间歇负载液压缸同步措施的比较与分析
谈水利工程中液压启闭机的双缸同步应用分析
谈水利工程中液压启闭机的双缸同步应用分析摘要:本文对双缸同步误差的形成、同步控制方案、同步回路及应用、同步趋势进行了分析。
关键词:同步误差;控制方案; 同步回路: 发展趋势1引言我国的大中型水利工程中的大、中型弧形钢闸门、顶升闸门、人字闸门启闭机已普遍采用液压启闭方式。
闸门液压启闭机是利用液体的压力能传递能量，控制闸门的开、关闭。
闸门液压启闭机的应用伴随着液压技术逐步成熟而向前发展，其中双缸同步应用亦是技术核心问题。
2双缸同步误差的形成在水中操作闸门，负荷的大小与闸门动水压力和压力波有关。
这些载荷的变化使双缸承受负载不等, 形成偏载。
根据压力—流量关系,负载大的液压缸较负载小的液压缸速度慢。
对液压系统本身而言, 其不对称性也会促成双缸同步误差的形成。
闸门双吊点液压启闭机在闸门启闭的过程中双缸同步误差的形成主要有2个方面的因素, 一是双缸偏载的存在, 二是双缸液压系统的不对称。
液压启闭机操作的是沿着导向门槽上下移动或绕支绞旋转的闸门。
双缸载荷的大小不仅取决于闸门重量, 还与闸门运行阻力相关。
3同步控制方案液压同步系统的同步控制方法有开环同步控制与闭环同步控制。
开环控制的液压同步驱动完全靠液压元件本身的精度确保执行元件的同步驱动, 而不对执行元件的输出进行检测与反馈构成闭环控制, 所以同步精度不高, 这就限制了这种控制形式的实际应用。
所以液压启闭机同步回路一般不采用开环控制。
液压同步闭环控制通过对输出量进行检测、反馈, 构成反馈闭环控制, 在很大程度上消除不利因素的影响,而期望获得高精度同步驱动。
因此双吊点液压启闭机液压同步系统基本上都采用闭环控制实现双缸同步运行。
对于液压同步闭环控制而言, 闭环控制方式主要有同等方式和主从方式2种。
同等方式指多个需同步控制的执行元件跟踪设定的理想输出而都分别受到控制并达到同步驱动。
主从方式是指多个需同步控制的执行元件以其中1个的输出为理想输出, 其余执行元件均受到控制而跟踪这一选定的理想输出并达到同步驱动。
机电装备液压缸数据分析与优化方案
机电装备液压缸数据分析与优化方案机电装备液压缸数据分析与优化方案液压缸作为机电装备中的重要部件之一，广泛应用于各种工业领域。
本文将通过逐步思考的方式，分析液压缸的数据，并提出优化方案。
第一步：收集液压缸的数据在开始分析之前，我们首先需要收集液压缸的相关数据。
这些数据包括液压缸的尺寸、工作压力、额定负载、工作温度等等。
根据不同的应用场景，还可以收集液压缸的运行时间、效率等数据。
第二步：分析液压缸的性能在收集到相关数据后，我们可以开始分析液压缸的性能。
首先，我们可以通过计算液压缸的功率来评估其工作效率。
功率的计算公式为功率=压力×流量。
通过比较实际功率与理论功率的差异，我们可以判断液压缸的工作效率。
另外，我们还可以分析液压缸的工作温度。
高温可能会导致液压油的粘度变化，从而影响液压缸的工作效果。
因此，我们需要确保液压缸在规定的工作温度范围内工作，避免温度过高或过低对其性能产生不利影响。
第三步：优化方案在分析液压缸的性能后，我们可以提出一些优化方案。
首先，我们可以尝试优化液压缸的结构设计，以提高其工作效率。
例如，优化密封件的选材和结构，减小泄漏量，提高密封性能。
此外，我们还可以考虑采用先进的液压控制技术，如比例阀控制系统，以提高液压缸的精度和稳定性。
另外，我们可以优化液压系统的工作参数。
比如，合理选择液压油的粘度和温度，以确保液压缸在规定的工作温度范围内工作。
此外，我们还可以通过改善液压管路的设计，减小流阻，提高液压系统的工作效率。
