉锚或者坑外拉锚，排桩之间一般在顶部要浇筑横向的一体式的框架状冠梁，而中部也要浇筑横向的腰梁，这样就能依靠整体抵抗侧壁土压。（2）板墙支护。板墙支护分为混凝土板墙与钢板墙，混凝土板墙为预制混凝土板，钢板墙由于抗剪力性能好，应用越来越多。板墙分块之间以错牙进行连接，并以砂浆或其他材料进行连接密封。板墙内侧要在基底修建型钢支撑，一般采用H型钢、矩形钢管或者圆钢管，横向的钢支撑下必有竖直支撑，竖直支撑与横向支撑之间可以采用高强度螺栓或者焊接连接。

三、新兴的地下结构施工方法

1.逆作法

逆作法被发明应用也已经有很多年了，比较著名的是日本读卖新闻大楼的地下6层结构采用逆作法施工，工期缩短了6个月时间。逆作法之所以能够缩短将近1/3的.施工时间，就是因为其地下结构施工与地面主体施工时同时进行的。先将标高0.00层底板封闭，留下几米直径的出入口，地下开挖以灯光照明，并辅以排风系统。过去，逆作法多数只能采用人工或者小型机械挖掘，驾驶型的较大机械都难以进入。随着工程机械技术的发展，如今，尺寸较小但是功能又较为强大的驾驶式小型挖掘机械已经能够通过封盖的几米的孔洞进入地下作业。逆作法如今也被灵活应用，发展出了全逆作、半逆作和局部逆作。根据不同的施工条件与地下结构设计，能够充分适应多种情况的施工，具有良好的发展前景。

2.永久性支护用作地下结构

过去，支护结构多为临时性结构，在地下结构施工后，尤其是外墙施工后，多数被土方回填掩埋，没有额外的作用。如今，从地下连续墙到密排桩都出现了按照永久性结构标准进行修建，然后直接用作于地下室外墙的永久性支护设计。过去，排桩支护在防渗等要求上往往要求较低，不考虑30年甚至更长时间的使用问题，因此多数要在这些支护内部额外修筑地下室外墙。若作为永久性结构使用，过去关键的问题在于，在基坑横向刚度不足的情况下的基坑施工过程中，这些支护结构就会产生较大的位移，而无法满足作为永久性结构使用的要求。但是，逆作法出现之后，事先封闭的00层楼板及向下逐层施工的楼板或支撑结构就给支护提供了足够的刚度，使其按照永久性结构的标准建造并使用成为了可能。

四、结语

如今，新材料、新方法在建筑工程建设中应用得越来越成熟，国内各大施工单位在长期的项目建设中，引进吸收了西方先进的建筑工程技术的同时，自身也在不断创新。随着近十余年来，国内基础建设与城市建设的飞速发展，国内建设行业积累了许多拥有老道经验与精深技术的工程人员。但是，一二线城市的房地产开发与市政建设逐渐成熟并饱和，三线以下城市依然散布着许多从小施工队发展起来的中小施工企业，这些工程人员缺乏系统专业的理论学习与大工程的经验，在三线城市的项目竞争中处于劣势。不仅国内小企业面临大企业的竞争压迫，随着国内市场与国际市场的双向开放，国内企业走出去的同时，国外企业也想要走进来竞争，愈加白热化的竞争局面下，不断提高自身工程技术水平，研究新方法、应用新技术、降本增质，是唯一的道路。

篇12：固体运载火箭上升段弹道快速设计方法研究

固体运载火箭上升段弹道快速设计方法研究

针对机动发射固体运载火箭开展上升段弹道快速设计方法研究.设计了固体运载火箭上升段飞行程序,应用修正牛顿迭代法求解上升段弹道控制参数,推导了迭代算法公式.针对牛顿迭代法收敛精度和速度受初值影响的问题,基于数据插值和拟合方法,研究了迭代初值生成技术.仿真结果表明,设计的求解算法可以实现固体运载火箭上升段弹道快速生成,收敛精度满足设计要求.

