机械工程的可靠性优化设计思考论文

机械工程的可靠性优化设计思考论文（精选16篇）

1.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇一

摘要:随着我国经济社会领域的高速发展与快速进步，从而国民生活水平的不断提高，整个社会已逐渐步入了信息时代，人们对网络的依赖性也越来越强，网络不仅在日常工作以及商业中成为不可缺少的部分，而且人们在日常生活中也达到了离不开的地步。可是，伴随而来的会出现一些问题，网络可靠性是一个主要问题，受到人们的广泛关注，增强对网络可靠性的研究，能够有效的确保网络正常稳定运转，而且可以推进网络的发展。文中将主要研究网络可靠性以及影响网络可靠性的因素，同时提出了有关的网络可靠性优化设计方法.关键词:网络;可靠性;优化设计;问题

网络线路的高速覆盖以及各个领域的应用软件系统应运而生，快速改变了人们的工作流程以及生活方式，使得现代人越来越依赖网络，越来越离不开网络。所以，如果网络突然出现了问题，在工作以及生活中，几乎离不开网络的情况下，从表面看影响的只是工作以及生活，再进一步看，影响的是整个社会经济或者更重要其它方面。身体再好的人，都会有生病的时候，对于网络来说，网络故障等现象也是不可避免的，特别是我国，计算机以及网络发展应用时间不长，还没有丰富的优化计算机及网络安全可靠性的经验。由此，文中将主要提出：通过对网络的优化，增强安全以及可靠性的设计，提高网络各个方面的性能，降低网络故障出现的几率，从而降低各个方面的影响以及损失。

1网络可靠性概述

现代社会中，人们日常生活当中网络作为不可缺少的一部分。人们利用计算机通过网络能够学习想学习的知识，网上教学已经十分普遍，对上班族来说，网络的进步，也可以让他们充分使用空闲时间，使用计算机学习将自身水平提高。网络的迅速发展保证人们可以足不出户尽知天下事，同样发达的网络实现了网络购物，不出门就可以买到合适的物品，网络交易利用网络技术广泛普及，给人们带来便利，所以，人们越来越钟爱网络模式。可是伴随着网络的逐渐开放，产生了一系列不良的影响，例如，网络诈骗和网络陷阱等，因为网络是虚拟的，就带给诈骗人员机会。所以，要十分关注网络的可靠性与真实性。网络将资源扩大到最大，让更多的人对自己喜欢感兴趣的知识充分了解。网络的及时性，也让人们喜欢使用这样的方法，对任何事情都能轻易的了解。网络传播速度十分快，范围影响力大。例如，某地方出现自然灾害，通过网络就能够将各个不同地方的人们集聚起来，利用网络可以让更多的人们提供帮助。计算机以及网络也同样有脆弱的环节，容易遭受木马、病毒、攻击等的危害，比如网络中的某台计算机中病毒，则通过网络将会给个人隐私和财产安全带来伤害。所以，网络的安全可靠性是重中之重，只有安全可靠的网络环境，才能让使用者不担心自己的财产安全的情况下创造更多更高的价值。

2网络可靠性遵循设计原则

2.1安全第一原则

伴随着我国科学技术水平的不断进步和发展，网络是综合了大多数的高新先进技术之后产生的。网络几乎囊括了所有的软、硬件产品，如果存在安全问题，将直接威胁到网络的可靠性。因而，工作人员要关注利用高度安全性产品，同时采用更加合理科学的技术方案。

2.2良好的可扩展能力

随着网络的不断进步发展以及各种应用领域环境的出现，网络融合相通变成了发展的必然潮流。所以，网络的扩展性就成了网络设计中必不可少的部分，特别是网络对各种应用领域不同的通信协议的支持与相融。网络之间互连、相融的同时，必然会引发多种安全隐患，故而网络设计中，使用多种保护对策也是重中之重。利用多个保护层之间的互相补充，保证即便其中某一层出现损坏，其他各个保护层依然还可以确保信息可靠安全。

2.3在可持续发展的基础上进行

网络的可靠性优化设计需要遵循有关的设计原则，从而保证网络技术可以长久的被利用。所以，此原则的第一要务就是要坚持可持续发展的道路，要进行优化的过程中尽量的节约资源使用开发，要最大程度上使用现存的资源，对软硬件有关设备进行了科学合理的二次应用，防止出现不必要的损失和浪费。

3影响网络可靠性的重要因素

3.1用户设备

网络相互连通的能力保证其支持多种协议一同存在。为了保证可以在多种协议的环境下工作，要对数据安全和用户服务器工作进行强化，确保多个协议当中工作可以确保客户数据安全，确保用户服务终端的正常运行。正常情况之下，网络可靠性的确保，来源于容错技术和冗余设计，主要是因为用户终端和用户设备之间直接联系，所以有效确保网络的可靠性。平常生活当中维护网络工作，要保证可靠的客户端以及选用高效的联络媒介，采用辅助管理的软件，传输交互高效的设备。只有提高了终端的交互能力，才能提高网络的可靠性水平。

3.2网络管理

网络设备的地域性十分复杂，然而随着虚拟技术的出现，以及被广泛应用的形势下，使得网络也具备了虚拟性的特征，导致了不受地域限制。网络如同人体经脉一样，错综复杂，但却是一个完整系统，对于以往网络维护，主要依靠人工操作，地域性的问题造成了管理困难，任何细枝末节的失误都有可能导致整个网络的瘫痪，而且网络维护的成本也很巨大。所以引入先进技术以及辅助管理软件，对网络的可靠性具有重大影响。

3.3网络规划

通过网络运行管理的实际情况可以知道，网络系统在进行设计、实施、运行的过程中，一旦技术工作人员不能对网络设备的布线系统和其故障进行准确分析、判断，将直接造成整个网络系统出现崩溃，严重的损坏系统设备，更有甚者直接影响到数据信息的正常交换或者数据信息的丢失。所以，网络系统交互设计和可靠性设计流程中，科学合理的选择网络布线以及通信线路系统，尤其是需要综合全面考虑网络的容错和冗余的设计。这个过程中技术工作人员需要利用双向布线的设计优化方法将网络系统在不同的两条运行线路中进行有效的切换，所以一旦网络系统的一条运行系统线路出现安全故障的时候，另外一条系统线路依然可以进行安全运行。

3.4网络拓扑

大量研究事实表示，在不同的应用领域，不同的网络规模，采用的拓扑结构也不尽相同。传统是用直线取值以及连通度来度量网络的有效性与容错性，如今是利用图形来描述。随着时代的发展，出现了标准、参数、规则，来进行评测、度量等的概念，对于网络也形成了连通度、容错直径、边连通度等的参数概念。对于这些参数的了解程度，对网络设计的优化至关重要，也直接影响到网络的可靠性，和网络规划设计的可执行性。

3.5网络终端设备

一般大家所说的用户客户端就是网络终端技术设备，之所以用户利用网络能够实现数据资源的传输，从一定程度上是因为它利用网络安全管理系统能够对网络环境的多样化数据信息资源进行获得，保证资源可以在不同运行设备当中实现广泛运行传输。所以，当用户终端接受信息资源不断增多的情况下，网络系统构架以及科学安全性的流程就受到非常大的威胁，因而在这个运行环境之下，用户要十分关注网络的安全可靠性，同时造成网络系统安全维护变成总体网络可靠性优化设计流程中极为关键的内容。所以，优化网络设备以及用户系统的同时，用户要选择性能良好的终端系统，利用更加先进的网络管理系统保证终端系统获得更好的维护。

4网络可靠性优化设计方式

4.1冗余设计

因为提供服务的设备或者终端设备的组成非常复杂，接入的方式也多样化，那么为了保证这些服务设备和终端设备能够稳定、高效、安全的运行，则必须在网络规划设计中要采取多种架构相结合的方式，从而确保信息传输过程中减少或者避免服务崩溃或者数据丢失等情况出现，确保服务稳定，终端畅通无阻。故而在设计中要考虑引进使用先进的管理经验和网络辅助软件，增强对网络中运行数据的监测、整理、规划，时效性严格的数据，发现问题，立即处理，确保系统正确稳定的运行。将淘汰下来的性能、稳定方面尚可的计算机或者网络设备，通过虚拟技术做成冗余部分，相互连接，形成一个冗余网络，与网络中心相连，另外将不同客户的服务器也组成不同的冗余网络，再与网络中心相连，从而形成多网络交织的大网络环境，这些冗余网络通过路由器进行物理连接，再通过路由策略设置，实现主、备线路模式或者多线路模式，进行信息传输，从而提高了信息传输稳定性和准确性，即使某一环节出现故障，备用线路或者其它线路也能即时提供信息传输的通道，不影响数据的正常传输。

4.2容错设计

所谓容错，是指允许出现故障，而非允许出现错误。所以网络的容错性设计就是指允许网络出现故障。那么允许网络出现故障，那就必须要有备用的网络通道即时替换出现故障的通道。所以在规划设计中，在线路方面通过双线路或者多线路方式，在设备方面通过双机热备，分为一主一备或者一主多备的方式解决。容错性设计可以通过断开主线的设备或者线路，备用的设备或者线路是否即时启用来检测，那么主线与备线之间的跳转，使用的方式也是多方式的，可以用路由器，三层交换机来实现，也可以用相同型号的设备通过各自供应商提供的模块连接实现。那么，网络的容错性设计首先要根据功能需求来设计模型，比如是区域性的，还是全覆盖的，再通过设计模型与设计方案进行比较，同时要依据投入的经费等外部因素进行综合分析，从而确定最终适合的设计方案。容错设计要保证每一个容错区域出现故障，不会对其它区域造成影响，都能够正常的持续的运行。所以，为了减少故障的出现，在选择服务器或者网络设备的时候，要选择性能好，稳定性强的设备，再通过容错设计的方式，从而提高网络、服务系统的稳定性、可靠性。

4.3架构设计

网络架构优化设计，对保证网络的安全使用，起到至关重要的作用。网络技术不断进步发展的前提上，网络容量也在逐渐增加。对网络架构来讲，正向着多层次设计的方向进步发展。当中，接入层主要对象是用户，因此将访问控制和过滤作为主要措施。接入层作为第一道防线，对应的设计标准不高。核心层当做网络主干，需要保证数据能够快速交换、稳定运行，一旦核心层出现故障，整个的计算机网络将可能出现瘫痪。因此，为了更好的保证核心层设备能够稳定的将功能发挥出来，要在计算机网络设计当中利用高端网络设备。核心层设备与其他设备连接主要是依靠两条或者以上的链路。如果核心层中某个设备会出现异常的情况，那么可以给核心层设备增加一台设备进行备份，从而为核心层设备的可靠性带来保证。总而言之，网络技术的不断发展，人们对网络的依赖性也越来越强，网络使用的过程中出现的任何故障或者差错，都会造成或大或小的不便和影响。然而无论是网络技术水平最为发达的国家或者地区，也无法实现网络不出现故障，所以只有对网络进行优化，减少故障问题出现的几率，从而减少影响和损失。值得深思的是，网络可靠性设计优化当中，要对有关资源实现科学合理的分配，更加谨慎的使用新兴网络技术，是非常复杂、长期探索的一个过程。

参考文献

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2.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇二

1 我国的机械工程的可靠性优化设计的必要性

1.1 社会的需求

随着社会的不断发展, 科学技术的进步, 市场上出现越来越多的产品, 人们也逐渐对产品的质量各方面有了更高的要求, 并且随着观念的改变, 人们在质量, 使用性能等方面的重视要远远高于外观等方面。因此, 企业要实现自身的可持续发展, 机械产品的可靠性就必须有保证, 这也是为什么要进行机械工程可靠性优化设计的重要原因。

1.2 科技的进步, 产品复杂性增强

二十一世纪, 是一个科技高速发展的阶段, 它为我们的所带来的益处逐渐开始遍及生活的方方面面。当然其中也包括机械产品的更新换代, 一方面它的更新换代使得产品可以拥有更多更复杂的功能, 但是另一方面, 这也代表着机械产品生产者, 需要花费更多的精力在保证产品的使用性能的实现也就是其可靠性上。因此, 机械工程的可靠性优化设计便应运而生。

