航天总体设计的智慧研发模式

新一代航天复杂装备的发展,亟须改变传统研制模式,提升总体设计水平,缩短研制周期,降低试验成本。同时,我国航天装备研制过程积累的大数据资源没有形成有效的知识积累与重用手段,并且多专业强耦合的总体设计研制流程信息化程度低,导致专业内部和专业之间协同不高效,难以驱动装备总体方案设计实现敏捷、高效、最优。因此,如何建设智慧研发体系成为当前航天总体设计面向数字化、智能化融合发展的主要焦点问题。本文介绍了航天装备总体设计的智慧研发模式,分析了难点与需求,提出了实施途径、模型体系、研制流程和支撑平台架构,以研制流程高效可控、数据智能学习、知识驱动设计、系统耦合验证为构建思路,用于指导建设新一代航天装备总体设计的智能化、协同化研发环境,支撑产品自主研发能力和产品研发活动规范高效地开展,指导设计持续改进,推动航天装备数字化研制。

云桂铁路总体设计及技术创新

云桂铁路为中国“八纵八横”高速铁路主通道之一“广昆通道”的组成部分,路网地位突出。根据该项目的功能定位及项目特点,结合地形地质条件、城市规划、环境敏感点、工程安全以及投资合理性等方面,分析确定合理的枢纽引入、线路走向以及重点桥梁、隧道工程方案。项目设计过程中以“系统最优、风险可控”为核心思想,开展了科技攻关和工程实践工作,取得了系列技术创新成果,具有针对性、实用性和理论性,对复杂艰险山区高速铁路建设具有重要指导意义。

山地齿轨交通系统试验线总体设计

齿轨交通是一种在传统轮轨系统走行结构中增加齿轮-齿轨传动系统的创新轨道交通系统。该系统可解决大坡度线路适应性问题,提高山区、丘陵等复杂地形地貌环境轨道交通选线的灵活性,充分满足山地旅游轨道交通需求,应用前景广泛。为满足齿轨交通系统商业应用前的车辆性能及关键工程技术验证,建设一条山地齿轨交通系统试验线,最大坡度达120‰。通过详细介绍该试验线的建设情况、试验列车概况、试验需求分析、总平面设计,以及轨道、路基、工艺、供变电、附属试验设施等主要工程内容,可为类似项目提供参考。

广州城市快捷路二期过江通道总体设计

广州城市快捷路二期是广州中心城区内外环之间的辅助环形连续交通道路,同时也是白鹅潭地区“三环七射”道路骨架系统的三环之一,过江通道两岸具有接线路网复杂、沿线城中村及建设地块密集等特点,总体设计难度大。详述了过江通道建设的意义,综合考虑总体规划、城中村改造计划、征地拆迁、环境效应和江中通航要求等因素,先进行线位比选,然后进行过江桥隧方案比选,最后通过隧道工法比选,对过江通道总体设计做了细致的分析比对,最终选取了过江沉管隧道作为实施方案。该项目对缓解城市交通压力和加速项目沿线经济快速发展具有重要意义,同时也为沉管隧道建设进一步积累经验。

毕节倒天河斜塔斜拉桥的总体设计

毕节倒天河大桥为90 m+130 m不对称斜塔斜拉桥,桥塔采用倾斜式钢筋混凝土A形塔,截面形式为双变截面矩形断面,桥塔基础采用钻孔灌注桩;主梁采用双肋π形预应力混凝土梁板结构;斜拉索呈扇形布置,采用塑包平行钢丝束,外层护套表面设置螺旋线以抑制风雨振。文中介绍毕节倒天河大桥的跨径布置及主梁、桥塔、斜拉索设计,采用有限元软件对主桥进行整体与局部结构静力和动力计算,结果表明在施工阶段及运营阶段,桥梁的承载能力、抗裂性能、刚度、抗震性能均满足设计和规范要求,具有良好的静力、动力性能。

绿色动力公务艇总体设计研究

为大力推进内河公务艇使用新能源、清洁能源作为绿色动力源,研发设计了国内首艘大型内河绿色动力公务艇。首先,阐述了新的绿色动力公务艇总体设计研究的必要性和绿色动力技术在内河公务艇上的应用前景,并以45 m绿色动力港航应急指挥艇为研究对象,确立了该艇的设计研究脉络。其次,在权衡经济性、功能性、主尺度、总体布置的基础上,选用合适的新能源、新材料,并确定合适的航速和续航力。最后,重点研究了混合电力推进系统的空间布置和原理。实船试航结果表明:该艇采用混合电力推进系统的设计是合理的;在混动模式或纯电模式下的最大航速和续航力均超过设计指标;在电池电力驱动模式下,会议室、指挥室、驾驶室等主要功能舱室噪声指标控制为50~52 dB。

