机构创新设计与优化-第35讲
第十二章机构创新设计与优化
本章学习任务：机构创新设计方法、机构优化方法。
驱动项目的任务安排：项目中机构优化。
12.1机构创新设计
12.1.2 基于TRIZ 理论的机构设计
TRIZ 理论是“发明问题的解决理论”（（Theory of InventiveProblem Solving）的俄语含
义的单词首字母“Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zada-tch”的缩写），由前苏联发明家阿
奇舒勒（G?S?Altshuller）在1946 年创立的，在他的领导下，前苏联的研究机构、大学、企
业组成了TRIZ 的研究团体，分析了世界近250 万份高水平的发明专利，总结出各种技术发
展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立一个由解
决技术问题，实现创新开发的各种方法和算法组成的综合理论体系，并综合多学科领域的原理
和法则，终于建立起TRIZ 理论体系。
阿奇舒勒认为，技术系统进化过程不是随机的，而是有客观规律可以遵循，这种规律在不
同领域反复出现。现代TRIZ 理论的核心思想主要体现在三个方面：首先，在解决发明问题
的实践中，人们遇到的各种矛盾以及相应的解决方案总是重复出现。其次，用来彻底而不是折
中解决技术矛盾的创新原理与方法。第三，技术系统发展的理想状态是用最少的资源实现最
大效益的功。
TRIZ 理论的强大作用正在于它为人们创造性地发现问题和解决问题提供了系统的理论和方法工具。TRIZ 的主要内容包括以下几方面：（1）创新思维方法与问题分析方法：TRIZ 理论中提供了如何系统分析问题的科学方法，如多屏幕法。而对于复杂问题的分析，它包含了科学的问题分析建模方法——物场分析法，它可以帮助快速确认核心问题，发现根本矛盾所在。（2）技术系统进化法则：针对技术系统进化演变规律，在大量专利分析的基础上，TRIZ 理论总结提炼出八大进化法则。利用这些进化法则，可以分析确认当前产品的技术状态，并预测未来发展趋势，开发富有竞争力的新产品。（3）最终理想解：发明创造的理想状态是理想解的实现，尽可能使企业的产品接近于其理想解是产品创新的指导思想。（4）工程矛盾解决原理：不同的发明创造往往遵循共同的规律，TRIZ 理论将这些共同的规律归纳成40 个发明原理与11 个分离原理，针对具体的矛盾，可以基于这些创新原理，结合工程实际寻求具体的解决方案。（5）发明问题标准解法：针对具体问题的物场模型之间的不同特征，分别对应有标准的模型处理方法，包括模型的修整、转换、物质与场的添加等。（6）发明问题解决算法（ARIZ）：主要针对问题情境复杂，矛盾及其相关部件不明确的技术系统。它是一个对初始问题进行一系列变形及再定义等非计算性的逻辑过程，实现对问题的逐步深入分析，
金鱼法
最终理想解
知识效应库
76种标准解法
物理矛盾
RTC算子
技术进化工具
STC算子
矛盾矩阵
小矮人法
发明原理
多屏幕法
分离原理
实际解决方案
问题转化，直到问题解决。（7）科学效应与现象知识库：基于物理、化学、几何学等工程学原
理的数百万项发明专利的分析结果而构建的知识库，可以为技术创新提供丰富的方案来源。其基本
理论体系如图12-20 所示，其求解复杂问题的流程如图12-21 所示。由于TRIZ 理论体系较大，本节主要对TRIZ 思维方法、TRIZ 进化工具、TRIZ 冲突求解、TRIZ 物场分析四个方面的
内容进行分析和应用实践。
图12-20 TRIZ 理论体系
图12-21 TRIZ 求解问题的流程
物场模型
TRIZ理论
How to模型
技术矛盾
是否有解？
是否有解？
、
是否有解？
是否有解？
是否有解？
原理解评价（是
否为最终解？）
原理解优化
转化或替代问题
科学效应库
物场分析与标准解
技术矛盾与物理矛盾
最终理想解
构建模型
问题分析
进化方法
T
R
I
Z
思
维
方
法
超系统的过去当前系统
的超系统
超系统的未来
当前系统的过去当前系统当前系统的未来
子系统的过去当前系统
的子系统
子系统的未来
简单串联（或并联）组合机构组合机构
复杂混合联结组
合机构
曲柄摇杆机构曲柄滑块机构凸轮机构或齿轮
齿条
简单形状构件（如连杆、
滑块等）
复杂形状或形状
演变
1.突破惯性思维的TRIZ 思维方法
当我们创新时，总是受到惯性思维的约束，TRIZ 理论采用多屏幕法、STC 算子、RTC 算子、金鱼法、小矮人法扩展我们的思维，帮助我们克服惯性思维。下面用实例介绍多屏幕法和金鱼法在机构创新设计中的应用。
1）多屏幕方法
多屏幕思维方式是一种分析问题的手段，为解决问题提供资源，而非直接的解决问题的手段。如图12-22 所示，利用多屏幕方法，可以从不同的角度分析待解决问题，主要步骤如下：
（1）先从机构系统的本身出发，考虑可以利用的资源；
（2）考虑机构系统的子系统、超系统中的资源；
（3）考虑系统的过去和未来，从中寻找可以利用的资源；
（4）考虑超系统和子系统的过去和未来，从中寻求可以利用的资源。
图12-22 系统的多屏幕方法
图12-23 曲柄滑块机构的多屏幕方法
例12-2 利用多屏幕方法分析曲柄滑块机构，为获得较佳的滑块运动规律准备资源。
解：在解决曲柄滑块机构问题时，遵循多屏幕方法的四个步骤，先从曲柄滑块机构本身入手，考虑可以利用资源，看看是否能够找到滑块按给定运动规律的解决方案，如果不能，则考虑该机构的子系统、超系统中的资源，以及系统、超系统、子系统的过去和未来的资源，从中寻求解决方案。
如图12-23 所示，曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演变而来，所以它的过去是曲柄摇杆机构，同时分析它的功能可能被凸轮机构或齿轮机构取代，故它的未来资源是凸轮机构或齿轮机构。它的子系统是各个构件，构件的过去是简单形状，未来是复杂形状或者形状的演变样式。它的超系统是组合机构，组合机构的过去是简单的串联或并联组合机构，其未来是复杂混合联结组合机构。
强化训练题 12-2：（1）试用多屏幕方法分析汽车系统、汽车转向系统。（2）试用多屏幕方法分析手机系统、自行车系统。
2） 金鱼法
利用金鱼法求解问题时，先从一堆提议的解决方案中区分现实和幻想方案，对幻想方案寻求资源支持，转换为现实方案，进而找到整个问题的解决方案。如图 12-24 所示，金鱼法是反复迭代区分现实与幻想，并集中求解幻想部分的问题求解方法。