作者：杨希祥江振宇张为华 YANG Xi-xiang JIANG Zhen-yu ZHANG Wei-hua 作者单位：国防科技大学航天与材料工程学院,长沙,410073 刊名：宇航学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ASTRONAUTICS 年，卷(期)： 31(4) 分类号：V412.1 关键词：运载火箭上升段弹道快速设计牛顿迭代法

篇13：生物结构仿生鞋类设计理念研究论文

摘要:从外观和功能2方面入手，结合设计学、仿生学、生物学及运动工程学等知识，在对具体实例的分析中，系统地总结了生物结构应用在仿生鞋类设计上的设计理念，即多元化设计与形式美法则的结合，以及专业化设计与人机工程学的结合，并从动态性、生命性、平衡性和环保性等角度出发，对其在鞋类设计上的应用前景进行了展望。通过探索生物结构的奇巧精致，由表及里，为鞋类设计找到一种新方法和新原理，并以生物学理念为指导，使鞋类设计与自然达到高度的和谐统一。

关键词:仿生设计;生物结构;鞋类设计;外观;功能

随着鞋类设计的发展和设计理念的进步，越来越多的设计师不仅仅满足于外观仿生，而是把眼光转向生物内部，寻求更深更内在层次的发展，通过探索生物细胞、组织、器官等的形态、色彩、肌理、结构和功能，把它们应用于鞋类设计当中，为鞋子的观感和功能逻辑创造了新的可能。生物结构是自然选择与进化的重要内容，是决定生命形式与种类的因素，具有鲜明的生命特征和意义［1］。仿生设计可分为:仿生艺术造型设计和仿生工程设计［2］。仿生艺术造型设计以表现鞋子的造型美为目的，仿生工程设计的主要目的则是开发鞋子的功能。从造型设计角度看，生物结构仿生鞋类设计的理念应为多元化设计与形式美法则的结合;从功能角度讲，则应是专业化设计与人机工程学的结合。

1多元化设计与形式美法则的结合

生物物种、遗传、生物系统有一个很重要的特性，那就是多样性。从鞋类设计来讲，不管是从设计取材、设计手法还是实现工艺等角度来看，都是朝着丰富多元的方向发展。

1.1设计取材多元化

生物结构鞋类仿生设计取材可来自于任何一种生物的任何一种结构，设计角度也不仅仅是这些结构的外形，也可以是各种功能机制。植物体的组织与功能、能量与物质转化、遗传、复制、发育、调控、修复、代偿、环境适应机制等，都是鞋类设计和技术创新取之不竭的知识宝库。鞋类设计的取材可以来源于植物的肌理结构、疏水防粘结构、动力结构等，如叶脉交叉网状的支撑组织肌理，可用于鞋后跟的支撑结构，竹叶的疏水性防粘性肌理，可以用作防水、防粘功能鞋的表面肌理或涂层等。植物可以感知外界环境发生感应运动，周期性运动如花的开闭运动、叶的气孔运动等，通过研究这些运动的机理，也许可以制造出可以随外界气流和温度变化而开合的鞋面或大底材料，使得鞋子有一种感应活动的智能性，透气性和散热性可以得到很好的提升。

1.2设计手法多元化

多样的设计手法，比如概括法、夸张法等，可以使生物结构鞋类仿生设计展现出十分丰富多变的设计效果，对仿生原型进行升华和艺术性加工，结合鞋的构造特点，将会设计出很多极富创新性又符合鞋子结构特点的鞋款。生物机体的完整性以及机体各部分之间相互联系的统一性，是构成美的形态特征之一［3］。因此，在设计过程中，也应遵循这种“完整性”和“统一性”。不能为了仿生去刻意拼凑和嫁接，在帮部件和跟底部件的设计中，尽量将仿生特征巧妙的融合起来，呈现出具有完整性和统一性的作品。

1.3实现方式多元化

从外观上来讲，如何实现仿生鞋类设计的某种形态、肌理或结构?一方面可以利用传统工艺，例如，赫氏圆石藻是一种包覆着独特碳酸钙盘状外壳的单细胞海洋浮游植物，它们的外壳像是镶着花边的棋子，精致美丽，可以用编织手法来实现这种圆环周围镶边的形态。