常益长铁路桥梁总体设计

常益长铁路为国内八纵八横干线铁路之一,设计时速350km/h,无砟轨道,全线设常德站、汉寿站、益阳南站、宁乡西站、长沙西站5座车站。常益长铁路多次跨越既有铁路、高速公路、河道等,特殊结构较多,结构复杂,桥梁占线路长度86.77%。常益长铁路穿越洞庭湖冲积平原,沿线较多软土层、细圆砾土层,对桥梁沉降要求较高。文章介绍了该项目桥梁总体设计、设计内容、设计原则、技术特点、大跨结构方案及重点桥梁设计概况。文中研究为其它高速铁路设计积累了工程实践经验,可为类似铁路设计提供参考。

基于MDO理论的船舶总体设计方法

为提高船舶总体设计质效,本文基于船舶设计、多学科设计优化(Multi-disciplinary Design and Optimization,MDO)理论及其应用的相关资料,在梳理现阶段船舶设计理论及基本流程的基础上,分析MDO理论在指导船舶设计中应用的可行性。结果表明,在船舶设计过程中应重点关注船舶型线设计、推进系统设计及振动噪声性能控制等关键技术。通过分析上述技术方面的研究进展,并基于MDO理论提出若干关于提高船舶总体设计质效的建议,对改进船舶总体设计方法具有一定工程指导价值。

深海圆筒型FPSO总体设计

针对圆筒型FPSO总体设计在主尺度设计、水动力分析、系泊系统设计等方面存在的技术挑战,分别对比不同圆筒直径和垂荡板直径的运动RAO,分析船体设计关键参数和系泊设计关键参数的影响,提出水动力试验校准分析的步骤和重量控制的方法。主尺度设计中最关键的主尺度参数是圆筒直径和垂荡板直径,圆筒直径越小或者垂荡板直径越大,垂荡响应越小,圆筒直径越大,横摇运动响应越小。圆筒型FPSO的水动力分析建议同时开展频域分析和时域分析。

一种火炮模拟训练系统的总体设计

为改善炮兵部队和院校相关人员的学习和训练条件,以某型牵引火炮模拟训练系统的研制为背景,开展其教学演示、操作训练、考核测试等模块的设计与开发,在对系统功能需求分析梳理的基础上,给出了系统及各模块的总体设计思路,基于unity 3D平台对系统软件架构进行设计,对其他模拟训练系统设计具有一定借鉴意义。

国道G228线汕头湾跨海隧道总体设计方案研究

汕头湾跨海隧道作为国道G228汕头段控制性工程,总体设计难度大。为了科学、安全、经济地建设汕头湾跨海隧道,结合两岸城市规划、工程建设环境和环境敏感点等控制因素,采用工程类比、数值计算、模型分析等理论研究方法,对跨海隧道选址、接线、埋深、断面布置、通风及防灾救援等关键问题进行研究和专题论证,得出如下主要结论:1)跨海隧道选址及接线应以城市规划为基础,结合交通特性、路网结构、沿线用地等因素综合确定,是控制风险、降低投资和保障交通功能的关键;2)结合海床演变模型冲刷包络线,盾构段最小覆土不仅要满足掘进及运营期抗浮安全,还要尽量避免长距离穿越上软下硬地层;3)跨海段采用分段纵向+重点排烟的通风方案,解决长距离跨海隧道通风难题;4)盾构段采用人行滑梯或楼梯逃生的纵向疏散模式,明挖段采用横向疏散模式,可保障高地震烈度区跨海隧道的防灾疏散。

国家地震烈度速报与预警工程定制软件总体设计

国家地震烈度速报与预警工程现已建设世界上规模最大的、总数超过15000个台站的地震烈度速报与预警观测站网。定制软件是预警工程的核心内容之一,将实现我国地震观测领域数据处理系统的全面升级。本文结合定制软件项目建设目标、业务功能需求等情况,从设计思路、总体架构、分系统功能、部署方式、性能指标和关键技术指标等方面对定制软件总体设计进行介绍。定制软件的总体设计契合预警业务功能需求,使得预警工程具备高稳定性、低延时、高可靠度、高处理性能的数据处理、紧急地震信息服务、数据综合服务和技术支持与保障能力,使地震预警和烈度速报两大功能得到落实,使工程项目的防震减灾效能得到切实体现。

仿生水下机器人的总体设计与分析

面向海洋牧场监测工作,设计了一款仿鲨鱼型水下机器人,提出了总体设计方案,计算了水下机器人的重心浮心,利用STARCCM+软件对水下机器人的外部流场进行仿真计算,找出压强较大的部位,为后期制作和选材提供参考。

