時(shí)間:2023-03-30 10:35:24
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇概念設(shè)計(jì)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
1概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵與特征
“概念”一詞的本義在《中國大百科全書》中的解釋是“懷孕,孕育的意思,即經(jīng)過十月懷胎之后生成的一種新事物”。概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師對建設(shè)場地進(jìn)行實(shí)地考察后,有意識的針對場地中的環(huán)境構(gòu)成元素進(jìn)行深入分析,提煉,濃縮而成的一種可以統(tǒng)領(lǐng)全局,貫穿設(shè)計(jì)過程始終的構(gòu)思主線。它一般以抽象的形式出現(xiàn),追求神似而非形似,具有非理性因素的思維特征,往往是設(shè)計(jì)師的一些頓悟、靈感就可能形成一些重要設(shè)計(jì)項(xiàng)目的原始創(chuàng)作意念。同時(shí),概念設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)性,有時(shí)甚至純粹是一種嘗試,完全在從事探索性活動。
2概念設(shè)計(jì)的重要性與意義
概念設(shè)計(jì)自從上世紀(jì)問世以來,已經(jīng)被許多世界建筑大師在一些重要建設(shè)項(xiàng)目中恰如其分的運(yùn)用,其重要性是不言而喻的。在建設(shè)項(xiàng)目的前期階段,概念設(shè)計(jì)的主體地位是不可辯駁的。倘若沒有優(yōu)秀的創(chuàng)作意念作為引領(lǐng)整個(gè)設(shè)計(jì)的主線,策劃方案設(shè)計(jì)就會一團(tuán)散沙,缺乏整體性、有機(jī)性,讓人有隨意拼湊,抄襲之感。另外,重視概念設(shè)計(jì)有利于激發(fā)創(chuàng)作靈感,增強(qiáng)設(shè)計(jì)師的原創(chuàng)意識,不致步人后塵,而走上自主創(chuàng)新的道路。
3概念設(shè)計(jì)的策略與方法
首先要對場地的環(huán)境因素進(jìn)行有意識的分類與整理,分析各個(gè)條件之間的內(nèi)在聯(lián)系與制約關(guān)系。從宏觀的角度進(jìn)行分析,不拘泥于細(xì)小的實(shí)際工程問題,著眼于大局。其次,要充分運(yùn)用聯(lián)想的方法,輔助于文學(xué),藝術(shù)等學(xué)科的知識,使頭腦中朦朧,散亂的想法明晰準(zhǔn)確地表達(dá)出來。在當(dāng)今建筑全球化背景下,把握地域性,堅(jiān)持功能性,重視形式性,考慮經(jīng)濟(jì)性是建筑創(chuàng)作的核心所在。建筑創(chuàng)作的突破口往往在學(xué)科邊緣或者交叉學(xué)科中。再次,要擺脫自身的思維定式,對于掌握概念設(shè)計(jì)來說這種思維定式非常不利。因?yàn)槿绻O(shè)計(jì)者從自身已有的知識出發(fā)來進(jìn)行概念設(shè)計(jì),必然會受自身思維定式的影響,所設(shè)計(jì)出來的成果必然不太理想。設(shè)計(jì)者需要拋棄傳統(tǒng)的為了做某個(gè)設(shè)計(jì)而進(jìn)行資料收集,文獻(xiàn)閱讀的不良習(xí)慣,在平時(shí)就要有意識的閱讀一定量的理論方面的文獻(xiàn),積累一套行之有效的設(shè)計(jì)手法和解決實(shí)際問題的策略。最后,要學(xué)習(xí)已有的優(yōu)秀作品的概念設(shè)計(jì)過程,做深入的設(shè)計(jì)分析與表達(dá),因?yàn)樵O(shè)計(jì)分析與表達(dá)作為一種學(xué)習(xí)方法對于初學(xué)者來說是大有裨益的。
4概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用舉例
在概念書中,文字既是文章的一部分,又是插圖的一部分,被賦予了雙重身份。文字作為有意味的圖形,表達(dá)文字以外的內(nèi)涵。獨(dú)立創(chuàng)作的原創(chuàng)插畫為主要表現(xiàn)內(nèi)容,書籍的文字、用紙、折手和裝訂等都圍繞插圖來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這里賦予了傳統(tǒng)意義上的插圖新的意義。插圖可作為書籍的主體出現(xiàn),兼有表達(dá)書籍內(nèi)容的功能。既是書籍具體內(nèi)容的體現(xiàn),又是抽象意念的表達(dá)。在概念書中可以圍繞插圖進(jìn)行模切、拉頁以及頁與頁之間連接關(guān)系的特殊設(shè)計(jì)。概念書的設(shè)計(jì)是圖形擺放方式和圖形處理方式的研究。一直以來,由于的技術(shù)和成本問題,沒有得到充分的重視,目前書籍的裝訂方法還是以經(jīng)濟(jì)、簡便的膠訂和騎馬訂為主。但也有很多設(shè)計(jì)師在書籍的裝訂上下了很大的功夫,線裝、鉚訂、膠訂輔以織物等,方法多種多樣、靈活巧妙。概念書中可以利用現(xiàn)有的裝訂形式進(jìn)行形態(tài)上的創(chuàng)新,也可以設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)新的裝訂方法。
在概念書的設(shè)計(jì)中,紙張的質(zhì)感、紋理、透明度、柔韌度、反光度等都可以成為概念書設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)。概念書的紙張不再局限于目前印刷常用的銅版紙等紙張,還包括用于包裝的紙張、用于工業(yè)產(chǎn)品過濾的紙張、砂紙等。可以用一些現(xiàn)有的紙張或其他材料進(jìn)行再加工,制成新品種的紙張。概念書印刷的方法可以顛覆傳統(tǒng)意義上的印刷方法,可以通過絲網(wǎng)、銅板、木板印刷等辦法來創(chuàng)作,也可以通過噴畫、烙印、粘貼等手段進(jìn)行創(chuàng)作。隨著技術(shù)的更新,未來也有可能成為新的印刷方法,推動裝幀藝術(shù)的發(fā)展。
隨著電腦和網(wǎng)絡(luò)的普及,電子媒體成為一股不可忽視的力量,電子圖書成為書籍設(shè)計(jì)中的重要部分。總之,概念書籍的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了書籍思維方式上的未來性。現(xiàn)在國外的概念書籍,在形態(tài)上已經(jīng)擺脫了書籍的傳統(tǒng)模式。以獨(dú)特書籍設(shè)計(jì)語言來傳達(dá)書籍的思想內(nèi)涵,并體現(xiàn)強(qiáng)烈的個(gè)性。從表現(xiàn)形式、材料工藝上進(jìn)行前所未有的嘗試,并且在人們對書籍藝術(shù)的審美和對書籍的閱讀習(xí)慣以及接受程度上尋求未來書籍的設(shè)計(jì)方向。
2概念書多元設(shè)計(jì)
在進(jìn)行概念書的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)從外到內(nèi),由于書籍語言的多元體現(xiàn),為閱讀過程帶來無限拓展的可能性,書籍設(shè)計(jì)不僅僅屬于平面設(shè)計(jì)范疇,還存在空間設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)概念,以構(gòu)成三維的空間關(guān)系,從而形成可觀、可觸、可感的藝術(shù)形態(tài)。它包括形態(tài)的寫實(shí)感,如質(zhì)感的表現(xiàn)和結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確表達(dá);另一方面也依賴嫻熟的技術(shù)和對材料特性的把握,以實(shí)現(xiàn)藝術(shù)模仿與創(chuàng)造。就藝術(shù)而言沒有觀察、沒有借鑒、沒有對比,就沒有認(rèn)識,沒有創(chuàng)新,只有觀察到的才可能有表現(xiàn),這就是觀察的意義,這就是設(shè)計(jì)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。
2適航要求的識別和檢索機(jī)制
適航要求識別與獲取的目的在于根據(jù)當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)檢索適用的適航條款要求,本質(zhì)上屬于一種依據(jù)索引的文本檢索[13]。與傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞檢索相比,用于建立設(shè)計(jì)任務(wù)和適用條款要求之間映射的索引不是若干離散的關(guān)鍵詞,而是一種由概念圖表達(dá)的結(jié)構(gòu)化索引,構(gòu)成索引的“概念”之間具有內(nèi)部關(guān)聯(lián)性;另外,由于適航條款的概括性,建立條款索引的概念集中包含的很多概念術(shù)語超出了條款文本范圍。例如,CCAR25.581閃電防護(hù)條款的條文中并未明確提及飛機(jī)的燃油系統(tǒng),但燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)必然需要考慮該條款要求。因此,“燃油系統(tǒng)”要包含在該條款索引的概念集中,而這種情況主要依靠設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)知識來保證。針對適航條款的特點(diǎn),本文提出一種基于匹配度的適航條款要求檢索方法,即某適航條款對于當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)的適用性可通過設(shè)計(jì)任務(wù)中包含的民機(jī)設(shè)計(jì)特征與條款約束的設(shè)計(jì)對象之間的匹配度來衡量。