1.4仿生设计与形式美法则

在设计灵感的捕捉多元化的同时，设计师应在材质肌理、帮部件造型、大底造型及配色方面，尽可能合理运用变化与统一、对称与均衡、对比与调和、节奏与韵律等形式美构成法则，以使仿生鞋达到形式与内容的高度统一。例如在确定某种仿生花纹在鞋面或大底上的比例时，应考虑使用黄金比例，给人美的感受;再比如在模仿有机形态时，应注重主次轻重、韵律起伏等。

2专业化设计与人机工程学的结合

生物界在进化的自然选择中，整体功能渐趋完美，自然界生物高效低耗，其机体完整的保障系统使自身的结构和功能变得科学、合理、经济、高效，是人类设计创新的原型［4］。把生物结构的工程学原理及功能逻辑运用在鞋类设计中，可以设计出更加符合人体需求的产品。同时，鞋子的功用越来越专业化、功能化，根据穿着环境、场合的需要，鞋应具备某种特定的功能，而实现这种功能的最大效能，正是鞋类仿生设计的目标之一。

2.1符合特定功能的专业化仿生设计

专业化功能设计主要体现在运动鞋和功能鞋上，随着现代竞技体育、户外体育等的细分，不同的项目和场合分别需要配备相应功能的鞋子。例如，登山鞋的大底需要有超耐磨性能及卓越的抓地防滑性，这点可以借鉴山地上擅长爬山的动物，比如山羊。山羊有着惊人的攀爬能力，在险峻的山峰上比猴子还灵活。山羊能攀岩的原因主要有以下3点:(1)山羊的脚趾非常奇特，趾与趾之间的缝隙宽度超过其他任何分蹄动物，适合插进岩壁缝隙;(2)山羊蹄子上长有一层坚固的.外壁，可以抓住陡峭山石;(3)山羊蹄内部结构柔软而富有弹性，在身体前倾时可充当一个“缓冲制动器”。受此启发，可以模仿山羊蹄，在登山鞋的外缘增加一圈坚固的凸起，以抓住山石，并在大底上增加柔软的内垫，产生足够弹性，使身体前倾时不会滑倒，甚至可以模仿山羊的分蹄结构，将鞋头分开，使攀爬时脚可以插进岩壁缝隙。

2.2仿生鞋类设计和人机工程学的结合

现代化鞋类设计更加注重与人机工程学的结合，仿生鞋类设计也不例外。楦型和帮面设计多注重舒适性、抱脚性、防扭伤性等，大底的设计上则更多的关注稳定性、防滑性、耐磨性及为穿着者提供运动助能的效用［5］。彪马品牌推出的MobiumElite跑鞋引入了一整套“动态适足科技”，其中最让人眼前一亮的设计就是MobiumBand弹力绳，它模仿人脚肌腱的工作原理，当鞋底受到压力时，大底就会在弹力带的压力下，先扩张再收缩，先扩张产生更好的缓冲效果，紧随其后的收缩就产生反馈的动力，给穿着者下一步的助力。因此，仿生设计与人机工程学的紧密结合，可以使专业化鞋设计的功能性实现质的飞跃，上升到一个全新的位置。

篇14：生物结构仿生鞋类设计理念研究论文

3.1动态性和变化性

3.1.1动态性

基于生物的设计，离不开其力学美和动态美，每种生物最精巧玄妙之处，在于其能动机理、力与动态的完美结合。鞋子，也不应仅仅只是具有某种功效的“盒子”，更是一个生命的有机体，其本身也可以具备可动性。例如，基于鸟类原型的仿生童鞋，可以在其帮面上设计翅膀和某种牵引装置，使得儿童在行走时，羽翅可以跟随脚的运动而摆动，增加趣味性和互动性。另外在特殊的场合，如秀场、舞台等，可以让模特或者舞者穿上类似的鞋，以增加舞台效果、话题性和情趣性。

3.1.2变化性此外，还可以从生命的变化过程进行仿生。

基于这种变化过程的启发，可以使鞋子在不同的时间段内产生某种变化，包括颜色、面料、用途等方面的变化。例如，受蛇蜕皮的启发，可以设计出一系列可以逐层剥弃的鞋子，这种鞋的面料由多层天然纤维织物构成，彼此之间用可溶于水的高分子聚合胶粘连，喷上水之后，鞋的最外层便能轻松剥离，而被剥离出来的局部，可以作为新的配件继续使用，更深层次的体现了仿生理念。

