時間：2023-03-21 17:12:49
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（1）鉸制器用鉸直輪材料抗磨強度低，造成打捆線表面質量及直線度差，打捆線因回抽而無法完成打捆。
（2）四臺線道小車通過中心板連接在一起，通過液壓缸的帶動來完成打捆線的穿線工作，由于長時間的運行，1#打捆機4#線道由于重力作用小車容易發生下沉變形，線道小車底部滑道與支撐輥之間脫離，支撐輥無法起到支撐作用，從而造成液壓缸活塞桿在前移的過程中由直線運動變為拋物線運動，活塞桿前端下沉疲勞折斷產生故障時間。并且由于線道小車下沉，造成打捆頭與線道小車穿線困難，造成打捆機頂線或送線不到位。
（3）線道內打捆線的傳送運行靠深溝球軸承支撐傳動，因此線道內球軸承用量較多，每臺線道小車用量約400盤，摩根打捆機所用軸承型號為6301，由于軸承直徑小，承載能力差，并且由于打捆線在穿線過程中的沖擊作用，軸承損壞頻繁，并且由于數量多并且軸承在線道內部，當軸承損壞時很難進行更換，造成打捆線回抽，影響車間的生產。
（4）各線道處常開翻板導槽用橡膠彈簧使用壽命短，當彈簧失效或彈簧座開焊的時候造成翻板關閉不嚴，打捆線回抽，更換橡膠彈簧或彈簧支座需要拆卸導槽用時較多。
2解決方案的確定
摩根公司經過幾年的研究并且結合用戶在使用過程中提出的不足，對現在生產的打捆機進行了部分的改造，如升降臺的升降采用了曲柄連桿結構，由液壓缸來帶動升降曲柄的運行從而帶動升降臺的運行；弧形導衛與雙線導槽設計成一體結構，并且將扭簧采用圓柱螺旋壓縮彈簧代替。但若對摩根公司早期線材打捆機進行升級改造，升級費用較高，僅單臺升級備件費用就高達48萬，并且即使升級改造后因新舊線道的兼容性差，使用故障率較高。這就需要有針對性的優化設計來消除設計缺陷形成的隱患，確保打捆機的穩定生產。經對打捆機的認真研究以及對打捆機各類故障的分析，形成了以下優化設計思路。
2.1升降臺系統
（1）將法蘭軸承座體材質由鑄鐵改為鑄鋼，增加座體的抗沖擊性能。
（2）將底座球面軸承改為滑動軸承。
（3）在升降臺升降液壓缸的兩側增加支撐導向機構。
2.2線道系統
（1）更改鉸直輪的材質及公差尺寸，延長鉸直輪的使用壽命。
（2）更改線道小車支撐輥結構，增加受力面積，確保線道小車的穩定運行。
（3）將軸承6301進行優化改造加工成厚壁軸承，保持軸承外徑尺寸不變，去除法蘭緣襯套，將軸承內徑尺寸做成與法蘭緣襯套內徑尺寸相同。
（4）更改橡膠彈簧橡膠材質，由普通橡膠改為進口硅膠，增加彈簧的彈性及使用壽命。將彈簧支座由焊接結構改為一體結構，采用線切割加工。
3具體實施措施
3.1升降臺系統
（1）針對于升降臺內臂、外臂連接法蘭軸承經常受沖擊損壞的問題，將法蘭軸承座體的材質由鑄鐵改為鑄鋼，增加軸承座體的抗沖擊性。
（2）針對于升降臂與底座連接的球面軸承經常損壞的現象，將球面軸承結構改為滑動軸承結構，滑動軸承材質選用鑄銅、外形尺寸為準45×準57×49；軸承座根據滑動軸承的外形尺寸以及原球面軸承的安裝尺寸重新設計。
（3）支撐導向機構。支撐導向機構結構圖如圖1所示。支撐軸通過M64螺紋與升降臺拖枕連接在一起，支撐座與升降臺底座通過螺栓把合，導向套對支撐軸起到支撐導向作用，通過支撐軸的支撐導向作用來減少升降臺的晃動，保證車間的穩定運行。此結構對升降臺穩定運行起到關鍵作用的是支撐導向套，此支撐導向套采用橡膠材質，導向套中間部位打斜口以便于安裝。
3.2線道系統
（1）改變鉸制器鉸制輪的材質，由45#鋼改為42Cr-Mo，并且對鉸制輪表面采用高能離子注入技術進行表面硬化，提高鉸制輪的綜合力學性能及耐磨性，同時將鉸制輪的外形尺寸由準（69.90～70）mm改為準（70～70.05）mm，通過偏心軸來調整鉸制輪與打捆線的相對位置，提高打捆線的表面質量。
（2）1#、4#線道小車在重力的作用下容易發生變形，并且線道小車導向面磨損變形以后，小車支撐輥與小車導向面接觸面積變小，支撐輥失去支撐作用造成定位錐頭與打捆頭定位不好，無法完成打捆線穿線動作。針對此情況對支撐輥進行優化設計，將輥面加長由原來的30mm增加到60mm，內部結構改為雙滾針結構，增加了支撐輥的靈活性及抗載荷能力，支撐輥與小車接觸良好。
（3）將線道用6301軸承進行優化改造加工成厚壁軸承，保持軸承外徑尺寸不變，去除法蘭緣襯套，將軸承內徑尺寸做成與法蘭緣襯套內徑尺寸相同，提高軸承的抗沖擊性。
