计算机组成与结构课程思政建设的研究与实践

计算机组成与结构是计算机及其相关专业的专业核心课程,计算机组成与结构课程的课程思政教育建设,就是将“立德树人”这一根本性任务,融入知识点传授和专业技能培养过程中,达到素质培养的目标。本文首先介绍了计算机组成与结构课程思政的体系建设,通过丰富思政资源,思政融入教学各个环节,完善思政评价体系,增强交流四个方面对课程思政的建设过程进行了介绍,旨在探索出计算机组成与结构课程思政建设的全过程,提高课程教学质量,服务素质教育的培养目标,促进课程教学改革。Computer organization and architecture course is a core course in computer science and related majors. The construction of ideological and political education in the course of computer organization and structure is to integrate the fundamental task of “cultivating morality and talent” into the process of imparting knowledge and cultivating professional skills, in order to achieve the goal of quality cultivation. This article first introduces the construction of the ideological and political system for the computer composition and structure course. Through enriching ideological and political resources, integrating ideological and political education into various aspects of teaching, improving the ideological and political evaluation system, and enhancing communication, the construction process of ideological and political education in the course is introduced. The aim is to explore the entire process of ideological and political construction in the computer organization and architecture course, improve the quality of course teaching, serve the training objectives of quality education, and promote the reform of course teaching.

基于壳单元的盾构隧道参数化结构计算与验证

三维壳单元较二维梁单元能更精细地模拟管片结构受土体作用下的力学行为。为了推广三维壳单元隧道结构计算模型在大直径盾构隧道结构计算中的应用,提出基于壳单元的参数化隧道结构建模方法(Shell element-based Parametric Tunnel Structure Modeling,SPTSM)。SPTSM基于隧道中轴线及截面半径参数,能自动生成由壳单元所组成的隧道模型。在模型中,相邻环之间的壳单元公共边被定义成线性铰,以此模拟管片环缝间的接头刚度;管片纵缝间的接头刚度通过均质圆环法引入折减系数进行替代;壳单元节点被施加荷载压力、地层弹簧及约束支座,以模拟管片结构与围岩之间的力学行为。SPTSM提供了结构自动建模算法和壳单元节点荷载的自动计算算法,并通过调用Karamba3D有限元结构计算内核,实现盾构隧道结构的建模−计算一体化。将SPTSM应用于杭州某大直径盾构隧道工程76 m区间段,对比结构变形的计算和实际检测结果,验证SPTSM的合理性。SPTSM能自动建立精细的三维壳单元盾构隧道结构模型,并同时完成荷载压力、地层弹簧、线性−铰刚度以及约束支座的布置和设定。对比点云扫描的结构位移检测结果和SPTSM计算出的结构变形结果,SPTSM输出的结构变形云图属于合理范围,结合SPTSM输出的内力云图和荷载分布云图,SPTSM可以近似反映隧道结构局部位置的变形或位移趋势。综上,SPTSM可为盾构隧道的智能化结构设计提供有力支撑。

计算机体系结构课程实验教学探索与实践

在计算机专业课程中,计算机体系结构课程是硬件类课程的重点和难点,为了学生更好地学习该课程,具有理论联系实际和团队协作能力,创新性地在课程中设置使用开源RISC-V指令集设计并实现无序流水线处理器的实验。通过指令的无序调度算法,利用指令级并行性(ILP)、流水线设计、缓存、预取和虚拟内存实验帮助学生掌握SystemVerilog语言,并且能够使用RISC-V、GCC、自定义链接器编译测试验证程序和基准测试。教学结果证明,此创新实验教学方法能够使学生既掌握计算机体系结构课程中深奥的理论和枯燥的编写、调试大型代码库的方法,又增强团队协作能力和兴趣,让学生学以致用,为培养具有硬件设计能力的人才打下坚实基础。

产教融合驱动的计算机系统结构课程教学改革

计算机系统结构是计算机科学与技术专业一门重要的必修专业课程。论文以产教融合驱动作为切入点,聚焦计算机系统结构课程教学改革,分析了在产教融合背景下,当前课程存在的问题,提出利用“项目+问题”驱动的教学模式,将计算机系统结构课程内容与课程思政、创新教育有机融合,培养学生的创新思维意识与解决复杂工程问题的能力,树立正确的人生观和世界观,实现为党育人、为国育人的目标。

基于零件结构特征计算的铸造工艺数据库研究

基于零件结构特征的空间距离计算,提出了零件三维模型的唯一结构特征编码的构建方法。该编码包括了零件的外形结构特征和内部空腔结构信息,使零件在数据库中的存储和调用更加简便和准确。基于上述三维结构特征编码,本研究将铸造工艺实例中的零件信息、生产信息和工艺信息等相互关联的复杂信息体系进行“唯一性”编码,从而实现了铸造工艺数据库的快速入库和准确查询。通过对优化后的数据库的使用,能够简化铸造工艺设计流程以提高设计效率,并实现设计知识和经验再利用的最大化。