图 12-24 金鱼法解决流程
例 12-3 箱式折叠自行车的设计，为了便于自行车的携带，折叠自行车已经出现，但现有的折叠自行车仍有不便于立体堆放，并有突起零件外露，易对搬运者带来伤害，拟用金鱼法设计一款新型的折叠自行车。
解：运用金鱼法解决自行车折叠后能立着存放及零件不外露的问题，过程如下。 1） 根据条件区分现实部分和不现实部分。现实部分：自行车折叠后竖立存放、隐藏零件的想法；不现实部分：采用箱子包装、零件过多拆卸。
2） 为什么采用箱子包装、零件过多拆卸是不现实的？因为单独用箱子包装，需要随时
携带一只箱子，折叠车上无法存放；同时，零件过多拆卸，容易丢失，重装配时间比较长。
3） 什么情况下，不现实部分能够变为现实？（a ）箱板分离，主箱板成为车体的一部分。
（b ）零件容易折叠，且折叠后平整。
4） 确定系统、超系统和子系统的可用资源。超系统：所有的折叠机构；系统：自行车
系统；子系统：自行车的组成构件，如车架、把手、车轮、链条等。
5） 利用已有的资源，得到可能的解决方案构想：如图 12-25 所示，将箱体的两块主箱
板固定在车架的外侧，通过连杆机构的优化，使车轮、座椅、手把、链轮等构件折叠平整。
图12-25 箱式折叠自行车
强化训练题12-3：试用金鱼法求解无能耗自返回装卸车的设计方案。具体问题描述为：
现有四轮运输车运送货物时，由人力推动或电力驱动，现计划改善其驱动方式，使其不需人力、电力等能源，而是利用车的自身机构特点驱动运输车前进，并能在卸货后自动返回。
3）机构创新思维的联想案例
在机构设计中，实现同一功能可能有很多种机构形式，要善于联想，这样尽可能多找到备
选方案，为最终方案的选择提供充足的数据。
以步进输送零件为例，就有如图12-26 所示的4 种方案。又如机械夹持机构，有如图12-27
所示的8 种方案。请读者自行分析这些机构组成及工作过程、特点，为机构分析与综合准备思
维拓展思路。因此，读者在设计机构中要根据已有知识，充分挖掘潜在的机构形式，以便寻求
最优的方案。
被输送的零件
输送爪输送杆的轨迹
滑块
凸轮轴
机体
连杆A
连杆B
凸轮
连杆C 凸轮槽
偏心凸轮
（内侧）
输送杆
连杆E
与凸轮槽相配的轴销连杆D
（a）（b）
输送杆的运动轨迹
被输送的零件
被输送的零件
输送爪连杆E
凸轮
输送爪
齿轮A=B=C=D
（齿数相同）C
A
D 输送杆销轴B
弯杆
齿轮A
导轨
输送杆
偏心凸轮槽
与凸轮槽相
配的轴销
连杆A
连杆D
导轨
机体
输送杆
齿轮销轴弯杆孔销轴
齿轮B 连杆B 连杆C输送杆的
运动轨迹
（c）（d）图12-26 各种步进机构
气缸盖
气缸体
空气空气
手爪
压缩弹簧密封
活塞
O形环
（a）（b）
L形连杆
档块B
输送杆的运动轨迹
被输送的零件
输送杆
摩擦滑块
水平滑板
摩擦导轨
驱动轴
导轨
驱动臂
曲柄轮
滚轮支架
碾轮
排气孔
气缸
板簧手爪
锁紧螺母
空气气路
导轨
生物优化设计答案
生物优化设计答案 第一节人类的食物快乐预习感知 一蛋白质糖类脂肪维生素无机盐糖类脂肪蛋白质 二 1.最主要薯类 2.储备肉类植物油3.生长发育瘦肉奶豆类三1.60﹪～70﹪2.钙、磷血红蛋白3.水溶性脂溶性轻松尝试应用1～6DDAABA7（1）A、B（2）C（3）含碘的无机盐（4）糖类、脂肪和蛋白质 能力提升1～14BBDDADCCCCCACB15(1)ADC(2)贫血（3）B16(1)富病主要是由缺乏维生素B1引起的。富病中还有一种称为“神经炎”的疾病。食物疗法是应尽可能多吃一些穷人吃的东西，如新鲜蔬菜、糙米等。（2）穷病主要是由缺乏维生素A引起的，“雀目”指的是夜盲症，食物疗法是应尽可能多吃一些富人吃的东西，如猪肝、鱼肉、胡萝卜和玉米等。 17（1）马铃薯肝(2)糖（3）维生素C18(1)④使用同一滴管吸取吲哚酚试剂（2）多（3）先加等量的水果汁，再向其中滴吲哚酚试剂（使操作更加简便）（4）猕猴桃 第二节食物的消化和营养物质的吸收快乐预习感知一 1.咽胃小肠磨碎搅拌运输2.唾液腺胃腺肝脏消化液消化酶3.唾液淀粉酶胃液胃液肝脏胆汁二1.较大蛋白质脂肪2.唾液淀粉酶麦芽糖三1.可吸收消化2.口腔胃小肠四、口腔食管小肠葡萄糖氨基酸甘油脂肪酸无机盐维生素例题B轻松尝
试应用1～5CBBCA6（1）2、3、5、8、9、10（2）2口腔9大肠5胃8小肠（3）5胃氨基酸2口腔8小肠（4）4肝脏胆汁11胆囊肠腔脂肪（5）8小肠三9大肠（6）1唾液腺4肝脏6胰腺胃腺肠腺(7)唾液腺6胰腺肠腺（8）阑尾能力提升1～11BCBCBDADDBD12(1)变蓝变蓝不变蓝变蓝（2）在0℃和80℃时，唾液不能使淀粉分解。（3）在37℃时，唾液能使淀粉分解。（4）设臵4号试管的目的是与1，2，3号试管内的现象对照，以证明淀粉的分解是唾液的作用。13（1）葡萄糖（2）氨基酸（3）小肠（4）水无机盐维生素14（1）2（2）牙齿的咀嚼及舌的搅拌对淀粉消化作用（3）淀粉已被消化（4）唾液和牙齿的咀嚼及舌的搅拌和淀粉的消化都有关系 第三节合理膳食快乐预习感知一日三餐按时进餐不偏食不挑食不暴饮暴食二、谷类蔬菜水果薯类豆类瘦肉清淡少盐例题C轻松尝试应用1～7ACDDDDD8、(1)奶类、豆类动物性食物（2）无机盐维生素脂肪水（3）E糖类（4）D维生素C9、（1）糖类小肠（2）这两类食物中含有较为丰富的蛋白质，蛋白质是生长发育必不可少的营养物质(3)Ⅱ级维生素C能力提升1～8ADAACCBA9、（1）佝偻病（2）0.616饮食结构不合理，食物中钙含量不足184（3）缺乏维生素D，影响钙的吸收（4）为正值生长发育时期的青少年提供蛋白质和钙10、（1）二（2）三、四胃（3）糖两能量（4）一日三餐，按时进餐，在每日摄入的总能量中，早、中、晚餐的能量分别占30%、40%、30%；
机械创新设计大赛心得体会