2 我国的机械产品的可靠性设计水平

虽然自从改革开放以来, 我国的机械制造业得到了前所未有的发展, 并且在产品的可靠性设计上也有了质的飞跃。但是我国的机械制造行业相对于西方发达国家来说, 起步较晚, 发展较为缓慢, 因此在产品的可靠性设计上面还远远不如他们。为了缩小这样的差距, 不少的企业也逐渐开始对产品的可靠性设计有所重视, 许多的企业为了提高自身产品的可靠性设计水平都设立专门的研究部门, 并且引进了大量的专业人才对这一方面进行研究。但实际上, 许多的研究还是处于最初的理论时期, 极少部分能够得到实践, 对产品的可靠性水平的提高并没有起到什么实质性的作用。

3 我国在机械产品可靠性设计研究方面的缺陷

3.1 教育体制造成的人才缺口

无论是在哪一个行业, 要实现行业的发展, 人才都是非常重要的因素。自然地, 机械产品的可靠性设计也是一样的, 要想实现机械产品的可靠性设计水平, 人才的培养是非常重要的而且是必要的。而高校就是培养这类人才的重要场所。但是, 现实的情况是, 虽然近年来我国许多高校都开设了与机械工程相关的专业, 但是机械产品的可靠性设计这类专业却只有少数几所高校有。这就无疑为我国的机械产品可靠性设计人才的培养造成了阻碍。

前面就有提到过, 随着社会的进步的和科技的发展, 机械产品的可靠性设计也变得越来越重要。但是因为这种教育方面的问题, 却造成严重的人才缺口, 这对我国的机械行业的发展是极为不利的。因此, 相关的教育部门必须要对这一方面予以重视, 相关的高校也要根据社会的需要开设相关的机械产品可靠性设计的专业和课程, 并安排有丰富经验的教师予以指导, 切实提高教学质量, 培养优秀的机械产品可靠性设计人员。

3.2 企业自身重视力度不够

虽然说影响机械产品可靠性设计的原因可能会有很多, 但是其中最为关键的还是企业自身。虽然, 近年来, 我国的机械制造行业处于蓬勃发展的阶段, 部分的企业已经开始重视产品的可靠性设计。但是因为我国的机械制造业起步较晚, 在企业的经营方面, 很多的企业还存在着误区。在不少企业的观念里, 机械产品的可靠性设计并没有那么重要, 甚至可以忽略不计。但这其实是非常错误的观念。上面就有提到过, 随着社会的发展, 人们逐渐地对产品的质量和使用性能的实现给予了前所未有的重视。如果一件机械产品人们在购买之前, 清楚地了解了它的功能, 但因为可靠性设计的问题, 有功能无法得到实现, 这必然会引起消费者对企业产品质量的质疑。这对企业来说将会是非常严重的名誉损失。因此, 企业必须要对产品的可靠性设计予以重视, 要有专门的部门对这方面进行管理, 同时也要注意产品设计的可靠性研究不能仅仅停留于理论阶段, 要切实地运用于实践当中, 因为只有这样的研究才是真正有意义的。

4 相应的设计方法介绍

4.1 稳健性设计

稳健性设计顾名思义就是指让产品的相关的使用性能对于产品制造过程中的会遭遇到的环境变化等有一定的抵御能力, 不会随着环境的变化让其产品性能也发生变化。同时也要保证产品在保质期内都能够较大程度上地维持它的工作状态, 不会轻易地丧失工作能力。

这种设计方法虽然可以有效地提高产品的可靠性, 但因为需要的投入较大, 所以比较难以实现。

4.2 预防故障设计

预防故障设计方法是通过对同类产品发生故障的相关经验从而对产品进行相应的加工, 预防故障的出现或者是尽量地缩小故障发生的可能性。这是最为有效地保证产品的可靠性的方法之一。具体的操作, 简单举例, 如果是要对机械产品的某一个部分进行预防故障设计就可以先从那部分的选材做起, 首先要参照过去的一些产品参数, 选择最为合适的材料, 并且也要考虑到相应的产品维修等方面, 从而做出最为完善的产品可靠性设计。

4.3 降额设计

降额设计即通过减低产品零部件的使用应力, 并使它低于产品原本标示的额定应力。从而在一定程度上减少其发生故障的概率, 保证其可靠性的设计方法。因为, 在过去的经验中, 大部分的机械产品在低于额定应力的环境下运行, 其可靠性能够到达最高的状态。但是这个方法的实施往往存在着很大的难度。因为具体要降多少最为合适并不是可以大概估算的, 而是必须要通过长时间, 大量的实验才能够得出最精确的数据。从而切实地保证产品的可靠性。

5 结束语

综上所述, 近年来, 我国的机械产品行业不断发展, 人们对产品的质量和使用性能也给于前所未有的重视。但是由于我国的机械制造行业起步晚, 其可靠性设计水平远不及其他发达国家, 再加上我国的教育造成的可靠性设计人才的匮乏, 机械企业对自身可靠性设计研究的忽视。这就使得我国的机械产品的可靠性远不能满足市场的需求, 因此机械工程的可靠性优化设计便应运而生, 这对我国的机械行业的发展无疑会起到巨大的促进作用。

摘要：自新中国建立以来, 为了促进经济的发展, 国民经济水平的提高, 我国的机械工程行业得到了很大扶持, 并且也实现了前所未有的发展。而我国的机械工程的可靠性设计水平却没有明显的提高。在机械工程的制造过程中, 由于产品种类繁多, 而且工艺比较复杂, 同时在可靠性的要求上也容不得丝毫的马虎, 因此实行机械工程的可靠性优化设计就变得十分必要了。文章主要是针对机械工程的可靠性优化设计进行简要分析, 并提出相应的建议供相关人士参考。

关键词：机械工程,可靠性,优化设计

参考文献

[1]陈静, 郝少祥, 邵凤翔, 等.机械可靠性优化设计的应用[J].中国煤炭, 2010, 36 (10) :76-77+81.

[2]黄康贵.可靠性优化设计在机械工程中的探讨[J].建筑工程技术与设计, 2015 (19) :369-369.

3.试论机械工程的可靠性优化设计 篇三

关键词：机械工程；可靠性

一、产品可靠性设计的现状和研究背景

1.产品可靠性设计的现状

由于各种历史原因，我国机械制造业相对西方国家相对落后，而在可靠性方面的研究更是相对滞后。直到上个世纪80年代，我国在可靠性方面的研究才有了一些成效，个别行业还有了专门研究可靠性的组织机构，并培养了一批可靠性方面的技术性人才，制定了一系列的可靠性标准。但从整体上来看，这些可靠性的研究都偏向理论，在实际生产中运用较少，与制造业发达的西方国家相比还存在很多的不足之处。

2.产品可靠性设计的研究背景

当今社会，科学技术发展日新月异，产品的更新换代速度越来越快，人们不仅拥有了更多的选择产品的权利，而且现在人们更多追求产品的质量和产品的可靠性，所以自然出现了一种有关产品可靠性的设计，并得到迅速发展和广泛应用。

随着科学技术的高速发展，制造出来的产品结构也往越来越复杂的方向发展，由于高新技术不断运用在产品制造当中及产品复杂性的逐渐提高，产品更新换代速度也大大超越以往。我们在设计一种产品的时候，需要有一个不断深化认识、逐步改进和完善的过程。刚开始生产出来的产品在投入使用中有一个试验的前提，也就是说初始产品必须经过初试后才能投入市场，这是因为初始产品很多存在不可靠性，存在许多设计和工艺方面的缺陷。因此，一个生产产商在某种产品生产初期必须通过对产品设计和工艺规程进行有计划的改进设计，以达到把故障问题根除在萌芽状态的目的，从而提高产品的可靠性水平，逐步达到预期的目标，于是一种可靠性设计研究便应运而生了。

在研究可靠性设计技术之前，我们必须先对产品的可靠性的含义有一定的了解。可靠性可以这么定义：“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。”定义中的“产品”范围较广，可以把某个元件当着试验对象，也可以是器件、设备或系统，这里面甚至可以包括人的作用。

在可靠性设计当中，在满足功能、花费、时间的前提下，使设计的产品的可靠性达到足够的满意程度，这就是产品的可靠性设计。可靠性设计涉及范围极广，不仅包括了一些传统设计技术，还与系统工程、环境工程、质量控制技术和计算机技术等有着很大的关联。因此，它是一个集多方面学科技术于一体的现代化新兴技术。它不但在产品的设计过程中有运用，而且在初产品到成品的各个工艺生产环节都有涉及。因，可靠性设计技术在军事、航天、电子、机械等一些重要领域都应用的极为广泛，具有极为重要的作用。

二、可靠性的发展过程

从人们开始进行可靠性技术研究起，至今已经有将近70年的历史。研究其发展过程，可归纳为早期研究、过程发展和国际化三个阶段。

1.早期研究阶段：在第二次世界大战当中，英美的战斗机和军舰等一些军事上重要的装备在战场上频繁出现机械故障，导致战争上的被动，这就引起了人们开始思考机械设备的可靠性问题，于是有关机械可靠性的研究开始了筹划阶段，以用来减少战争中的那些机械故障问题。接着英美德等国家针对不同军事装备提出了相应的可靠性指标。1942年，美国麻省理工学院在真空管的可靠性研究上取得了相当大的成效。上述这些都表明我国在机械制造可靠性研究上已经进入初期研究阶段，并取得了一定的成效。

2.过程发展阶段：当机械工程可靠性研究由早期的研究阶段开始进入了一个相对成熟的研究过程阶段，我们把这个过程称为过程发展阶段。在这个阶段中，制造业相对发达的一些国家，如美国、前苏联、德国、日本等对可靠性开始进行了一些较为深入的研究工作，并在研究中获得了很大的成功，这使得可靠性研究的未来发展方向得到了保证，使可靠性研究进入了一个新的发展阶段。在这一过程中，可靠性研究的很多方面都得到了良好的发展和完善，例如：研究范围已经从原来的机械产品过渡到电子产品，且范围还在不断的扩大；理论研究不断深入，已经从原来的较为简单的产品研究往更复杂多变的产品研究阶段深入，为可靠性设计技术的进一步发展打下了坚实的基础。

3.国际化阶段：可靠性研究在经过了最初的简单研究到进一步深入的过程发展阶段，可靠性技术的应用已经越来越广泛，它所展现的一些优点已经逐渐被世界各国所关注，许多国家已经陆续在这方面开展了研究工作并在人力物力上作出了很大的投入，使得可靠性研究开始了国际化进程。可靠性技术的国际化主要体现在各种国际学术组织的确立、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立。

三、可靠性设计在机械中的应用

产品的可靠性在产品的设计和使用周期内的各个环节中都具有重要的作用，这些环节包括：产品设计、产品制造、产品使用、售后维修等等。

4.机械设计可靠性研究论文 篇四

1机械工程产品的可靠性优化设计现状分析

1.1可靠性优化设计的基本理论

20世纪60年代，机械优化设计获得了最广阔的发展。在这一时期，计算机技术和数学规划有机地结合起来，推动了机械优化设计向更高的层次发展。优化设计的方法被广泛应用于工程设计领域，并伴随着计算机技术的飞速发展和数学规划理念的不断成熟，发挥着越来越重要的作用，取得了令人瞩目的成果。具体来讲，所谓可靠性优化设计主要包含三个方面，即产品的质量、成本和可靠度。可靠性优化设计从系统的、整体的角度对产品的可靠度进行分析，并对其性能进行约束与优化，在确保产品性能和质量的前提下，将产品的合理性和安全性有机结合，从而使得产品的可靠度实现最大化。通过可靠性优化设计，在满足产品可靠性的同时，还使得能源以及资源获得充分的利用，避免了能源和资源的不合理使用及浪费现象。采用可靠性优化设计所生产出来的产品，具有体积小、质量轻的特点，并使用节能材料，顺应当前可持续发展和保护环境的趋势。对机械产品进行优化设计的根本宗旨，即为了满足安全的需要或者为了实现特定的预期点，通过最优化的方式，对产品进行处理。在进行优化设计时，需要考虑多种因素给产品性能带来的影响，其中需要注意的两点即结构参数以及各种载荷的随机性。