3.2生命性和融合性

3.2.1生命性

仿生设计的最高境界就是使产品具备生物活性，即具备生化基础，使产品自身拥有应激能力、新陈代谢能力等。在未来10a，生物与科技的融合将会是最前沿的领域之一，在鞋业界也是如此。设计者ShameesAden和MartinHanczyc已发明出一种由3D印刷技术和有机组织生成的运动鞋原型，它可以根据脚部压力进行膨胀和收缩，是一个具有适应与再生能力的组织，因此穿起来就像一只脚一样。但是，这种原型目前也只能保存在保护液中。也许在未来，技术的发展可以使这种组织走出实验室，真正走进生活，那么鞋子这种产品就不仅仅是工业产物，而真正成为了人类身体的一部分。这里所说的“生命性”，不仅是指真正意义上的生命，还可以是看似具有生命一般的“智能性”。如可以模拟某种鳞片结构，在鞋内设置气温、湿度感应装置，使得温、湿度高至某临界点时，鳞片就像具备生命一般自动张开，排出气流和水汽，温、湿度下降到一定程度时，鳞片又会自动闭合，实现保温作用。

3.2.2融合性

鞋一旦具有了生物活性，便能更好的和脚融为一体，适应脚的形态和运动，真正意义上达到了“裸足”的效果。人脚的组成除了骨骼就是肌肉，试想，能否用一种类似于肌肉的材料去制鞋，使得鞋成为腿部脚部具有生命机能的一部分?这种人工肌肉由碳纤维束制成，质量超级轻，牢固程度堪比钢铁，用它来制作鞋子，可以使鞋成为脚部肌肉的一部分，具有真正的动力特性和生命机能。这里的“融合性”还体现在:鞋的各个部分，鞋面、鞋跟、鞋底的界限会越来越模糊，有机的融为一体，生物恰好为人们提供了很多综合交织的范例，使得鞋的各个结构和功能成为一个综合的整体。

3.3平衡性和高效性

3.3.1平衡性

不管是树枝的平衡性生长，还是恒温动物保持恒温的机理，或是生态系统的动态平衡等，处处都体现着生物结构和生物系统的平衡性。鞋的稳定性和缓冲性是一对互相矛盾的性能，好的鞋子和气垫应该兼备吸震效果和能量回归效果，而生物在漫长进化史中所具备的功能，使得它们的功能结构具有很好的平衡性。因此，可以参考善奔跑的林地动物，例如猫科动物的足底和腿部性能，是什么样的结构和机制使得它们同时具备良好的缓冲性和稳定性，搞清楚这点，或许就得到了平衡这两者的好办法。鞋面材料如果过于柔软，往往不具备很好的保护性能，如果过硬，则易磨脚、易疲劳。如何平衡保护性能和柔软度这两者的关系，可以借鉴鳞甲类动物表皮的机理，其鳞片结构往往既具有很好的灵活性，又具有很好的防冲击性能。可以用硬度较佳的材料，以鳞片形式排布于鞋面，这样就使得鞋子兼备很好的保护性和柔韧性。因此，要平衡鞋的各个生物力学性能之间的关系，可以多从仿生设计入手，从生物身上取经，将会获得很大的启发和裨益。

3.3.2高效性

在“物竞天择，适者生存”的自然法则中，生物体结构往往符合“以最少材料”构成“最大合理空间”的要求，为人们提供了“优良设计”的典范。因此在仿生设计的时候，要去寻找和探索其最高效的结构。黄金分割比例众所周知，其实还有一个被称为黄金角的数值137.5°，植物的茎叶和果实几乎都是按照137.5°的模式排列的，这样植物的茎叶和果实就可以占有最大的空间，最有利于植物的生长。这便是生物结构的“高效性”。因此，在设计鞋的大底花纹或者防滑系统的时候，不妨试试137.5°这个黄金角，或许在某种花纹的黄金角度下，鞋的防滑性和抓地力是最好的。“高效”是人类应该从生物身上所学到的理念，寻求高效的仿生功能，对于提高鞋功能研发效率和推动鞋业发展，有着很好的作用。