机械创新设计大赛心得体会 2009年7月我报名参加了机械创新设计大赛机电学院的选拔，后来分到了一个课题组来研究灾难搜救机器人，正好与本次大赛的主题是一致的。由于当时我会使用一些三维设计软件，所以小组中我的任务主要是工程制图和仿真分析。前期我主要做国内外同类产品的资料收集，中期根据大家讨论好的设计模型绘制三维图，出图纸，并校核产品的机械强度，动力性能，后期去市场购买所需标准零件，和制作一些简单机械动画。本次大赛是一次漫长艰辛的过程，我全面知道了机械产品开发前后的流程，开发时应该注意的细节问题等。我感觉最重要的收获如下： 1、团队合作和协调沟通能力。任何一种机械产品的开发，凭一人之力是很难完成的，此时团队的力量将变得十分重要。如果一个团队成员合作能力强，大家能够互相协调并有效地沟通，拧成一股绳，产生的力量会无比强大。如果大家努力的方向不一致，大家互不接受对方的意见，工作将难以开展，或者效率很低。之所以强调这一点，是因为在设计过程中大家出现几次意见分离，产生了抵触情绪。当自己在精心做完一项工作时，却得到其他组员的批评指责时，其实他只是凭自我感觉说话，而我当时十分恼火，直接扔下工作不管。其实我觉得一个团队中大家必须相互理解，每个人的做法都有自己的理由，我们一开始不能凭感觉否决他人，而是应该理解别人的思想后再给出中肯的意见。所以我从中学会去了解小组中每个成员的做事方式，去进行有效地交流沟通，不要简单地批评他人的构思，而是学会倾听，然后积极讨论，为一个共同的目标努力。 2、何谓机械创新设计。机械设计往往离不开自己的阅历，经验的积累固然可以从书本中学到不少，但是事非躬亲很难再自己的脑海中留下深刻的印象，所以机械设计的好坏必须要依靠实践经验。所以之前设计的机构形状复杂，没有考虑到工件的定位，加工工艺等，当我们把图纸给机械加工师傅看时，他以为我们是大一的。很多结构无法用普通机床加工，如果上数控机床成本太高，我们的经费不足。当我们按着公差书上的标注时，把精度定的太高，所以很多参数根本对那些普通机床来说是无法做到的。很多结构复杂的必须分解加工，然后再组装起来，有的装配图的零件孔加工必须配做。这些东西必须要亲身去工厂实践才能有具体的概念。对于创新，通常的创新分为两种，一种就是构成事物就有元素的重新组合，一种就是在旧有元素上加上新的元素。所以，不管怎样，创新总是含有一些旧有元素影子。正像哲学中所讲，新事物总是在肯定中否定，否定中有肯定产生。但是任何创新不是为了独特而创新，而是因为追求新的功能，追求设计的东西比已有事物在各方面更好。我们的项目名称是“城市灾难现场搜救机器人”，我们的创新是功能的一些组合，但是这种组合势必有很多缺点，在复杂的场景下肯定是很难完成的，也就是机器人的环境适应性不太好。我们机器人分离组合采用了锁具结构，我认为这是一种创新，之前我们翻阅过很多资料，只不过我们把对接结构重新设计，在国内子母机器人分离组合还是没有的。所以我认为创新是无处不在的，创新也许在是在原有结构工艺上改进一点点，或者将不同机构组合在一起，达到好的效果。但我们不能只为追求独特、新鲜，而做出一些没有任何实际价值的东西，这种创新是无意义的。 3、从这次机械创新设计大赛中我也知道了自己眼高手低的不良态度，其实这也是大学生普遍存在的问题。因为在学校了我们只能通过课本去了解知识，很多机械知识获取只是通过做习题来掌握。殊不知机械学科是一门长期实践的学科，很所结构在纸上画起来十分简单，用鼠标随便点点画画就行了，殊不知很多学得东西无法运用到生活中去，造成知识与生活脱节，纸上建模简单，但真正投入到实际加工中，我们就会对自己的设计十分担心，因为实际加工影响因素多，自己考虑问题不全面，产生一系列问题。另外我感觉自己以前可能对机械结构观察不深入，接触的机械产品太少，具体到设计过程中时，大脑中浮现的机械结构太少，只能根据产品功能去查阅书籍。所以我认为对于机械专业学生，必须生活中留心观察各种机
橡胶密封件优化设计平台系统
２７４２００６年橡胶新技术交流暨信息发布会 橡胶密封件优化设计平台系统 谭晶１，杨卫民１，李建国１。杨维章２，贺永军２，鲁选才２ （１．北京化工大学机电工程学院，北京１０００２９； ２．西北橡胶塑料研究设计院，陕西咸阳７１２０２３） 摘要：介绍了一种橡胶密封件优化设计平台系统，利用该系统可对各种密封件如０形圈，矩形圈、滑环式组合和油封等进行有限元分析，且能对各种密封件进行参数化设计，各种结构尺寸调整后，设计图形自动更新，并可快速转化为有限元模型进行分析，借助不断丰富的专家知识库和有限元分析结果对橡胶密封件进行分析优化。获得橡胶密封件的最佳结构设计及其对材料和成型工艺条件的具体要求，自动生成密封件制品和模具设计图纸．为今后橡胶密封件制品的结构优化、模具设计和新产品开发奠定了基础． 关键词－９封圈；橡胶密封；优化设计； 随着ＣＡＤ／ＣＡＥ技术的发展和现代化和智能化生产方式的出现，传统的产品设计模式己经不能满足现代生产的需要，ＣＡＥ技术已经成为设计过程中不可缺少的一部分。橡胶由于其特殊的性能和低廉的价格被应用于各行各业，所以对橡胶制品进行有限元分析有着重要的意义。近年来，国内虽有一些企业开始认识到有限元分析在橡胶工程中的巨大作用，也开始应用有限元技术来分析橡胶密封制品，但总的说来，应用效率非常低，仍然摆脱不了传统的设计模式，使得有限元分析与应用严重脱节，不能实现现代化和智能化的生产目的。 本项目研制的“橡胶密封件优化设计平台系统”改变了传统的设计方法和设计理念，对于新产品的研究开发，不需要加工制造及试验的环节，设计人员通过网络了解市场需求以及用户的要求，可直接利用该系统根据用户要求选择密封件的材料从而选择密封件的结构，并可对其进行反复的有限元分析，得到优化后的应力应变及变形图等计算的结果，达到用户要求后即可输出相应的参数结果，从而输出制品图和模具图，即能够在优化设计过程中，实现尺寸驱动，各结构尺寸调整后有限元模型和设计图形会自动更新，给设计者的设 基金项目：国防科工委十?五（二期）重点攻关项目（ｍｋｐｔ一２００４—２９） 计工作带来了方便，缩短了产品的开发周期、降低了产品的投入成本，增强了市场竞争能力。 １橡胶密封件优化设计平台系统介绍 橡胶密封件优化设计平台系统（如图１）和所有的操作软件一样，利用ＧＵＩ的方式展示给使用者，使用方便，操作简单，使用者只需了解简单的ＧＵＩ操作界面，所有的计算都在后台运行，无需掌握计算过程和计算方法，只需点击相应的按钮即可实现相应的功能。 本系统共包括材料和结构数据库、密封件有限元分析系统、专家知识库三大部分。 图Ｉ橡胶密封件优化设计平台系统主截面 ２橡胶密封件优化设计平台系统功能简介２．１材料和结构数据库 橡胶密封件材料参数和制品及模具相关参
浅谈组织机构结构优化设计
