工程优化方法及应用 第二章
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学会使用ANSYS进行工程仿真分析第一章:ANSYS工程仿真分析的基础知识ANSYS是目前世界上广泛使用的一种工程仿真分析软件,它可以用于各种不同领域的工程分析和设计。
熟练掌握ANSYS的使用方法对于工程师来说至关重要。
本章将介绍ANSYS的基础知识,包括软件的安装和启动、用户界面的介绍以及基本操作方法等。
首先,安装ANSYS软件是使用它的前提。
用户可以从ANSYS 官方网站上下载安装文件,并按照安装向导的步骤进行安装。
安装完成后,可以通过点击桌面上的图标来启动ANSYS。
启动后,会出现ANSYS的用户界面。
用户界面通常由菜单栏、工具栏、主窗口和命令窗口等组成。
菜单栏上包含了各种功能的菜单,用户可以通过点击菜单来选择所需的功能。
工具栏上则包含了一些常用的工具按钮,可以方便地进行操作。
主窗口用于显示分析结果和编辑模型等。
命令窗口则用于输入命令进行操作,这在一些高级功能中会用到。
在进行工程仿真分析之前,需要先创建一个模型。
ANSYS提供了多种建模工具,例如几何建模工具和计算网格生成工具等。
可以根据需要选择合适的建模工具,并按照提示进行操作。
在建模完成后,可以对模型进行网格生成,即将模型划分为小块,并计算各个小块上的分析参数。
第二章:结构分析结构分析是ANSYS中的一个重要模块,用于对各种结构件进行强度、刚度和模态等分析。
本章将介绍ANSYS中常用的结构分析方法和技巧。
在进行结构分析之前,需要先定义结构的边界条件和加载条件。
边界条件包括约束条件和支撑条件等,而加载条件则包括外力和内力等。
用户可以通过ANSYS提供的工具来定义这些条件,并将其应用于模型中。
在进行结构分析时,可以选择合适的分析方法。
ANSYS提供了多种分析方法,例如静力分析、动力分析和模态分析等。
用户可以根据具体的分析要求选择合适的方法,并设置相应的分析参数。
在进行结构分析时,还可以使用ANSYS的后处理功能来查看分析结果。
后处理功能可以用于绘制应力云图、位移云图和动力响应曲线等。
引言防撞墩为桥梁的必备构件。
在北京市区范围内,截至目前,建设的大型立交桥多达427座,独立桥梁2069座,均处于满负荷工作状态,约三分之一的桥梁已运营超过20年以上。
仅在北京三环路沿线就布置立交桥和跨河桥59座,全线贯通时就基本处于超负荷运转状态。
大量的钢筋混凝土材质防撞墩,布设在桥梁重要边缘及线路拐弯等处。
处地自然环境超负荷运转的桥梁本身其构件及结构性均出现不同程度风化、腐蚀与损坏。
防撞墩构件存在腐蚀、开裂、漏水、钢筋锈蚀等现象处于防撞护栏位置的构件由于频率撞击作用其破坏更为严重。
1、桥梁混凝土防撞墩损坏主要原因及机理统计结果表明,北京市区范围内桥梁混凝土防撞墩腐蚀率高达80%。
混凝土材质防撞墩遭受腐蚀病害,对桥梁结构体本身的耐久性以及交通安全性,无不造成直接威胁。
针对北京气候特点以及市区交通运营实际情况,结合笔者多年的工程经验及调查分析,混凝土材质桥梁防撞墩病害主要原因有冻融破坏和化学侵蚀这2种。
(1)冻融破坏:混凝土的表面和结构中布满毛细孔,具有很强的吸湿性和渗透性。
北京夏季高温多雨,冬季寒冷干燥,春秋两季相对短促,季节气温与白昼气温温差较大。
而混凝土保护层相对较薄,表层混凝土孔隙中填充的水冻融加速了混凝土的风化。
进入混凝土结构的水,发生冻融循环的应力作用,形成冰涨压力和渗透压力联合作用的疲劳应力,使混凝土产生由表及里的剥蚀破坏,在整个冬季或冬春之交发生较频繁。