最后，我们还可以考虑进行液压缸的监测和维护。
定期检查液压缸的工作状态，及时发现并修复潜在问题，可以确保液压缸的长期稳定运行。
总结：通过逐步思考的方式，我们可以对液压缸的数据进行分析，并提出优化方案。
这些方案包括优化液压缸的结构设计、优化液压系统的工作参数以及进行液压缸的监测和维护。
通过这些优化措施，可以提高液压缸的工作效率和稳定性，进一步提升机电装备的整体性能。
某型液压缸的工作性能分析与改进
某型液压缸的工作性能分析与改进在各种机械设备中，液压系统的应用日益广泛，而液压缸作为其中的重要组成部分，其工作性能的稳定性和效率直接关系到整个系统的运行效果。
本文将结合某型液压缸的实际案例，进行工作性能的分析与改进。
1. 液压缸的工作原理液压缸是通过压力传递，利用伯努利原理实现机械运动的装置。
其基本结构由活塞、活塞杆、油缸和密封件等部分组成。
在工作过程中，液压油通过管路进入油缸，在活塞的作用下，产生推力或拉力，从而实现机器的运动。
2. 工作性能的分析某型液压缸在实际使用中，存在一些工作性能上的问题。
首先是密封性能不稳定，容易出现渗漏现象。
其次是在工作过程中，活塞相对活塞杆的摩擦力较大，导致能量损失增加。
最后是工作噪音较大，影响使用体验。
3. 密封性能的改进为了提高液压缸的密封性能，我们可以采取以下措施。
首先是选用高品质的密封件，确保密封件的材质和尺寸符合要求。
其次是提高加工工艺，增加密封件与油缸之间的紧密度。
此外，还可以通过增加密封剂的使用量，提高密封效果。
通过这些改进，可以有效减小液压缸的泄漏问题，提高其工作的可靠性。
4. 摩擦力的降低为了减小液压缸的摩擦力，可以从液压油的选用和润滑方式的改进两个方面考虑。
首先是选用高品质的液压油，并控制其运动粘度，降低油品的粘度损失。
其次是改进润滑方式，如在活塞杆表面涂覆耐磨材料或采用滚动轴承等方式，减小液压缸在工作过程中的摩擦。
5. 噪音问题的解决为了降低液压缸的工作噪音，可以从结构设计和降低液压系统压力两个方面入手。
首先是优化液压缸的结构设计，减少流体流通时的冲击和振动。
其次是通过控制液压系统的压力大小，减少节点处的压力差，从而降低工作噪音。
6. 总结通过对某型液压缸的工作性能分析与改进措施的讨论，可以看出，在实际应用中，提高密封性能、降低摩擦力和减少噪音等问题是液压缸应用中需要重点关注的方面。
只有通过不断改进和优化，才能提高液压缸的工作效率和稳定性，进而提升整个液压系统的效能。
液压缸同步控制的方法
液压缸同步控制的方法液压缸同步控制是一种常用的液压系统控制方法，通过合理的设计和调节，可以实现多个液压缸的同步运动。
液压缸同步控制在工业生产中有着广泛的应用，可以提高生产效率和产品质量。
液压缸是液压系统中的重要执行元件，通过液压油的压力来产生线性运动。
液压缸同步控制是指在多个液压缸中同时施加相同的作用力或运动，使它们能够同步运动，达到协调工作的目的。
液压缸同步控制可以通过多种方式实现，下面将介绍几种常用的方法。
第一种方法是采用单一泵源驱动多个液压缸。
在这种方式下，所有的液压缸都连接在同一个液压泵上，通过共享一个泵源来实现同步运动。
这种方法的优点是结构简单，成本低廉，适用于工作负载相对较轻的场合。
然而，由于液压泵的输出流量有限，当液压缸数量增多时，每个液压缸的速度和力量会受到限制，无法满足高负载和高速运动的需求。
第二种方法是采用多泵源驱动多个液压缸。
在这种方式下，每个液压缸都连接在一个独立的液压泵上，通过各自的泵源来实现同步运动。
这种方法可以提供更大的输出流量和更高的工作压力，适用于高负载和高速运动的场合。