城区段高速公路市政化改造总体设计理念研究

城区段高速公路市政化改造工程对拉大城市骨架,完善空间格局,促进组团融合发展具有重要意义。但目前中国高速公路市政化改造工程案例较少,与城市融合欠佳。针对该问题,该文以河北省某高速公路市政化改造工程为例,通过分析城区段既有高速公路在城市空间、交通、产业、景观、城市品质等方面存在的问题,提出从城市空间、路网、市政配套、生态、人文景观等角度实现与城市融合的总体设计理念,研究并优化了市政化改造工程方案,消除了高速公路对城市空间割裂,突出了“市政化”主题,强化了道路与城市融合。

船舶总体设计课程思政的探索与实践

船舶总体设计是船舶工程专业的一门核心课程,对培养学生的实践能力和创新精神具有重要作用。将中国船舶行业的历史与发展、现代船舶设计典型案例、中华优秀传统文化融入船舶总体设计课程,开展课程实践活动,能够帮助学生更好地理解船舶设计的原则和理念,同时培养学生的专业素养和职业道德,提升学生的综合素质。

大思政背景下“1-2-3-4-5”课程思政总体设计与实践——以汽车设计课程为例

课题组聚焦汽车设计课程内容及特点,结合车辆工程专业培养特色,提出“1-2-3-4-5”课程思政总体设计,重构课程内容体系,设计教学活动,改革考核方式,结合课后拓展实践,进行课程思政教学改革与实践。实践结果表明,课题组提出的课程思政总体设计能够发挥专业与思政育人合力,为工程设计类课程育人实践提供新思路。

装备体系试验总体设计与综合评估研究

针对以装备体系试验促进装备体系作战能力提升的迫切需求,立足装备体系试验实际,辨析了装备体系试验的整体定位,构建了“一线六层”装备体系试验体系架构,提出了体系试验实施策略集、试验设计流程和实施模式,明确了4个层级的综合评估内容,设计了评估指标与构建流程,总结了4类评估模式,建立了综合评估方法体系,为装备体系试验的深入研究和工程实践提供理论支撑。

墩顶转体法施工的大跨度曲线钢桁梁桥总体设计及创新——以国道109新线高速公路安家庄特大桥主桥设计为例

国道109新线高速公路安家庄特大桥为全线的控制性工程,左右幅主桥分别位于半径1600 m和1500 m的圆曲线上,依次跨越丰沙铁路、永定河和现状109国道,桥梁施工安全、河道防洪和环保要求均较高。为解决上跨铁路需采用转体法施工以及桥墩阻水比偏高的问题,创新提出了大跨度曲线钢桁梁桥墩顶转体法施工以及大直径厚壁钢管混凝土桥墩的设计方案,左右幅主桥分别采用(248.95+248.95)m钢桁斜拉桥和(171.95+171+75.25)m连续钢桁梁,转体长度分别为(248+248)m和(171+171)m,水中墩采用钢管混凝土桥墩。结合桥位处相关工程建设条件,对桥梁孔跨布置、桥式方案、水中墩结构的选择依据进行分析,简要介绍主桥上部结构、下部结构及基础、转体系统等主要设计内容。该桥突破钢桁梁不宜采用墩顶转体施工的技术瓶颈,扩大了连续钢桁梁桥和墩顶转体技术的使用范围;采用大直径厚壁钢管混凝土桥墩,有效降低了墩柱截面尺寸,拓宽了钢管混凝土结构的应用范围;大跨度曲线钢桁梁构造及受力特性较为复杂,采用BIM正向设计技术,实现了复杂结构信息和设计意图的精准表达,提高了设计效率。

浮式碎石基础整平清淤船的总体设计

碎石基础整平清淤是海底沉管施工重要的作业流程。文章分析了国内外基础整平装置的优缺点。对我国研制的世界首艘船架分离式浮式整平清淤船的船型选择、总布置、作业方式、稳性及耐波性等总体设计要点进行详细论述,总结了适用大水深、高流速水域、适应超宽管节的浮式整平清淤船的设计要点,为此类船型的研发设计提供参考。

中大口径舰炮总体设计中的主要技术问题

针对中大口径舰炮总体设计要求,提出中大口径舰炮总体设计的任务、原则、思路。根据舰炮的基本结构,对中大口径舰炮总体设计中的确定弹药传送路径、选择供弹系统构架、规划排壳方式、制定循环图、选择动力源、实现动力统一等主要技术问题进行分析,对涉及的技术方案进行比较和综述。本文研究成果对中大口径舰炮的总体方案设计具有重要指导作用。