浅谈组织结构优化设计 伴随外部环境的剧烈变化以及信息技术的不断发展，关于组织结构的理论和概念层出不穷：事业部制，职能型组织结构，客户型组织结构，矩阵式组织结构，网络式组织结构等。组织结构的实践则更加丰富多彩，从战略变革到流程再造，无不涉及组织结构的调整与优化。但现实不容乐观,企业常常陷入组织结构的困惑：面对不同的组织模型，不知如何选择；设计了看似完美的组织结构，却难以实施。本文先从组织结构的定义入手，来对组织机构有一个初步的认识，再通过对几种典型组织机构的定义的介绍、组织结构图的展示、优缺点的列举、适用范围的概括来形成对组织结构进一步的了解，并通过对组织结构发展趋势的介绍来把握组织结构的最新动态，最后结合以上基本理论对组织结构优化调整在石油产业中应用进行案例分析。 1 组织结构的定义 组织结构(Organizational Structure)是指，对于工作任务如何进行分工、分组和协调合作。组织结构是表明组织各部分排列顺序、空间位置、聚散状态、联系方式以及各要素之间相互关系的一种模式，是整个管理系统的“框架”，其本质是为实现组织战略目标而采取的一种分工协作体系，组织结构必须随着组织的重大战略调整而调整。 2 组织结构的几种基本类型及其特征 2.1 直线制组织结构 直线制组织结构是最古老的组织结构形式。所谓的“直线”是指在这种组织结构下，职权直接从高层开始向下“流动”（传递、分解），经过若干个管理层次达到组织最低层。其特点是： (1)组织中每一位主管人员对其直接下属拥有直接职权。 (2)组织中的每一个人只对他的直接上级负责或报告工作。 (3)主管人员在其管辖范围内，拥有绝对的职权或完全职权。即，主管人员对所管辖的部门的所有业务活动行使决策权、指挥权和监督权。 2.1.1 直线型组织结构特征
创新设计心得体会
竭诚为您提供优质文档/双击可除 创新设计心得体会 篇一：创新项目心得体会 一、创新实验理解 创新性实验是旨在引导、开发大学生自主创新的实验，利于大学生开拓思维，进行创新性实验。实践是检验真理的唯一性标准，在大学校园我们学到专业的科学文化知识，但由理论到实践之间有一个过程，大学生创新性实验就给我们这个实践的平台，给我们实现自我的机会。 我们理解到，举办创新实验旨在探索和倡导以本科学生为主体的创新性实验模式，以调动学生自主创新的主动性、积极性以及创造性，从而激发学生的创新思维和创新意识，在充分理解课本知识的基础上，养成思考问题的习惯、探寻解决问题的方法，将知识和实践完美结合，达到学以致用的效果。 同时，由于我国的高校教育模式中存在实践和教学衔接薄弱，学生实验动手能力不强的不足之处。无论是大学毕业直接进入社会，还是读研继续深造，自主创新能力极其重要。
这就要求我们在本科阶段的学习中，尝试着改变传统的教学方法和学习心态，以便更好的和社会实践或者研究性学习相融合。这也就显示出了创新实验的重要性和深远意义。 二、实验过程中的感悟 举办创新实验旨在培养大学生的自主创新能力以及实 验实践能力。这也就要求参与者有自主实验和创新的能力，在项目实践中得到锻炼。自确定课题以来，通过不断学习、不断实践、不断研究、不断总结，我们的实验能力有了明显提高。在小组成员的共同努力下，终于完成了本项目。通过这次参加创新实验，使我们受益匪浅。下面谈谈在参加实验过程中我们的体会。 1、在实验初期，由于知识方面的欠缺，实验进度很慢，我们及时调整方案，先花一段时间去学习相关知识，在此过程中我理解到实验最重要的是把实验原理吃透，再对实验设计详细的实验步骤做出合理合乎实际的设计，最后才能取得预期成果。 没有这次创新实验，我们不会了解到火焰原子吸收光谱法，也不会了解到太空诱变育种的特点，更不会有实现个人想法的机会。这就体现了创新实验的一个目的：在充分理解课本知识的基础上，利用所学探寻解决问题的方法，将知识和实践完美结合，达到学以致用的效果。 2、在创新实验的过程中，感悟到实验最根本的是把原
巨型海洋平台的设计及优化设计
1前言 随着中国经济的发展 ,特别是作为支柱产业的石油化工和汽车工业的快速发展 ,石油和天然气供应不足的矛盾日益突出。石油天然气资源是发展石油工业的前提条件和基础 ,探明储量是制定石油工业长期发展规划和建设项目的依据 ,剩余可采储量的多少决定了石油工业发展潜力所在。目前我国陆上石油后备资源严重不足 ,原油产量增长缓慢。由于长期的强化开采 ,大多数主力油田在基本稳定基础上陆续进入产量递减阶段 ,开采条件恶化 ,开发难度增大。鉴于陆上资源的日渐枯竭 ,资源开发向海洋、尤其是深海进军已成必然趋势。因此，如何控制海上石油平台的震动，保护平台的安全可靠成为一个亟待解决的问题。 1.1海洋平台简介 在陆地上钻井时，钻机等都安装在地面上的底座上；在海上钻井时，不可能将钻井设备安放在海里，因此就需要一个安放钻井设备等的场所，这个场所就是海洋钻井平台。海上钻井平台分类[2]如下： 按运移性分为：固定式钻井平台，移动式钻井平台。移动式钻井平台又分为坐底式钻井平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台、浮式钻井平台。 按钻井方式分为：浮动式钻井平台和稳定式钻井平台。浮动式钻井平台分又为，半潜式钻井平台、浮式钻井船和张力腿式平台；稳定式钻井平台又分为，固定式钻井平台、自升式钻井平台和坐底式钻井平台。 固定式海洋平台是从海底架起的一个高出水面的构筑物，上面铺设甲板作为平台，用以放置钻井机械设备，提供钻井作业场所及工作人员生活场所。 海洋平台的安装包括：导管架的安装和工作平台的安装。其中导管架的安装方法有：提升法、滑入法和浮运法。工作平台的安装方法有：吊装和浮装。 海洋平台的组成部分有：导管架和桩基、栈桥、上部模块、生活楼直升机甲板和火炬臂。
机械创新设计常用方法
机械创新设计的常用方法： 1、头脑风爆法； 2、6-3-5法； 3、类比法； 4、查有关参考书浏览网站； 5、咨询教授； 6、从现有的发明专利中找灵感； 7、TRIZ理论。头脑风暴法 头脑风暴法的特点是要求与会者尽可能地解放思想，无拘无束地思考问题，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。创造一种自由、活跃的气氛，激发参加者提出各种荒诞的想法，是与会者思想放松。这是获得高质量创造性设想的条件。 6-3-5法 即每次会议请6个人参加，每人在卡片上默写3个设想，每轮历时5分钟。这种方法和头脑风暴法很像，针对头脑风暴的局限性，即有的创造性很强的人喜欢沉思，但会议无此条件，会上表现力和控制力强的人会影响他人提出设想，会议严禁批评，虽然保证了自由思考，但难于及时对众多的设想进行评价和集中。提出了635法。635法的特点是，组织者给每个人发几张卡片，每张卡片上标上1、2、3号，在每两个设想之间留出一定的空隙，好让其他人再填写新的设想。在第一个5分钟内，要求每个人针对议题在卡片上填写3个设想，然后将设想卡传递给右邻的与会者。在第二个5分钟内，要求每个人参考他人的设想后，再在卡片上填写3个新的设想，这些设想可以是对自己原设想的修正和补充，也可以对他人设想的完善，还允许将几种设想进行取长补短式的综合，填写好后再右传给他人。这样，半小时内传递5次，可产生108条设想。从收集上来的设想卡片中，将各种