2.1匹配度對象(設(shè)計(jì)特征)之間的匹配過程包括兩個(gè)步驟:首先判斷當(dāng)前設(shè)計(jì)對象與條款約束的對象名稱是否一致;若對象名一致,則進(jìn)一步判斷對象屬性值之間的一致程度;否則,兩者完全不匹配。此處,設(shè)ai為當(dāng)前設(shè)計(jì)對象a的第i個(gè)屬性值,bi為條款約束的對象b與之相對應(yīng)的屬性值,則M(aibi)表示兩者屬性值之間的匹配度函數(shù)。若ai和bi為枚舉型取值,則匹配度計(jì)算公式如式(4):2.2檢索算法根據(jù)上述介紹,基于匹配度的適航條款檢索算法如圖6所示,詳細(xì)的檢索步驟描述如下:步驟1輸入飛機(jī)的某設(shè)計(jì)特征(系統(tǒng)、子系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)組成)作為當(dāng)前設(shè)計(jì)特征Pc(當(dāng)前設(shè)計(jì)對象)。步驟2讀取Pc相關(guān)的特征約束C(Pc),這里的C(Pc)主要來自于對于產(chǎn)品整體的屬性約束或繼承自父級特征的屬性約束。步驟3讀取Pc的關(guān)聯(lián)特征,生成關(guān)聯(lián)特征集;此處的關(guān)聯(lián)特征包括Pc的下一級結(jié)構(gòu)特征,以及與Pc在功能或結(jié)構(gòu)上存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的其他設(shè)計(jì)特征;此處構(gòu)建關(guān)聯(lián)特征集的目的在于擴(kuò)大適用條款的檢索范圍。步驟4從適航條款數(shù)據(jù)庫中讀取第一條未被檢索過的條款作為當(dāng)前條款,如果成功,則進(jìn)一步讀取該條款約束的目標(biāo)對象Pc’及其特征約束;否則退出程序。步驟5比較Pc和Pc’,如果Pc=Pc’,則進(jìn)一步比較其屬性特征C(Pc)和C(Pc’),并按式(6)計(jì)算其匹配度Mi。步驟6如果Pc≠Pc’,則該條款的目標(biāo)對象與當(dāng)前設(shè)計(jì)特征不匹配,但可能與Pc的某項(xiàng)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)特征相匹配。因此,進(jìn)一步讀取Pc’的關(guān)聯(lián)對象集Pr’,判斷Pr與Pr’是否相交,即按照式(7)計(jì)算Mj。步驟7若Mi>0,則當(dāng)前設(shè)計(jì)特征與條款約束的目標(biāo)對象一致,該條款為當(dāng)前設(shè)計(jì)特征的主要適用條款,從而將該條款錄入適用條款集;否則轉(zhuǎn)步驟8。步驟8若Mj>0,則當(dāng)前條款為當(dāng)前設(shè)計(jì)特征的相關(guān)條款,屬于次級適用條款,也將該條款錄入適用條款集;否則,當(dāng)前條款為完全不適用條款,轉(zhuǎn)步驟9。步驟9將當(dāng)前條款的狀態(tài)標(biāo)記為已檢索過的條款,轉(zhuǎn)步驟4。步驟10適航條款數(shù)據(jù)庫中的所有條款都被檢索過,退出程序。
3實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
根據(jù)本文提出的方法進(jìn)行相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)。采用技術(shù),利用VisualStudio2008軟件開發(fā)平臺和SQLServer2008數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)出一套民機(jī)適航要求的識別與確認(rèn)系統(tǒng),用于輔助某民機(jī)制造商的適航工程師(型號各分系統(tǒng)適航審定計(jì)劃的負(fù)責(zé)人)根據(jù)某些設(shè)計(jì)任務(wù)中的民機(jī)設(shè)計(jì)特征檢索適航條款數(shù)據(jù)庫,形成型號各專業(yè)適航審定基礎(chǔ)中適用條款集合的初步方案。以民機(jī)起落架系統(tǒng)中的部分設(shè)計(jì)特征“主起落架及艙門”為例檢索其適用的適航條款要求。首先,定義當(dāng)前的設(shè)計(jì)任務(wù),包括明確目標(biāo)設(shè)計(jì)特征,定義目標(biāo)設(shè)計(jì)特征所在型號的飛機(jī)級特征參數(shù)要求,并將主起落架系統(tǒng)的父級系統(tǒng)和子級系統(tǒng)作為關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)特征,形成當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)的概念術(shù)語集用于檢索,如圖7所示。依次根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)特征“主起落架及艙門”及其關(guān)聯(lián)特征(如父級設(shè)計(jì)特征起落架系統(tǒng),子級設(shè)計(jì)特征收放系統(tǒng)、機(jī)輪系統(tǒng)等)檢索適航規(guī)章數(shù)據(jù)庫。此處以CCAR25.721條為例(如圖8),首先進(jìn)行當(dāng)前設(shè)計(jì)特征與條款約束的目標(biāo)對象名稱的比對;若一致,則進(jìn)一步進(jìn)行(飛機(jī)級)特征參數(shù)的匹配。
作者:孫立 單位:中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
注重?zé)o砟軌道排水設(shè)計(jì)軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該全方位考慮排水設(shè)計(jì)及其可靠性和耐久性。水永遠(yuǎn)是無砟軌道結(jié)構(gòu)最持久的敵人,也是無砟軌道能否保持60年使用壽命最主要的控制因素之一。因此,在進(jìn)行無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),尤其是隧道內(nèi)無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該特別重視無砟軌道結(jié)構(gòu)的排水設(shè)計(jì),并將無砟軌道結(jié)構(gòu)的排水設(shè)計(jì)納入整個(gè)線路排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在實(shí)際軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中,對于CRTSII型板式無砟軌道側(cè)向擋塊的設(shè)置影響軌道板表面排水、CRTSI型框架板式無砟軌道框架內(nèi)排水這些在運(yùn)營過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)容易積水的部位應(yīng)該進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。對于板式無砟軌道梁面采用中間排水,為了將軌道二側(cè)的積水排到中間排水溝而采用在軌道板內(nèi)預(yù)留圓形、半圓形的排水管,尤其在南方雨量較大,且暴雨比較集中的地區(qū)證明其效果均不佳,在實(shí)際采用中應(yīng)該慎重,因此敷設(shè)板式無砟軌道范圍的橋梁最好采用三面排水的方式。隧道內(nèi)漏水一般具有較強(qiáng)的腐蝕性,為了避免腐蝕性滲水影響無砟軌道的耐久性,在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)該確保隧道排水措施到位,針對無砟軌道設(shè)計(jì)應(yīng)該在二線之間設(shè)置中間排水溝,同時(shí)保證可能的滲水低于無砟軌道結(jié)構(gòu)底面。在路基地段,一直存在中間堆高表面敷設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)(含瀝青混凝土結(jié)構(gòu))和中間設(shè)排水溝兩種方案,兩個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn),前一個(gè)方案還存在表面敷設(shè)素混凝土還是瀝青混凝土的區(qū)別。應(yīng)該說在北方寒冷地區(qū),采用中間設(shè)置排水溝,由于該方案需要在路基中埋設(shè)橫向排水管,一方面對于路基的整體性產(chǎn)生一定的影響,另一方面即使排水管按照設(shè)計(jì)要求位于凍脹線以上,個(gè)別情況下還是存在橫向排水管凍裂、冰塊堵塞排水管等現(xiàn)象影響排水的通暢,因此在北方嚴(yán)寒地區(qū)建議采用二線中間堆高表面敷設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)向軌道二側(cè)的排水方案。相比較北方雨水較少,南方地區(qū)雨水豐沛;另一方面,二線中間堆高表面敷設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)向軌道二側(cè)的排水方案由于存在無砟軌道軌道板(道床板)與堆高表面敷設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)之間縫隙封堵困難,且封堵遇水膨脹橡膠條的耐久性滿足設(shè)計(jì)要求困難,因此建議在南方雨水地區(qū)采用中間設(shè)置排水溝的排水形式。明確軌道施工要求軌道工程施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)對于施工中的重要部位提出重點(diǎn)的施工要求。尤其對于施工縫的處理,對于其鋼筋搭接率、新老混凝土界面應(yīng)該說明詳細(xì)的處理措施及施工注意事項(xiàng)。