1.2近年来可靠性优化设计发展

近年来，高新科技不断融入机械设计领域，许多现代化的设计方法和设计理念应运而生，可靠性设计和优化设计也获得了飞速的发展。然而从设计的角度来看，可靠性设计和优化设计是设计的两个不同方面，而对于机械产品的设计来说，如果单纯地考虑其中的一方面是无法达到设计要求的。这就需要在实际的设计工作中，将两者相结合，从而发挥其潜在的巨大作用。可靠性设计不同于优化设计，可靠性设计是以产品的可靠性为设计宗旨的，因此设计的结果并非其工作性能或参数的最佳点。此外，优化设计有别于可靠性设计，优化设计并不考虑产品的.可靠性，因此有可能导致事故，造成经济损失。另外，单纯的优化设计也无法保证产品在特定的时间和条件下达到预期的功能或目的。机械产品的结构通常都比较复杂，所涉及到的设计参数也非常多，而单纯的可靠性设计并不十分适用于多个设计参数的系统设计。因此，在进行可靠性优化设计时，要分清设计的重点以及明确设计的步骤，在保证机械产品可靠性的前提下，实现产品工作性能和设计参数的最优化。只有这样，才能设计出既满足可靠性又符合最优化性能的机械产品，实现产品性能与成本的统一。

2机械设计不同时期的可靠行设计

2.1计划期的可靠性设计

计划期的工作依据是新型科研成果发布、市场需要程度与客户订货实际情况。设计工作人员要利用准确翔实的市场情报与技术指标，制定出可行性技术方案，对多种方案进行利弊比较，综合考虑到可靠性、适用性与经济性指标，完成合理的设计任务目标制定工作。在这一时期，可靠性工作实际上就是产品可靠性展望。此工作目的有两个，一是找出产品可能存在的薄弱环节，给接下来的技术设计时期提出纠正指导。二是寻找到值得改进的方向，使产品再度开发成为可能。可靠性展望若想完成指标的分配确定，需要根据产品自身的功能及客户的实际要求，完成相对应的指标数据值建立，比如说寿命、可靠程度、失效率等等。再按照特定的方法原则，逐步分配可靠指标。

2.2方案期的可靠性设计

在这一时期，需要正确处理创新同借鉴的关系。第一要分析机械的功能，第二是由设计人员提出各种可行性方案，第三是把不同的方案进行技术分解，寻找到最佳的组合形式。在方案设计期，是对机械整体进行初始设计，在此阶段，机械设计工作人员一定要对准备解决的方案进行正确评价。可靠性评价及可靠性设计指的是同一体系内，根据工作原理图、拟定方案，进行抽象简化而得出来的设计体系。如果从可靠性指标来看，越复杂的机械系统，其可靠程度就会越低。若想保证系统可靠，就一定要增加并联系统，而这样做，当然会使产品成本上升。所以在这一阶段，可靠性方法的确定需要拟定系统初步的验算分析，继而确定系统整体事件，及整体同部分之间的关联。

2.3技术期的可靠性设计

机械设计的技术期发展目标是形成总装配图以及各个部件的装配图，用草图的设计来确定各个零件的基本尺寸与外形，还包括每一部件间的相连方式，部件外形与尺寸等等。最后，需要确定零件的总装配图、分部件装配图、工作流程图。这一时期首先需要对机械设备进行动力与运动设计，在此基础上完成零部件的设计，并对重点部位及零部件进行工作性能校验，接下来设计分部装配草图以及总装配草图。所有草图完成之后，需要进行精确性核验。正因为技术期是整个机械设计中最为重要的时期，所以，这个时期的可靠性工作就相对比较多。对于单个零件设计来说，这个阶段已经确定了其荷载，同时根据刚度、强度、稳定性的实际情况，来确定出零部件的设计尺寸范围，这样才能够保证零件的质量。

2.4编制期的可靠性设计

上面的工作基本就是通过相关的数据和经验来进行机械设计，而这个阶段主要任务就是对机械产品采取一些方法进行实验，通过对实验结果的仔细分析，得出产品的性能。把机械设计的可靠性理论研究运用到实际的可靠性实践当中，能够更好地提高机械设计的可靠性，提高产品质量。但是在实际工作的过程中，我们需要对具体的实践操作进行指标确认，并把得出的数据编制到生产的技术文件当中，进而给可靠性生产提供支持。

2.5保养期的可靠性设计

保养期是机械设计的最后一个阶段，做好机械的维护和保养能够延长机械的使用寿命。但这一阶段总容易所被忽略，一些大型的制造企业在生产过程中，这个阶段的费用往往会很高且十分复杂，这就需要我们了解机械设计可靠性在这个阶段的重点内容。例如，制定机械设计保养计划、维修计划以及确定机械产品的实际适应情况。机械设备在使用的过程中随着年限的增长会导致使用性逐渐下降，甚至会影响到正常工作。为了延长机械设备使用的年限，我们必须重视机械设计的保养期工作，为企业赢得更多的经济效益。

3机械设计可靠性的发展方向

3.1可靠性灵敏度设计

可靠性灵敏度设计建立在可靠性之上，有效映射不同设计参数对机械零件的实际影响程度，进而确定对机械零件灵敏度影响程度最大的随机变量，并重新分析和设计此参数。预估设计变量变差以及约束变差对产品效能指标的影响程度，调整对产品设计参数影响程度相对较大的设计参数，进而使产品失去对因素变差的灵敏性。这种设计以极限状态方程为基础，然后求解出设计参数相应的偏导数，获得灵敏度计算公式，从而明确每个设计参数的灵敏度，并以此为依据，不断修整设计，调整参数。

3.2可靠性优化设计

可靠性优化设计也是建立在可靠性之上，这种设计模式不仅能够更好地满足产品投入使用过程中的可靠性，还能优化产品外观尺寸、加工成本以及安全性等参数，进而使产品预估效能更加接近实际效能。此种方法有效融合可靠性分析理论和规划方法，以可靠度为基础构建优化目标函数，调整机械零件的外形尺寸、成本等参数，实现最小化，然后以刚度、强度等设计要求充当约束条件，构建数学模式，参照数学模型合理选择具体的优化方法，最终求解最理想的设计变量。

3.3可靠性试验

现阶段，可靠性理论趋于成熟，然而可靠性试验尚不健全。可靠性试验是一种考察、分析和评判产品可靠性的手段，旨在通过可靠性试验及时发现产品设计、原材料以及加工工艺存在的缺陷，进而进一步完善产品，提升成功率，降低维修养护成本，判断其是否满足可靠性定量要求。然而一旦具体的设计方案出现变更，则应重新开展试验分析，造成了不必要的资源浪费，因此，我们应充分利用高性能软件，缩减试验次数，节省成本。

4结语

5.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇五

基于实验设计法的工程结构优化设计

基于实验设计法,提出了一种新的工程结构优化设计方法.这种方法将设计变量的.水平值配列于正交表中,按正交表的参数组合条件进行结构解析,通过对设计变量对于目标函数值的方差分析和F检验,改变设计变量的水平值,进而通过迭代计算使设计变量趋于最优解.本文以桁架结构为计算例,验证了本方法的全局收敛性和优化精度.由于无需构建目标函数和约束函数以及微分计算,此方法具有简单而又适应广泛的优点.

作 者：杨冬梅 小木曾望 室津义定  作者单位：杨冬梅(南京理工大学 机械学院,南京 210094)

小木曾望,室津义定(大阪府立大学工学部,大阪,日本)

刊 名：计算力学学报  ISTIC EI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL MECHANICS 年，卷(期)： 18(2) 分类号：V214.19 O224 关键词：结构优化   实验设计法   正交实验   方差分析   全局收敛  

6.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇六

杨丽娟

目前，教师布置作业往往比较随意，作业量多少很少考虑，不顾学生的学习情况，在自编习题上，由于多年来各类习题本泛滥，教师们已习惯于借用现成习题，很少有教师自编习题，自拟试卷。其实，自编习题，自拟试卷是对所教学内容的再认识，再把握，是对教学资源的进一步有效利用的整合，是对学生情况的有效控制，为下一步教学奠定坚石基础。

随着新一轮课程改革的逐步推广，教师的角色，学生的学习方式发生了较大的变化，新的课程标准给予教师较大的创造空间，要求教师要具有作业设计的能力，而新课程下的作业应该让学生在完成过程中体验幸福和快乐，使作业成为学生成长的一种自觉需要。作业的布置是教师教学活动的一个重要环节，也是学生学习过程中的一个重要的组成部分。优质的作业有助于学生所学知识的巩固，深化，有利于学生智力和创造才能的开发。因此，教师自编习题有利于主体作用的发挥，从而使学生的个性得到充分的发展，学习能力和知识水平都得到提高。

学生是有个体差异的。有差异的学生做无差异的作业，势必会造成优生“吃不饱”，差生“吃不了”的现象。这样，学生的语文能力的发展就会受到节制。为此，教师自编设计布置“菜单式”作业，让不同水平的学生自主选择，实现“人人能练习，人人能成功”的目标

在布置作业时，我经常把作业设计成如下类型。让学生根据自己的需要和能力去选择。如A题型灵活多样，偏重于理解，想象，运用；B题型再低一层次；而C题型多为比较简单的巩固性作业。比如在上完《桂林山水》一课后，我设计了以下三类作业，让学生选一题。A﹑根据课文内容，并想办法搜集一些有关的材料为导游写一篇简短的解说词。B﹑摘抄课文中你喜欢的词句。C﹑选择喜欢的词﹑句﹑段，把它们积累下来。这样的作业设计能满足不同层次学生根据自己的情况选择作业，就能使不同层次﹑不同水平的学生都能体会到成功的乐趣。

小学语文要培养的是学生听﹑说﹑读﹑写四方面的能力，单一的书写作业已不能适应素质教育的要求。而且，单调的书写工作也常常是一些学生失去学习兴趣﹑不做或不完成作业的原因之一。

为了改变这一现状，在平时的教学中，我经常根据教学内容的要求和特点，设计形式多样的课外作业，争取使作业富有创造性，听﹑说﹑读﹑写﹑做﹑玩﹑观都可能成为语文作业，让学生总保持一种新鲜感。我曾尝试过下列语文实践性作业，学生兴趣盎然，乐做喜学。1﹑续写。在学完课文以后，顺着作者的思路把课文再写下去。通过续写，学生通过丰富的联想和内心体验，深化了对课文的理解，同时发展了思维能力和想象力以及表达能力。2﹑画图想象。为了更好地学习课文，调动学生学习课文的兴趣，感受语言文字的美和魅力，通过画图想象学生可加深对课文的理解，有助于学习。例如，在教学古诗《冬景》时，为了让学生体会诗的意境，我布置了让学生根据自己对诗的理解画一幅彩色画的家庭作业。当时学生们的热情特别高涨，一幅跃跃欲试的样子。第二天，大大小小的画交上来了，看着这一幅幅流露真情的画，对我而言，与其说是在批改作业，不如说是在欣赏作品，学生从中也切实感受到了情趣。

7.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇七

1.1 价值工程的基本式

一般考虑经济效益时, 净效益是效益与成本之差, 功能隐含在净效益之中, 这样在追求净效益最大化中, 可能使功能处于不恰当的地位。

价值工程与传统提高净效益的活动的主要不同在于, 将这种关系定义为[1,2]:

式中:F为功能, C为成本, V为价值。

式 (1) 是价值工程的基本式。

价值工程的基本式的一般应用是:对研究对象, 先通过专家打分得到F和C评分值或某种方式取得它们价值量, 再转为0-1上的无量纲值, 最后算出V。如果V等于或趋于1, 认为研究对象处于比较合适的状态, 不采取行动, 否则要采取对应的行动。价值工程也可以用在方案评价选优上。面对不同的方案, 在满足需求的前提下, 以价值V作为分析指标, 进行方案选优[3,4,5]。实践上, 视功能为利益型的指标、成本为损失型的指标, 价值工程将会得到更广泛的应用。