设想，尤其是最后一轮填写的设想进行分类整理，然后根据一定的评判准则筛选出有价值的设想。 类比法 类比法即比较分析两个对象之间某些相同或相似之点，从而认识事物或解决问题的方法。类比法应用比较广泛，比如我们常见的仿生技术的原理也是类比法。比如雷达的发明灵感是从蝙蝠来的、飞机的发明是根据鸟类的飞行来的、军用越野车的发明是按蜘蛛爬行的原理。 查有关参考书浏览网站 现在网络覆盖范围很广，许多人都通过网络来发表自己的看法，所以网上有很多值得我们借鉴的好的想法。这种方法的特点就是获取方便。 教授咨询 教授通常做过的项目比较多，所以经验丰富，对于一个解决实际问题的设计方案也会比我们考虑的周全。所以咨询教授是一种很可靠的方法。 从现有发明专利中找灵感 通常我们要设计的产品都会有发明专利，所以在设计之前可以参考一下别人已有的专利，了解别人的设计思想，从而对自己的设计进行改进，但是要注意不能抄袭别人的专利。这种方法的特点是，可以查到的专利和多，所以对我们来说可以借鉴的资源也很丰富，但是也有个缺点，那就是别人已有的专利越多，我们自己可以发挥的空间
提出的问题要优化设计
提出的问题要优化设计 陶行知先生说：“发展千千万，起点是一问”。课堂教学中，教师每提出一个问题，就给学生提供一次学习、思考、提高的机会，就能促进学生的不断发展。但也并不意味着提问越多越好。教师的提问要适时、适度、适量，提出的问题要有教学价值，问题设计要科学精当。教师一般可在新课导入、主题学习、课堂小结等阶段进行提问，引发学生思考，有效地组织课堂教学。 1、导入新课。良好的开端等于成功的一半。上课之初的提问，其主要功能在于迅速吸引学生注意力，使学生立即进入学习状态，激发学习兴趣，为课堂学习创设良好的学习氛围。 德国著名教育家赫尔巴特指出：“兴趣是教学的基础，教师在任何一个阶段里都要注意激发学生的兴趣，必须注视学生的反应是否自然发生，如果自然发生则被称为是注意的，教学本身就是有兴趣的”。因此，导入新课时的提问，其目的是为了创设学习的条件，其要旨在于激发兴趣。教师可因生、因时、因材，细观察、巧琢磨，创设新颖的情景，设计新奇的问题。问题的设置一定要巧妙、生动、形象、直观、贴近学生实际经验，发人深思，给学生以强烈的刺激，引起其反映，吸引其注意力，激发其求知欲。比较好的做法是，教师根据学习知识间的内在联系，设计成由浅入深的问题链，进行诱导式提问，不断激发学生的兴趣，使学生及早进入最佳学习状态，从而提高课堂教学效率。 2、主题学习。历史教材的每一节内容就是学习的一个大主题，其下的每一个子目就是一个小主题。这些主题是教学的主体内容，是学习的重点。学习主题时，提问的有效性往往决定着一节课教学的成败。因此，教师要采用多种形式，如设疑启智、联系实际、以旧促新等，科学地设计问题，最大限度地激发学生学习的积极性。（1）设疑启智：“疑是思之始，学之端”。著名教育家第斯多惠认为教学的基本方法是一种归纳的或诱导的、分析的、回归的、启发式的教学方式。这就要求教师在教学中善于设疑，创设科学的诱导源或启发源，以最大化地激发学生的求知欲，引导学生积极探索，勇于创新。设疑启智的要旨在于“设疑—探疑—质疑—释疑”，在这一过程中，让疑问激发学生兴趣，让学生在解决疑问的过程中，体验成功与快乐，提高思维的广度与深度，启迪智慧。 （2）联系实际：就是从社会热点与生活热点入手，从学生的认知实际出发，设计问题，提高学习效率。如台湾问题，教师可提供当前的重要材料，如台独活动的猖獗、两岸的交流、我国政府对台湾的政策、美国政府有关台海问题的政策等，进行设计问题，引发学生的思考，使学生加深对台湾问题的认识，从而激发学生的爱国情感，培养奋发向上的斗志。联系实际，贴近生活，生动活泼，使学生感到亲切，容易激发学生学习的热情，有助于引导学生以史为鉴、古为今用，从历史的高度来把握问题，总揽全局，提高对历史学习的驾驭能力。 （3）以旧促新：就是从学生已有的认知水平与学习经验出发，抓住新旧知识之间的内在联系，创设问题情景，以旧启新，新旧整合。在巩固学生已有知识的前提下，突破学习的
结构优化设计是在满足规范要求
结构优化设计是在满足规范要求、保证结构安全和建筑产品品质的前提下，通过合理的结构布置、科学的计算论证、适度的构造措施，充分发挥材料性能、合理节约造价的设计方法。结构优化设计在当前竞争日益激烈的建筑设计市场成为大势所趋。如何在满足建筑功能的前提下，保证结构安全并控制含钢量成为摆在结构设计工程师面前的现实课题。本文总结了以往的设计经验，参考了相关文献，给出了结构优化设计的步骤和一些具体措施，供设计人员参考。 1结构优化设计的步骤 笔者认为，结构优化设计的合理步骤应该是：①在方案阶段，通过与建筑专业的充分沟通，对建筑的平面布置、立面造型、柱网布置等提出合理的建议和要求，使结构的高度、复杂程度、不规则程度均控制在合理范围内，避免抗震审查，为降低含钢量争取主动权；②在初步设计阶段，通过对结构体系、结构布置、建筑材料、设计参数、基础型式等内容的多方案技术经济性比较，选出最优方案，整体控制含钢量；③在具体计算过程中，通过精确的荷载计算、细致的模型调整，使结构达到最优受力状态，进一步降低用钢量；④在施工图阶段通过精细的配筋设计抠出多余钢筋，彻底降低含钢量。 在进行多方案的技术经济性比较时，应综合考虑材料费、模板费、基坑开挖降水支护费用、措施费、施工难易、工期长短等因素，与甲方协商后择优选用。 2结构体系与布置优化 结构体系和布置对造价影响很大，应予重视。 1)应根据建筑布置、高度和使用功能要求选择经济合理的结构体系。比如，异形柱框架比普通框架用钢量大，在可能的情况下尽量采用前者；短肢剪力墙比普通剪力墙含钢量高，在可能的情况下尽量采用后者。 2)应选择比较规则的平面方案和立面方案。尽量避免平面凸凹不规则或楼板开大洞，控制平面长宽比，合理设缝，使结构刚度中心与质量中心尽量靠近。竖向应避免有过大的外挑或内收，同时注意限制薄弱层、跃层、转换层等不利因素，使侧向刚度和水平承载力沿高度尽量均匀平缓变化。 3)应选择合理、均匀的柱网尺寸，使板、梁、柱、墙的受力合理，从而降低构件的用钢量。柱网大则楼盖用钢量大，柱网小则柱子用钢量增大，应根据建筑实际情况和经验合理布置。例如，住宅中小开间结构中墙柱的作用不能得到充分发挥，过多的墙柱还会导致较大的地震作用，可考虑采用大开间结构体系，既节约造价，又便于建筑灵活布置。 