橋梁地段單元軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在橋梁梁縫地段軌道結(jié)構(gòu)是單元還是連續(xù)、無砟軌道單元結(jié)構(gòu)長度多少合理,國內(nèi)進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐。從CRTSII型板式無砟軌道的設(shè)計(jì)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,橋梁地段無砟軌道的單元長度當(dāng)然可以確定為無限長。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理的角度來進(jìn)行分析,無砟軌道的單元過長,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力舒緩需要通過限制位移的方法來保證軌道結(jié)構(gòu)的幾何形位,其前提必然是相關(guān)限位措施和橋梁、底座板、軌道板以致鋼軌的合龍或鎖定溫度及其關(guān)系必須得到嚴(yán)格控制,否則軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性必將受到影響,進(jìn)而影響軌道結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、耐久性。因此應(yīng)該針對目前出現(xiàn)的CRTSⅡ型板式無砟軌道板與水泥乳化瀝青砂漿離縫及其拍打問題、CRTSⅡ型板式無砟軌道板滑動層竄出及其維修問題、CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板承軌臺開裂、CRTSⅡ型板式無砟軌道寬接縫裂縫及軌道板預(yù)裂縫裂縫寬度過大等問題展開深入研究。路基地段單元軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)德國高速鐵路即是路基地段軌道結(jié)構(gòu)采用連續(xù)結(jié)構(gòu),其最大的優(yōu)點(diǎn)是路基地段無砟軌道支承層可以采用水硬性支承層代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),降低軌道工程造價(jià);另外一方面,路基地段德國無砟軌道設(shè)計(jì)理念借鑒了高速公路從路面到路基剛度遞減的設(shè)計(jì)理念,而高速公路路面與下部路基結(jié)構(gòu)之間即敷設(shè)了一層水硬性材料。相比較CRTSI型板式無砟軌道在路基地段軌道板采用單元結(jié)構(gòu),底座采用3~4塊軌道板長度的鋼筋混凝土長單元結(jié)構(gòu),CRTSI型雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)必須采取一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工措施控制混凝土裂紋,并且從目前國內(nèi)外幾條建成通車的高速鐵路來看,國內(nèi)雖然對于CRTSI型雙塊式無砟軌道道床板裂紋控制取得了一定成效,其裂紋寬度基本控制在0.2mm規(guī)范允許的范圍內(nèi),但是從根本上避免CRTSI型雙塊式無砟軌道道床板裂紋存在一定的技術(shù)困難。第二,為了控制CRTSI型雙塊式無砟軌道道床板兩端的穩(wěn)定性,必須在道床板兩端一定范圍內(nèi)設(shè)計(jì)較強(qiáng)的限位措施,如端梁、銷釘?shù)?,并且需要制定完備的施工質(zhì)量保證措施,否則容易導(dǎo)致路基地段連續(xù)道床板結(jié)構(gòu)兩端鼓起,嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致設(shè)置的端梁結(jié)構(gòu)失效。第三,連續(xù)道床板結(jié)構(gòu)保持在線路上的穩(wěn)定的前提是道床板結(jié)構(gòu)與支承層之間保持可靠的粘結(jié),因此在施工過程中應(yīng)該保證支承層表面的拉毛質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求,尤其在施工合龍地段,其支承層拉毛容易被施工車輛破壞,因此在施工道床板之前應(yīng)該確保支承層拉毛滿足要求,且支承層表面的浮渣等清理干凈。
無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一方面應(yīng)該與橋梁、隧道、路基等相關(guān)工程協(xié)調(diào),而且應(yīng)該考慮環(huán)境因素、施工因素、運(yùn)營維護(hù)因素、軌道工程內(nèi)部各組成結(jié)構(gòu)等的影響和相互作用。堅(jiān)持單元設(shè)計(jì)理念,合理確定軌道結(jié)構(gòu)單元的長度。另外一方面,針對目前敷設(shè)的連續(xù)軌道結(jié)構(gòu),尤其是橋梁地段跨越梁縫的CRTSⅡ型板式無砟軌道,應(yīng)該針對目前的運(yùn)營現(xiàn)狀,有針對性開展系列監(jiān)測活動,并對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析研究,一方面形成連續(xù)敷設(shè)無砟軌道理論計(jì)算體系并確定相關(guān)主要設(shè)計(jì)參數(shù),另外一方面積累數(shù)據(jù)編制CRTSⅡ型板式無砟軌道的養(yǎng)護(hù)、維修規(guī)程。
2相似模型構(gòu)建
2.1功能序結(jié)構(gòu)和行為序結(jié)構(gòu)模型相似包括功能相似以及行為相似,功能具有相同的效果不代表行為也具有相似性。研究系統(tǒng)相似度時(shí)需要衡量功能相似度和行為相似度不同的權(quán)重值,建立相似模型,從系統(tǒng)的角度將不同的功能及其行為映射用序結(jié)構(gòu)表達(dá)出來,用系統(tǒng)要素的方式進(jìn)行模型構(gòu)建。功能是表達(dá)系統(tǒng)特性最抽象的方式,功能的表達(dá)需滿足:(1)能根據(jù)給定要求表示設(shè)計(jì)者的意圖;(2)能準(zhǔn)確描述滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)對象;(3)能被定性或者定量地評價(jià),并可以測定設(shè)計(jì)意圖的滿意度。功能的系統(tǒng)要素為能量、物質(zhì)和信息,每個(gè)功能要素都有其輸入和輸出,因此可以運(yùn)用“輸入流-輸出流”的方法進(jìn)行功能描述。功能要素在時(shí)間和空間上有一定的順序,即功能序。本研究將功能序的關(guān)系進(jìn)行分類,分別有組成關(guān)系、時(shí)序關(guān)系和因果關(guān)系如圖2、圖3所示。時(shí)序關(guān)系又有順序關(guān)系,并存關(guān)系。功能序是功能序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)組成。在概念設(shè)計(jì)模型中,功能是一個(gè)模糊而粗糙的概念,而行為相對而言更為具體,能激發(fā)設(shè)計(jì)者的靈感,引導(dǎo)設(shè)計(jì)者保證三大流(即物質(zhì)、能量、信息)的有序流動,不違背自然規(guī)律。行為的系統(tǒng)要素包括運(yùn)動學(xué)要素、力學(xué)要素和能量要素。結(jié)合目前行為結(jié)構(gòu)的表達(dá)方法,本研究統(tǒng)一用“輸入流-輸出流”的方式表達(dá)行為序結(jié)構(gòu)。行為可以分為基本行為和組合行為?;拘袨閷?yīng)基本結(jié)構(gòu),較為簡單;組合行為由基本行為構(gòu)成,包括運(yùn)動轉(zhuǎn)換行為、執(zhí)行行為、檢測行為、控制行為等,這些基本行為通過一定的順序連接起來形成組合行為。行為序就是指這些基本行為和組合行為間的連接,行為序結(jié)構(gòu)則表達(dá)了行為序間的連接關(guān)系。行為序結(jié)構(gòu)分類如圖4所示。行為序的關(guān)系有以下幾種:①串聯(lián)順序關(guān)系;②并聯(lián)同時(shí)關(guān)系;③選擇發(fā)生關(guān)系。
2.2基于序結(jié)構(gòu)的相似模型構(gòu)建由相似第一定律即序結(jié)構(gòu)定律可知,不同類型、不同層次系統(tǒng)存在一定的序結(jié)構(gòu),當(dāng)系統(tǒng)序結(jié)構(gòu)存在共同性時(shí),系統(tǒng)之間出現(xiàn)相似特性,相似性大小隨序結(jié)構(gòu)的共同性程度增大而上升,反之則下降。上節(jié)已將可變功能機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)中的功能層和行為層用序結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)來探索功能和行為的相似性,本節(jié)在此基礎(chǔ)之上運(yùn)用數(shù)學(xué)建模對相似度進(jìn)行計(jì)算??勺児δ軝C(jī)械系統(tǒng)具有一定的相似性,即相似度大于零,某些功能或行為能通過改變一些系統(tǒng)組成就能形成新的功能系統(tǒng),若是沒有相似性即相似度為零,那么整個(gè)分功能系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成了多功能的單個(gè)系統(tǒng)的集合,不在本研究的研究范圍之內(nèi)。本研究將系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一部分進(jìn)行序結(jié)構(gòu)構(gòu)建和分析之后,為每個(gè)序進(jìn)行編碼,用eik表示序要素的集合,要素包含屬性和特征值,屬性由所屬功能或者行為的輸入輸出流決定,i是分功能編號,k是序的編號。