高地震区高跨渡槽设计及结构稳定计算分析

渡槽是水利工程中关键性节点建筑物,其安全运行往往决定着输水工程系统的整体运行。山区地震烈度高、跨度大、高度高的渡槽的设计是一个普遍存在的难题。为进一步研究高地震区高跨渡槽的结构设计,文章以MIDAS三维有限元分析软件为依托,以小庙箐渡槽为例,进行渡槽建模、三维有限元计算等过程,采用简支梁、桥梁设计中桥墩计算等方法,得出槽身跨中部位弯矩变形最大,重力式槽墩顶部位移最大,实心桥墩最大应力出现在中部而空心桥墩最大应力出现在墩侧,组合式基础中承台的表面会产生偏心拉压、桩端顶部出现最大拉应力和压应力等结论,在结构设计中应予以重视。

高级计算机网络体系结构课程建设

针对线上线下教学模式发展的必然趋势,提出以学生为中心、科研成果入教材、线下线上联动丰富课程资源的高级计算网络体系结构课程建设模式,具体阐述如何进行课程内容设计,如何采用模块化混合式教学,线下内容如何深度融入思政元素、重点知识点讲解和问题难点讲解及答疑,线上课程如何瞄准前沿知识和经典案例进行讲解,课程考核如何加大研究分析环节成绩构成比例,最后说明建设成效。

厦门鳌冠特大桥上部结构设计及计算分析

厦门鳌冠特大桥采用双层桥面结构设计,上层车行桥采用双箱多室箱梁结构,下层慢行桥采用曲线钢箱梁悬吊结构。文中重点介绍桥梁总体设计及结构设计难点,并详细分析了结构纵梁计算及横梁计算。结果表明,减少吊杆间距、设置纵向及横向“V”形拉压杆可有效改善双层桥面结构的动力特性。在两个箱体之间增设跨间系梁,可显著提高双箱多室箱梁结构的横向抗弯及抗扭刚度;若考虑一定安全储备,双箱多室箱梁的纵向计算可采用双单梁模型计算法,但不适用传统横梁计算法。

土建类专业结构计算模块教学中整体式工程情境的创设

工程情境创设作为土建类专业课程教学设计的重点,关系到学生工程意识的建立及工程应用能力的培养。针对土建类专业结构计算模块教学中工程情境创设存在课程间工程情境创设联系不密切、课程思政教育与工程情境创设间协同性弱等问题,进行以总体教育观为指导,思政教育融入视角下的整体式工程情境的创设与实践探索,并以土木工程专业建筑工程方向为例,系统地介绍课程体系间、课程间、课程内整体式工程情境创设的具体路径及实施方法。实践结果表明:整体式工程情境的创设,有助于学生结构计算能力的培养、结构观的建立及家国情怀的塑造。以总体教育观为指导,思政教育融入视角下的整体式工程情境的创设,能够弥补现阶段土建类专业结构计算模块教学中工程情境创设的不足,有利于具有深厚家国情怀的高素质应用型人才培养。

钢管束混凝土现浇楼板结构计算及优化

某项目采用混凝土现浇楼板结构,支模工序以钢管桁架结构代替传统支模工艺,并针对不同房间尺寸设计6种不同尺寸的标准节钢管桁架结构。采用结构力学求解器对桁架结构在浇筑混凝土楼板时的受力情况进行计算,对结果分析显示3700mm标准节结构承载能力不能满足设计使用需求。在提出优化方案后,分别对3种方案进行分析对比,得出增加钢管壁厚的方案经济效益最好。

填土钢板桩围堰结构计算及关键施工技术

结合龙门大桥东引桥下构施工现场情况,提出了适用于半海半岛区域的填土钢板桩围堰施工工艺。采用有限元计算软件Midas Civil对填土钢板桩围堰在不同工况下的受力进行验算,验证填土钢板桩围堰结构的承载力。优化填土钢板桩围堰工艺的工艺流程,得出相应关键施工技术。

隧道全自动结构计算软件中“护盾式TBM与盾构隧道”计算模块的研发与工程应用

随着我国基础建设的高速发展,隧道工程大规模增长,特别是以隧道掘进机(TBM)为代表的新型隧道掘进技术大量应用,其隧道结构的新型式、新问题开始不断涌现,计算分析的重要性逐渐凸显。传统结构计算软件操作复杂,计算效率低,需专业结构计算人员花费较长时间才能完成,因此,基于多年经验积累,工程技术人员开发了隧道全自动结构计算软件(TAC),极大地简化了隧道结构计算的操作性,提高了效率。经过多家甲级设计院数百座隧道实际验证,该应用方法方便快捷,计算结果可靠。基于此,本文针对近期TBM隧道的设计应用需求,研发了“护盾式TBM与盾构隧道”计算模块,提高了TBM盾构衬砌的结构分析能力。

装配式后浇竖缝剪力墙结构计算及有限元分析

针对装配式后浇竖缝剪力墙的结构性能表现,文章制备了四组剪力墙试件,对L型和凸型竖缝形式进行了正交试验,探究了不同轴压比(0.2和0.3)下的性能,计算得到墙体与地梁、加载梁连接的强度,通过施加荷载作用,模拟弹性至弹塑性状态的转变,分别对剪力墙的正截面和斜截面的刚度和承载力进行计算分析,采用ANSYS有限元软件,模拟分析了荷载作用下的开裂行为和峰值荷载响应,为装配式后浇竖缝剪力墙的工程实践提供了技术支撑。