（4）橡膠彈簧內部彈性元件材質由普通橡膠改為進口硅橡膠，彈性元件的彈性增加。橡膠彈簧支座由原來的焊接結構改為一體結構，并且使用線切割進行加工，避免了彈簧支座開焊現象的發生。
4結束語
1引言
海綿城市理念在園林綠地建設中極具適用性，而園林優化設計又是打造海綿城市過程中不可或缺的重要內容。當前，園林的主要功用是觀賞、休閑、娛樂，在人們日常生活中扮演著重要角色。基于海綿城市理念，對其進行優化設計，不僅能夠提高水資源利用率，而且能夠有效解決水污染問題，使城市空氣及環境得到凈化，經濟效益與生態效益兼備。
2海綿城市理念、建設原則及規劃目的
2.1海綿城市理念
海綿城市即充分發揮現代城市的彈性，使其對環境變化及自然災害具備較好的應對能力。海綿城市極為舒適，呈現宜居性特征，具備較好的滲透性和凈化功能。主要實現方法是充分發揮生態、自然排水系統功能，對雨水進行吸納和緩釋，有效緩解城市內澇問題，改善城市環境，解決水資源浪費問題。
2.2海綿城市建設原則
安全性原則。參考城市防洪排澇標準，進行海綿城市建設，使城市雨水控制系統更加安全、可靠，抵制自然災害，保護人民群眾的生命財產安全，保障城市供水，為人們提供一個安全的用水環境。生態性原則。生態問題是海綿城市規劃及建設中考量的重要內容，將自然排水系統應用到公園、河流、綠地等海綿體中，使雨水能夠自然排放和凈化，對水資源進行充分利用，使其具備較強的自然修復能力。因地制宜原則。依據區域性地質情況和水文特征等，分析園林設計中的各影響因素，以對開發設施和系統等進行針對性選擇。④統籌建設原則。將海綿城市理念應用到園林優化設計中，需各部門及專業共同參與及合作，該過程中要分工明確，對各項設計施工內容進行統籌安排，達到園林預期設計目標，并兼顧社會性、經濟性和環保性[1]。
2.3海綿城市規劃目標
首先，提高雨水利用率。以海綿城市理念為基礎，對園林進行優化設計，能夠對雨水資源進行合理應用，具體實現方法是集蓄和滲透，繼而對地下水進行有效補充，以對徑流系數進行有效控制，使排水壓力得到有效緩解。與此同時，也可以通過池塘、濕地和自然水體等，對雨水進行科學調蓄和應用，使城市生態環境得到有效改善。其次，改善城市景觀。在園林優化設計中應用海綿城市理念，能夠對現有城市景觀進行有效改善。公園、綠地等多處于生態敏感地帶，其因自身獨有的生態格局，極具休閑性。但是，要改變傳統開發模式，既要實現自然資源保護，又要促進城市發展，依據城市水文地質及水環境特征，實現控制目標規劃。與此同時，建設園林時，很容易污染水資源，需對降水徑流污染進行嚴格控制。
3基于海綿城市理念的園林優化設計方法
3.1轉變傳統設計理念
城市園林設計中，設計人員很容易沿用傳統設計理念，采用水泵、管渠等設計方式，園林道路面積相對較大。部分設計人員秉承末端集中排水原則，導致園林很容易在降雨天氣出現雨水淤積。海綿城市更傾向于采用自然排水方式，選擇下沉式綠地等影響相對較小的排水方法，注重源頭分散控制。相較于傳統園林設計理念，基于海綿城市理念的園林設計方式更具先進性及可行性，不僅有助于節約水資源，而且排水暢通。設計人員也要依據園林實際情況，改變傳統設計理念，選擇適用性較強的設計方法，以達到良好的園林設計效果，符合海綿城市建設要求。例如，園林優化設計中，可選用滲透技術，構建雨水花園、生物滯留帶、滲井等，減少不必要的水資源浪費問題，確保雨水天氣排水暢通；在綠地、廣場等設置濕塘以及各類滲管渠等。
3.2科學選擇海綿體
海綿園林的優越性主要表現在三個方面：對園林原有生態系統進行有效保護；對已破壞生態系統進行修復。低影響開發。然而，現階段，城市海綿園林建設中仍然存在諸多問題，海綿體吸收能力較小或者使用過程中發生損壞等。產生該類問題的原因主要是工作人員的重視度不足，其并未依據地區實際情況，對外部環境進行全面考察、分析和論證，導致海綿體選擇過于隨意，以至于無法達到良好的園林優化設計效果。我國國土資源遼闊，各地區環境和氣候有所不同，存在較大差異，城市降水量也有差別。為將海綿體的效用發揮到最大，設計人員要依據城市園林建設要求及區域狀況，對海綿體進行合理選擇，確保其適用性，并進行嚴格的質量檢查。而施工單位也要依據工作人員的調查情況，將基礎設施采購工作落實到位，達到預期園林設計效果。
3.3合理設計景觀，低影響開發