1.2 基于价值工程的设备可靠性优化设计

视设备设计方案的可靠性为功能, 该方案在寿命周期上的费用现值为费用, 以对应的价值为分析指标评价设备之间的优劣。

可靠性是设备使用和设计中的一个重要指标, 是设备设计者和使用者关注的重点之一, 从而设备可靠性成为一个需要进行充分研究的领域。因此视可靠性为功能有其重要的实践背景。为方便, 以下称基于价值工程的设备可靠性优化设计为设备可靠性设计。

2 设备可靠性设计模型

2.1 基础数据

2.1.1 设备可靠性设计方案

设Ai为第i个设备可靠性设计方案, m为方案的个数。

2.1.2 可靠性数据

可靠性数据是计算设备可靠性设计方案可靠性的必要数据。这种数据的给出形式不一, 如可以以赋权图的形式给出数据, 也可以以图、表结合的形式给出数据。

2.1.3 费用数据

费用数据由各设备可靠性设计方案寿命周期上的费用现金流量和基准折现率组成。

2.1.3. 1 费用现金流量

取n为各设备可靠性设计方案的共同寿命周期。

方案Ai在寿命周期第t费用为:

2.1.3. 2 基准折现率。基准折现率为:

式中:ic为财务基准折现率, is为社会折现率。

2.1.4 方案可行条件

方案可行条件是对设备可靠性设计方案可行与否的约束, 其中至少包含设备可靠性设计方案的可靠性可行条件。

2.2 分析指标计算

2.2.1 功能计算

Ai的功能按下式计算:

式中:pi为Ai的可靠性, 据对应的可靠性数据算出。

2.2.2 成本计算

先计算费用现值, 再确定成本。

方案Ai的费用现值为:

方案Ai的成本按下式计算:

2.2.3 价值计算

方案Ai的价值为:

2.3 方案优劣评价准则

按价值最大准则进行评价选优:

式中:i*对应最优方案Ai*。

2.4 确定实施的设备可靠性设计方案

实施的设备可靠性设计方案是可行且可靠性尽可能大的设备可靠性设计方案。

如果没有可行的设备可靠性设计方案且必须进行设备可靠性方案设计, 应进行设备可靠性设计方案的再设计、重新核定设置设备可靠性设计方案的方案可行条件, 进行设备可靠性设计方案再评价, 直至获得可行设备可靠性设计方案为止;否则, 放弃实施设备可靠性设计方案的确定。

3 计算示例

3.1 基础数据

3.1.1 设备可靠性设计方案

设有A1和A2两个设备可靠性设计方案, 设备部件间相互独立, 其结构示意图如图1所示。

图1中a、b、c和d为设备部件。

3.1.2 可靠性数据

3.1.2. 1 可靠性约定

可靠性约定如表1所示。

3.1.2. 2 各设备部件的工作概率

各设备部件的工作概率示于表2中。

说明:p i t为Ai下设备部件t的工作概率.

一个可靠性约定对应两个设备可靠性设计方案的项目方案。

分别以A1, k和A2, k代表可靠性约定 (k) 下的两个项目方案。

3.1.3 费用数据

3.1.3. 1 寿命周期

A1和A2的寿命周期均为10年。

3.1.3. 2 费用现金流量

费用现金流量如表3所示。

单位:万元

说明:c i, k t为Ai, k下设备部件k第t年的费用现金流量.

3.1.3. 3 基准折现率

基准折现率i0=ic=10%。

3.1.4 方案可行条件

设备可靠性设计方案可靠性基准值为0.888, 无其它设备可靠性设计方案可行条件。

3.2 分析指标计算

3.2.1 功能计算

3.2.1. 1 设备可靠性设计方案可靠性

可靠性计算中的两个基本的设备要素关联形式是串联和并联。图1中b、c、d和e是并联关系, a与它们串联。

为便于计算, 设置0-1变量如下:

这样, 根据 (1) 的约定, 构造向量 (xb, xc, xd, xe) , 它描述b、c、d和e这些并联设备要素的工作状态。

以pi (x) 代表设备方案i并联设备要素b、c、d和e中有x个工作的概率, 则

又以pi (x) 代表设备可靠性设计方案Ai, x在设备可靠性约定 (x) 下的可靠性, 则

可靠性计算结果见表4。

3.2.1. 2 设备可靠性设计方案功能

按式⑷计算各项目方案的的功能, 结果示于表5中。

说明:Fi, k为Ai, k的功能.

3.2.2 成本计算

3.2.2. 1 费用现值

按式 (5) 计算各项目方案的费用现值, 结果示于表6中。

单位:万元

说明:PCi, k (i0) 为Ai, k的费用现值.

3.2.2. 2 成本计算

按式 (6) 计算各项目方案的成本, 结果示于表7中。

说明:C1, k为Ai, k的成本.

3.2.2. 3 价值计算

按式 (7) 计算各项目方案的价值, 结果示于表8中。

3.3 确定实施的设备可靠性设计方案

3.3.1 确定可行项目方案

说明:Vi, k为Ai, k的价值.

根据方案可行条件得如下可行项目方案:

可靠性约定 (1) 和可靠性约定 (2) 下的项目方案均为可行方案, 可靠性约定 (3) 和可靠性约定 (4) 下的项目方案均为不可行方案。

3.3.2 确定实施的项目方案

可行项目方案进入方案选优。

某种可靠性约定下的实施方案是对应的可行方案按式 (8) 确定出来的最优方案。

可靠性约定 (1) 下的最优方案为A1, 1, 可靠性约定 (2) 下的最优方案为A1, 2, 可靠性约定 (3) 和可靠性约定 (4) 下无实施方案。

4 小结

(1) 在价值工程原理下讨论设备的可靠性优化设计, 是设备可靠性优化设计值得关注的一个方向, 它与概率论、运筹学等学科密切相关, 进行适当的交叉研究有助于形成较为合理的实施方法。

(2) 可以对设备展开基于价值工程的可靠性优化设计, 也可以对设备的若干部件展开基于价值工程的可靠性优化设计。

(3) 可以在价值工程原理下, 通过包含设备可靠性目标的多目标分析确定实施设备方案。

(4) 注意相关数据的统计, 为后续基于价值工程的设备可靠性分析服务。

(5) 可靠性约定是设备可靠性优化设计中的重要因素, 它既是计算设备可靠性设计项目方案可靠性的依据之一, 也是形成设备可靠性设计项目方案的要素。

摘要：优化设计是设备设计中理应考虑的问题。文章以价值工程为基础, 讨论以价值为评价准则的设备可靠性优化设计。

关键词：价值工程,设备,可靠性,设计

参考文献

[1]袁春阳.价值工程[M].北京:煤炭工业出版社, 1985:3.

[2]路希逵等.价值工程[M].哈尔滨:哈尔滨船舶工程学院出版社, 1993:2.

[3]刘新宝等.价值工程在军用汽车选型中的应用[J].系统理论与实践, 2002 (5) :132-137.

[4]娄近水.基于价值工程的电厂安装起重机优化选型研究施工技术[J].2013 (10) :65-68.

[5]熊源晨等.基于价值工程的主题公园项目选址决策模型研究[J].工程管理学报, 2012, 26 (5) :28-33.

[6]许鹏辉等.机械工程可靠性优化设计[J].林业机械与木工设备, 2012, 40 (1) .

[7]张立博.探讨机械工程的可靠性优化设计[J].工程技术与产业经济, 2012 (3) (下) .

8.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇八

关键词:桥梁结构;结构可靠度;结构设计

中图分类号:U442.5+3 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)27-0072-02

桥梁结构设计的基本原则是安全、适用和经济。传统的桥梁结构设计主要是采用定值设计的方法,目的是追求一个满足设计规范条件下的最低水平设计,其既不能描述和处理桥梁结构中客观存在的各种不确定性因素,也不能定量地分析计算安全、适用及经济的各项指标,更无法科学地协调它们之间的矛盾,使它们达到合理的平衡。且由于一直以来我国在桥梁设计过程中,存在着考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态而不重视使用极限状态;重视桥梁结构的建造而忽视其检测和维护,使结构安全性存在不同程度的隐患和缺陷。近几年来,国内发生的几起大桥坍塌或局部破坏事故在很大程度上是由于构件疲劳损坏(如结构开裂、变形过大等)所导致,从而严重影响桥梁结构的承载能力和使用性能。因此,为了保证桥梁安全运营、延长其使用寿命以及提高桥梁的安全性和耐久性,减少早期桥梁病害,从而节约后期桥梁的维修费用,加强对桥梁结构可靠性研究及可靠性在公路桥梁结构设计中的应用已迫在眉睫。

1结构可靠度的定义

结构的可靠性是指结构的安全性、适用性和耐久性的统称。一般情况下,总是将影响结构可靠性的因素归纳为结构构建的荷载效应的R和抗力S。荷载在设计基准期内有不同的组合和效应,抗力在材料性能、几何参数和计算模式下均具有不定性,因此在现实情况下,我们只能从概率学上用失效概率度量结构的可靠性,通过将抗力和作用效应相互独立。

根据当前国际上的一致看法,结构可靠度是指工程结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。“规定时间”是指结构进行可靠度分析时,结合结构使用期,考虑各种基本变量与时间的关系所取用的基准时间;“规定的条件”是指结构在正常设计、施工和使用的条件下,即不考虑人为过失的影响;“预定功能”是指正常施工和使用时,结构能承受可能出现的各种作用,同时具有良好的工作性能,有足够的耐久性能,以及在设计规定的偶然事件发生时和发生后,结构能够保持必需的整体稳定性。

可靠度概念中的“规定时间”是指结构设计基准期,一般大多数国家是50年,且有一个关系就是:“规定的时间越长,结构可靠度就越低”。目前,根据我国《公路桥涵设计通用规范》(JTJ D60-2004)中规定,公路桥梁结构的设计基准期为100年。

2可靠度理论下公路桥梁结构设计要求

可靠度理论下公路桥梁结构设计的总要求是:结构的抗力R应大于或等于结构的综合荷载效应S,即RS。

在公路桥梁结构可靠性设计中,即规定的条件就是在正常情况下的施工,则将截面承载力的安全指标β作为结构的可靠指标;将结构在失效状态时的概率称为失效概率。但由于实际中抗力和荷载效应均为随机量,因此上式并不能绝对满足,而只能在一定概率意义下满足。即P{RS}=Pr。

其中,Pr为结构的概率可靠度。因此,结构设计更明确的要求是:在一定的可靠度Pr或失效概率Pj条件下,进行结构设计,使得结构的抗力大于或等于结构的综合荷载效应。

而在公路桥梁结构设计中,一般需要确定结构的失效标准和失效模型;确定结构的目标可靠指标;推求设计表达式。

3公路桥梁结构目标可靠度

目标可靠指标是结构设计的依据,是结构设计所要预期达到的安全水平指标。而度量结构可靠性的指标就是可靠度。其优点是目标可靠指标与失效概率或目标可靠度(可靠概率)有一一对应关系。因此,要将概率极限状态设计法用于公路桥梁结构设计,首先需要设计者确定以多大的失效概率作为设计目标,即目标可靠指标应选多大(其以结构的重要性、失效后果、破坏性质、经济指标等因素分析确定)。当所设计的结构构件失效概率小,即可靠指标大,结构的可靠程度提高,相应的工程造价高,而维护费用降低,投资风险及给社会带来的后果就小;反之,失效概率大,即可靠指标小,结构的可靠程度低,工程造价低,维护费用高,投资风险及给社会带来的后果等问题就多。

目前,根据我国现行公路桥梁设计规范条件下桥梁结构构件可靠度校准的结果,经综合分析,并参考国内外各种结构构件目标可靠指标的建议值,《公路工程结构可靠度设计统一标准》(CB/T 50283-1999)建议我国公路桥梁二级结构构件在设计基准期内的目标可靠指标为:

主要组合(汽车、人群、结构自重和土引起的或其中部分引起的效应组合):

延性破坏构件βT=4.2

脆性破坏构件βT=4.7

附加组合(在主要组合的基础上再加上其他作用效应的组合):

延性破坏构件βT=3.7

脆性破坏构件βT=4.2

上述建议值分别相应于现行公路桥梁结构设计规范延性破坏构件和脆性破坏构件可靠指标的下限值。

对于一级和三级公路桥梁结构构件,相应的目标可靠指标可根据我国《工程结构可靠度设计统一标准》(CB 50253-1999)的要求,在已确定的二级结构构件目标可靠指标的基础上各分别增减0.5,这个要求依然是工程经验性的要求。

