Optimum design of welding transformer

Welding transformer is widely used in industry manufacturing, depleting a large portion of electricity energy.Based on modern computer technology and mathematical programming, optimum design of electro-magnetic devices leads to highly efficient use of energy and materials. Are welding transformer is optimized here. A mathematical model,considering both productive cost and operating losses, which is called or Economical-through-Life transformer, is established. Mixed penalty function method, mixed dispersing variable method and improved orthogonal method have been applied to carry out the optimization calculations. Result shows that the power factor is quite important in an Economi-cal-through-Life transformer, and that some principles must be followed in the design work. Also discussed are the advantages and disadvantages of the three methods. In the end, the prospect of optimum design of welding transformer is forecast.

变刚度复合地基处理的有限元分析

在评述现有相关研究成果的基础上 ,针对基底反力的分布特征 ,用弹塑性有限元方法分析变刚度复合地基处理方案对基础最大沉降、差异沉降、筏板弯矩等主要工程特性的影响。从经济性和尽量减小基础差异沉降的角度出发 ,提出地基变刚度调平处理的优化设计原则 。

基于混合离散变量复合形法的弧齿锥齿轮优化设计

以齿数Z1,模数m,齿厚系数ψR作为设计变量,建立弧齿锥齿轮的物理模型,以体积最小、传递功率最大为目标,以齿轮的强度要求等作为约束条件的优化设计模型。由于齿数和模数是非均匀的离散设计变量,齿厚系数是连续变量,因此,借鉴了连续变量和非均匀离散变量的处理方法———一种混合离散复合形法,并引用离散变量搜索优化方法。在混合离散复合形法基础上,探讨了解决有约束非线性混合离散变量的优化设计问题。经实例计算结果表明,混合离散复合形法可用于具有实际应用价值的弧齿锥齿轮优化问题。

变密度法在挖掘机动臂轻量化设计中的分析与应用

基于多体动力学的基本原理,建立了挖掘机工作装置的刚柔耦合模型。动臂拓扑优化设计采用变密度法,以动臂重量最小化为目标函数,以动臂各单元的相对密度为设计变量,强度和刚度为约束条件。根据计算后得到的相对密度云图对动臂进行轻量化设计,优化后的动臂减重最高可达30.8%。对比分析了拓扑优化设计前后动臂在规定时间内动态应力应变曲线变化趋势,应力应变曲线显示优化后动臂的应力和位移均有小幅增大,但均在许用值范围内,结果表明该优化方法是可行的。

跨座式单轨交通刚构体系钢轨道梁桥设计参数影响性分析

刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率对结构受力及工程造价影响较大,为掌握设计参数对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响程度,采用有限元软件建立3种典型桥梁(等截面3×25m连续、变截面单跨40m门架式及变截面x+80m+x连续刚构体系钢轨道梁桥桥型方案)计算模型,分别计算不同梁高、墩柱尺寸、平曲线半径等参数下主梁中支点应力和桥墩配筋率的变化规律。结果表明:针对主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响,等截面连续刚构体系钢轨道梁桥对主梁高度及平曲线半径较为敏感,变截面单跨门架式刚构体系钢轨道梁桥对桥墩尺寸及平曲线半径较为敏感,边跨跨度、中支点梁高、桥墩尺寸及平曲线半径对变截面连续刚构体系钢轨道梁桥的主梁中支点应力和桥墩配筋率的影响较大。

电子光学系统的GADFP组合优化方法

首次提出了将遗传算法 (GA)和变尺度法 (DFP)相结合的电子光学系统设计的组合优化方法。该方法首先用模拟自然界生物进化过程的全局优化搜索方法— GA以像差系数为目标函数进行优化 ,得到电子光学系统轴上电位分布 ,然后根据上述轴上电位分布以解析法中的 DFP变尺度法进行优化 ,求出系统的几何结构参数和电参数。通过对等径四电极扩展场静电透镜 (4EFL)的优化设计 。