相似序的概念是將分功能序結(jié)構(gòu)的要素和特征聯(lián)系形成兩兩組合的有序偶,用(e1k,e2k)表示。相似度由相似序的個(gè)數(shù)和相似序?qū)ο嗨频挠绊憴?quán)重所決定,相似度以q表示,相似序個(gè)數(shù)決定的相似度為q1,影響權(quán)重決定的相似度。權(quán)重的分配也是相似度量的重要環(huán)節(jié)之一,主要包括主觀權(quán)重分配方法和客觀權(quán)重分配方法。相似序模型分析之后根據(jù)經(jīng)典相似理論進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,系統(tǒng)的總相似度由功能、行為和結(jié)構(gòu)的相似度綜合得出。本研究根據(jù)所建立的序結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)知識表達(dá),計(jì)算可變功能間的相似性,設(shè)機(jī)械系統(tǒng)共有兩個(gè)可變分功能,特征參數(shù)取自輸入輸出流的類型和數(shù)值,如功能的能量類型和所代表的數(shù)值等,對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行相似模型構(gòu)建,并計(jì)算相應(yīng)的相似度數(shù)值。相似求解模型如圖5所示。建模的一般步驟可表述如下:(1)分別對分功能系統(tǒng)進(jìn)行層次劃分,建立基于功能或者行為結(jié)構(gòu)的模型??捎幂斎肓鬏敵隽鞯姆绞桨?.1節(jié)所述分別建立分功能的具體模型,對應(yīng)的序結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)如表1所示。
3實(shí)例分析
筆者選取典型的可變功能機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行研究,選取如圖6所示的機(jī)床作為研究對象,通過更換不同的刀具執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以獲得鉆孔,擴(kuò)孔和鉸孔3個(gè)不同的功能??梢钥闯觯@是一種通過改變系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到改變功能的情況。本研究按上文所述的步驟進(jìn)行分析,首先由系統(tǒng)的可變功能得到功能的序結(jié)構(gòu)模型,所建立的模型如圖7所示。表3所示機(jī)床的可變功能由更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),在系統(tǒng)層面上達(dá)到了改變功能的要求。本研究按上文所述,根據(jù)所建立的序結(jié)構(gòu)模型,通過分析相似要素應(yīng)用公式(1~3)得到系統(tǒng)功能級的相似度數(shù)值。
作為建筑工程項(xiàng)目開展中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但會關(guān)系到建筑工程項(xiàng)目的順利開展,而且還會影響到整個(gè)建筑工程質(zhì)量。所以,相關(guān)單位要充分重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,并且采取科學(xué)有效的方法有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。在其中合理地運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法,可以有效地優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。因此,設(shè)計(jì)人員要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要積極、合理地運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法。
1概念設(shè)計(jì)概述
所謂的概念設(shè)計(jì)即為在尚未經(jīng)過數(shù)值計(jì)算,特別是在一些很難通過相關(guān)的規(guī)范制度做出明確規(guī)定或者是很難進(jìn)行精確理性分析的問題當(dāng)中,根據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系以及分體系彼此之間存在的力學(xué)關(guān)系、試驗(yàn)現(xiàn)象等總結(jié)獲得的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)原則,以此來從整體上來完成對建筑結(jié)構(gòu)的總體規(guī)劃與布置,有效管理與控制抗震細(xì)部方法等[1]。在建筑設(shè)計(jì)方案制定的時(shí)期,這一設(shè)計(jì)方法可以更加科學(xué)、合理地完成對結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)思、建立以及選擇等,進(jìn)而能夠獲得更加準(zhǔn)確以及概念清晰的方案,從而為后期的設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),進(jìn)而提升其經(jīng)濟(jì)性以及安全、可靠性。
2概念設(shè)計(jì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用
2.1有效彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中存在的缺陷
在采用計(jì)算機(jī)完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的時(shí)候是會存在許多缺陷的,其無法正常完成方案初步設(shè)計(jì)工作。這是由于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)往往會為設(shè)計(jì)師造成一定的錯(cuò)覺,會使得設(shè)計(jì)人員覺得計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)用簡單易行,因此就會對計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)生過度依賴的心理,于是就不會去專心地研究與學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念的相關(guān)知識,進(jìn)而影響到其設(shè)計(jì)能力的提升。另外,一些設(shè)計(jì)人員會存在一種習(xí)慣,即會在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用分析程序。然而其卻沒有充分意識到假如采用正確的軟件會使得設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)水平得到有效提升,而假如選擇的軟件是錯(cuò)誤的,那么就會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)生問題,會留下潛在的隱患。因此,為了能夠有效彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)存在的缺陷,那么就應(yīng)該合理運(yùn)用概念設(shè)計(jì),要鼓勵(lì)與引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員積極地學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)概念的相關(guān)知識,進(jìn)而充分利用概念設(shè)計(jì)的基本原則制定出最為理想化的結(jié)構(gòu)方案。
2.2有效優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對于每位建筑設(shè)計(jì)人員而言,其都需要充分地了解與掌握結(jié)構(gòu)概念。因?yàn)槔媒Y(jié)構(gòu)概念可以幫助其創(chuàng)造出新的靈感以及更加準(zhǔn)確、清晰的思路,可以幫助設(shè)計(jì)人員在充分遵循正確設(shè)計(jì)基本原則的基礎(chǔ)上,有效地防止概念混亂以及定性不正確等諸多問題的出現(xiàn)[2]。除此以外,工作人員在面對一些技術(shù)問題的時(shí)候,假如其可以充分了解概念設(shè)計(jì),那么就能夠準(zhǔn)確地找到問題的原因所在,然后再采取科學(xué)、有效的方法解決問題。在當(dāng)前實(shí)行的《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中就涉及到概念理論,而且標(biāo)準(zhǔn)中明確提出了一個(gè)圍繞概念理論而制定的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,這一種設(shè)計(jì)方法會更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn),進(jìn)而可以有效提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善性與可靠性,有效地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。
3概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略