4基于可靠度的公路桥梁结构优化设计

4.1结构优化模型

基于可靠度的桥梁结构优化模型可以决策出各个构件的最优可靠度,各个构件的优化设计就是以最小的造价实现它的最优可靠度,这就将结构整体优化设计方法分成以下三个方面:

4.1.1选择设计变量

一般把对设计要求起主要影响作用的参数作为设计变量,如目标控制参数(结构造价C1和损失期望C2)和约束控制参数(结构的可靠度PS);而将那些对设计要求来讲,变化范围不大或是根据结构要求或局部性的设计考虑就能满足设计要求的参数等作为预定参数,这可以大大减少设计、计算和编制程序的工作量。

4.1.2确定目标函数

一般用全桥所设计的梁结构造价之和作为目标函数进行优化。首先,假设所设计的梁在使用期内失效概率为PF,其失效以达到或超过极限状态为标志,一旦结构损坏必须考虑重建。因此,桥梁结构的可靠度优化设计问题就归结为寻求一组满足预定条件的截面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率PF,从而使总费用C最小。

minC=C1+ C2PF

式中,C:目标函数;

C1:结构造价;

C2:结构的损失期望,失效概率为PF时可能造成的失效结构的恢复费用。结构失效概率为PF。

4.1.3确定约束条件

公路桥梁结构基于可靠度优化设计的约束条件,则包括尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中,要使结构优化设计应用于实际桥梁工程,则是将公路桥梁设计中实际的约束条件与目标约束条件相比较,保证各约束条件都符合现行规范的要求,以实现最优设计。

4.2选择优化设计计算方法

桥梁结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题,在计算过程中,通常是将有约束优化问题转化为无约束问题求解。可以利用的优化设计计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell法等。

4.3进行程序设计

根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法,编制功能齐全、运算速度快的综合程序。

4.4结果分析

对计算结果进行分析,确定最优设计方案。

综上所述,基于可靠度的公路桥梁结构设计方法,其不仅考虑到设计参数中设计向量、目标函数和约束函数的随机性、模糊性和未确知性等,以及材料和施工质量的不确定性,使得设计人员在设计时利用桥梁结构的目标可靠度或失效概率,来描述更为科学和定量的安全可靠程度,实现安全、适用、耐久的设计要求;另外其还考虑到不同功能的失效概率和失效损失造成的失效损失期望、结构运行和维修费用等在内的经济指标,考虑如何以最低的造价实现最佳的经济效益,实现经济、合理和美观的设计要求。在文章中,以结构可靠度为控制参数,既能处理桥梁结构中的随机不确定性,又能使安全与经济之间、近期投资与长远效益之间的矛盾得到最佳的协调,从而使公路桥梁设计方案在安全、适用、经济的条件下达到最佳优化。

Highway Bridge Optimization Design under the Reliability of Structure

Deng Mingrong

Abstract: This text gets down the highway in the structure designing requirement of the bridge, highway bridge from the definition of the reliability of structure, reliability theory mainly The reliability of structure goal of roof beam and highway based on reliability, these four respects of optimization design of bridge structure, are explained.

9.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇九

第一，BIM在桥梁工程初步设计中的应用。桥梁的初步设计是指针对桥梁工程的设计方案进行整体构思和构想。设计师可以在脑海中对桥梁工程的整体蓝图进行规划，然后将其输入BIM管理系统中，应用计算机的测绘和运算工程对桥梁工程进行数字化、参数化，保证初步构想具有科学性。

第二，BIM在桥梁工程技术设计与施工设计中的应用。技术设计和施工设计是在初步设计基础上对桥梁工程设计的进一步深化和细节化，设计师可以利用BIM系统中的分析、计算功能设计结构细化模型，然后对桥梁工程设计进行冲突分析，生成数字化的分析报告，一旦发现处理可以及时的进行修订编制。

3.2基于BIM桥梁工程施工优化

第一，利用BIM实现桥梁工程施工工序优化。桥梁工程项目施工单位利用BIM的模拟技术，将桥梁工程的施工方法与桥梁工程设计结论进行有效整合生成科学合理的施工工序，通过BIM生成生动、可视的过程模拟，利于施工监理部门对施工进展的动态检测，保证施工质量。

第二，利用BIM实现桥梁工程施工进度优化。充分利用BIM技术将桥梁的模型和施工进度合二为一，制定基于时间因素上的细化施工进度表，然后按照施工进度表进行合理的施工，对待那些施工难点进行有效把握、重点对待，能够实现资源的优化配置。

第三，利用BIM实现桥梁工程施工管理优化。通过BIM与施工方案的整合，能够对施工过程中统一发生的问题进行有效预测和分析，进而实现风险控制机制，使得在施工过程中能够有效的避免事故的发生，实现高效的施工进程。

4结语

综上所述，文章首先针对BIM进行了系统阐述，然后针对桥梁工程设计与施工的特点进行了分析，最后将二者有机整合，提出了将BIM应用于桥梁工程设计与施工上的策略。希望通过文章的阐述，能够为相关部门和工作者在进行桥梁工程设计和施工的实践活动中提供借鉴，为我国桥梁建设事业抛砖引玉，为桥梁工程设计施工的优化提供参考。进而全面提高我国桥梁建设的水平，促进基础设施建设水平的全面提高，社会主义建设事业的有序进行。

参考文献

[1]张建平，李丁，林佳瑞，等.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术，（16）：10-17.

[2]杨光，周魏，沈佳明.BIM技术在金汇港大桥工程中的应用[J].城市住宅，（11）：106-108.

10.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇十

关键词:路桥，隧道，防水，设计，围岩

随着我国交通运输业的不断发展，运输方式的发展速度也在不断提高。由于发展的需要，在路桥工程中出现了越来越多的隧道工程，但是，各种因素的限制导致了路桥隧道工程的施工难度在不断加大，出现了一系列的问题。因此，我们应该运用新技术、新材料以及新工艺等来不断提高路桥隧道的设计水平，提高路桥隧道的质量。

1路桥隧道工程的概述

11.机械可靠性设计的内涵与递进分析 篇十一

【关键词】机械；可靠性设计；内涵；递进

1.可靠性设计内涵

现代化机械生产经验告我我们，在进行机械的设计、制造以及使用这三个过程当中，机械的设计直接决定了其产品的可靠性水平。可靠性试验的数据是机械产品可靠性设计的基础，但是试验并不能提高机械的可靠性，只能将其得到的数据进行分析，找出产品的不足，对其进行改善设计才能提高产品的固有可靠性。

机械产品和可靠性的关系图

机械振动将会严重影响到其机械产品的结构质量与系统的工作精度以及使用寿命等，研究机械动态可靠性可以有效的实现大型复杂设备机械的安全可靠运转功能，因此紧密联系到国家重大战略需求是进行机械动态可靠性研究的关键。传统常用的动态可靠性设计理论并不能有效的对系统结构的力学性质进行充分的考虑，为了弥补这样的不足就需要进行动态可靠性的研究。动态可靠性的研究所强调的事实主要有三点：一是机械结构系统的演变过程是动态行为的结果；二是机械损伤会直接影响到结构系统的动力学特性；三是动力学行为必然会影响机械结构系统的可靠性以及失效率。从以上强调的事实中可以看出：如果在进行机械可靠性设计时，没有考虑到动态特性，将很难准确有效的得到产品的失效率以及可靠性信息。当然，机械动态的渐变可靠性理论是传统可靠性理论的升华过程，是充分将机械动力学和机械可靠性有机的结合在一起，对机械动态可靠性进行充分研究的方法，这种方法摆脱了传统方法用的固定、静止的观点进行设计的陈旧框架局面，使得设计的工作更加深入，准确，更能符合当前机械产品的实际情况，以便满足社会对机械产品质量日益提高的需求。

2.机械可靠性的递进分析

2.1可靠性设计的优化

机械可靠性优化设计一般包含三方面的优化，即是质量优化、成本优化以及可靠度优化。把产品的总体可靠度作为性能约束的优化，将会产生与产品合理安全性相互协调的平衡设计，也就是在给予固定的产品结构、产品质量或者是产品成本的条件下，使产品拥有最大的可靠性。

在近几十年来的机械设计研究领域当中，正在逐步出现不少现代化设计方案以及相应的科学技术，其可靠性设计优化在理论基础和运用基础上都达到了一定的水平。但是如果单方面的进行产品可靠性的设计，还是优化设计，都是不可能将其巨大的潜力完全发挥出来的，这是因为可靠性设计并不等同于优化设计，而优化设计也不一定就包含了可靠性设计，两者之间都没有一个绝对的相互关联性。另外，由于机械产品十分复杂，具有众多的设计参数，想要对这些参数同时进行确定设计，光靠可靠性设计是显然不可能的，所以同时还要进行可靠性的优化设计，在既保证机械产品具有相应的可靠性要求的同时还保证了机械的最佳工作性能，一举两得，只有这样才能发挥出可靠性设计与优化设计的巨大潜力，才能在保证机械产品的经济效益的同时又保证其使用过程中的安全可靠。

2.2可靠性灵敏度的设计

在进行机械产品的优化设计、系统模型修改、系统结构参数的识别以及对机械可靠性的估计变化趋势中，灵敏度的分析已经成为了不可或缺的设计工具。在进行实际工程的设计方案时，一般都需要进行相应的测试试验分析，如果方案有所变动，那么就需要重新进行一次，这样将极大的消耗人力以及财力。

机械结构系统相对于复杂的产品其物理参数和几何参数是很多的，对这些机械产品的特性参数进行灵敏度研究设计，估算出参数的变化效果，分析出产品参数的变量，可以有效的优化产品的性能，延长其使用寿命，降低工作的成本，增加经济效益，所以灵敏度分析是机械产品优化设计的基础。灵敏度分析最初在进行对机械控制系统的参数变化效果估计中取得了良好的效果，得到了各界的肯定，而现在的灵敏度分析已经在生理学、物理学、动力学等多领域中得到了广泛应用。为了实现最佳的机械产品设计，充分发挥出设计者的经验和能力，实现有效的人机交互辅助控制灵敏度设计是具有极大现实意义的。

2.3可靠性稳健设计

机械产品的总体质量一般可以分为用户质量和技术质量。用户质量是指用户在实际使用过程中感受到、接触到的产品优劣的质量特性；技术质量主要是指机械产品在优良的设计以及制造质量下达到的最理想的工作稳健性。稳健设计作为一种成本较低质量较高的设计方法，不仅可以提高产品的实际质量，还可以降低产品的生产成本。

机械产品稳健设计的有效实用途径是通过极小化灵敏度来实现的，其主要过程是在设计阶段通过进行产品的灵敏度分析，控制产品的质量对不确定因素的敏感度最小，达到产品具有较高稳健性的目的。其产品的可靠性稳健设计是在可靠性设计、优化设计和灵敏度设计的基础上进行的，将可靠性灵敏度设计有效的与优化设计相融合，将可靠性稳健设计归纳为满足可靠性要求的多目标优化设计问题当中来，使其机械产品在各种不确定因素的干扰之下，都可以保持其可靠性的稳定，提高产品的质量。

3.总结

机械产品可靠性设计越来越受到各行各业的重视，其发展的速度也变得更加的迅猛。在机械可靠性设计技术突飞猛进的当今，只有认真做好其可靠性设计工作，发现其中的问题，对其进行相应的改进才有助于机械行业的发展，才能积极推进国家经济的发展，促进社会的进程，做出相应的贡献。

【参考文献】

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12.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇十二