然而，每个液压缸都需要独立的泵源，系统结构复杂，成本较高。
第三种方法是采用液压伺服阀控制多个液压缸。
液压伺服阀是一种能够根据控制信号调节液压系统压力和流量的装置。
通过使用液压伺服阀，可以实现对多个液压缸的精确控制和同步运动。
这种方法的优点是控制精度高，响应速度快，并且可以实现复杂的运动轨迹。
不过，液压伺服阀的制造和调试相对复杂，成本较高。
除了上述的方法，还可以采用电子控制系统来实现液压缸的同步控制。
通过使用传感器和电子控制器，可以实时监测和调节液压缸的运动状态，并使其同步运动。
电子控制系统具有控制精度高、响应速度快和可编程性强的优点，可以实现复杂的运动控制。
然而，电子控制系统的成本较高，对于一些简单的应用场合可能不太适用。
总结起来，液压缸同步控制是一种重要的液压系统控制方法，可以实现多个液压缸的同步运动。
液压同步回路的主要类型及优缺点
液压同步回路的主要类型及优缺点1前言在液压系统设计中，如遇到两个油缸同时作用于同一执行机构时，常常要求两油缸动作同步。
两油缸的同步措施主要有机械强制同步和液压同步两种。
机械强制同步主要有刚性梁强制同步和齿轮齿条强制同步两种方法。
机械强制同跳的最大优点是同步可靠，在那些对同步要求特别高的场合，主要还是采用机械强制同步，比如液压压力机和折弯机等均采用的是机械强制同步。
机械强制同步的主要缺点是两个同步运行的油缸各自会受到另一油缸的影响，有时会产生较大的机械作用力，给油缸带来拉伤之类的故障，这样就要求两油缸之间的连接强度要加强。
液压同步主要是利用液压控制的方法来实现两油缸之间速度同步，从而达到位置同步的目的。
液压同步的主要方法利用串联同步液压缸实现的同步回路、利用调速阀调速功能实现的同步回路、利用分流集流阀的分流集流功能实现的同步回路、利用两个相同液压泵并联输出流量相同功能实现的同步回路、利用两个相同液压马达同步运转使其输出流量相等的功能实现的同步回路等。
但不管用那种控制功能实现的同步回路都会存在两个油缸在泄露、制造误差、摩擦、受力和堵塞不均等问题，使得同步效果也不同。
所以在同步回路在设计和使用时都一定要针对具体的工况，采取不同的措施，使同步效果达到最佳。
以下主要介绍利用各种液压控制功能实现的液压同步回路，并说明其优缺点。
2利用液压控制功能实现的液压同步回路2.1利用串联同步液压缸实现的同步回路图1所示为带补偿装置的串联同步液压缸位移同步回路。
两液压缸A、B串联，B缸下腔的有效工作面积等于A缸上腔的有效工作面积，若无泄漏，两缸可同步下行，但因有泄漏及制造误差，故有同步误差。
采用由液控单向阀3、电磁换向阀1和4组成的补偿装置可使两缸每一次下行终点的位置同步误差得到补偿。
2、4—二位三通电磁换向阀；3—液控单向阀其补偿原理是：当换向阀1右位工作时，压力油进入B缸的上腔，B缸下腔的油液流入A腔上腔，A缸下腔回油，这时两活塞杆同步下行。
液压同步回路地方法及特点
液压同步回路的方法及特点液压缸机械结合同步回路图1 中回路由两执行油缸和刚性梁组成，通过刚性梁联接实现两缸同步，图2 中回路由两执行油缸、齿轮齿条缸组成，通过齿轮齿条将两缸联接在一起，从而实现同步。
两液压回路液压缸的同步都是靠机械结构来保证的，这种回路特点是同步性能较可靠，但由于油缸的受力有差别时硬性的机械作用力可能对油缸有所损伤，同时对机械联接的强度要求增加.2 串联液压缸同步回路图3 中回路由泵、溢流阀、换向阀、两串联缸组成，要现两串联缸同步。
实现此串联液压缸同步回路的前提条件是：必须使用双侧带活塞杆的液压缸，或者串联的两油腔的有效作用面积相等，这样根据油缸速度为流量与作用面积的比值，油缸的速度才能相同。