(2)化学侵蚀:北方冬季气温低,降雪后道路易结冰。
为保证交通能迅速恢复,大量使用融雪剂、除冰盐等。
融雪剂的主要成分是盐类,其中的氯离子以融化的雪水为载体进入钢筋混凝土结构,侵蚀钢筋,造成结构破坏。
2、工程概况北京市环线某立交北向西匝道桥。
桥梁全长138.9m,桥面全宽9.2~14.7m o桥梁采用桩基础,高自由柱,柱顶结构为3跨预应力混凝土材质连续箱梁+3跨预应力混凝土材质连续板梁,跨径组合24.7m+28.0m+25.0m+19.1m+21.6m+20.5m o桥梁标准段横断面依次为0.6m防撞墩+8.0m行车道+0.6m防撞墩标准断面布置。
工程经济教案(第一、二章(2篇)第一章:工程经济概述教学目标:1. 了解工程经济的定义及其在工程项目中的作用。
2. 掌握工程经济的基本概念和原则。
3. 认识工程经济分析的基本方法和步骤。
教学内容:1.1 工程经济的定义与作用定义:工程经济是应用经济学原理和方法,结合工程技术特点,对工程项目进行经济分析和评价的一门学科。
它旨在通过科学的分析方法,帮助决策者选择最优的工程技术方案,以实现经济效益的最大化。
作用:决策支持:提供科学的数据和分析结果,支持项目决策。
资源优化:合理配置和利用资源,提高资源利用效率。
风险管理:识别和评估项目风险,制定风险应对措施。
绩效评估:对项目实施效果进行评估,为后续项目提供参考。
1.2 工程经济的基本概念1.2.1 成本与费用成本:指为完成某项工程所发生的全部费用,包括直接成本和间接成本。
直接成本:直接用于工程项目的材料费、人工费、设备费等。
间接成本:不直接用于工程项目,但为项目实施所必需的管理费、财务费用等。
费用:指在一定时期内为完成工程项目所发生的各项支出。
1.2.2 收益与利润收益:指工程项目实施后所获得的经济回报,包括直接收益和间接收益。
直接收益:项目直接产生的经济效益,如销售收入。
间接收益:项目间接产生的经济效益,如社会效益、环境效益等。
利润:指项目收益扣除成本后的净额。
1.2.3 投资与回报投资:指为完成工程项目所投入的资金、设备、人力等资源。
回报:指投资项目所获得的经济收益。
1.3 工程经济的基本原则1.3.1 成本效益原则在项目决策中,应综合考虑成本和效益,选择成本较低、效益较高的方案。
1.3.2 风险与收益平衡原则在追求高收益的同时,应充分考虑风险因素,力求在风险和收益之间找到平衡点。
1.3.3 时间价值原则资金具有时间价值,不同时间点的资金价值不同,应考虑资金的时间价值进行经济分析。
1.3.4 可持续性原则项目决策应考虑长期效益,确保项目的可持续性。
1.4 工程经济分析的基本方法1.4.1 静态分析方法投资回收期法:通过计算项目投资回收期,评估项目的投资风险。
西安电子科技大学卓越工程师教育培养计划校内课程大纲《工程优化方法》课程名称:工程优化方法/Engineering Optimization Methods课程代码:0721005课程类型:必修总学时数:46学时学分:3分开课单位:理学院数学科学系适用专业:适用于理、工等专业的卓越工程师硕士课程的性质与目标最优化方法是一门新兴的应用数学,是运筹学的核心部分,在工程科技、经济金融、管理决策和国防军事等众多领域具有广泛的应用。
工程优化方法基于最优化的原理,着重介绍实用性、有效性强的各种实用优化算法。
通过本课程的课堂学习和一定的上机实践使学生对工程优化方法的基本原理、算法的基本步骤、应用要点等有一个基本认识和初步掌握,培养和提高用优化方法解决某些实际问题的初步技能,为应用优化软件包解决实际工程问题奠定基础。