3.1在建筑場地選擇中的應(yīng)用
為了可以有效地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性與科學(xué)性,那么就必須要做好建筑場地的選擇工作,因?yàn)橹挥谐浞直WC建筑場地的科學(xué)、合理性,那么才可以也使得后續(xù)建筑設(shè)計(jì)工作更加順利地開展,有效地確保其工作價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。因此,在選擇建筑場地的過程中要合理應(yīng)用概念設(shè)計(jì)。具體而言,必須充分注意以下要素:(1)地形因素。因?yàn)椴煌牡匦我矔ㄖY(jié)構(gòu)產(chǎn)生不盡相同的影響,而且在大多數(shù)的情況下還會對其產(chǎn)生極大的制約,所以在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中,必須要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求,考慮到建筑的實(shí)際情況,進(jìn)而綜合考慮選擇出最為合適的地形。(2)地質(zhì)因素。由于地質(zhì)因素也會在很大程度上影響的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)稅票,特別是對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較大的影響。因此,在選擇建筑場地的過程中,需要積極地開展全面、科學(xué)合理的評估以及分析,進(jìn)而充分確保施工場地的地質(zhì)能夠有效地滿足建筑施工的要求[3]。(3)抗震性因素。由于抗震性也會在很大程度上影響到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,因?yàn)橹挥性诔浞执_保建筑結(jié)構(gòu)有著良好的抗震能力以后,那么才能夠有效地確保建筑的使用安全。因此,在選擇建筑場地的時(shí)候,也要合理地應(yīng)用概念設(shè)計(jì),進(jìn)而盡量防止在在那些極易發(fā)生震動的地方開展建筑操作。
3.2在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑物的具體結(jié)構(gòu)形式以及所處的地理位置,然后再充分遵循概念設(shè)計(jì)的基本原則,對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)類型進(jìn)行選擇。例如筏型基礎(chǔ)以及箱型基礎(chǔ)等等[4]。在具體采用箱型基礎(chǔ)的過程中,需要充分確保建筑物的負(fù)載能力,可以及時(shí)、均勻地傳遞給地基,這樣就能夠?qū)Φ鼗痪鶆虺两惮F(xiàn)象產(chǎn)生有效地抵御作用,而且使其可以有效地完成對周圍土體的協(xié)作互助,進(jìn)而有效地提升建筑物的抗風(fēng)以及抗震能力。在選擇使用筏型基礎(chǔ)的時(shí)候,就會使得建筑物上部結(jié)構(gòu)存在著非常大的荷載。對于建筑而言,其具有非常小的承載能力,這一結(jié)構(gòu)類型能夠使得建筑物上部得到有效的分散,而且使得地基獲得更大的承載能力,在此狀況下就會使得極不均勻沉降現(xiàn)象得到了有效的避免。
3.3在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在受到水平負(fù)荷作用時(shí)候,會造成高層建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移現(xiàn)象的發(fā)生,這是高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)與難點(diǎn)問題,每位建筑設(shè)計(jì)工作人員都必須要給予充分重視。在具體開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程中,設(shè)計(jì)人員要充分遵循概念設(shè)計(jì)基本原則,不但要充分考慮相關(guān)的要求與標(biāo)準(zhǔn),與此同時(shí)還必須要選擇更加科學(xué)、合理的抗側(cè)力體系,不但要對建筑物四周存在的其他建筑物的位置、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行綜合、全面的分析與考量,而且還要對這些建筑物對所要建設(shè)建筑物的風(fēng)壓布局所、造成的影響進(jìn)行綜合的考量[5],進(jìn)而要在具體開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,采取有效的措施努力提升建筑物的豎向荷載及其抵抗力,要合理地運(yùn)用概念設(shè)計(jì)基本原則,努力加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震力,使其能夠保證平面結(jié)構(gòu)的簡單性以及規(guī)范性。總之,在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下,也使得我國建筑行業(yè)獲得了跨越式的發(fā)展。然而,其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還存在著諸多問題,那么為了能夠有效地提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,就應(yīng)該合理地應(yīng)用概念設(shè)計(jì)方法,以此來有效地提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完善性與可靠性,有效彌補(bǔ)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,有效促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的不斷提升。
起落架接地點(diǎn)的設(shè)計(jì)要根據(jù)飛機(jī)的重量、重心包線、幾何外形、執(zhí)行任務(wù)等來確定。在給定輸入條件后,要使得接地點(diǎn)的設(shè)計(jì)滿足飛機(jī)結(jié)構(gòu)、漂浮特性和使用特性的需求。
1起落架布局形式
現(xiàn)代民用航空運(yùn)輸飛機(jī)大多選用“前三點(diǎn)”式起落架布局形式。與“后三點(diǎn)”式起落架布局形式相比,這種布局形式可以使得飛機(jī)在地面狀態(tài)時(shí),客艙基本呈水平狀態(tài),有利于改善駕駛員視界,減小起飛滑跑初期的高阻力。由于主起落架在飛機(jī)重心之后,飛機(jī)在剎車、地面操縱時(shí)具有很好的穩(wěn)定性,同時(shí)在飛機(jī)著陸時(shí),主起落架會產(chǎn)生一個(gè)使飛機(jī)低頭的力矩,幫助飛機(jī)減小著陸攻角,有利于減小著陸場長。該種布局的缺點(diǎn)主要集中在主起落架接地點(diǎn)的選取,即如何處理好在最大限度滿足各種使用特性的前起下,使得主起落架在收藏空間、結(jié)構(gòu)形式上合理、可行。
2起落架接地點(diǎn)參數(shù)設(shè)計(jì)
起落架接地點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則是在滿足飛機(jī)使用安全性的前提下,依據(jù)飛機(jī)的重量重心、幾何外形等特征參數(shù),最大限度地滿足飛機(jī)在滑跑、起飛和著陸階段的使用要求。同時(shí),還要考慮飛機(jī)系列化發(fā)展的需求。
2.1主起落架縱向接地點(diǎn)設(shè)計(jì)
(1)飛機(jī)起降特性限制
主起落架縱向接地點(diǎn)參數(shù)包含接地點(diǎn)的縱向站位(用%MAC表示)和接地點(diǎn)距飛機(jī)客艙地板高度的距離。其參數(shù)的選取主要受到飛機(jī)起降所需求的迎角θ的限制。為了滿足飛機(jī)的正常起降要求,飛機(jī)的起飛迎角要求不小機(jī)的著陸迎角,對于干線飛機(jī),一般在8°~10°。同時(shí),要重點(diǎn)考慮飛機(jī)單發(fā)起飛時(shí)的極限迎角需求,一般是在正常起飛迎角的基礎(chǔ)上增加1°左右。
在初始設(shè)計(jì)階段,如果有足夠的數(shù)據(jù)支持,也可以通過計(jì)算分析的手段,將飛機(jī)騰空時(shí)的迎角θLOF作為輸入條件,其計(jì)算公式如下:其中,αLOF為正常起飛時(shí)預(yù)期的最大迎角,VLOF為正常騰空時(shí)空速,CLLOF為對應(yīng)VLOF的升力系數(shù),為升力線斜率。l1和l2參數(shù)如圖2所示,分別表示主起落架全伸長狀態(tài)接地點(diǎn)與飛機(jī)尾擦點(diǎn)連線與停機(jī)狀態(tài)地面線相交的兩段線長度。對于干線客機(jī),飛機(jī)抬頭率一般取4°/s。此外,還需要考慮飛機(jī)系列化發(fā)展的需求,給系列化家族中的加長型飛機(jī)在起落架布置上留有必要的空間。對于干線客機(jī),基本型飛機(jī)最終確定的起降迎角一般是在其起降需用迎角的基礎(chǔ)上增加2°~4°,要視客艙增加長度和機(jī)身后體修行的具體情況進(jìn)行分析確定。
(2)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)限制
現(xiàn)代民用運(yùn)輸機(jī)大多采用高氣動效率的超臨界機(jī)翼,其外形的一個(gè)顯著特點(diǎn)是后緣部分收縮劇烈,這就給下單翼布局形式飛機(jī)的主起落架收藏帶來了較大的空間限制。另外,采用較后的主起落架接地點(diǎn),可能會出現(xiàn)主起落架的轉(zhuǎn)軸較長,主支柱后傾角較大,主起落架轉(zhuǎn)軸偏角較大等設(shè)計(jì)情況,這些都會造成主起落架重量和壽命上的損失。所以在設(shè)計(jì)之初,要依據(jù)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),主起落架的接地點(diǎn)不能過于靠后。