但是，这种结构往往由于制造上的误差、部泄露及混入空气等原因而影响其同步性。
对于负载一定时，需要的油路压力要增加，其增加的倍数为其所串联的油缸数。
为了补偿因为泄露造成的油缸不同步问题，在设计同步回路时可以采用带补油装置的同步回路，见图4。
图4 中回路较图3 增加了液压锁和控制液压锁打开的换向阀，这条油路的增加可使两串联缸更好地实现同步。
同样，缸Ⅰ的有杆腔A 和缸Ⅱ的无杆腔B 的受力面积相同。
在工作状态，活塞杆伸出的情况下，如果缸Ⅰ先伸出到底部，限位开关的作用使电磁换向阀得电，压力油进入B 腔补入一部分油液，使油缸Ⅱ完成全部行程；如果缸Ⅱ先伸出到底部，限位开关的作用使电磁阀得电，液控单向阀打开，使A 腔放出部分油液，使油缸Ⅰ完成全部行程。
3 采用节流阀的同步回路用节流阀来控制工作缸的同步，其结构比较简单，造价低廉，且同步效果较好，因此，是在液压同步回来设计中较常用的控制方法。
图5~图8 的节流回路组成均是由通过换向阀来控制节流阀以实现执行油缸的同步，不同的是节流阀的形式和安装位置不同。
采用节流阀的同步回路分为进油节流回路（见图 5 ）、回油节流回路（见图6 ）、单侧进回油节流回路（见图7 ）和双向出油节流（见图7 ）。
液压的同步技术探究
液压的同步技术探究
液压同步技术是一项重要的技术，广泛应用于液压系统中。
在液压系统中，如果多个
液压执行元件需要同时工作，例如两个液压缸需要同时伸出或收回，就需要使用液压同步
技术来实现。
液压同步技术有多种方法，常见的有电液同步、机械同步和压力同步等。
下面我将分
别对这几种同步技术进行探究。
首先是电液同步技术。
电液同步技术是通过控制液压系统中的电磁阀来实现同步。
液
压系统中的多个液压执行元件通过电磁阀控制，在流量和压力相同的情况下，同时工作，
从而实现同步操作。
电液同步技术具有响应速度快、控制精度高等优点。
由于液压系统中
的压力损失和泄露等因素的存在，电液同步技术在长时间工作中可能会出现同步误差。
其次是机械同步技术。
机械同步技术是通过机械传动装置来实现同步。
在液压系统中，多个液压执行元件通过机械连接，通过机械运动的方式来实现同步操作。
机械同步技术的
优点是结构简单、稳定可靠。
机械传动装置的摩擦和磨损等问题也会导致同步误差。
液压同步技术是液压系统中一项非常重要的技术。
不同的同步技术有各自的优点和局
限性，需要根据具体的应用需求选择合适的技术。
未来，随着液压技术的不断发展，液压
同步技术也将进一步完善和应用。
两个液压缸的同步回路
两个液压缸的同步回路
液压缸是一种常见的液压元件，广泛应用于各种机械设备中。
如
果需要实现两个液压缸的同步工作，可以采用同步回路来实现。
本文
将介绍两个液压缸同步回路的原理和操作方法。
首先，同步回路的基本原理是通过调节油液流量来控制液压缸的
运动，从而保持两个液压缸的同步。
在同步回路中，通常会使用一个
供油阀来控制油液流向液压缸，并配合一个压力传感器来监测液压系
统的压力。
其次，为了实现两个液压缸的同步运动，需要确保液压系统中的
油液供应充足且压力稳定。
可以通过增加油箱容量和设置压力调节阀
来实现这一点。
另外，为了减小液压系统的响应时间，通常会在系统
中加入一个快速供油回路，以提高液压系统的工作效率。
另外，为了保证同步回路的正常运行，还需要对液压系统进行一
些维护和保养。
定期检查液压油的清洁度和粘度，及时更换老化的密
封件和油封，以确保液压系统的正常运行。
此外，还需要定期检查液
压管路和接头的连接情况，防止泄漏和松动。
最后，需要注意的是，当液压系统出现故障或异常情况时，应及