依據地域特征及城市園林建設要求，既要確保基礎設施建設工作，又要兼顧市政設施的穩定性。降雨之后，選擇源頭分散的控制方法，對雨洪進行低沖擊開發利用。其中，控制參數包括排水量和徑流系數，對各項技術進行合理應用和開發，設置透水鋪裝，將蓄水池、碎石溝、滲透渠等基礎性海綿設施建設工作落實到位。小徑流中，采用正確的方式，對觀望承受的雨水壓力進行有效控制，并合理建設排水網絡，使其分布合理，既要確保各項基礎設施建設的完整性，又要將其與市政設施進行完美融合。有效融合景觀植物。設計施工單位要對園林土壤狀況進行全面分析，對其具備清晰的認識，優選改良土壤，以實現徑流量控制，并進行地下水補給。與此同時，也要依據區域狀況及園林優化設計要求，對草、灌、喬等各類植物進行合理搭配，注重水生植物與陸生植物的協調性，增加園林中植物種類。對園林氣候和水土特性等進行綜合考量，優選植物群。該過程中，也要立體種植植物，依據植物特性，確保各品種之間搭配的合理性，并考量外部土壤、氣候特征，使其與植物生長要求及規律等相符合，在園林優化設計中，實現多樣化種植。在園林內部設置植物群落，以對地表徑流進行有效控制，使水循環時刻處于良好的運行狀況，使水資源得到充分利用，減少不必要的浪費問題。依據植物實際分布狀況，考量生態效益的同時，適當種植喬木、草本植物等，達到防風固沙效果。樹根經長期生長，蔓延到地下，用以保持水土。該過程中需要考量的相關內容比較多，需對公園和道路系統中的雨水節點、排水方向等進行嚴格考量，并劃定排水分區，依據場地豎向，劃定擬布局低影響開發設施匯水面，并測量其面積。選擇低影響開發設施類型，并對其進行合理布局。
4結語
綜上所述，將海綿城市理念應用到園林優化設計中極具適用性。市政及相關設計部門要結合園林設計及建設理念，對海綿城市概念具備清晰的認識，依據園林優化設計要求，改變設計人員的傳統觀念，合理選擇海綿體，實現海綿園林建設目標，減少不必要的水資源浪費問題，實現環境保護，為人們提供良好的休閑、娛樂場所，提高我國城市園林建設整體水平。
作者:李躍雯 單位:中國城市建設研究院有限公司
為了表示每級荷載作用下的單樁凈沉降量Δs隨荷載的發展情況，根據規范規定把Q除以極限荷載后繪制出試樁的Q/Qu～Δs曲線，如圖6所示。由圖6可知，變徑樁承受約80%的極限荷載時曲線迅速蹺起，在該位置之前曲線變化趨勢比較平緩，斜率較小，這說明在上部荷載作用下，試樁上盤承載力在逐漸發揮作用，沉降變形較緩和;當荷載超過80%的極限荷載之后，曲線斜率增大，沉降也迅速增大。這種情況是因為上盤的承載能力已經達到極限，繼續增加的荷載由盤間的側阻力和下盤承擔并向下傳遞到樁端，樁端土體被壓實，此時變徑樁達到了自身的極限承載力［5］。如果繼續增加樁頂荷載，則該試樁就會由于樁頂沉降量超過規范規定而被認為達到了破壞狀態。
2變徑樁設計優化
2．1設計變量與目標函數
以變徑樁承力盤直徑及主樁身直徑作為設計變量X={d，D1，D2}，在滿足承載力規定和沉降量約束等條件下，以整個變徑樁樁身體積最小建立目標函數，達到節省材料的目的［7］，如圖1所示。
2．2約束條件
2．2．1承載力約束變徑樁單樁承載力由樁側摩阻力和承力盤及樁底端承力組成，其值應滿足單樁承載力設計值［7］。2．2．2單樁總沉降量約束［9］豎向荷載下單樁的沉降由以下三部分組成:1)樁側荷載傳送到樁端平面以下引起的土體壓縮，樁端隨土體壓縮而產生的沉降S1;2)樁端荷載引起土體壓縮而產生的樁端沉降S2;3)樁身彈性壓縮而產生的樁頂沉降S3。按分層總和法分別計算各部分沉降便可計算出單樁的總沉降，對于變徑樁還應考慮承力盤荷載引起的樁端以下土體壓縮S4。2．2．3承力盤間距約束一般情況下，承力盤的最小間距，粘性土、粉土≥1.5D;砂土≥2.0D(D為承力盤直徑)。由于承力盤的豎向間距適當增加，能充分發揮承力盤的承載作用，本次優化設計根據所采用的工程地質條件，取承力盤的間距為2.0D。2．2．4承載力下限約束值為了保證豎向荷載能沿直樁身向下傳遞，承力盤發揮其承受荷載的能力，對變徑樁的直樁身進行樁身抗壓強度約束。2．2．5承力盤抗沖切驗算變徑樁在承受上部荷載時，如果承力盤高度不滿足要求，則會發生承力盤挑出部分的沖切破壞，因此，需進行抗沖切驗算［9］。對于沖切問題，因其是沿承力盤底部45°角方向產生沖切面，盤體的任何一條沖切線都經過樁本身而不斷開就可保證承力盤不被沖切破壞，因此當承力盤的一側擴出長度/承力盤高度≤1即可保證不產生沖切破壞。為了滿足抗沖切的條件，本文中承力盤的高度分別取值為:(D1－d)/2、(D2－d)/2。由表2可知，在滿足承載力、沉降等約束條件下，經優化后的工程實例節約混凝土量至少在15%以上。樁基設計規范規定承力盤直徑與樁身直徑的比值D/d≤3，該規定只給出了D/d的上限值，并沒有給出優化結果。由于沒有充分的理論根據，設計人員通常按一定的能量儲備設計，往往取值在2左右，很少突破2.5。根據優化結果可知，D/d取值在2.5～3.0之間。由于承力盤直徑的增加，承力盤部分承擔的荷載必然要增加，樁身承擔的荷載必然要減小，在混凝土用量不變的情況下，就實現了小樁徑(與原設計相比)或短樁(與原設計相比)可以承擔大荷載的結構。