4)应选择经济合理的楼盖体系。楼盖质量大，层数多，占整体造价比重高，对楼盖的类型、构件的尺寸、数量、间距等应进行对比分析，选择最优的方案。一般住宅宜采用现浇梁板楼盖，预应力楼盖的预应力钢筋容易被二次装修破坏，井字梁楼盖影响室内美观，均不推荐。办公楼等大空间结构宜采用十字梁、井字梁、预应力梁板方案。双向板比单向板经济，应多做双向板。板的厚度，双向板宜控制在短跨的1／35，单向板宜控制在短跨的1／30，此时板易满足强度和变形要求，经济性好。 5)剪力墙结构的优化空间很大，应下大力气优化。剪力墙的布置宜规则、均匀、对称，以控制结构扭转变形。在满足规范和计算的前提下应尽量减少墙的数量，限制墙肢长度，控制连梁刚度，剪力墙能落地的就全部落地不做框支转换层，平面能布置成大开问的尽量布置成大开间，墙体的厚度满足构造要求和轴压比的要求即可。连梁刚度太大时可通过梁中开水平缝变成双梁、增大跨高比等措施降低连梁刚度。尽量少用短肢剪力墙，限制“一”字墙，少做转换。 6)降低含钢量的小技巧：①楼电梯间不宣布置在房屋端部或转角处。因其空间刚度较小，设在端部对抗扭不利，设在转角处应力集中。②框架结构层刚度较弱时，加大柱尺寸或梁高都可显著增大层刚度，而提高混凝土强度效果不明显。③柱的截面尺寸，多层宜2层～3层
大学生设计创新项目心得体会【精选】
最近发表了一篇名为《大学生设计创新项目心得体会》的，觉得应该跟大家分享，重新编辑了一下发到。 为了培养我们的创新能力和实践素质，20xx年4月，XX学院开展了“本科生参与到导师的研究项目中”的活动。在XX老师的带领下，我们小组四人开始了对城市轨道交通线网最佳密度理论与站点规划方法的相关问题研究。9月，我们的研究课题《XXX》申报“国家级大学生创新性实验计划项目”，11月获批。 20xx年5月中旬，组建我们的创新团队。6月，联系指导老师，并与老师沟通交流，定出创新课题的基本方向，并在老师指导下提前学习若干相关专业课程，掌握了相关的专业知识。暑假期间，我留校在老师的指导下阅读了相关书籍，查阅大量国内外文献（其中英文期刊文献二十余篇，中文文献三十余篇），并对每篇文献做了详细总结和思考，并且每周以PPT 形式进行一次学习讨论，每次时间近三个小时。在此期间，逐渐形成本团队的创新学术，在老师指导下确定课题具体的研究方向并自主设计项目研究方案，得到初步成果。从9月份开始，每两周进行一次学术讨论，团队每人都参与讲说，进一步提炼创新实验项目学术思想，整理学习交流资料，对课题进行深入研究。 通过参加这次大学生创新性实验计划项目，写作我获益颇多。从确定项目立意点，到撰写项目申请书；从立项审查的波折，到确定研究方案与寻找创新点；从制定详细的实施计划，到项目的具体研究，一路走来，我开始了解了之前离我们遥远的科研工作，我从中学到了严谨的科研态度、坚忍不拔的钻研精神，敢于创新的实践勇气。历经了近两年时间的查阅资料，数据采集，模型构建和刻苦钻研，使我学到了很多我所感兴趣的、对我学习生活很有用的东西。这是一次难得经历，一次让我得到锻炼、得到成长的经历，作为当代朝气蓬勃的大学生，我们不仅要努力学习，更要懂得去思考问题，解决问题。 在项目初期，由于知识方面的欠缺，我们进度较慢。通过询问指导老师、及时调整方案，花一段时间学习相关知识，在此过程中我理解到科研最重要的是要抓住项目所要研究的主要问题，再对研究方案做出合乎实际的设计，最后才能取得预期成果。我体会最深的是要勤于思考，要善于从不同角度分析问题。每个课题研究的都是新的问题，没有现成的方案，需要自己去找文献查资料，去抓住问题的本质寻找规律，然后确定要创新的方向，不断地努力，独立思考。在创新方面，首先要确定创新的方向和目标，要始终围绕创新点，不能偏离主题，也不能随意猜测，而要有根据有目的地做出假设，再一步步通过实践去论证自己的猜测。手机版其实，每一个伟大的成就都是这样“平凡”地一步一步实现的。该项目真正做起来才发现并不那么容易，需要做很多的工作，并且这些工作都还需要很大的耐心和毅力。比如早期的文献查阅、数据收集、数据计算及其分析、模型构建。整个过程中我认识到做科研必须具有一丝不苟的严谨态度，要本着对科研负责，对科学负责的态度，进行自己的研究。 同志 5年在全国科学技术大会上指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”。我们大学生是将来国家建设的中坚力量，在一定意义上，我们就是国家的未来，未来的理论创新、科技创新、制度创新、观念创新是需要我们去努力的，所以我们要培养自己的创新能力，用创新思维去思考现实生活中的问题，我想这也就是大学生创新性实验的初衷吧。我们的课题从创新视角出发，将社会热点问题与工程技术结合起来考虑，能获得课题立项，这也就是对我们创新能力、 TOP100 排行创新视角的肯定。这次课题的立项让我对创新有了新的理解，创新不仅仅是创造新的事物，更是从新的角度来思考问题，找到各个事物
大学英语网络平台教学资源的优化设计
大学英语网络平台教学资源的优化设计 【摘要】网络平台的合理使用能够有效地辅助英语教学。为使英语网络平台的作用最优化，平台中教学资源的设置与安排必须在建构主义理论的指导下，以师生需求为导向，遵循实用性、趣味性、递进性、实效性等原则。 【关键词】大学英语；网络教学平台；设计原则 0 引言 教育部《大学英语课程教学要求》提出：“新的教学模式应以现代信息技术，特别是网络技术为支撑，使英语教学不受时间和地点的限制，朝着个性化学习、自主式学习方向发展”。 为此，许多高校在深化大学英语教学改革的过程中开始了大学英语网络教学平台的建设。目前，网络平台的作用已得到了普遍的认可，但应用过程中出现的一些问题也越来越值得关注。可以说有关大学英语教学中网络平台的研究已经开始了由“为什么用”到“怎么用”的转向。网络平台的优势之一就是资源的丰富性。我们需要将这些丰富的资源进行优化，以充分发挥网络平台的作用，促进大学英语教学。本文从理论依据、需求导向和设计原则几个方面进行探讨，并提出合理建议。 1 理论依据 建构主义为大学英语网络平台的设计提供了有力的理论支撑和指导。该理论认为，知识不是通过教师传播得到的，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人，包括教师和学习伙伴，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得（钟志贤：2006）。