履带车辆扭杆弹簧有限元模型与优化

扭杆弹簧是车辆悬挂(架)装置中常用的弹性元件。该文利用有限元方法对扭杆弹簧进行了建模,给出了扭杆弹簧的结构应力分布规律,在此基础上,对原结构存在的问题,提出了改进方案并进行了有限元的优化计算分析。分析结果表明,所提出的改进结构优于原结构,其研究结果对扭杆弹簧的优化设计具有指导意义。

离散变量结构优化设计的理论与方法

阐述了离散变量结构优化设计的相关理论和研究进展;对离散变量优化设计方法进行分类,重点对运用较为广泛的几种启发式算法进行了归纳总结,并根据离散变量结构优化设计问题的特征,对离散变量结构优化设计方法的发展趋势做出展望。

单桩变刚度结构隔水导管稳定性研究及设计方法探讨

采用弹性稳定性分析方法,研究和分析了隔水导管稳定性的特点及临界载荷,并根据海上钻井作业中隔水导管设计和使用的实际情况,提出了一种既能增强稳定性,又能降低成本的变刚度结构隔水导管设计方法,并且在考虑自重均布载荷和端部井口集中载荷条件下,对单桩隔水导管的弹性稳定性进行了研究及工程实例计算分析。本文的探讨对于降低海上钻井作业成本和提高隔水导管安全性能将会产生积极的影响。

斜腿刚构桥几何布局的优化设计

采用数学规划的方法从静力和动力两方面对斜腿刚构桥的几何布局进行优化设计。静力优化设计的优化目标是截面截面应力平方均值最小,动力优化设计的优化目标是结构自振周期平方和最小。采用了直接搜索法寻优。通过算例可知,这两种优化设计方法均可行,且均为刚性设计。

弧焊变压器的优化设计

对动铁分磁式弧焊变压器进行了优化设计。寿命经济变压器的数学模型同时考虑了变压器的成本和效率，在整个寿命周期内消耗的社会财富最少。采用了混合罚函数法、混合离散变量法和改进正交优化法进行优化计算，结果表明，寿命经济变压器的功率因数十分重要；设计工作中应遵循一些原则。讨论了三种优化方法的优缺点。最后展望了弧焊变压器优化设计的前景。

梯形动铁分磁式弧焊变压器的混合离散变量法优化设计

弧焊变压器的优化设计对能源和材料的节约有着重要的意义。本文建立了寿命经济变压器的数学模型，同时考虑了成本和效率，在整个寿命周期所消耗的社会财富最少。优化计算方法采用了混合离散变量法。结果表明，混合离散变量法优化计算所得结果可直接用于设计。

变尺度法在光学优化中的应用

详细介绍了一种优化算法——变尺度法，并把这种算法借助Ｃ语言开发的程序用于光学优化设计中，设计了几种典型的光学系统。设计过程中表现出了这种方法的快速收敛性和稳定性，结果和理论相符。

考虑侧阻分布特征的桩-土-筏板共同作用研究

基于桩基中的Mindlin-Geddes应力解,并结合Mindlin板单元有限元理论,提出了考虑侧阻分布特征的桩-土-筏板共同作用的计算方法。其中对于桩侧阻力按设计桩侧阻力分布或实测桩侧阻力分布条件下利用分段积分法进行计算。由于计算方法考虑了桩侧阻分布特征,因而其计算模型更接近实际状态,同时,该方法能够解决变厚度和变刚度板的计算以及变截面桩的计算,这将使得其适用范围更为广泛。通过对算例和工程实例的计算和对比分析,得出桩侧阻力分布越接近桩顶则桩顶的沉降量越小,这一特点说明侧阻力分布的改变可以引起基桩刚度的改变,因此可以利用这一特性进行桩筏基础设计中变刚度调平设计。分析认为,通过调整桩型或采取后注浆等措施,可以改变桩侧阻力分布形态,从而调整和优化桩筏基础的沉降及其分布。