3結論
采用傳統的建筑幕墻設計，會造成大量的熱量散失，造成大量能源浪費。據統計表明，發達國家有超過50%的能源消耗來自于建筑消耗，窗戶的熱能耗散量是普通墻體的5倍，因此，建筑幕墻會造成大量的能源浪費。為了解決這種問題，就需要設計一種新型的建筑幕墻系統，使建筑在冬天可以大量的接受日照，獲取熱量，并且能夠保溫;夏天的時候可以保證空調的產生的熱量不散失，與此同時還能保證室內的正常通風，從而達到節能環保的作用。近年來人們還提出了建造光伏建筑幕墻的設想，即建筑幕墻的材料用光伏材料，應用幕墻將太陽能轉化為電能加以利用，達到節能環保的效果。設計和建造這類新型功能幕墻需要頂尖的技術和優秀的人才作為支持，中國在幕墻設計和制造方面缺乏自主創新能力，因此在這方面我國的技術還比較欠缺。
2優化建筑幕墻設計的幾點建議
由以上的敘述可知，我國的建筑幕墻產業在飛速發展的同時，也存在這一些不可避而不談的問題，這些問題直接阻礙了我國建筑幕墻產業的發展，下面將對上述一些幕墻設計存在的問題提出一些優化方法。
2．1開發和應用新的玻璃幕墻材料
傳統材料雖然便宜易得，但是存在很多弊端。這就要求設計者在設計的過程中更多的發現和使用新材料。比如在幕墻表面涂覆一層具有自清潔作用的涂層，比如說氧化鈦，在光照的作用下有自清潔的作用。還可以在幕墻表面鍍一層低輻射薄膜，這樣就可以使幕墻有很好的隔熱作用，起到保溫的作用，達到節能減排的效果。除了采用鍍層方式隔熱外，還可以使用低熱傳到系數的中空幕墻，目前有一種“懸張式多空腔節能玻璃”正式上市，不僅具有良好的隔熱效果，還具有隔聲、隔紫外線等性能，可以起到很好的節能環保作用。此外，出于安全性的考慮，要求幕墻具有一定的防震效果，在一定強度的地震中不會掉落，可以在玻璃幕墻上黏貼鈦合金薄膜，這樣就可以形成有一定強度和韌性的復合安全玻璃。建筑幕墻對材料有著特殊的要求，因此，在幕墻選材時應該材料本身的性能和外部具體條件的要求進行綜合考慮，量體裁衣，達到室外室內的安全、健康、舒適、和節能減排的要求。
2．2優化建筑幕墻的招標、設計、施工機制
首先，建筑單位在主體建筑施工之前就應該完成建筑幕墻的設計招標工作，這樣不僅可以保證預埋結構位置的準確性，而且在幕墻設計過程中不必追趕工程進度，為設計者提供了充分的時間給出好的幕墻設計方案。其次，應當采取設計和施工分開招標的方式，明確提出相關的幕墻設計收費標準，這樣有利于好的幕墻設計方案得到利用，有助于優秀作品的產生，有利于幕墻設計的創新和繁榮。最后，在幕墻設計的審核環節應當盡量由專業的幕墻設計者進行審核，而不是由非專業的土建設計師進行審核，這樣可以更好地保證幕墻設計的質量。
2．3加強新型多功能幕墻的設計
目前，我國的建筑幕墻普遍不具有節能環保的性能，極大的浪費了社會的資源，造成了環境的污染，不利于我國經濟的可持續發展。基于此，幕墻的設計者大膽的創新極為重要，只有用于創新才能設計出更加環保節能的幕墻。比如國外的設計師設計出了動態幕墻，這種新型的多功能幕墻由通風系統、空調系統、外部環境檢測系統、自動控制系統和建筑幕墻組成，這種幕墻可以通過各個系統的合作充分地利用太陽能、太陽光，并保證室內的舒適。在寒冷的冬季，幕墻可以充分利用太陽光的輻射，減少了取暖燃料的燃燒，起到節能減排的作用;在炎熱的夏季，可以利用幕墻的通風系統加大室內熱能的耗散，減少空調的使用，節約電能。同時擁有可以自動調節的百頁這樣的裝置，可以控制太陽的光線進入室內，調節室內的光線環境，使人們可以更舒適的工作。當然在設計者用于創新的同時，國家也應該采取相關措施，鼓勵設計創新，設立相關的獎勵制度。
3結語