时停机检修，并找到故障原因进行修复。
在操作液压系统时，应遵循
相关的操作规程和安全操作规范，确保工作人员的人身安全。
总而言之，两个液压缸的同步回路是一种实现液压系统同步工作
的重要方法。
通过调节油液流量和压力，可以实现液压缸的同步运动。
在使用过程中，需要注意维护保养和及时处理故障，以确保液压系统
的正常运行。
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间歇负载液压缸同步措施的比较与分析铁道部山海关桥梁工厂 李志群 西南交通大学 许志沛 摘 要 针对大型液压起重机和液压举升装置中多液压缸协同负载动作的运动同步问题,结合新型液压举升装置和铁路救援起重机设计,提出从液压回路上保证液压缸同步的多种措施,并采用综合评判方法对这些措施在保证液压缸运动同步方面的作用和相互影响进行了比较、分析,明确指出应用这些措施合理、可靠的主要途径。
关键词 液压缸 同步 分析1 概述在大型液压起重机和许多液压举升装置中,多液压缸协同负载动作是比较常见的,如双液压缸变幅机构、双液压缸单级吊臂伸缩机构、多液压缸举升机构等。
可是,多液压缸协同负载动作的运动同步一直是比较难解决的问题。
虽然,从理论上讲,只要两个液压缸的活塞有效面积相同,输入流量也相同,它们之间应该做出同步运动。
但是,实际上由于负载的不均、摩擦阻力的不等、泄漏量的不同和液压缸制造尺寸精度间的差异,都不可避免地会使液压缸间的运动不同步,易造成液压缸运动阻滞、速度不平稳和液压缸、被传动件偏载加剧等现象,严重的甚至导致液压缸或被传动件过早地毁坏。
因此,系统地分析、比较负载不均下的多液压缸协同动作的措施,评判液压控制同步回路对多液压缸运动同步上的作用与相互影响,从中总结这些液压缸同步措施的适用性,将对于改进这类机构的液压回路设计,提高设计方案水平具有积极的意义。
因为本文所涉及的多液压缸协同动作的运动同步,是在彼此相同的液压缸,并在中高压、较大流量、间歇负载和单一液压泵源条件下使用所面临的问题,所以,下面所阐述的内容也就局限于上述条件范围内。
2 多液压缸协同动作的运动联系大量的实际检验表明:当多液压缸协同负载动作出现液压缸间的运动不同步时,液压缸间有无机械联系所产生的运动不同步程度差异是较大的。
2.1 机械联系的多液压缸协同动作液压缸间有机械联系的多液压缸协同动作可以靠这种联系的刚性作用,使超前运动的液压缸负载增加,摩擦阻力也相应变大,迫使其运动滞缓,偏载上升。
反之,运动滞后的液压缸在机械联系的协迫作用下负载减少,摩擦阻力相应变小,拖拽其运动赶前。
实际上,液压缸间的机械联系起了迫使液压缸间运动同步的作用。
不过,机械联系保持液压缸间运动同步的精度取决于这种联系的刚性程度和液压缸的负载状况、几何构造尺寸与相互位置关系。
要达到一定的同步精度,单靠机械联系来实现有时是较为困难的,代价也是较大的,并且不能从根本上减少因同步引起的个别液压缸和机械联系偏载严重的现象。
这其中要涉及到机械联系的相应刚度设计,依据液压缸的负载状况、几何构造尺寸与相互位置关系确定液压缸的偏载承受能力等方面的难题。
而采用液压缸同步液压回路对达到较高精度的液压缸运动同步,从根本上减少因同步引起的个别液压缸与机械联系的偏载,以及降低解决液压缸同步问题的难度都可起到事半功倍的作用。
2.2 无机械联系的多液压缸协同动作液压缸间无机械联系的多液压缸协同负载动作时,负载较小的液压缸因易于被推动而会获得较多液流供给,导致其运动超前。
即使各液压缸获得液流供给一致,容油构造尺寸略小的液压缸也会运动超前。
一旦不同步的现象出现而其它外界条件不变,则不同步的程度会加剧,并难以逆转。