目前大多数高校的大学英语的课时只为每周4-6学时，一周一次或隔周一次听说课。可见，学生通过课堂传授的方式学习大学英语的时间是有限的。因此，我们必须注重学生自主学习能力的培养，为他们搭建一个课外自主学习的平台，充分利用教学资源，加强与老师和同学的合作与互动，增强意义建构的能力。 建构主义学习理论鼓励教师通过设计适合的教学资源和运用有效的认知工具，让学生可以进行有意义学习，培养学生主动参与和积极建构的学习方式。这种学习方式促使学生学习如何从经验中获取知识，要求学生主动探索新知识、自行管理学习行动以及自我建构知识，而教师的作用是促进、协助学生建构知识（柯清超，2006）。可见，建构主义指导下的大学英语教学更像是一场戏剧的演出。在这场演出中，学生是主角，老师是导演。导演为演员提供剧本，搭建舞台和提供道具等，而演员在导演的指导下充分发挥自己的表演才能，完成戏剧的演出。演出的成功需要导演和演员、演员和演员之间的配合和互动。导演虽然不是舞台的中心，但是演员潜力的发掘、能力的培养和任务的完成都离不开导演的设计、引导和监督。而一名成功的演员是能够参与剧本的创作，甚至是其他环节的设计的。大学英语教学也应该充分调动学生的参与性使他们真正成为知识的主动建构者。 2 需求导向 正如上文所述，大学英语教学过程中教师和学生扮演着不同的角色。大学英语网络教学平台的设计应该充分考虑教师和学生的双重需求。 就教师来讲，网络平台最基本的作用应该是有效地辅助课堂教学，帮助教师由于时间和空间、技术等因素无法完成的教学任务。
机械创新设计较完整版
第一讲 1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。 常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计 关联： 机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。 创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。 2.现代创新人才应具备那些基本素质？ (1) 具备必须的基础知识和专业知识 (2) 不断进取与追求的精神 (3) 合理的创新思维方式（突破传统定式） (4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件） (5) 掌握一定的创新技法 3.学习机械创新设计的内容有那些？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性
(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。 影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1)天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练 2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。 概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技 术，并利用于其他新事物。 特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾； 2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。 实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离 第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。 （1）物场要素变换：电磁场取代机械场 （2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺） 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的 想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。 ２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
建筑结构优化设计的创新应用分析 辛宇
建筑结构优化设计的创新应用分析辛宇 发表时间：2020-01-13T10:07:48.400Z 来源：《防护工程》2019年18期作者：辛宇 [导读] 在新时期中，我国建筑行业不在是单一的发展模式，建筑项目越来越多，房屋规模越来越大，相关行业呈现出了多样性的发展趋势。 哈尔滨工业大学建筑设计研究院 摘要：新时期，随着建筑业的崛起，建筑市场的竞争变得愈加激烈。为培育核心竞争优势，充分满足业主的建筑要求，建筑设计企业必须要加强建筑结构优化设计的技术优化与创新，以不断提高结构设计的质量。本文在简要阐述建筑结构优化设计技术基本概念的前提下，分析了具体的创新原则，并从技术优化和创新应用两方面进行了相应探讨。 关键词：预应力混凝土；结构设计；主要优点；优化要点 在新时期中，我国建筑行业不在是单一的发展模式，建筑项目越来越多，房屋规模越来越大，相关行业呈现出了多样性的发展趋势。这样的发展趋势有利有弊，有利的方面是房屋建筑业在这样的背景之下有着新的发展，弊端的一面在于多样性发展势必会造成房屋建筑行业的成本偏高，因此房屋建筑企业想要保证自己的经济利益以及建筑工程的工程质量，就必须利用相关的优化技术对房屋建筑结构进行优化，从根本上达到目的。 1、建筑结构优化设计技术 在新时期中，建筑的种类越来越多，规模越来越大，民众对于房屋建筑的要求也不满足于单一的住宅功能，房屋建筑结构想要符合新时期中民众的要求，势必要朝着建筑结构多样性设计的方向发展。所谓的建筑结构优化技术就是房屋建筑安全以及功能齐全的基础上，找到房屋建筑结构设计时所存在的缺陷，并对这些缺陷所造成的问题加以分析和讨论，对原有的房屋建筑结构设计加以修改与改进，让设计更符合现实，尽可能的从设计的根源来减少房屋建筑存在的一些安全问题的隐患。提升设计的全面性。不仅如此，建筑结构优化技术还可以将设计分为几个单独的部分并对这些单独的部分做出具体的分析，将出现的问题细致分化，然后再通过科学的手段找到最优的解决办法，然后再将几个单独分析的部分组合在一起，最终得到一个相对完美的设计方案，并将这个方案投入到现实的房屋建设工程中去。 