变刚度悬臂式双排抗滑桩水平推桩模型试验研究

双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整,设计了变刚度悬臂式双排抗滑桩支护形式,并进行了室内水平推桩模型试验,得到桩顶及坡顶位移、桩身弯矩以及滑体内土压力分布。结果表明:水平推桩模式下,桩顶位移和桩身弯矩随荷载增大而增大,模型边坡沿着滑动面破坏,根据桩顶的荷载-位移曲线,双排桩在推力作用下的发展过程被划分为三个阶段;适度增大前排桩的桩间距并不会明显降低双排抗滑桩的临界荷载;采用变刚度调平设计悬臂式双排抗滑桩,前排作用被充分调动,前后排最大弯矩差值变小;双排抗滑桩存在明显的三维土拱效应,在推力方向上被划分为后排桩后土拱效应、桩排间土拱效应、前排桩前土拱效应,在深度方向上,滑体中部土拱效应与滑体下部有所不同;适度扩大前排桩的间距,桩排间土体保持稳定,未见土体绕流现象,桩排间土拱效应作用明显。

基于变密度法的床鞍结构拓扑优化设计

以数控车床床鞍为研究对象,基于HyperMesh平台构建床鞍的有限元模型后对其进行静动态特性分析,得到了床鞍在静态载荷下的变形云图以及1阶固有频率和振型。根据研究分析结果对床鞍进行了基于变密度法的拓扑优化设计。针对优化后的床鞍空腔,采取不同类型的筋板单元进行填充。比较其质刚比,最终得出床鞍静刚度最优的结构。文章的优化结果为改进床鞍的结构提供了理论依据,文章的分析思路和方法为其他机床床鞍的设计和生产提供了参考。

黄土地基超高层桩筏基础变刚度调平设计

西安飞机公司运营及研发设计中心为黄土地基上的大底盘超高层建筑,塔楼、裙房和地下室连为一体不设缝。针对工程土质地基、摩擦桩型、超高层带裙房等特点,桩筏基础设计时采用以控制沉降变形为目的、以共同工作分析为手段的变刚度调平设计方法,使反力与荷载分布相协调,有效地减小基础沉降差、降低筏板内力及上部结构次应力、减小筏板厚度及配筋;采用合理的基床刚度系数,使变形计算结果接近工程实际;钻孔灌注桩采用后注浆工艺,有利于提高单桩承载力及控制沉降。

开级配大粒径沥青碎石OLSM-25材料组成设计

为了解决半刚性基层沥青路面、旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构以及刚性基层沥青路面共同存在的沥青面层反射裂缝问题，以及半刚性基层沥青路面的水损害问题，提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料（Open—graded Large Stone Asphalt Mixes，OLSM）作为裂缝缓解层的方法，以国内外OLSM参考级配为基础，应用变I法原理设计OLSM-25级配，结合空隙率（15％～20％）要求，提出OLSM-25推荐级配范围；以OLSM-25推荐级配的上限、中值、下限为1#～3#试验级配，采用析漏与飞散试验、大型马歇尔试验，综合稳定度、流值、空隙率、毛体积密度四个指标，最终确定1样～3群级配OLSM-25混合料的最佳沥青用量，为OLSM-25的配合比设计提供了参考依据。

离散变量结构优化设计方法的研究进展与展望

回顾了离散变量结构优化方法的发展历史、研究进程,对离散变量优化设计方法做出分类,阐述了近年来离散变量结构优化设计方法的发展、现状及新进展,尤其对遗传算法、混合遗传算法、相对差商法、模拟退火法、禁忌搜索法进行了详细地总结,介绍了一些国内外知名学者最新的研究成果,并根据离散变量结构优化设计问题的特征,对离散变量结构优化设计方法的研究方向的发展提出展望。

软土地区既有高层建筑物基础加固的方法分析

本文结合已完成的多项高层建筑物基础加固案例,分析了既有高层建筑物基础承载力不足、沉降不均匀的原因,对既有高层建筑物的基础加固方法进行了探讨及研究,通过对不同桩型承载力取值分析及变刚度调平方法的反演分析,比较合理地判断了建筑物加固前、后桩基受力状况及沉降特点,解决了多种桩型在基础加固设计、施工过程中遇到的难点,提出了相应的解决措施。在基础加固设计施工过程中,引入被动纠偏方法,改善了建筑物的差异沉降状况。