1 岩土勘察工程与地基设计中存在的问题

1.1 岩土勘察与地基设计规范性不足

在建筑工程中, 质量安全问题永远被摆在第一位。而质量保证, 离不开规范施工操作来作为保障。在岩土勘察工程中, 虽然相关企业和单位都已经制定出比较完善的技术标准与操作规范, 但是在实际工作中出于追赶工期等原因上, 不少操作规范和技术标准往往没有得到严格的执行。正是因为岩土勘察与地基设计上的规范性不足, 才引发了地基工程中出现一定的质量问题, 进而导致返工返修等严重不良后果, 并且给建筑企业带来不小的经济损失。目前, 岩土勘察与地基设计的规范性不足体现在多个方面。比如, 部分工程由于被地形、地质等条件所限制, 无法顺利开展岩土勘察与地基设计工作, 这种情况不仅严重影响到地基设计参数的准确性, 还会耽误到整个工程的施工进度。此外, 在不少岩土勘察工程中, 部分人员仅仅勘察一些重点地段, 没有对周边的实际环境予以全面的观察, 这可能导致地基设计缺乏周密全面的考虑, 进而为建筑工程的质量安全留下隐患。

1.2 准备性工作不足, 勘察报告不严谨

对于建筑工程施工而言, 前期准备工作也会对岩土勘察工程与地基设计工作起到直接的影响。在实际工作中, 不少工程在建设中发生了准确工作不足而造成后期施工延误的问题。通常来说, 这种准备性工作不足的问题主要体现在现场资料收集不全面、勘察数据后期分析不精确等方面, 尤其是没有对勘察深度和范围予以充分的掌握。另一方面, 岩土勘察工作是我国建筑工程中不可取代的勘察手段。但是在具体的勘察报告中, 不仅内容表现的不详细, 而且没有对相关填写标准和规范予以严格执行。这造成不少勘察报告仅仅总结、分析了勘察中的数据, 缺乏实质性、有价值的内容, 这对于地基设计中出现困难的解决带来不利影响, 还会延误到工程的顺利开展。

1.3 部门之间存在交流与沟通上的问题

在岩土勘察工程与地基设计中, 各个部门之间在交流与沟通上往往存在不少问题, 这不仅阻碍到部门之间的资源共享, 还会影响到整个工程施工之间的整体性。具体来说, 不少部门都是通过报告的形式来传递相应的信息, 这种传递信息的方式不但效率较低, 还容易出现数据上的问题, 并造成一定的误解。另外, 对于设计要求而言, 岩土勘察与地基设计的最终结果不一定能完全符合, 这中间的偏差必须借助于勘察部门与设计部门之间的有效交流, 通过沟通来不断提升数据的精确性。

1.4 缺少对环境条件的考虑

由于地基设计在整个建筑工程中起到基础性的作用, 所以也是工程质量安全最有力的保障, 不过在实际的地基设计中, 地基周围的环境会严重影响到建筑工程, 比如滑坡、地震多发, 气象多变等环境条件。为此, 在方案设计过程中, 周围环境的影响应当是地基设计人员关注的重点。由于不少地基设计人员没有摄入分析环境条件的影响因素, 也就为工程施工带来很多不确定因素。比如突然降临的寒潮就会造成工程暂时停工, 从而影响到施工进度。

2 岩土勘察工程与地基设计的优化

2.1 确保报告与纲要编制的准确性

在建筑工程施工中, 保证报告与纲要编制的准确性具有重要的现实意义, 也是提升岩土勘察工程与地基设计规范性的必经途径。对此, 相关建筑企业和单位应当健全完善岩土勘察工程的审查制度, 尤其是制定出量化的审核标准, 并且在实际操作中严格执行规范的技术标准与操作规范, 并且由项目经理部牵头来落实具体的审查制度, 从而确保岩土勘察分析结果的科学性、合理性。同时, 还需要严格审核相应的勘察报告, 对于不合格的勘察报告必须给予返回处理, 责成相关部门重新拟定, 通过确保报告与纲要编制的准确性的优化, 可以对岩土勘察工程的质量严格把关, 并且督促岩土勘察人员认真履行职责, 为地基设计工作的开展奠定良好的基础。

2.2 强化对准备工作的检查

一旦岩土勘察与地基设计没有落实充分的准备工作, 很容易引起工程停滞等问题的发生。为此, 务必落实岩土勘察与地基设计前的准备工作, 而且要对准备工作进行专门的审查。在前期准备工作中, 首先就是要求工作人员对勘察目的和技术方面予以明确, 还要对建设项目的岩土工程特性充分理解, 认真、全面地分析该场地以及相邻场地的岩土工程条件和工程信息, 在基础上制定切实可行的岩土勘察方案, 从而为具体勘察工作提供科学的指导, 也在一定程度上保证了地基设计数据的准确性。

2.3 合理布置勘察探点位

根据《岩土规范》第4条和15条的有关规定, 在复杂地基的详细勘察中, 勘探点的间距应当控制在10—15cm。在隐伏岩熔区域中, 务必要对岩面起伏状况予以准确查明。同时, 在初步布置勘察探测点中严格依照界定标准。在详细勘察阶段中, 评定地基的均匀性是首要任务, 地基的均匀性通常包括沉降差异以及倾斜等上部结构因为不能承受而发生的变形。如果土层性质或者状态在水平层面有着较大的变化, 或者对成桩的土层存在可能的影响, 那么就应当增加一定的勘探点。

2.4 勘察方法的综合应用

目前, 在岩土工程的勘察方法, 国内应用的比较多。所以在具体的勘察工作应当结合实际情况综合应用各种勘察方法。比如, 当勘察深度相对不大时, 而且地下水位埋藏比较深的情况下。探井方法应当首先考虑。对于需要对岩土分区界线进行划分的勘探点位, 应当首先考虑挖槽法。此外, 触探方法相对方便快捷, 可以对地层土层的承载力等指标予以快速查明。

2.5 加强施工人员的整体素质

在建筑工程施工中, 施工人员始终发挥着主体作用, 所以高素质的施工队伍对于工程质量的提升起到关键性的作用。为此, 在岩土勘察与地基设计之前, 必须对相关员工强化培训, 尤其是对工作中重点和难点予以强化指导。通过施工人员技术的培训, 不断提升团队的专业技术水平。尤其对于岩土勘察人员与地基设计人员, 保证持证上岗, 对于相关人员的专业素质开展不定期的考核, 并且把考核结果与员工待遇相挂钩, 对于工作中表现优秀的员工, 不仅要在精神上给予嘉奖, 还要在职务晋升予以一定的政策倾斜, 从而推动施工人员整体素质的不断提升。

3 结束语

综上所述, 本文针对我国建筑工程中岩土勘察以及地基设计中存在的问题, 针对性地提出了具体的优化措施。总而言之, 岩土勘察工程与地基设计在整个工程居于基础性的地位, 必须通过相关优化措施来保证以上工作的质量。

参考文献

[1]曾鹏, 周述军, 包振宇.关于岩土工程勘察与地基设计的探讨[J].中国科技博览, 2011 (14) .

[2]刘进波.岩土工程勘察与地基设计中存在的问题与对策[J].科技创新导报, 2011 (8) .

13.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇十三

在上述工程项目中，田间管道工程设计主要分为干管和支管两部分。在干管输水流量的设计上，参考已经设计好的.实际灌溉面积、灌溉制度和调度管理方式等作为依据，并通过管道直径、管材公称压力级别以及水力计算结果来进行详细的确认。管道的布置要同水源和设定的灌溉区位置相一致，按照轮灌组的划分、管道流量来作为参考依据;支管在进行间距设计上，要控制在85~110m之间，水栓间距要留出50m左右。与此同时，在具体灌溉时要采用双向灌水的方式进行，管道按照直线来布置，以此来避免弯道因起伏现象而出现阻力。支管可分为一级支管和二级支管，且一级支管要同干管进行连接，二级支管根据实际分灌片不同来具体设定，通常会与一级支管正交连接[1]。

2.2高效节水灌溉工作制度的优化创新

在高效节水灌溉工程的设计中，为了减少投资成本和方便工程管理，通常要进行分组轮灌。在具体实行轮灌组的划分中，一定要确保在每次灌溉周期内完成作物的1~2次灌溉，同时还要尽量争取在一天时间内完成更多的分组灌溉。通常情况下，在灌溉定额的情况下，要尽量使灌溉组的实际灌溉面积接近或相等，只有这样才能确保所选择的管径更加的合理，以此来达到节省投资的最佳效果。轮灌溉组所应用到的运算公式为N≤CT/t。公式中的N代表的是轮灌组数;C则为工作一天的运行时间，一般在12~21h即可，且运行时间不宜过长，尽可能不要超过21h;T在公式中所表示的是灌水周期，一般灌水周期的设定按照灌水期的最大浇灌量及灌水定额来相继确定的，一般设定为5~16d为好;t则代表着每一次灌水延续时长。通常情况下轮灌组的划分设计不要过于复杂，不然就会出现额外增至劳动成本，又增添了施工期内的运行成本，最终不利于节水灌溉工程效益的发挥。上述工程中，将高效节水灌溉工程共划分成6个轮灌片，54个轮灌组[2]。

2.3管道灌溉工程中的流量优化

在高效节水灌溉过程中，管道灌溉系统在实际的流量设计上通常会参照以下公式进行计算：Q0=eiαimiTAtδ。其中，根据所列出的公式进行参照，管道灌溉系统当中的主管、分干管及干管等具体流量设计，是按照各个灌溉片区最大轮灌组的流量来进行确定的。在上边流量的计算公式中，通常都要特别注意Ti和t的取值，因一般管道本身的灌溉系统是要实现田间输水灌溉，且要与水栓及出水口进行相应的配合。T在工时表中表示为工程系统的工作时间，其选值直接同出水口及出水后的灌溉有关。通常在方案的设计上，在出口位置处接上软管，并采取人工的方式来进行浇灌，其浇灌时间大约是7~11h。从现有的理论上来看，其方案设计具有一定的可行性，但是在具体操作中，如果进行大面积的浇灌，则根本无法做到每一个出口位置上都相应安插一名劳动人员，每天至少灌注7h。基于此，在具体优化设计上，结合出水口位置，将其与需要浇灌的田相结合，充分的实施自流灌溉，其做法是最为可取的。一般说来，自由灌溉时间要保证每天在19~21h以内。结合一次灌水的延续时间来进行考虑，轮灌组在划分上要能保证在灌水周期内，每天必须要对每种作物实行1~2次的灌溉。以上述某地区高效节水灌溉示范区为例来继续论述灌溉流量的设计：该工程项目示范区内有一片低压管灌区，所种植的是金银花，其灌溉面积为462500m2(约700亩)，灌溉水主要来源于附近的干渠，在日常灌溉之间都会先进行低压处理，其管网主要由干管、支管以及分干管组合而成，每一支管相隔45m处就会设立一个灌桩，共设立185个[3]。结合金银花生长周期的需要，具体灌溉周期为5d，一次持续灌溉23h，根据上述轮灌组计算公式N≤CT/t得知，其轮灌组数不能超过5，结合管网实际情况，秉承着节约成本的管理理念，该示范区被划分成5个轮灌组，每天一组，这样就可以很好的规避掉传统灌溉时需要同时打开185个管桩而造成的管道流量递增、水资源大量浪费现象发生。

2.4高效节水灌溉管材选取上的优化

为了快速实现高效节水灌溉优化设计，除了对工作制度及流量实行优化外，还要对实际管材进行择优选取。在其工程项目的设计中，通常都会用到大量的管道，而市场中针对这些管道无论从实用性上还是价格方面，都存有较大的差异。因此这就需要在高效节水灌溉工程优化设计上，需要选择适宜的管材[4]。当前国内节水灌溉中经常用到的输水压力管主要分为：石英玻璃管、无缝钢管、镀锌钢管、硬聚氯乙烯、焊接钢管以及聚氯乙烯等。其每种管都有着各不相同的优缺点。但是从整体上来说，钢管自身存有的承载能力较强，且不易被损坏。但是存有的弊端是价格十分昂贵，在长时间的使用中容易被锈蚀，水头自身的损失较大。而市面上的一些塑料水管，因其较为轻便，且最大的优点在于耐腐蚀性较好，不会轻易地生锈，因此不少灌溉基地经常使用它。但是塑料管自身也会受到外界温度的影响，容易老化，并且当直径超过220mm后，其价格会比钢管的价格还要昂贵许多。在上述高效节水灌溉工程项目中，在直径小于220mm时，所采用的是塑料管，在其直径超过220mm时，则改换为钢管，并定期对钢管进行防腐锈处理。在上文所阐述的高效节水灌溉工程优化设计过程中，结合各类管材自身独有的特性，合理的购置管材类型，这在一定程度上能够减少网管工程的实际投资量[5]。

3某地百香果种植高效节水工程实例

某地百香果种植高效节水工程发展高效节水灌溉面积1840亩，百香果种植示范园初步确定采用滴灌的形式。种植模式采用行距2.5m，株距2.0m，滴灌布置方式采用一管一行的形式，毛管沿作物种植方向布置。本次设计滴灌的干管、支管管材材质为PVC，毛管均采用PE管。项目主要建设内容如下(见图2)：(1)水源工程：在岽包屯东面兴科河水源点处新建一座拦水堰坝及一座泵站，泵站总装机容量150kW;在虎头水库库尾建设高位水池一座及过滤房一座以及配套设施。(2)输配水管网工程：输水管由兴科河水源点引水至高位水池，全段为长1880mDN300镀锌钢管;配水管网包括主干管、分干管、支管等总长16060m，分别引至各个灌片。(3)田间工程：毛管(滴灌管)沿百香果种植行即顺坡方向布置，根据地形条件在支管两侧双向或单侧埋设。整个项目区实现百香果滴灌面积1840亩。

4结语

总之，伴随着我国农业灌溉技术的蓬勃发展，农田水利建设中高效节水灌溉技术得到了深入的推广及应用，继而有效地缓解了我国水资源日渐短缺的问题。但我国高效节水灌溉工程在实际建设中会需要消耗大量的资金，且大范围的推广仍存有一定的难度。因此，我国要对高效节水灌溉工程进行优化设计，只有将其工程进行合理的规划，才能将高效节水灌溉工程更好的进行发展及推广。

参考文献

[1]季春根.高效节水灌溉工程优化设计要点分析[J].广东科技，(18)：110~111.