(3)翼下吊大涵道比發(fā)動機(jī)限制
現(xiàn)代民機(jī)的另外一個(gè)特點(diǎn)就是普遍采用油耗小、噪聲小的大涵道比噴氣發(fā)動機(jī),而隨著民航業(yè)環(huán)保、節(jié)能要求的提高,發(fā)動機(jī)會采用更大的涵道比,其對應(yīng)的短艙直徑也有較大增加。目前下一代新研發(fā)的發(fā)動機(jī)涵道比已經(jīng)增大到12左右。為了滿足短艙與地面的間隙要求,就需要起落架有一定的長度來支撐飛機(jī)。對于翼吊布局的飛機(jī),其短艙與地面的最小間隙為458mm(18in)。
(4)地面維修高度限制
飛機(jī)機(jī)體表面設(shè)有許多檢查、維護(hù)口蓋,根據(jù)機(jī)場現(xiàn)有的維修程序和維修設(shè)備的需要,同時(shí)考慮人機(jī)工效學(xué),需要對飛機(jī)的高度有一定的限制。
(5)主起落架縱向接地點(diǎn)參數(shù)選取限制
基于上述分析,可以繪出主起落架縱向接地點(diǎn)參數(shù)選取區(qū)域限制圖,如圖3所示。對于采用放寬靜穩(wěn)定技術(shù)的飛機(jī),其重心后限位置較后,在考慮加長型發(fā)展空間的基礎(chǔ)上,基本型飛機(jī)不可能在狹小的參數(shù)選擇區(qū)域內(nèi)選取到防倒立角大機(jī)擦地角的主起落架縱向接地點(diǎn)位置,這也是現(xiàn)代民機(jī)主起落架布局設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)。在可選域的參數(shù)選取中,要考慮在最嚴(yán)重的重量、重心組合的情況下,使得選取參數(shù)對應(yīng)的飛機(jī)防倒立角能盡可能的比飛機(jī)運(yùn)營過程中起降的最大迎角θ大。
2.2主起落架橫向接地點(diǎn)設(shè)計(jì)
主起落架橫向接地點(diǎn)即表示飛機(jī)的主輪距(用%SPAN表示),其參數(shù)的選取也受到多重因素的制約,如圖4所示。
(1)主起落架收藏空間的限制
在選取主起落架縱向接地點(diǎn)參數(shù)后,就需要開展主起落架橫向接地點(diǎn)的設(shè)計(jì),即在飛機(jī)上進(jìn)行合理的空間布置,滿足主起落架對收藏空間的需求。
在起落架收藏的概念設(shè)計(jì)中,需要考慮輪胎的膨脹、膨脹輪胎與收藏路徑上各種結(jié)構(gòu)件的間隙等影響主起落架收藏的主要因素。輪胎主要考慮充氣膨脹間隙和由轉(zhuǎn)動引起的形變間隙,在名義輪胎尺寸的基礎(chǔ)上,加上這兩部分間隙變化尺寸,構(gòu)成起落架收藏設(shè)計(jì)中的“協(xié)調(diào)用輪胎”尺寸。由于“協(xié)調(diào)輪胎”所考慮的膨脹和轉(zhuǎn)動形變間隙均為最小間隙,加之飛機(jī)后繼機(jī)對特殊機(jī)場適應(yīng)性要求的需要,因此對于“協(xié)調(diào)用輪胎”在徑向方向與收藏路徑上各種結(jié)構(gòu)件的間隙就需要留有足夠的空間。
(2)主起落架轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)布置空間限制
主起落架的展向位置設(shè)計(jì)被限制在機(jī)翼后部由后梁和襟翼輔助梁所形成的“三角區(qū)”,如見圖5所示,主起落架過分的沿展向靠外布置,會過分?jǐn)D壓起落架轉(zhuǎn)軸的布置空間,給起落架轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)增大難度。其具體限制條件可依據(jù)機(jī)翼后梁走向、機(jī)翼kink位置、主起落架接頭形式、襟翼艙布置空間、管線布置空間需求等確定,見圖4中條目2。
(3)側(cè)風(fēng)與單發(fā)著陸限制
飛機(jī)在側(cè)風(fēng)或單發(fā)著陸的過程中,會帶有一定的滾轉(zhuǎn)角Φ,一般在5°~8°。在主起落架橫向接地點(diǎn)位置選取時(shí),就需要考慮由機(jī)帶滾轉(zhuǎn)角著陸,發(fā)動機(jī)短艙與地面之間的最小安全間隙,一般要大于152.4mm(6in),見圖4中條目3。
(4)機(jī)場使用限制
飛機(jī)機(jī)場適應(yīng)性所包含的內(nèi)容很廣,其中有一條是根據(jù)機(jī)場的不同分類對飛機(jī)的幾何參數(shù)進(jìn)行限制,具體限制如表1所示。
2.3前起落架接地點(diǎn)設(shè)計(jì)
(1)操縱穩(wěn)定性限制
前起落架和主起落架的接地點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)平面,有效地支撐住飛機(jī)的重量,當(dāng)飛機(jī)的重心及主起接地點(diǎn)確定后,需要合理的選取前起落架接地點(diǎn)的位置,以確保飛機(jī)在側(cè)風(fēng)及地面轉(zhuǎn)彎時(shí)的穩(wěn)定性,一般用側(cè)翻角Ψ表示,如圖5所示。對于民用飛機(jī),該角度不應(yīng)大于63°。
(2)載荷分配限制
合理地選取前起落架的接地點(diǎn)位置,能較好地分配起落架所承受的載荷。一般情況下,前起落架的載荷系數(shù)為8%~15%,見圖5。當(dāng)前起落架接地點(diǎn)過于靠前,前起落架的載荷較小,會使得飛機(jī)在小重量狀態(tài)下,前輪喪失部分或全部操縱性。相反,當(dāng)前起落架接地點(diǎn)過于靠后,前起落架的靜態(tài)載荷較大,在剎車產(chǎn)生的附加載荷作用下,很可能超過前起落架的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。因此,需要合理地安排前起落架接地點(diǎn)的位置。
(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮
起落架上的載荷需要傳到飛機(jī)機(jī)身,為了減少飛機(jī)重量,需要使載荷的傳力路徑最短,最合理的方式是在靠近加強(qiáng)框的位置進(jìn)行布置。
(4)飛機(jī)停機(jī)角設(shè)計(jì)考慮
由機(jī)在停機(jī)時(shí)其重量、重心會有不同的組合,因此飛機(jī)的停機(jī)角是一個(gè)范圍,目前民用飛機(jī)的停機(jī)角范圍是-1°~1°??梢愿鶕?jù)停機(jī)時(shí)客艙地板水平或是有輕微低頭的需要來選擇前起落架的長度。
飛機(jī)地面180°轉(zhuǎn)彎檢查
飛機(jī)起落架接地點(diǎn)確定后,在地面操縱時(shí),除了要滿足之前所述的安全性、穩(wěn)定性和操縱性要求之外,還需要滿足在預(yù)期的最低運(yùn)營機(jī)場跑道寬度的條件下,實(shí)現(xiàn)飛機(jī)180°轉(zhuǎn)彎的要求,如圖6所示。對于超大型民用客機(jī),會對飛機(jī)的接地點(diǎn)設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。ICAO附件14卷Ⅰ中機(jī)場跑道寬度要求和起落架距跑道邊界安全間隙要求分別見表2和表3。式中,b表示飛機(jī)的前主輪距,t表示飛機(jī)的主輪距,β表示飛機(jī)前起落架的轉(zhuǎn)彎操縱角,s1表示主起落架圖6飛機(jī)地面180°度轉(zhuǎn)彎外側(cè)雙輪間距,s2表示前起落架外側(cè)雙輪間距。
2規(guī)劃策略
為實(shí)現(xiàn)以上三大目標(biāo),規(guī)劃提出“尊重、放大、引入、建立”四個(gè)行動策略。最大限度的尊重和保留村莊的鄉(xiāng)土風(fēng)貌和水鄉(xiāng)風(fēng)情,延續(xù)傳統(tǒng)水鄉(xiāng)文化,采用經(jīng)濟(jì)適用、以人為本和低沖擊的環(huán)境改造的原則,加強(qiáng)環(huán)境綜合整治,保持村莊的干凈整潔。完善配套設(shè)施,建設(shè)慢行交通體系,適量限制機(jī)動交通進(jìn)入村莊,合理規(guī)劃停車設(shè)施和公交設(shè)施,建議設(shè)立專項(xiàng)管理部門進(jìn)行管理。放大本村的特色資源要素,例如:水系、植被、埠頭、建筑(陽臺和金色屋頂),不對要素做大的改動,通過適度的現(xiàn)代處理手法和軟裝飾藝術(shù)的方式增加景觀的趣味性。利用區(qū)位優(yōu)勢和本村水鄉(xiāng)特色,分階段的引入業(yè)態(tài),發(fā)展商業(yè),如特色小吃街、精品酒店、觀光農(nóng)業(yè)園、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)及其他特色休閑消費(fèi)類型,活躍經(jīng)濟(jì),形成本區(qū)域的休閑商業(yè)模式。建立九曲村特色品牌體系,積極打造村莊公共活動節(jié)點(diǎn)和建筑室內(nèi)外空間,形成具有特色的、體驗(yàn)性強(qiáng)的休閑互動場所。進(jìn)一步整合資源優(yōu)勢,形成集吃、住、玩、娛、購于一體的九曲村服務(wù)綜合體系。開發(fā)模式政府主導(dǎo),加大政企合作、市場引導(dǎo)的手段,對村民物業(yè)利用方向的提出調(diào)整建議,轉(zhuǎn)變部分土地職能,同時(shí)積極鼓勵(lì)村民投資參與,根據(jù)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律進(jìn)行引導(dǎo)開發(fā)。
3分級制定的改造策略