黏膠短纖維生產工序共分為六大部分，包括原液、紡練、酸站、動力、污水及廢氣處理，各工序的綜合能耗見表1。由表1可見，在黏膠短纖維生產中酸站的能耗占比最大，以單位產品耗標煤計，其能耗占比達到了50.2%。酸站的作用是進行酸浴的循環調配、加熱、脫氣、蒸發及硫酸鈉結晶，以保持酸浴溫度和濃度的穩定，供給紡練合格的酸浴進行紡絲。不同于原液和紡練已經固化的流程和專用設備，酸站系統的流程和設備可以靈活調整，開發先進的循環調配流程和蒸發結晶裝置，有利于實現黏膠短纖維生產的節能改進。
2酸浴調配模式探討
為保證黏膠紡絲質量，酸浴進出紡絲機的硫酸濃度差應小于8g/L，為此每噸黏膠短纖維需要約200m3的酸浴循環量，一條年產6萬噸的生產線每小時的酸浴循環量約1440m3，酸浴調配流程的設計會直接影響纖維生產的能耗。毛雷爾模式和蘭精模式，是當前黏膠短纖維生產中酸浴調配模式的兩種代表，分別對其能耗作了研究探討。
2.1毛雷爾模式
毛雷爾模式以國內引進的瑞士毛雷爾公司生產線為代表，工藝流程如圖1。在毛雷爾模式中，紡絲后的酸浴在真空抽吸作用下進入脫氣裝置，靠重力落入混合槽，在此進行濃度調配。然后用泵送入過濾系統，過濾后的酸浴一部分去閃蒸蒸發水分，蒸發母液去結晶析出芒硝；另一部分經加熱器調整到合格的溫度后進入高位槽，靠重力自流到紡絲機。毛雷爾酸浴調配模式的優點主要表現為：酸浴在循環調配過程中只需用泵提升一次，處于高位的脫氣裝置靠真空吸入，閃蒸裝置利用過濾后的余壓進酸。該裝置巧妙利用了重力位差，整個調配流程簡潔，動力消耗低，噸纖維耗電178kWh。該模式存在的主要缺點有以下幾方面。（1）酸浴先調配后閃蒸，由于酸浴濃度增加，沸點升比調配前升高1℃，蒸發能耗增大5%。（2）流程中酸浴過濾后并行供給紡絲機和閃蒸裝置，造成閃蒸裝置所供酸浴被重復過濾提升，過濾系統設備配臺增加了40%。（3）為維持酸浴溫度，需要設置單獨的酸浴加熱器，由于酸浴本身具有強腐蝕性，酸浴加熱器故障率高。
2.2蘭精模式
蘭精模式以國內引進的奧地利蘭精公司生產線為代表，工藝流程如圖2。在蘭精模式中，紡絲后的酸浴重力流入酸浴底槽，在泵和真空的雙重作用下進入脫氣裝置，重力流入脫氣回流槽。再用泵送去過濾，過濾后酸浴重力流回過濾回流槽，部分用泵送入閃蒸、結晶系統。最后酸浴在混合槽中調配合格后用泵送到紡絲機。蘭精模式酸浴調配工藝的優點主要表現為：它的二級真空脫氣裝置可維持酸浴進出口0.5℃的溫升，不需要設置單獨的加熱器；酸浴先蒸發后調配，閃蒸能耗低；閃蒸裝置所供酸浴沒有被重復過濾。該模式的缺點是在整個循環調配過程中，酸浴被泵反復提升了3次，與毛雷爾模式相比，泵的配置臺數多1.6倍，每噸纖維耗電為243kWh，比毛雷爾模式增加了36.5%。
3酸浴調配系統的節能改進
3.1新型多級閃蒸裝置的開發
黏膠短纖維的閃蒸裝置經歷了多效蒸發向多級閃蒸的更新換代，國內多級閃蒸近20年來經歷了6級向11級的升級，其中11級閃蒸有每小時12t和20t蒸發量兩種[14-17]。表3是當前幾種新型多級閃蒸裝置的指標對比表，由表3可見，隨閃蒸級數增加其能耗降低，但所需預熱器面積變大，設備投資大幅度增加。盡管如此，結合當今世界能源價格的不斷上漲，開發更高級數的多級閃蒸具有一定現實意義。合作開發的25t14級和35t16級閃蒸，經生產檢驗，運行良好。16級閃蒸比11級閃蒸節能36%，節能效果顯著。
3.2酸浴溫度平衡方式的改進
酸浴在循環過程中會散失熱量導致溫度降低，而紡絲機需要恒定的酸浴供應溫度，因此在酸浴調配流程中必須設置加熱。毛雷爾模式采用以蒸汽為熱源的間壁式換熱器進行加熱，而蘭精模式則是采用蒸汽噴射制造真空將酸浴脫氣進而加熱的方式。蘭精模式的酸浴加熱流程如圖3所示。酸浴依次通過一級脫氣罐和二級脫氣罐進行兩次脫氣，二級脫氣的真空由新鮮的引射蒸汽產生，脫除的不凝氣體、二次蒸汽與引射蒸汽一起進入一級脫氣罐的底部，在這里新蒸汽被落酸冷凝后與之混合，落酸被新蒸汽加熱，同時有微量不凝氣體向上穿過酸浴逸出，與第一級的二次蒸汽一起進入混合冷凝器。二級脫氣罐的落酸溫度比一級脫氣罐的進酸溫度提高了0.5℃，保證酸液溫度略有提高，彌補了酸浴循環過程中的部分熱損失。這種方式雖然省去了酸浴加熱器，但脫氣廠房高度增加，并且新鮮蒸汽直接冷凝在酸浴中，這部分冷凝水在后續流程中需要通過多級閃蒸去除，導致能耗增加。為克服上述模式帶來的弊端，研究設計了更加簡便節能的閃蒸調溫模式來平衡酸浴溫度，即通過提高多級閃蒸落酸溫度調節循環酸浴的溫度。改進后不需要設置單獨的加熱器，也不需要增加廠房，節能效果明顯。以一條年產6萬噸的生產線為例，如酸浴需要升溫2℃，以閃蒸調節溫度，則閃蒸出酸溫度比進酸溫度提高7.4℃即可達到溫度平衡。3種模式的耗能對比見表4。由表4可見，閃蒸調溫模式的能耗明顯降低，比毛雷爾模式節汽58%，比蘭精模式節汽68%。需注意的是此模式會使閃蒸能力降低10%，要求閃蒸配合得有余量。