[2]李文斌.浅谈高效节水灌溉工程优化设计要点分析[J].文摘版：工程技术，(6)：98.

[3]周翠清.浅谈高效节水灌溉工程设计优化及要点[J].大科技，2014(2)：138~139.

[4]张虎.高效节水灌溉工程优化设计要点[J].科技创新与应用，2015(33)：219.

14.机械工程的可靠性优化设计思考论文 篇十四

姓

名： 马 玉 霞

专

业： 工程造价

班

级： 2009年秋

组

别：

指导老师：

兰州电视广播大学 二〇一一年三月二十日

关于优化施工组织设计 在确定工程造价的重要性

随着建筑业和建筑市场管理体制改革的不断深化，招投标制在建筑市场已被广泛使用。在竞争日益激烈的市场环境下，施工企业为了生存和发展，就必须编制一份具有竞争力的投标书。投标书的编制分为两个部分，一是技术部分，主要是指施工组织设计；二是商务部分，主要是投标报价，即工程造价。只有施工方案先进科学、投标报价合理的投标书，才具有竞争力。在这种情况下，施工企业应重视施工组织设计对工程造价的影响，为了中标，承揽更多的施工任务，需不断研究优化施工组织设计、合理确定工程造价的具体措施。以便充分利用企业现有的人力、物力和财力，争取最大的经济利益。

一、施工组织设计与工程造价

施工组织设计是指导工程投标、签订承包合同、施工准备和施工全过程的技术经济文件。施工组织设计作为项目管理的规划性文件，提出工程施工中进度控制、质量控制、成本控制、安全空盒子、现场管理、各项生产要素管理的目标及技术组织措施。它既解决施工技术问题、指导施工全过程，同时又要考虑到经济效果。它不断在施工管理中发挥作用，而且在经营管理和提高经济效益上发挥着作用，每一项施工组织设计，都是保证工程顺利进行、确保工程质量、有效地控制工程造价的重要工具。

工程造价，即建筑安装工程的价格，从工程承包的角度出发，是指工程承包单位、施工企业按照才承包合同约定，完成施工任务，业主应当付给的工程款即建筑安装工程价款。工程造价的确定，是以施工组织设计为依据，并综合考虑企业现有的人力资源、施工设备的配备情况、施工任务的饱满情况等诸多因素。合理地确定工程造价，有效地控制工程投资，尽量做到少投入、多产出，使有限的资源得到合理的运用，以尽量少的劳动消耗取得较高的经济效益。

二、施工组织设计与工程造价相互确定的关系

施工组织设计与工程造价同等重要，但二者并非相互独立的，二者是密切联系，相互确定的关系。工程造价是由施工组织设计确定，工程造价的高低除了与预算知识有关外，其实很大程度上取决于施工方案的先进与否，不同的施工方案反映的价格是不一样的。只是根据合理的施工方案和施工技术，才能做出正确的工程单价，确定的工程造价才合理。而工程造价的合理确定同样影响着施工方案的优化。要做出一个合理的施工方案，施工技术人员还必须借助于工程概预算知识，如在施工布置、设计合理而施工方案不同的情况下，除方案本身的优劣外，工程造价计算准确与否将直接影响施工方案的优选。笔者试就工程预算中基础单价与部分工程单价的确定，来探讨施工组织设计与工程造价之间相互确定的关系。⑴基础单价 ①材料预算单价

材料费一般占建安投资的60%左右。水利水电工程的外购材料如能选择合理的采购方案，将对保证施工进度、降低工程成本起到积极的作用。材料采购方案与运输方式的选择，必须以满足施工轻度和有利于降低成本为原则，由施工组织设计分析比较确定。当材料采购方案一经确定，施工组织设计需进一步规划材料仓库的布置。材料仓库的布置以减少材料场内运输、减少材料场内二次转运，方便运输为远在。

②风、水、店预算单价

在充分理解招标文件、仔细勘察现场后，施工技术人员对工程的施工总布置就有了一个整体的规划，施工用电、水、风系统的整体布置就相应地确定下来。业主提供的高压电网接线点至现场各施工点最后一级接线点之间的电路布置，确定了施工用电的预算单价。施工用水价格的基本部分是基础水价。基础水价是根据施工组织设计所确定的高峰用水量所配备的供水系统设备，按台班产量分析计算的单位水量的价格。此价格与生产用水工艺要求及施工布置有关，如扬程高、水质需做沉淀处理等方案措施有关。施工用风可用固定式空压机活移动式空压机供给。根据预算单价的比较，前者单价低，后者单价高。但前者具有供风量大、可靠性高、成本低、易适应负荷变化的特点；后者具有机动灵活、管路短、损耗小、临建设施简单的特点。此时报价人员可建议施工技术人员在保证风压和风量的前提下可采用由多台固定式空压机组成的风厂为主，适量的移动式空压机为辅的集中供风方式。由此可以看出，在确定基础单价时，报价人员与技术人员需密切配合、不断沟通、及时交流、相互反馈信息。既有利于方案的优化，又有利于降低工程造价。③砂石料单价

水利水电工程砂石料单价的高低，对工程造价有这较大影响，因此单价计算必须有可靠的地勘、试验资料。施工组织设计中对料场的规划、工艺流程的确定、加工系统的布置一定要合理、科学和先进。⑵工程单价

水利水电预算定额与施工组织设计是相互配套的，对于同一单项工程，如果采用不同施工方法，在概预算定额中就会有不同的人、材、机消耗与之呼应从而得出相应的项目单价。以土方工程为例，根据施工组织设计，选定土方开挖方法及运距，选用土方开挖机械设备的类型、容量及相配套的运输机械吨位，这些都确定后，即可套用相应的定额子目，从而算出土方开挖单价，在《水利水电建筑工程预算定额》（1986年版）土方工程中，不同容量挖掘机配备不同吨位的自卸汽车运输，单价是不相同的，这就需要工程预算的相关计算要看施工组织设计提供相关数据确定哪种方案比较经济合理，再结合施工企业机械设备装备情况，以提高机械的效率为目的选定最优的土方开挖施工方案。现以国内某一工程坝基土方开挖为例，分析比较不同的施工方法，产生不同的单价，分析可知相同容量的挖掘机配备不同吨位的自卸汽车运土，吨位大的自卸汽车土方单价高；同样吨位的自卸汽车配备不同容量的挖掘机运土，容量大的挖掘机土方单价低，这涉及到一个机械设备是否配套、机械效率高低的问题。施工组织设计根据工程进度、施工条件来配备施工机械，工程造价的相关计算又为优化施工组织设计提供可靠的依据。

三、优化施工组织设计对合理确定工程造价的意义

1、保证施工组织设计的编制质量是合理确定工程造价的关键。施工组织设计编制质量的好坏是合理确定工程造价的关键，加强设计的编制质量对确定工程造价有很重要的作用。由于设计工作做得不够深入，对工程造价的确定带来很大的麻烦，同时也为合同的正常执行带来困难。因此，在施工组织设计的编制过程中，施工方案的选定不能简单地用行政命令的手段决定，而应当依靠集体的智慧，进行认真的比较讨论，从技术经济两个方面综合评定。

2、优化施工组织设计是控制工程造价的基础。

施工方案的设计是施工组织设计的中心环节，工程造价能否得到控制，有限取决于方案是否优良。在设计过程中，应对各种方案进行比较，在充分论证的基础上，从中选择最佳的设计方案。有时也可以博采众长，形成新的、更完善的方案。

3、采用新技术、新工艺是降低工程造价的主要手段。

在施工组织设计中应用新技术、新材料、新工艺、新设备，既可以提高生产力，又可以降低工程造价。比如：碾压混凝土筑坝，大体积混凝土通仓浇筑及用土工布、土工膜代替土石坝滤料等新技术、新材料、新工艺，即可加快施工进度，节省材料消耗，减少设备数量，又可降低工程造价。在设计中，应大力应用先进的技术和设备，为降低成本提供主要手段。

4、优化施工组织设计、合理确定工程造价的具体措施

优化施工组织设计、合理确定工程造价归根结底是工程造价管理的范畴，是经济与技术统一的管理过程。搞好施工组织设计是工程造价的一项重要内容，周密组织施工、施工方案优化、工期总进度计划安排、机械设备效率的提高、施工管理水平的提高从而使工程建设成本降低，所有这些都可以通过施工组织设计得以实现。具体的优化施工组织设计、合理确定工程造价的措施有： ①掌握准确的基础资料，熟悉定额涵盖的内容。

②要认真研究图纸及各种技术资料，对工程的每一部位都做到心中有数，在施工方案的确定时，应先比较施工方案的经济合理性，尽量选用比较经济的施工方案，以达到控制施工造价的目的。

③要认真研究工期、质量、工艺三者之间的关系，根据企业自身的实际情况，依靠科技进度，大胆采用新工艺、新设备、新材料，要因地制宜，靠加大企业自身的改革力度等措施来保证业主的工期和质量，要真正做到少投入、高效益，使施工组织设计不但在工期、质量、工艺上有一个突破性的进展，而且要为降低工程造价做出更大的贡献。

15.计算机网络可靠性的优化设计 篇十五

1 计算机网络可靠性与可靠度

计算机网络可以定义为通过通信链路、交互设备以及相关的TCP/IP协议, 将分布在不同区域的且彼此独立的计算机相连接, 使其完成特定功能的网络系统。对计算机网络可靠性的研究, 大多从网络的连通性、生存性、抗破坏性以及多模式下网络的有效性几个方面进行;而可靠度通常又指一定时间内, 在网络正常连接情况下, 其完成预定功能的概率。计算机网络可靠性对于上至国家安全, 下至人们日常生活都将产生重要的影响, 只有对网络可靠性进行不断优化和设计, 才能最大限度的提升计算机网络的可用性, 确保其安全使用。

2 计算机网络可靠性的影响因素

计算机网络是一个庞大的体系, 网络中任何环节的问题都将导致其可靠性出现问题, 对影响计算机网络可靠性的因素, 大致可以划分为以下几个方面:

2.1 网络管理因素

网络管理技术是影响计算机网络可靠性的一大因素, 人们可以通过对计算机网络数据的实时采集、分析等了解网络的运行状态, 分析网络存在的问题所在, 通常情况下可以从网络文档、网络安全、网络环境、网络监控等诸多因素入手, 从而争取将问题控制在萌芽阶段, 避免大面积网络瘫痪等问题的出现。