根據(jù)九曲村發(fā)展現(xiàn)狀、用地性質(zhì)、上層次規(guī)劃、周邊用地功能和多方訴求,確定其主要性質(zhì)和規(guī)模,統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一布局、分三期實(shí)施。一期以環(huán)境整治為主,保護(hù)開發(fā)為輔,確保環(huán)境整治有序的進(jìn)行,給村民提供一個(gè)最佳的生產(chǎn)生活環(huán)境。歸納為“完全保留、局部裝飾、整體改造”三個(gè)層級,盡量按照原來的式樣、顏色、材料進(jìn)行修復(fù)開發(fā),保護(hù)、還原長期形成的原生水鄉(xiāng)環(huán)境。二期以完善配套設(shè)施為主,引入部分業(yè)態(tài)為輔,整舊如故,以存其真,針對“配套設(shè)施、開放空間、文化符號”三大關(guān)鍵要素提出“六、七、三”系統(tǒng)改造工程。具體做法是“拆、遷、修、補(bǔ)、飾”,即拆除不協(xié)調(diào)建筑,搬遷造成污染的工廠,用舊材料和傳統(tǒng)工藝修繕破損的老街、舊屋、橋梁等,恢復(fù)或補(bǔ)建部分舊建筑,市政管線盡量地埋鋪設(shè),空調(diào)等設(shè)施全部遮掩。同時(shí)建立古建、古樹保護(hù)體系,引入濱水商業(yè)休閑、傳統(tǒng)埔坊、精品酒店、特色接待、標(biāo)志建筑、創(chuàng)意工坊、特色老建筑體驗(yàn)等業(yè)態(tài),形成古鎮(zhèn)旅游品牌體系。三期以特色提升、品牌打造為目標(biāo),注入新的功能到古村落中,全面提升九曲村景觀特色,導(dǎo)入主題式的休閑業(yè)態(tài),利用傳統(tǒng)村落格局和建筑肌理,融入時(shí)尚文化元素和異域文化進(jìn)行業(yè)態(tài)升級。進(jìn)一步整合資源優(yōu)勢,形成集吃、住、玩、娛、購一條龍的九曲服務(wù)綜合體系,通過建立九曲村的品牌效益,促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展增加村民收益,解決就業(yè)問題,使人口回流。
4切實(shí)可行的實(shí)施建議
4.1特色活動實(shí)施建議
為豐富游客、村民和設(shè)計(jì)師的日常生活,規(guī)劃結(jié)合各類文化活動場所和慢行交通設(shè)計(jì)“文化活動鏈”,建立特色活動體驗(yàn)體系。主要活動有:時(shí)尚文化活動——藝術(shù)展覽節(jié)、創(chuàng)意交流沙龍、采摘節(jié);傳統(tǒng)文化活動——粵劇大賽、龍舟賽、九曲棕子節(jié);宗教文化活動——媽祖祭奠活動、地母祭奠活動;日常生活文化——籃球賽、舞蹈賽。
4.2重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施建議
4.2.1天后宮宗祠文化區(qū)
對現(xiàn)存的文物古祠進(jìn)行保護(hù),結(jié)合周圍的古木和現(xiàn)存的宗祠文化活動,整合利用周圍環(huán)境,建設(shè)富有鮮明宗祠文化特色的區(qū)域空間。采取政府引導(dǎo),政企合作,承包給開發(fā)商管理的模式,按照中式宗教建筑的典型形制,結(jié)合修繕場地、擴(kuò)建天后宮、保護(hù)現(xiàn)狀古樹、結(jié)合濱水環(huán)境創(chuàng)造濱水視線景觀和親水活動空間、完善設(shè)施、引入各類活動(捐贈儀式、重要法式、許愿、齋飯節(jié)等)。
4.2.2創(chuàng)意鋪坊
利用便利的交通、老建筑的特色、規(guī)劃的完善配套設(shè)施、塑造的標(biāo)志性印象等幾大優(yōu)勢,通過恢復(fù)性改造,挖掘旅游文化內(nèi)涵,增進(jìn)游客的體驗(yàn)值,保護(hù)文化遺產(chǎn)。政府引導(dǎo),積極鼓勵(lì)村民投資參與,調(diào)整舊村人口居住布局,遷出部分居民,清理河道,完善配套設(shè)施,引進(jìn)大量的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目,創(chuàng)造具有競爭力的創(chuàng)意個(gè)性化的商品和服務(wù)。
根據(jù)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)果,KZ-1、KZ-2從基礎(chǔ)頂面至15.800截面進(jìn)行加固處理,加固后的截面見圖2。在混凝土柱加大截面時(shí)預(yù)埋好支撐鋼梁連接的鋼板,支撐部分上弦鋼梁采用粘鋼方式與既有的混凝土梁下部連接,見圖3。為保證鋼支撐體系與框架混凝土柱的受力與變形協(xié)調(diào)一致,除鋼支撐上弦梁與混凝土梁保持可靠的連接外,上弦與支座之間及下弦與柱上的鋼板之間要保持可靠的焊縫連接。
傳力途徑
上弦鋼梁采用粘鋼方式與既有的混凝土梁下部連接,由于鋼支撐具有較大的剛度,作用在混凝土框架梁上的豎向料倉荷載在不影響原有混凝土框架梁的受剪、受彎的情況下,將上部原有附加豎向荷載傳遞給鋼支撐框架體系。其中一部分通過支座以剪力的方式傳遞給框架柱;另外主要部分的料倉豎向荷載通過支撐上弦梁,由支撐系統(tǒng)中的斜桿傳遞給框架柱;斜桿下端傳遞給框架柱的水平分力由支撐體系的下弦水平梁來承擔(dān),避免框架柱間承受附加彎矩。
加固效果
從本項(xiàng)目的施工過程來看,工程進(jìn)展順利,施工質(zhì)量很好,滿足了建設(shè)工期的要求。工程投產(chǎn)以來,設(shè)備運(yùn)行正常。圖4為加固改造后的工程照片。
廠房結(jié)構(gòu)臨時(shí)加固實(shí)例
1工程概況
某工程因技改需要,在原有轉(zhuǎn)運(yùn)站位置上新建了一座蒸汽干燥廠房。新建廠房東、北、西三面均有建(構(gòu))筑物,重約300t的蒸汽干燥機(jī)受場地的制約,難以安裝就位,只能通過廠房南面的道路作為設(shè)備吊裝場地。施工單位編制的設(shè)備吊裝方案是:搭建設(shè)備吊裝平臺,吊裝平臺立柱位置示意見圖5,平臺柱下采用人工挖孔樁。該方案吊裝措施費(fèi)用約為260余萬元,且吊裝平臺施工周期較長,難于滿足要求。
2加固方案的構(gòu)思
根據(jù)廠房主體結(jié)構(gòu)形式、現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)施工情況及蒸汽干燥機(jī)的就位位置,僅靠14.970平面的框架梁支撐蒸汽干燥機(jī)的重量是不可行的。然而由于現(xiàn)場構(gòu)件已施工完畢,若為滿足吊裝荷載的需要對此平面框架梁進(jìn)行加固,大量現(xiàn)場加固工作勢必影響工期,且加固費(fèi)用也很高。經(jīng)過多種方案的論證比較,應(yīng)用桁架設(shè)計(jì)概念,利用14.970與10.870框架梁作為上下弦桿,在兩層梁之間設(shè)置臨時(shí)腹桿組成鋼桁架。由于兩平面上的鋼次梁亦安裝就位,可作為組合桁架上下弦桿的平面外支撐桿件,保證組合鋼桁架體系平面外的穩(wěn)定。從結(jié)構(gòu)形式及構(gòu)件設(shè)置情況來看,廠房整體體系滿足承受吊裝荷載的可行性。
3受力計(jì)算
整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)處在主要構(gòu)件安裝階段,在設(shè)備吊裝階段,框架梁柱可不考慮樓面的荷載。根據(jù)吊裝方案要求,設(shè)備荷載在整個(gè)吊裝過程中,由臨時(shí)增設(shè)的吊裝滑行梁作用在14.970平面的框架梁上,吊裝時(shí)的荷載示意圖見圖5。經(jīng)過廠房整體計(jì)算和受力分析,組合鋼桁架滿足承載力與變形的要求,同時(shí)與組合桁架連接的鋼框架柱的承載力與變形均滿足要求,保證了臨時(shí)組合鋼桁架與結(jié)構(gòu)總體系的一致協(xié)調(diào)性。增加臨時(shí)支撐的平面布置見圖5,圖6為2-C軸線上增加臨時(shí)支撐的立面。圖7為2-C軸線上增加臨時(shí)支撐的組合桁架的應(yīng)力。
4加固效果
1.2分功能的原理解按照功能樹的結(jié)構(gòu)分解,尋求分功能對應(yīng)的原理解,將設(shè)計(jì)任務(wù)形式化表達(dá)為運(yùn)動變換矩陣和約束矩陣形式,然后搜索事先建立好的運(yùn)動變換矩陣數(shù)據(jù)庫,進(jìn)行匹配或功能分解,通過功能分解進(jìn)行子功能的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新[19],最后通過檢查約束矩陣進(jìn)行機(jī)構(gòu)匹配和方案組合,由此可獲得分功能的多個(gè)對應(yīng)原理解[20],形成總體的多個(gè)概念設(shè)計(jì)方案。例如:根據(jù)噴霧機(jī)底盤旋轉(zhuǎn)工作臺實(shí)現(xiàn)360°連續(xù)旋轉(zhuǎn),且轉(zhuǎn)動平穩(wěn)的總體設(shè)計(jì)要求;采用液壓馬達(dá)驅(qū)動,要求馬達(dá)輸出軸線水平,底盤工作臺旋轉(zhuǎn)軸線豎直,運(yùn)動可逆。采用機(jī)構(gòu)綜合法生成底盤工作臺旋轉(zhuǎn)分功能原理解的步驟如下:(1)設(shè)計(jì)任務(wù)的形式化表達(dá)。建立運(yùn)動變換矩陣(Motiontransformationmatrix,MTM)和約束矩陣(Constraintmatrices,CM)。(2)搜索匹配。用MTM與已建立好的其他數(shù)據(jù)庫(事先已經(jīng)建立好常用機(jī)構(gòu)如齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、螺旋傳動機(jī)構(gòu)等的MTM數(shù)據(jù)庫)中的機(jī)構(gòu)模塊的MTM搜索匹配,若沒有與式(1)等號右側(cè)矩陣匹配的機(jī)構(gòu)模塊,則需要進(jìn)行功能分解。本研究中可以直接搜索到相匹配的機(jī)構(gòu),分別為圓錐齒輪機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu),但是考慮蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動的不可逆以及單級傳動難于達(dá)到傳動比分配和傳動平穩(wěn)等要求,故仍需進(jìn)行功能分解。(3)功能分解。采用矩陣列變換(右乘變換矩陣)的方法,將MTM劃分為一系列子功能矩陣。即:(4)檢查新的MTM是否與數(shù)據(jù)庫中機(jī)構(gòu)模塊的MTM匹配。與子功能1匹配的可選機(jī)構(gòu)有:圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、帶傳動機(jī)構(gòu)、鏈傳動機(jī)構(gòu);與子功能2匹配的可選機(jī)構(gòu)有:蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)。顯然,這樣的任意組合容易引起組合爆炸,不利于問題求解,因此必須對概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行篩選,可從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好性等角度出發(fā),剔除明顯不合理的原理解,優(yōu)先選用主要分功能的較佳解,以獲得一個(gè)較小的、合理的、相互兼容的概念設(shè)計(jì)方案集合,然后對該方案集合進(jìn)一步進(jìn)行分析和評價(jià),從中選取一個(gè)最佳方案,最終獲得系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)的最佳解。