因此,在这种情况下要实现多液压缸同步就必须采用液压缸同步液压回路进行同步过程的调节或预先设定与定期校正。
3 较有有代表性的保证液压缸同步措施在多液压缸液压系统中,同步液压回路可在较大程度上弥补上述原因引起的不同步,使两液压缸间基本上实现同步运动。
同步回路的控制方式一般有3种:容积控制、流量控制和伺服控制。
其中伺服控制的同步精度最高,流量控制的同步精度次之。
但是,伺服控制的同步液压回路所涉及的液压元件较精密、复杂,抗环境干扰能力弱,成本高。
流量控制的同步精度已可以满足大型液压起重机和液压举升装置多液压缸协同负载下的同步要24铁道标准设计 2000年12月第20卷第12期求,而且它受负载变化的影响小,简单、紧凑,易维护,成本较低,获取的性价比较高,其不足主要是压力损失大,使液压系统效率下降,发热增加,不适于连续负载和低压的系统。
因此,流量控制的液压缸同步液压回路广泛应用于大型液压起重机和液压举升装置中。
目前,在大型液压起重机和液压举升装置中多液压缸协同负载下的同步回路主要采用4种形式:分流阀控制、液控单向阀控制、可调单向节流阀控制和可调节流桥式单向阀组控制同步回路等(见图1)。
(a )分流阀控制(b )液控单向阀控制(c )可调单向节流阀控制(d )可调节流桥式单向阀组控制1.换向阀;2.平衡阀;3.液压缸;4.可调单向节流阀;5.液控单向阀;6.分流阀;7.可调节流桥式单向阀组。
图1 同步回路形式4 保证液压缸运动同步措施的比较与分析从图1中可以看出:(1)(a )和(b )为单向负载机构的液压缸同步回路,如起重机的双液压缸变幅机构,设置有平衡阀。
这些回路具有负载方向调节液压缸同步和自动适应间歇负载、偏载调节液压缸同步的功能;(2)(c )和(d )为具有双向调节液压缸同步功能的回路,用于有同步要求的双向负载机构液压缸同步回路。
其同步调节量须预先设定和定期校正,才能达到较好同步效果,且不适于间歇负载、偏载严重的场合;(3)为减小阀类控制元件的规格,一般把同步回路中的阀类控制元件置于液压缸的有杆腔油口处。
采用综合评判法可对影响图1所示的4种同步回路形式应用的诸因素做出初步的量化判定(见表1)。
评价集为:评价因子标准集 [F ]={优,良,一般,差}={f 1,f 2,f 3,f 4}={1.0,0.75,0.5,0.25}权重子集 [A i ]={a i 1,…,a i 6}={0.4,0.1,…0.05}评价子集 [N i ]={a i 1n i 1,…,a i 6n i 6}式中 a i ——权重系数; n i ——评价因子。
表1 同步回路形式综合评判表同步回路形式权重系数分流阀控制液控单向阀控制可调单向节流阀控制可调节流桥式单向阀组控制程度量值程度量值程度量值程度量值同步精度0.401%～3%0.33%～6%0.23%～6%0.20.1%～0.3%0.40成本0.10较高0.05一般0.075较低0.1高0.01复杂程度0.25高0.0625一般0.125较低0.25较高0.1875间歇负载和偏载0.15好0.15较好0.1125差0.0375一般0.075系统损失0.05少0.05一般0.025较少0.0375多0.0125体积重量0.05较大0.025较小0.0375小0.05大0.0125合计1.00.63750.5750.6750.6975 从表1中可以看出:(1)综合评判得分最高的是可调节流桥式单向阀组控制的同步回路,得分最低的是液控单向阀控制的同步回路;(2)各同步回路形式综合评判得分最大差值为平均得分的19%;(3)可调单向节流阀控制的同步回路综合评判得分与最高分相差仅3.5%。