•能够掌握最优化的基本原理、基本方法和应用技能•能够用工程优化方法解决简单的实际问题•能够熟练应用优化软件包进行计算学时安排课堂教学:学时:40研讨课:学时:6实践课:学时:10总学时数:学时:46+10教学方法以课堂教学为主,采用板书与多媒体相结合的教学方式,讲授工程优化方法课程的基本原理和方法,既保证讲授内容的清晰,又兼顾师生的交流与互动。
在对具体原理和基本方法的推导和证明时,采用板书讲解方式,以便学生能一步步跟上教师的思路。
通过课后作业和上机实验加深学生对工程优化方法的理解,培养学生的应用能力,通过动手实践让学生理解从书本理论到分析问题、解决实际问题的过程,从而培养学生解决实际问题的能力。
先修课程高等数学、线性代数、C语言程序设计、Matlab语言课程综合记分方法各部分的比重分别为:平时成绩 20 %实验成绩 30 %期末考试 50 %总计 100%教科书陈宝林. 最优化理论与算法.北京:清华大学出版社,2005.推荐参考书1.唐焕文,秦学志编著. 实用最优化方法(第三版).大连:大连理工大学出版社,2004.2.袁亚湘,孙文瑜. 最优化理论与方法. 北京:科技出版社,2001.3.J. Nocedal & S. J. Wright, Numerical Optimization(影印版),北京:科学出版社,2006.**本表注:对于表中第二列所列技能应对照附录A 理解。
汽车动力系统优化设计方法及其在车辆工程中的应用汽车动力系统是指驱动车辆运动的部件,包括发动机、传动系统和控制系统等。
汽车动力系统的设计优化是车辆工程领域中的一个重要任务,其目的是提高汽车性能和燃油经济性,减少尾气排放。
一、汽车动力系统优化设计方法1. 组织动力系统设计流程汽车动力系统的设计过程应该合理组织,包括确定设计目标、收集和分析数据、构建模型、进行优化和验证等环节。
设计过程的组织对于整个优化过程的顺利进行至关重要。
2. 参数优化设计通过对汽车动力系统中的参数进行优化设计,可以有效提升整个系统的性能。
例如,通过调整发动机的气缸布置、进气、排气系统以及燃油系统等参数来提高发动机的燃烧效率和动力输出。
3. 系统集成设计汽车动力系统是由多个部件组成的复杂系统,各个部件之间的相互作用对整个系统的性能具有重要影响。
因此,在优化设计中,需要进行系统集成设计,考虑各个部件之间的协调和优化。
例如,通过优化发动机和传动系统之间的匹配,提高动力传输效率。
4. 多学科协同设计汽车动力系统的优化设计涉及多个学科领域,如机械工程、电子工程、控制工程等。
因此,需要进行多学科协同设计,将各个学科的专业知识有机地结合起来,实现全局最优。
二、汽车动力系统优化设计的应用1. 提高燃油经济性优化设计可以提升汽车动力系统的燃烧效率和能量利用率,从而降低燃油消耗。
通过减小发动机的内部摩擦损失、改善气缸的热效率等措施,可以实现燃油经济性的显著提升。
2. 降低尾气排放汽车尾气排放是环境污染的主要原因之一,优化设计可以降低车辆的尾气排放量。
通过改进燃烧过程、优化排气净化系统等方法,可以减少有害物质的排放,改善空气质量。
3. 提高车辆性能优化设计可以提升汽车动力系统的动力输出和响应性能,增加车辆的加速能力和行驶稳定性。
通过优化传动系统、减小动力损失等措施,可以实现车辆性能的提升。
4. 降低整车成本优化设计可以降低整车的开发成本和制造成本。
通过合理配置各个部件的参数、优化零部件的结构设计等措施,可以降低生产成本,提高整车的经济性。