3.4环保性和可持续性

仿生设计最终极的追求是认清生命本质，在向自然的学习与追问中，寻找解决客观问题的最高效低耗的方法。以染料为例，现今鞋用染料绝大多数是用化学染料和助剂染色，它们直接或间接地对环境造成污染，那么能否运用一种其本身结构就能通过物理作用显现色彩的结构生色纤维?可以借鉴南美洲蓝闪蝶翅膀鳞片的多层立体栅栏式结构，通过反射、折射、绕射等作用，显现美丽的色彩(见图8)。所以，在仿生鞋类设计原材料的选取上，应多从生物体结构入手，来研发新型环保材料，多选用天然的、可再生、可降解的材料，同时应加大仿生技术创新，优化产业结构，发展循环经济，实现绿色环保可持续发展。

4结束语

在生物结构仿生服装设计已经相当普遍和成熟的时候，鞋尤其是非运动功能鞋的仿生设计，并未深入到一定层次。基于生物结构的仿生鞋类设计，正是由表及里、由浅入深，从生物学出发，探索生物内在结构的奇巧以及生命本质的奥秘，从形态、结构、功能等方面展开设计，为鞋类设计提供一种新原理、新方法和新途径，丰富了鞋的潮流风范和文化内涵，并通过探索脚－鞋－环境三者间的平衡，从最深层次的生命与自然的和谐关系中，找到仿生设计的本质追求，以自生、再生、竞生和共生为理念，在为人类带来功能完备、结构精巧、用材合理、外观美妙的鞋子的同时，使鞋类设计生产与自然达到高度的和谐统一。

作者:杜昭姚云鹤单位:四川大学皮革化学与工程教育部重点实验室四川大学制革清洁技术国家工程实验室

参考文献:

［1］严丹.设计思考―――产品设计创新能力开发［M］.北京:中国建筑工业出版社，.

［2］崔荣荣，唐虹，卢阳.服饰设计与仿生学［J］.南通工学院学报(社会科学版)，(1):60－62.

［3］徐恒醇.设计美学［M］.北京:清华大学出版社，.

［4］李昕，潜铁宇.和谐与共生―――产品仿生设计的生物学原理［C］.国际工业设计研讨会暨第12届全国工业设计学术年会，南昌，2007.

［5］韩建林.浅析现代竞技运动鞋创新设计理念［J］.中国皮革，，41(6):166－167.

篇15：灌溉管网优化设计方法研究论文

摘要:分别阐述了管网布置和管径优化问题的研究进展，分析了求解优化模型的各种算法，通过比较，认为遗传算法在优化应用中，能取得良好效果，预估遗传算法在管网与管径同步优化方面能得到应用。

关键词:灌溉管网优化;遗传算法;同步优化

随着社会经济的高速发展，水资源的需求量在不断增加。我国总用水量的60%以上用于农业灌溉。相比发达国家，我国灌溉水利用率较低，农业节水潜力巨大。农田灌溉主要通过管道和渠道输水，相比渠道，管道输水有以下优势，首先，管道输水避免了远距离输水过程中的蒸发和渗漏损失，提高了水利用效率，而且不会因为渗水导致土壤盐碱化而无法种植作物。其次，除了地面简单的给水设施外，大部分管道都铺设在地面以下，输水占地少，使得土地的利用效率明显提高，并且管灌对地形的要求低，可逆坡灌溉。第三，灌溉管道水流运动一般依靠外力作用，使用灵活，便于自动化管理，大大减少了灌溉管理人员的工作量，有利于田间管理。因此，管道灌溉是节水灌溉的趋势。在管道供水系统中，工程总造价的50%-80%用于管网，而且不同管网水力特性不同，能耗和运行管理费用不同，因此从满足水量和水压要求的各种可行方案中，寻求系统造价最低或年费用最小的设计方案，对节约投资有非常重要的意义。管网系统的优化研究主要是通过构造抽象或简化的设计模型，利用优化理论和技术合理选择有关参数。

★ 快速强化冻结法施工动态设计方法初探论文

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