2.2 网络拓扑结构

网络拓扑结构是计算机网络的骨架, 它是整个计算机硬件及设施相互连接的物理构型, 对计算机网络的可靠性有及其重要的影响, 设计搭建过程中如未充分考虑网络建设的需要, 以及未考虑其兼容性等因素都影响其可靠性, 同时对计算机网络拓扑结构设计, 应反复论证、评审, 制定相应的设计实施方案, 确保其可靠性。

2.3 网络设备因素

不论是用户设备, 还是传输交换设备等都是网络中的实质部件, 一旦出现问题, 都将直接影响计算机网络体系的使用, 一般来讲可以从用户设备和传输交换设备两大部分去分析, 防止计算机网络因实质部件而影响到体系的正常运行。

3 计算机网络可靠性优化设计

3.1 优化设计原则

计算机网络优化设计可以从原理设计和工程设计两个方面进行, 分析探讨各种设计方案, 选择最优, 并通过对工程方案进行验证, 从而得到最可靠的设计方案。在进行网络设计的时候, 要确保符合国际标准, 具有开放性和良好的兼容性, 为将来功能和设备升级预留空间, 另外设计应充分考虑网络的安全性, 保持较高的余和容错能力;在网络技术的选择上应多方面考虑, 兼具成熟和先进性, 保证其性能优秀等。

3.2 优化设计指标分析

计算机网络可以根据自身的特点简化成节点和链路的集合, 方便对其进行理论上的数据分析, 采用排队论和图论的相关原理建立相应的数学模型, 从而对计算机网络进行理论分析和计算。

4 计算机网络优化设计实施

4.1 用户需求分析

计算机网络最终面向的是用户, 网络优化设计实施途径通过对用户功能需求、配置需求等方面去考量, 为其网络稳定性提供最大限度的保障。分析用户需求功能, 了解所设网络应提供什么类型的功能与服务, 了解信息流量、用户对延迟以及相应时间的要求, 对所设网络设备数量、技术参数进行分析, 保证计算机网络有较强的兼容性和可靠性的同时, 又最大限度的满足用户的需要。

4.2 网络设计方法

计算机网络设计系统而复杂, 通常可以采取分层设计的方法, 从物理硬件、操作系统、网络服务与应用四个层面去考虑。物理硬件是基础, 计算机网络的一切设计实施都是建立在此基础上, 操作系统包含计算机网络当中所用的各种软件, 网络服务则是根据用户需求提供的诸如FTP、信息传输等功能, 最后都通过一系列应用系统反应在为用户提供的各种服务当中。

4.3 可靠性体系结构设计

在诸多影响计算机网络可靠性的因素中, 网络体系的系统结构和工程设计尤其需要重视。当前计算机网络体系被应用于社会的各行各业当中, 社会依赖度极大, 而网络体系又十分复杂, 在体系设计时, 一是重视网络的系统设计, 不论是在主干网络拓扑结构和逻辑结构的选择方面, 还是局域子网的设计、服务器的选择等各环节均不可忽视。二是重视网络的工程设计, 在布线、传输、硬件基础设施建设等诸多环节加强管理与选择。

5 小结

可靠性与稳定性是计算机网络中不可忽视的部分, 随着计算机技术的不断发展与进步, 对计算机网络可靠性的分析研究也应给予更多的关注和更广泛的深入, 扩展此领域的深度与广度, 网络可靠性相关研究的不断持续和水平的提高, 对国民经济、文化等都具有十分重要的意义。

摘要：随着人们对计算机网络的使用和依赖, 计算机网络可靠性成为管理者和使用者共同关心的问题, 文章对计算机网络可靠性优化进行探讨, 阐述了如何从整体上提高计算机网络的可靠性, 最大限度的提升计算机网络的可靠性, 以期通过不断优化与设计, 尽可能降低出现故障的几率。

关键词：计算机网络,可靠性,优化,设计

参考文献

[1]刘璐.计算机网络可靠性优化技术[J].东风企业文化, 2010 (02) .

[2]梁律.计算机网络可靠性的影响因素及对策研究[J].民营科技, 2011 (01) .

[3]孙亚民.计算机网络和技术[J].水电厂自动化, 1999 (01) .

16.机械设计技能挑战的思考论文 篇十六

机械设计的基础

17世纪和18世纪初叶是钟表时代,18世纪末叶和19世纪是蒸汽机时代。机构学的发展,出现了曲柄滑块原理的内燃机、汽轮机和水轮机等,实现了将柴油和汽油的化学能转化为机械能;原煤的化学能经热能转化为机械能;水的动能和势能转化为电能或机械能。这些技术发展进程中,诞生了机械设计课程。机械设计包括机械原理、机械零件和机械系统设计三部分内容。机械原理讨论机构的设计、运动分析和动力学分析。机械零件部分讨论机械零件的强度、刚度、振动稳定性和耐磨性等设计方法,并且介绍机械的结构设计。机械系统设计部分讨论机械系统的动平衡、速度波动调节以及系统方案优化设计等。机械产品的创新设计以上述三部分内容为基础,对产品设计进行改进或革新。

1.机械原理。机构的设计与分析是机械原理的核心内容。常用的机构有:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆结构、摩擦轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。机构的演变或创新方法有:机构的组合、机构的演绎、机构的逆向设计以及新原理的应用等。机构组合是常用的设计方法,通过不同类型机构组合或者同类型机构的组合,得到实现运动轨迹的新组合机构。机构的演绎是通过改变机构的运动副、构件几何设计、机构的变结构等方法,获得新的机构设计。机构的逆向设计,常用主动构件和输出构件互换、增加或减少自由度数即原动件数,来获得新的机构设计方案。机构的运动分析和动力学分析,常用计算机辅助设计的方法来分析,以获得运动轨迹、加速度和跃度的变化曲线。机构的创新设计是机械产品创新的基本内容,也是对产品在较大程度上的革新。

2.机械零件。机械零件分为通用零件和专用零件。机械零件部分介绍的是各类通用零部件,包括连接零件、传动零件、轴系零部件以及弹簧、机架和导轨等。连接零件有螺纹连接、销、键和花键、过盈连接、胶接、焊接和铆接等。传动部分有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、摩擦轮传动等。轴系部分有轴承和轴的设计,其中轴承有滑动轴承、滚动轴承、空气轴承、电磁轴承和静电轴承等。机械零件的设计是针对零件的失效形式来进行的。首先由实践确定机械零件的失效形式,然后选择零件的材料和表面处理技术,以抵抗其失效形式,再依据相应的设计理论提出设计准则和设计公式,最后是设计零件的所有结构尺寸。另一方面,机械零件是物化的产品,其结构设计和制造工艺性设计也是关键方面。机械零件的创新设计方法有变结构的设计、组合设计以及采用新原理的设计等。

3.机械系统设计。机械产品越来越复杂,组成机械产品的零件个数越来越多。机械系统的传统设计内容有动平衡、速度波动调节和分系统之间的匹配等。机械子系统的设计,包括动力系统、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统的设计。在计算技术发展后,针对系统层面出现了系统优化设计、系统可靠性设计和系统摩擦学设计,并且在产品设计中得到应用和推广。随着生态设计、全寿命周期设计、维修设计和自动化设计的发展,基于系统分析和计算仿真的设计软件包日益增多。经典的设计内容都可以由软件包来完成,然而对于新材料的机械零部件设计及其系统设计,仍需要理论和实验的应用基础研究,以获得设计准则和相应的设计方法。

机械设计面临的挑战

我国的机械工程高等教育是从20世纪初开始的,落后于欧洲的第一次产业革命200余年。因此,我国的机械工程科学与技术距世界先进水平有差距是有其历史原因的。在改革开放后,国家的载人航天、高速铁路和青藏铁路等重大工程的建设推动了机械、电气、信息和材料等学科技术的进步,同时也促进了不同学科的技术整合,以新的系统产品提供给消费者。然而,我国的工程教育历史较短,仍有待借鉴国外先进的工程教育经验和教育方法。目前,机械设计教学与产品设计面临的挑战有创新能力的培养、系统性的思维观、新的科学原理带来的挑战等。

1.新材料带来的挑战。人类的发展史从某种意义上说也是人类利用和制造材料的历史。随着人们对石头、铜及其合金、铁及其合金、半导体材料的`制造和使用,人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代。在上个世纪末,智能材料的发展非常迅速,例如压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料等,机敏材料正得到更多的应用。在量子力学基础上出现的新智能材料,将为机械产品设计提供更广阔的空间。作为机械产品设计工程师,要时刻关注智能材料的进展及其制备技术。纳米材料作为一种介观尺度的材料,已在纳米润滑添加剂方面得到工程应用。另一方面,材料的成本与市场供应也是产品设计阶段需要考虑的内容。新材料的发展与研制,为机械产品设计提供了更多的设计选择,也同时使得以前不可实现的产品功能得以实现。生物材料及其仿生技术是新材料的发展方向之一,设计师应关注这一方面的新进展、新技术和制造过程,在较短时间内将其应用于产品设计,为人们的安全、舒适的生活和健康提供新的产品。

2.信息科技带来的挑战。从信息论和控制论的诞生开始,人们就进入了信息社会。计算技术的软件、硬件和系统技术,作为20世纪的标志性进展,以此为阶梯,人们开始了信息社会的生产与生活。信息技术使得地球变成了地球村,各地信息及时传递与互享共用,改变着人们的生活方式、生产方式和思维习惯等。毫无疑问,我们已经生活在信息社会里,信息技术对机械系统中的控制单元设计进行了彻底的变革。产品的设计涉及功能、结构、外部界面、用户界面和成本五个方面。产品的创新设计方法很多,例如前苏联学者G.S.Altshuller提出了创新问题解决方法。无人车间、无人制造工厂不再是人们的向往,而是已经成为现实。信息技术已经提供了虚拟战场、3D虚拟电影、虚拟产品模型、虚拟产品装配等一系列产品和相关的技术。机械制造的核心,机床已经是计算机控制的可编程设备,机械制造过程也已经是柔性的可变制造系统的生产线。可以预见,信息技术不仅会为人们的生活提供手机和无线网络等,也将提供虚拟的生活体验,例如虚拟的蹦极、虚拟侏罗纪公园等。信息科技对机械设计和机械制造的变革不会比电气化革命带来的少,而且更加深刻、更加深远。机械设计工程师要学习新的信息科学与信息技术,用其革新机械产品的设计、机械制造过程和管理过程。

3.智能科学带来的挑战。21世纪是生命科学与技术的时代,生命的基本特征就是智能与生长。智能科学的发展与信息科学密切相关,也可以说是以信息科技为基础的。简单智能产品,例如冰箱、空调等,已成为商用产品,而且新的更高智能程度产品也在日新月异的发展之中。基于信息技术的智能交通系统、公园导游系统、空中管制系统等产品已具雏形,随着信息处理的高度智能化发展,这些信息管理系统也需不断地升级。1956年到1961年可以说是AI研究的形成时期,卡内基-梅隆大学、麻省理工学院和IBM公司开始了AI的早期研究。1961年到20世纪80年代是AI成长期,80年代是其快速发展期,80年代后人工智能技术步入实用化成熟期。取得了国际象棋、口语识别、机器视角和专家系统等研究成果。

4.生态环境带来的挑战。随着生产的规模扩大,对自然资源的消耗日益严重,伴随出现的环境污染也日益突出。在今天的生产发展阶段,保护自然生态环境的压力更加突出。为了保护人类的生活环境,必须从产品设计、产品制造到产品回收循环利用的全周期,考虑产品的环境绿色性。产品供应链的全球化、网络化与节能设计,是新世纪机械产品设计需要考虑的新问题。机械产品的设计阶段就很大程度上决定了产品的环境友好性。从材料选择来说,应采用材料种类更少的设计方案;从计算参数设计来看,应提高功能参数与质量之比,更大程度地发挥材料的性能;从结构设计来说,应尽可能地循环利用报废机器的零件,或者通过最低成本的再制造,然后循环利用零部件;在功能设计来说,应尽可能发挥产品的设计构思,提供更多、更便捷、更低成本的功能实现方案。如此等等,在整个产品设计阶段贯彻生态设计的理念,为保护自然环境和最大效能利用资源做出努力。

小结