某隧道主体结构内力计算及配筋设计

【目的】为完成隧道衬砌结构设计,需要对隧道围岩压力和隧道主体结构内力进行计算。根据隧道受力特点进行合理的计算假定。【方法】基于国道321线,采用SAP84软件对最不利断面的不同工况进行设计计算和模型分析并进行验证。【结果】结果表明,此隧道主体结构在三种最不利断面的工况下,配筋内力计算结果和验证情况均符合规范要求。【结论】该项目配筋设计时在正常使用状态下的计算结果,结合承载能力极限状态下的计算结果进行验证,能够快速有效地确定最终配筋结果,为配筋提供了理论依据,为今后隧道衬砌结构设计提供参考。

市政BIM正向设计中结构计算应用探讨

BIM技术从提出到现在,已经有十多年的时间了,它最早在建筑业中被广泛地应用,并且凭借其可视化和信息化等显著特征,在水运、城市道路、市政等工程领域不断地发展和创新。BIM是将大数据、人工智能、物联网等高新技术与传统基础设施产业结合起来的一个关键节点,所以BIM技术在基础设施建设中的应用十分有意义。 当前,BIM的应用一般都是采用2 D CAD进行设计,再绘制出 BIM模型,再将其用于演示、仿真、分析和检验等方面。这个BIM反向设计的方法仅仅是 BIM的一个发展过程,它的使用要朝着积极的设计发展。面向城市建设,BIM正向设计是基于BIM的城市道路规划、道路平面设计和结构设计,在高精度3D地貌(Dem)中实现。

Midas Gen在输水工程水池结构计算中的应用

为解决输水工程大型水池结构计算适用性问题,结合工程实例,采用通用有限元软件Midas Gen对某工程高位水池进行有限元分析,建立高位水池整体分析模型,得到高位水池在各种荷载工况及荷载组合下的变形及内力分布结果。针对水池不同部位,分析其水平向和竖直向弯矩,得出弯矩分布规律,用以进行针对性配筋设计。同时,内力结果不至过大,说明高位水池立柱和梁形成的纵、横向框架结构增强了水池的整体性和受力性能,结构体系是合理的。该计算实例可为类似工程设计提供参考。

公路桥梁荷载试验结构计算影响因素探讨

为响应《国家综合立体交通网规划纲要(2021—2050年)》号召,践行公路桥梁高质量设计建设战略,推动公路桥梁载荷试验结构计算工作的顺利开展,文章进行了深入系统探究。先简要阐述公路桥梁载荷试验结构计算思路,然后分析公路桥梁载荷试验结构计算影响因素,从桥梁支座、截面钢筋、桥面铺装等角度梳理细节,给出对应的优化改进建议,希望能为类似工程的试验计算提供借鉴。

卡布尔哈达水库泄洪建筑物布置与结构计算分析

泄洪建筑物是水利工程中的重要组成部分,对于保障水库安全具有十分重要的意义。以卡布尔哈达水库为分析对象,对其泄洪建筑物进行布置与结构计算。首先,对泄洪建筑物进行总体布置,主要包括:确定溢洪道布置方式与结构设计;其次,对溢洪道进行水力计算;最后,对所布置的溢洪道的稳定性进行计算。结果表明:卡布尔哈达水库泄洪建筑物采用左岸坝肩的正槽溢洪道布置形式,所设计的溢洪道结构稳定可靠,具有良好的泄流能力。

32.6m钢-混简支站台梁结构计算分析

杭温铁路永嘉站站台梁为钢-混组合结构,四、五站台11#~12#桥墩简支梁梁长32.6m,计算跨度为31.2m。钢梁采用闭口箱型截面形式,组合梁截面由两片闭口箱梁上接混凝土桥面板组成。针对钢混组合梁在铁路站台结构的应用,本文以杭温铁路永嘉站某站台梁为研究对象,通过拟定合理的结构尺寸,分别采用“Midas Civil”、“桥梁博士”有限元软件建立组合梁纵向、横向有限元模型,结合相关规范,对钢主梁、混凝土桥面板以及剪力钉进行计算分析,为同类型的组合梁结构计算提供参考。

某重油罐区机柜间和外操间抗爆改造结构计算分析

针对某重油罐区机柜间和外操间采取的抗爆改造方案,使用ABAQUS有限元软件进行仿真模拟,对建筑物爆炸荷载作用下结构有限元弹塑性进行时程分析。对建筑物各面墙体、屋面的爆炸变形下支座转角、相应基础承载力、抗倾覆、抗滑移等相关性能指标进行验算,其中,墙体的最大转角为0.13°,屋面位移最大转角为0.26°,基底最大压力P_(max)≤2×f a,基底最小压力P_(min)>0,M抗力>M倾覆,F抗力>F滑移。结果表明,经过改造处理后的建筑物结构安全性能满足现行国家规范的要求,可根据所采用的改造方案对建筑物进行相应抗爆加固。