3.3新型提硝裝置的開發
在酸浴的循環調配過程中，除了維持酸浴溫度平衡外，還需要維持濃度平衡。通過蒸發去除多余的水分，利用結晶和焙燒去除多余的硫酸鈉，然后在混合槽補加硫酸和硫酸鋅。傳統的提硝流程是將閃蒸的落酸送去低溫真空結晶，析出Na2SO410H2O（俗稱芒硝），然后再焙燒去掉結晶水得到無水硫酸鈉（俗稱元明粉）[18-21]。傳統提硝常用的方法為水冷結晶和酸冷結晶兩種，不僅流程復雜，而且能耗高。針對傳統提硝的缺點，合作開發了多級閃蒸一步提硝裝置，利用硫酸鈉溶液大于32.4℃時可直接結晶析出元明粉的性質，將多級閃蒸、結晶、焙燒裝置合為一體。一步提硝與傳統提硝耗能對比見表5。由表5可見，多級閃蒸一步提硝能耗大幅降低，較之傳統水冷結晶節汽77%，較之傳統酸冷結晶節汽45%，達到了節省投資、節約能源的目的。
3.4酸浴調配系統的優化設計
針對毛雷爾模式和蘭精模式的優缺點，為進一步降低能耗，完善當前黏膠短纖維的生產工藝，綜上所述，對酸浴調配系統進行了節能改進，工藝流程如圖4。改進后酸浴調配系統采取酸浴過濾后脫氣，用以避免膠塊堵塞篩板。提硝流程采用多級閃蒸一步提硝裝置替代傳統結晶焙燒提硝，利用多級閃蒸調節循環酸浴溫度，閃蒸供酸采用真空吸入調配前稀酸浴方式。優化設計后的模式比毛雷爾模式節省了酸浴高位槽、酸浴加熱器、40%的過濾設備、結晶和焙燒系統，較之蘭精模式節省了62.5%的泵、結晶和焙燒系統。3種模式的耗能對比見表6。由表6可見，相對于毛雷爾模式和蘭精模式，優化模式在節能方面顯示出極大的優勢，能耗最高可降低23%。
4結論
1高層住宅剪力墻結構設計的總論
1．1高層住宅結構設定意義
經濟快速發展使得城市的現代化程度越來越高，城市人口的不斷增加導致城市的高層住宅建筑也越來越多，居民對高層住宅的安全性要求也越來越高。高層住宅的設計需要考慮的因素包括建筑的高度、安全性、舒適性和經濟性等等，并且在施工結束后的工程驗收過程中的檢測標準也是非常嚴格，高層住宅必須經過嚴密的檢查才能投入居住。因此，建筑的結構對高層住宅的建設非常重要，而近年來，由于剪力墻能夠增加高層住宅建筑的可靠性的特點，使得剪力墻結構的應用范圍變得越來越廣泛。
1．2剪力墻的概念和結構
所謂剪力墻結構就是將現代產品鋼筋混凝土應用到高層住宅的墻體中，其基本作用就是代替傳統的梁柱加強高層住宅的結構安全性。剪力墻結構的使用使得墻體在承受橫豎力時更能體現支撐的良好效果。同時，剪力墻結構能夠具備傳統支撐結構不具備的優點，即剪力墻結構的整體性能大大的優于傳統支撐結構的整體性能，并且剪力墻結構的運用增加了房間的裝修空間，從而更大的提高高層住宅的房間使用率。但是剪力墻自身存在也一些不可避免的缺點，那就是在房屋的平面使用方面可能會受限制。而且由于剪力墻的整體性比較好，所以進行部分拆除或者破壞的工作難度較大。目前，大部分的剪力墻結構的施工成本較高和施工比較困難，所以需要對原有的剪力墻結構進行優化工作，降低施工成本和提高建筑整體的安全性能。
2剪力墻優化設計
2．1剪力墻抗震優化設計
現代社會，人們對建筑的抗震性能意識不斷提高。對于高層住宅建筑，地震所帶來的危害將會更大。因此，在對高層住宅進行結構設計時，一定要考慮建筑的抗震指數。對于高層住宅剪力墻結構，可能由于本身剛度比較差，所以在發生地震時變形就會非常嚴重，對于地震的防御力就很低。因此，對于高層住宅剪力墻的剛度問題要進行優化設計，符合抗震的要求，保證結構合理和經濟性。
2．2剪力墻結構設計優化
高層住宅建筑的設計不僅僅要求是能夠達到最基本的建筑使用標準，更要注意的注重結構合理性問題。高層建筑的設計過程中需要考慮建筑層數比較多，并且在施工時要保證地基足夠堅固，支撐之后將要建造的上面的樓層的重量。在設計時，既要保證剪力墻能夠保證較好的抗震性，又要保證足夠的剛度。對于現有的剪力墻結構中的一些缺點，比如建筑成本比較高，而且在施工時難度比較大，對于鋼材的使用量也非常大，也需要被考慮在優化設計中。可能這些缺點就是因現有剪力墻的結構不合理性造成，所以在進行優化設計的過程中就要考慮到這些問題。優化設計者要充分考慮到各方面可能影響到剪力墻結構的因素，在優化設計時能夠改進這些問題，爭取使得優化后的剪力墻在使用過程中盡量避免出現原有的不足。優化過后的剪力墻結構需要表現出抗震性好、建造成本低、施工時比較簡單、對鋼材的使用量降低等優點，因此對高層住宅的剪力墻優化設計的探索具有重要意義。