1.3原理方案綜合分析根據(jù)噴霧機(jī)底盤的設(shè)計(jì)要求,借助專家專業(yè)知識和各種經(jīng)驗(yàn)知識進(jìn)行綜合評判,可知各部分原理解的優(yōu)缺點(diǎn)。(1)檢測功能。線性霍爾導(dǎo)航和電磁誘導(dǎo)式導(dǎo)航都需要在田間設(shè)置磁標(biāo)志,且導(dǎo)航精度不高[21];超聲波+紅外線導(dǎo)航系統(tǒng)體積小、電路簡單、價(jià)格低,已在小范圍定位方面得到廣泛應(yīng)用;北斗導(dǎo)航有自主知識產(chǎn)權(quán),但由于衛(wèi)星數(shù)目的限制,還不能實(shí)現(xiàn)全球定位導(dǎo)航;GPS+電子羅盤導(dǎo)航方式[24]通過GPS系統(tǒng)進(jìn)行定位,電子羅盤測量方向信號,屬于組合導(dǎo)航,導(dǎo)航精度高,但系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)略復(fù)雜。綜合考慮,本設(shè)計(jì)中的導(dǎo)航方式擬采用超聲波+紅外線導(dǎo)航或GPS+電子羅盤組合導(dǎo)航。(2)驅(qū)動和轉(zhuǎn)向方式。單輪驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡單,但在濕軟地面上作業(yè)時(shí)因附著力小而易出現(xiàn)打滑,影響正常作業(yè);采用四輪驅(qū)動產(chǎn)生的驅(qū)動力大,越野通過性好,但機(jī)構(gòu)復(fù)雜,成本高;兩輪驅(qū)動介于兩者之間,是最常用的一種驅(qū)動形式。單輪轉(zhuǎn)向在噴霧機(jī)底盤上應(yīng)用較少,且在一定的速度區(qū)間易產(chǎn)生擺振現(xiàn)象[25];四輪轉(zhuǎn)向方式轉(zhuǎn)向靈活,轉(zhuǎn)彎半徑小,可提高噴霧機(jī)的整體性能[26],但轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)難度較大;兩輪轉(zhuǎn)向使用比較普遍。綜合考慮,本設(shè)計(jì)中的底盤可選兩輪或四輪驅(qū)動轉(zhuǎn)向方式。(3)輪距、地隙調(diào)整方式。手動有級調(diào)整方式結(jié)構(gòu)簡單、成本低,但需要對底盤零件進(jìn)行拆卸,操作復(fù)雜,勞動強(qiáng)度大,適應(yīng)性較差;采用液壓無級式調(diào)整操作簡單,變換平穩(wěn),可實(shí)現(xiàn)輪距、地隙高度等的連續(xù)變換,適應(yīng)性強(qiáng),但造價(jià)略高,液壓控制系統(tǒng)的維護(hù)較復(fù)雜;采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)變換輪距或采用絲桿螺母機(jī)構(gòu)調(diào)整地隙,需要設(shè)計(jì)機(jī)械傳動系統(tǒng),增加了底盤重量,使設(shè)計(jì)、制造成本增加。綜合考慮未來農(nóng)林作業(yè)需求和設(shè)計(jì)、制造成本,采用液壓無級式調(diào)整更合適。(4)底盤工作臺旋轉(zhuǎn)方式、噴桿升降方式。帶傳動機(jī)構(gòu)+圓錐齒輪機(jī)構(gòu)傳動平穩(wěn),但過載情況下帶會打滑;鏈傳動機(jī)構(gòu)+圓錐齒輪機(jī)構(gòu)傳動平穩(wěn)性較差,有一定的沖擊和噪聲,但不存在彈性滑動和打滑,能保持準(zhǔn)確的平均傳動比;圓柱齒輪機(jī)構(gòu)+圓錐齒輪機(jī)構(gòu)傳動比穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)緊湊,制造成本略高。綜合考慮底盤工作臺轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性以及機(jī)構(gòu)的緊湊性等要求,宜選取帶傳動+圓錐齒輪機(jī)構(gòu)或圓柱齒輪+圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。噴桿升降采用絲桿螺母式或滾珠絲杠式都會使設(shè)計(jì)制造成本增加,因此選用液壓舉升式,結(jié)構(gòu)簡單且舉升平穩(wěn)。(5)動力。動力源的選擇要考慮能帶動液壓馬達(dá)和所有執(zhí)行元件,因此動力要足夠大,汽油機(jī)質(zhì)量輕,起動性能好,但使用成本高;柴油機(jī)一般質(zhì)量大,起動性能不如汽油機(jī),但經(jīng)濟(jì)性能好,輸出力矩大;電動方式污染少,環(huán)保性好,但若使用蓄電池,動力性和續(xù)航能力有待提高。綜合考慮作業(yè)需求,擬選擇柴油機(jī)或汽油機(jī)作為動力源。在以上分析的基礎(chǔ)上,剔除明顯不合理的原理解,然后進(jìn)行方案的重新組合,表3所示即為3種較為可行的組合設(shè)計(jì)方案。
2噴霧機(jī)底盤概念設(shè)計(jì)方案評價(jià)
概念設(shè)計(jì)方案選擇的評價(jià)方法主要有層次分析法、模糊綜合評判法、模糊物元分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法和實(shí)物期權(quán)理論等,但這些方法都是單個(gè)的理論,未采用多學(xué)科綜合的評價(jià)體系,且專家主觀意見影響頗大,容易使優(yōu)選的結(jié)果出現(xiàn)偏差,而常用的模糊綜合評價(jià)法又存在權(quán)重分配的難題?;诖?,本研究提出采用基于模糊數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣的群決策法進(jìn)行概念設(shè)計(jì)方案的評價(jià),通過專家群對設(shè)計(jì)方案的兩兩比較,給出反映2種方案優(yōu)越性的模糊區(qū)間數(shù),在構(gòu)建模糊互補(bǔ)判斷矩陣的基礎(chǔ)上,借助目標(biāo)規(guī)劃法進(jìn)行建模求解,得出方案集的排序權(quán)重,以消除個(gè)人主觀偏好的影響,且可信度較高,為方案集的決策判斷奠定了理論基礎(chǔ)。
2.1評價(jià)基本原理分析設(shè)有目標(biāo)規(guī)劃模型目標(biāo)規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)是通過目標(biāo)約束的正、負(fù)偏差變量和賦予相應(yīng)的優(yōu)先等級P(k)ij來構(gòu)造的,決策者的要求是盡可能從某個(gè)方向縮小偏離目標(biāo)的數(shù)值。
2.2噴霧機(jī)底盤概念設(shè)計(jì)方案應(yīng)用求解首先確定評價(jià)專家組成員,分別由具有豐富噴霧機(jī)設(shè)計(jì)理論和經(jīng)驗(yàn)知識的3名大學(xué)教授和具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的執(zhí)行噴霧機(jī)底盤研發(fā)制造的3名企業(yè)專家組成。然后給出評價(jià)準(zhǔn)則,即要求專家對表3噴霧機(jī)底盤3種概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行兩兩比較,以[0,1]之間的模糊區(qū)間數(shù)形式給出某種方案優(yōu)于另一種方案的程度,精確到小數(shù)點(diǎn)后1位。專家組成員對表3的方案1、方案2、方案3兩兩比較后,大學(xué)教授綜合認(rèn)為方案1優(yōu)于方案2的程度在區(qū)間[0.3,0.4]內(nèi),方案1優(yōu)于方案3的程度在區(qū)間[0.2,0.5]內(nèi),方案2優(yōu)于方案3的程度在區(qū)間[0.4,0.6]內(nèi)。企業(yè)專家綜合認(rèn)為方案1優(yōu)于方案2的程度在區(qū)間[0.3,0.5]內(nèi),方案1優(yōu)于方案3的程度在區(qū)間[0.5,0.7]內(nèi),方案2優(yōu)于方案3的程度在區(qū)間[0.6,0.8]內(nèi)。顯然,基于模糊數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣的群決策方法消除了個(gè)人主觀偏好對評價(jià)結(jié)果可信度的影響,也可為其他農(nóng)林機(jī)電產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)方案評價(jià)提供有益的參考。