2、建筑结构优化设计的技术创新原则 2.1协调性 在进行建筑结构优化设计时，必须要充分考虑工程属性，尽量采用符合建筑工程整体风格与特点的材料，同时要考虑与建筑构件的性能一致性。简单来讲，结构优化设计既要确保规范生成，又要达到一定的审美水平，既要强化建筑结构的整体性，又要强化各部件之间的协调性，这是建筑结构优化设计技术创新的首要原则。 2.2针对性 在建筑结构优化设计中，必须要结合工程实际开展，紧紧围绕基础结构、维护结构、屋盖结构等核心内容进行针对性优化设计与技术创新，同时还要兼顾到工程整体造价的管控，这样才能确保结构设计优化与设计理念达成高度契合，充分满足开发者、使用者的多元化需求。最重要的是，这种针对性较强的优化设计，能够达到“1+1>2”的效果，有利于建筑结构设计的可持续发展。 3.3数字性 利用计算机建立建筑结构优化设计地模型，使用计算机来让建筑结构设计达到优化地目的。优化设计大型复杂地建筑结构的时候，利用计算机来设计建筑结构有着传统设计方法无法比拟的精确程度与优势，所以结构设计人员一定要掌握计算机知识的运用，有效的利用计算机来优化建筑结构的设计。 3、建筑结构优化设计的优化要点 3.1拓扑优化 客观来讲，当前大多数建筑工程的结构设计都有着较大的改善空间，为设计主体的优化创新提供了较多可能。这就要求设计主体在优化设计时，首先要找到建筑结构最佳的分布格局，并通过对其刚度和相关属性的全面把握，利用拓扑优化手段展开具体优化设计。通过科学手段最大程度地降低整个建筑结构的重量，全面提高优化设计的实际效果。另外，设计主体必须要深入理解和把握拓扑优化的内涵，促使建筑结构优化设计逐步转向概念性设计，在拓扑方法的多元实施中增强建筑结构设计的逻辑性，在拓展建筑结构经济空间的基础上，强化业主的感官体验。 3.2外形优化 深刻剖析我国现阶段的建筑结构设计，存在很多令人担忧的问题，创新和优化工作必然是急于展开的。设计方必须在实践操作中强调外形的优化，适当调整和完善建筑物的结构性能以及内部的具体性质，保障整体操作无误才能够进一步将设计优势显现出来。房屋建筑结构设计人员在具体的实践工作中，应该充分了解和掌握房屋建筑的整体情况，结合当前建筑行业结构设计的相关标准，对于初始设计方案进行适当的修改，应用房屋建筑的设计标准来对建筑结构的外形特征进行划分，设计阶段主要选择连续性结构和杆系结构，杆系结构外形设计，应该选择建筑结构节点坐标，将节点坐标作为设计变量，这样才能够满足外形优化设计的既定标准。 3.3截面优化 截面优化的重点就是把握结构设计中的细节，增强建筑整体的安全性，同时优化建筑结构的整体观感。具体来讲，设计主体在践行截面设计时，必须要充分考虑其安全因素，利用有限元计算全面掌握其应力变化和位移范围，然后通过专业的数据分析与验算，结合相应的数据资料，对截面结构的调整范围加以精准预判，进而采取针对性措施进行优化设计，切实保证截面的安全性和稳定性，为建筑工程高质建设夯实基础。 4、建筑结构优化设计的技术创新应用 4.1全面激发前期规划的参与积极性 建筑结构设计主体必须全面参与到工程早期规划活动中，这是实现结构优化设计技术创新的关键，因为只有实际参与到建筑工程规划中，才能对整个建筑工程产生客观正确的认知，才能找准整个设计的核心点，进而结合各方需求进行优化设计，以充分发挥优化创新的正
机械结构优化设计
机械结构优化设计 ——周江琛2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立
目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支，为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段，使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD），在引入优化设计方法后，使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可加快设计速度，缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计工程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样，主要有以下几种：1无约束优化设计法；无约束优化设计是没有约束函数的优化设计，无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法，如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法，如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算
平面机构创新设计总结报告
平面机构创新设计总结报告 钱乾 20090789 一、曲柄摇杆机构 自由度的计算如下： 二、曲柄滑块机构 （四个转动副） 1 4 2 3 3 2 3 4 3 = - ? - ? = - - = = = = H L H L P P n W P P n
自由度的计算如下： 三、颚式破碎机 自由度的计算如下： （三个转动副，一个滑动副） 1 04233230 43 =-?-?=--====H L H L P P n W P P n （七个转动副） 1 07253230 75 =-?-?=--====H L H L P P n W P P n
四、摆杆摆角放大机构 自由度的计算如下： 五、双摆杆摆角放大机构 （六个转动副，一个滑动副） 1 07253230 75 =-?-?=--====H L H L P P n W P P n 2 sec 2tan arctan ααβ-=a r a r α β r a
自由度的计算如下： 六、摆动倒杆型插床机构 自由度的计算如下： （六个转动副，一个滑动副） 1 07253230 75 =-?-?=--====H L H L P P n W P P n （五个转动副，两个滑动副） 1 07253230 75 =-?-?=--====H L H L P P n W P P n
七、曲柄增力机构 自由度的计算如下： 八、多杆行程放大机构 S FL Q αcos = α （六个转动副，一个滑动副。其中C 处为复合铰链） 1 07253230 75 =-?-?=--====H L H L P P n W P P n