2．3剪力墻位置優化
剪力墻在其設計的過程中通常為雙向布置，一般沿著主軸方向或者其他的方向，此種做法可有效的提高空間工作性能，且極易實現兩個方面手里的抗側剛度接近。剪力墻的位置、數量均要得當適宜，若是剪力墻的數量太少，那么結構抗側剛度則無法滿足設計要求，但是數量過多，那么墻體的利用率則會大大降低，從而導致結構抗側剛度過大，加大地震力和自重，無法充分滿足設計要求。在設計剪力墻肢截面的時候，盡量達到規則、簡單、豎直剛度均勻等要求。在對建筑進行抗震設計時，剪力墻底部則需加強部位不應采用錯洞墻和疊合錯洞墻，有效的避免設計過程中墻肢剛度相差懸殊的洞口。同時剪力墻必須應用從上到下的連續布置方式，避免強敵剛度突變，且對剪力墻平面外地彎矩進行控制，保證剪力墻平面外地穩定性。
2．4剪力墻厚度優化
在對剪力墻進行厚度優化設計時可完全依靠ansys軟件進行設計，圖1剪力墻結構模型利用梁單元BEAM4和殼單元SHELL63建立剪力墻結構模型，如圖1，并充分的發揮ansys軟件強大模態分析功能采用30階莫泰，得到模型的30階自振頻率，從而對剪力墻的固有頻率與振型進行了優化設計，優化后的各階頻率均小于優化前，這就使得整個結構變的“更柔”而且降低了工程的成本。在墻體厚度的優化設計中，設計變量為剪力墻厚度，約束條件為最大層間位移角，目標函數為混凝土用量。優化后的墻體厚度從0.25m減小到0.214m，混凝土的用量也從2544m3降到了2181m3。
3結束語
當井下發生瓦斯爆炸等突況時，無法及時安全升井的井下人員，可以在救生艙內堅持若干小時，等待外部救援。救生艙殼體由過渡艙、生存艙和隔離艙門組成。為了便于下井安裝，救生艙殼體帶多個法蘭，并通過螺栓連接而成，其中過渡艙作為人員進出的通道；生存艙作為避災人員躲災休息的場所，可抵御外部瓦斯爆炸帶來的沖擊波；隔離艙門將過渡艙與生存艙隔開以免進人時有害氣體進入生存艙。
2礦用救生艙殼體建模及有限元分析
2．1救生艙殼體的幾何模型
目前救生艙殼體結構有2種：①頂面為圓弧形，底面為矩形；②頂面和底面均為矩形。其中頂面和底面均為矩形的救生艙殼體結構具有較強抗爆能力，所以本文針對此進行研究。根據殼體各部分結構對有限元分析結果的影響程度差異，本文對救生艙殼體結構的三維幾何模型進行了一定簡化，救生艙整體結構依據殼體實際尺寸進行建模，細小部件合理簡化，保留主體結構特征。建立的救生艙殼體幾何模型。
2．2救生艙殼體的有限元模型
救生艙殼體和其他主要零部件材料分別為Q345和Q235，進行數值模擬時采用彈塑性材料模型。
3方形救生艙殼體模型優化
當方形救生艙殼體前、后側都受到瓦斯爆炸沖擊波作用時，艙門和觀察窗都會受到不同程度的變形和破壞，此時逃生人員要想從艙內逃出就很困難，因此當艙門和觀察窗都失效時，設置逃生窗是必須的。位于艙壁上的逃生窗為防爆密閉窗，它要求能夠承受高溫、高壓和耐沖擊，同時要求具有很高的阻燃性能，因此其鋼板要厚，要有巖棉隔熱，且要求在艙里和艙外均可開啟和關閉。
4結語
色彩的功能與效應
（1）調節情緒。美國工效學家ick的實驗證明，室內色彩會影響人的情緒，人們在喜愛的環境里積極的情緒反應如友好的言詞、微笑能增加53%，消極的情緒反應如煩躁、敵意等下降了12%。可見良好的色彩環境對船員的心理健康具有促進作用。具體色彩與情緒效應情況如表2所示。
（2）調節溫度。色彩心理學家曾做過一個實驗來測定色彩的溫度變化。結果發現，在藍綠色調房間工作的人，當溫度下降到15oC時就會感到寒冷，而在紅橙色房間工作的人，當溫度降低到10-12oC時，才有寒冷的感覺，藍綠和紅橙兩種色彩感覺造成的溫差竟達到3-5oC。可見，在特殊航海環境里，利用色彩可調節溫度特性可以調節船員對海上環境的不適。
（3）調節時間認知。美國色彩學家弗•比林指出：在長波系的色彩裝飾房間，即暖色調房間里時間感知長，短波系的色彩裝飾房間里，時間感知短。這是因為高純度、暖色對視覺刺激較強，連帶著疲勞感，所以易產生時間意識。因此，在娛樂餐飲等主張短時間停留的區域多使用高純度涂裝，而在工作、學習區域采用乳白色系低純度涂裝可以淡薄時間意識，便于集中精力工作和學習。
人性化艙室色彩設計的實現