5 合理应用控制液压缸同步回路的主要途径(1)要求同步精度较高的场合,可考虑可调节流桥式单向阀组或分流阀控制的同步回路。
(2)要求成本低、同步精度一般的场合,可考虑液控单向阀或可调单向节流阀控制的同步回路。
(3)要求适应间歇负载、偏载的场合,适于液控单向阀或分流阀控制的同步回路。
34间歇负载液压缸同步措施的比较与分析——李志群等小断面隧道结构优化设计北京市煤气热力工程设计院 田韶英 铁道部专业设计院地下工程处 陈学峰 摘 要 就浅埋暗挖热力隧道结构的优化设计进行了探讨,并针对DN800的热力隧道提出以隧道的开挖量和材料用量为目标的优化模型,从而为小断面隧道的结构设计提供了一种新的思路。
关键词 小断面隧道 结构 优化 设计 城市供热系统中,集中供热已成为重要的供热方式,在热网敷设中,采用浅埋暗挖热力管线隧道结构逐渐增多。
一般这种隧道结构穿过城市,荷载条件复杂,隧道断面设计在满足工艺使用要求的前提下,其几何尺寸设计得是否最优,关系到衬砌受力是否合理,工程造价是否最低的问题。
因此对隧道断面进行优化设计是很有意义的,本文对于下述的问题进行初步的探讨。
结构优化设计是数学的最优理论结合计算机应用于结构设计的一种新型设计方法。
由于结构优化设计是追求尽可能理想的方案,所以它引起了越来越多行业的重视和采用。
结构优化问题的数学模型一般可描述为:m in f1(x1,…,x n)m in f2(x1,…,x n)…m in f n(x1,…,x n)g i(x1,…,x n)Φ0,j=1,2,…,p式中,X=(x1,x2…x n)T为优化设计过程中所要选择的描述结构特性的量,它的数值是可变的,称为设计变量;f1(x),f2(x),…f m(x)为优化设计所追求的目标,称为目标函数,m=1时的优化称为单目标优化,m>1时的优化称为多目标优化;g j(X)是结构设计中为满足使用上的各方面要求,对设计方案施加的种种建筑及结构上的限制。
可见结构优化设计可以在数学上表述为:对于已知的给定参数求出满足约束条件,并使目标函数取最小值的设计变量的解。
在结构优化设计理论用于热力隧道的设计时,通常DN800的隧道断面采用三心圆直墙平底式,根据经验和尺寸要求,工艺和土建配合出断面各尺寸:A、B、H等见图1。
而在千变万化的设计条件下,能够根据不同的情况,调整断面尺寸,既满足设计要求,又能降低工程造价,这无疑是设计者最希望达到的。
进行结构优化设计就是基于此考虑的。
图1 隧道衬砌示意图 隧道结构一般采用复合式衬砌,初期支护为喷混凝土和钢格栅,二次衬砌为模筑混凝土衬砌。
通常初期支护设计在北京的地质条件和已有的设计经验下,其具体方案变化不大,所以优化设计工作主要针对二次衬砌设计。
遵循上述优化设计的方法,这里的优化设计问题就是以隧道断面的几何尺寸为设计变量,考虑到隧道的内净空面积和二次衬砌的圬工量对工程造价的影响6 结论(1)可调单向节流阀控制同步回路应用于要求成本低、同步精度一般、间歇负载和有偏载的大型液压起重机同步液压回路较为合理,它也是综合评判得分较高的同步回路形式之一。
(2)大型液压起重机和液压举升装置中间歇负载、偏载严重的机构可以采用有机械联系的液控单向阀或分流阀控制的同步回路,会收到较好的同步效果。
(3)对无机械联系的多液压缸协同负载动作的控制同步回路,宜采用有自动调节功能的液控单向阀控制同步回路或分流阀控制的同步回路。
参考文献1 关肇勋,黄奕振.实用液压回路.上海科技文献出版社,1982 (6)(来稿日期 2000-07-06)44铁道标准设计 2000年12月第20卷第12期。