“人性化”是人本主義思想在室內設計中的體現，它強調設計為滿足人的生理、心理需求而存在，關心空間使用者的生理、心理及至情感的需要。從室內設計創作思想的演變史來看，人性環境設計已成為主流，設計以人為中心，開始注重人的因素和空間使用者的生理、心理及情感需求。色彩是室內環境設計的靈魂，它一經與具體的空間形體結合，便具有強大的精神影響，能喚起人的各種情緒和表達不同的情感，所以色彩是人性化設計表達情感、意境最重要的因素。
人性化的色彩設計從色彩的功能出發，運用色彩生理學、色彩心理學等理論，合理配置色彩與照明，避免色彩視覺引起的疲勞、緊張與錯視等不良影響，從而緩解人們因工作和環境帶來的精神壓抑和緊張感，提高工作效率和生活質量。船舶艙室色彩設計的“人性化”肯定了船員在空間色彩創造中的主導地位，強調色彩設計因空間使用者而存在，這是現代船舶艙室設計的方向，也是設計的最終歸宿。在水上運動的特殊建筑空間里，探討色彩與船員的生理、心理關系的問題，是個重要而且值得研究的課題。
1工作環境中的人性化色彩設計
駕駛艙在環境、采光、通風方面均好于其他區域，由于水手目光需室內外高頻率交換，單調的室內外色環境容易導致船員色辨力降低，造成誤讀、誤判、誤操作。因此，在操縱區域的色彩配置上，應注意緩解疲勞，儀表局部采用橙色、黃色或者紅色等明亮醒目色，起到警示功效。機艙內溫度高、噪音大、采光差，應避免選用刺激性的暖亮色，宜選用以清、靜、冷色為宜，以起到降溫的心理作用。具體配色建議如表3所示。
2生活環境中的人性化色彩設計
（1）居住艙室的色彩裝飾配色建議。居住艙室是調節船員心理的主要場所，宜用調和的同類色、鄰近色等親切靜謐之色，有助于睡眠、休息。應避免選用易產生性幻想和曖昧感色彩，如粉紅色等，或易使人興奮和加快血液循環的紅色和橙色等。配色調和時明度的構成是最重要的，一般對于接近膚色的明度6-8的亮度會產生親近感。地面、艙壁及天花板的色相不要做明顯變化，地面、墻面和頂棚的明度差依次相差1，使其逐漸亮起來，給人以安定感。例如，地面明度為6，艙壁7，天花板8，沙發的顏色比地面暗的時候，可以使用明度居于地面色和家具色之間的地墊，減少明度差，使空間穩定。具體配色建議如表4所示。
（2）公共艙室的色彩裝飾配色建議。公共艙室要營造輕松愉快的氛圍，以緩解船員因工作壓力帶來的緊張感，增進船員之間感情的健康交流。娛樂艙室按功能分為動、靜兩區，俱樂部要求熱鬧活躍，適用于淺暖色；閱覽室要求安靜、雅致，可選用淺藍、淺綠、淺黃等淺調，使船員精神集中、情緒穩定，閱覽桌椅切忌涂成白色，以免傷害其視力，以綠色及淺灰色為宜。具體配色建議如表5和表6所示。船員的心理不適會導致其缺乏食欲，進而會影響他們的體質。為此，餐廳應選擇有助于提高食欲的色相，如紅系、黃紅系、黃系，忌灰色、芥末黃、青綠色。此外，因綠色在光照下，人的臉面有變菜色之嫌，而紫色系會讓人產生戒備心理，都不是增進食欲的色相。廚房和配餐間應以白或冷色為主，可以緩和炊事的熱感。餐廳的具體配色建議如表7所示。
1．引言
電子設計自動化（EDA）是以電子系統設計軟件為工具，借助于計算機來完成數據處理、模擬評價、設計驗證等工序，以實現電子系統或電子產品的整個或大部分設計過程的技術。它具有設計周期短、設計費用低、設計質量高、數據處理能力強，設計資源可以共享等特點。電路通用分析軟件OrCAD/PSpice9以其良好的人機交互性能，完善的電路模擬、仿真、設計等功能，已成為微機級EDA的標準系列軟件之一。本文基于OrCAD/PSpice9的電路優化設計方法，通過實例分析了有源濾波器的優化設計過程。
2．OrCAD/PSpice9軟件的特點
OrCAD/PSpice9是美國OrCADINC.公司研制的一種電路模擬及仿真的自動化設計軟件，它不僅可以對模擬電路、數字電路、數/模混合電路等進行直流、交流、瞬態等基本電路特性的分析，而且可以進行蒙托卡諾（MonteCarlo）統計分析，最壞情況（WorstCase）分析、優化設計等復雜的電路特性分析。相比PSpice8.0及以前版本，具有如下新的特點：
·改變了批處理運行模式。可以在WINDOWS環境下，以人機交互方式運行。繪制好電路圖，即可直接進行電路模擬，無需用戶編制繁雜的輸入文件。在模擬過程中，可以隨時分析模擬結果，從電路圖上修改設計。
·以OrCAD/Capture作為前端模塊。除可以利用Capture的電路圖輸入這一基本功能外，還可實現OrCAD中設計項目統一管理，具有新的元器件屬性編輯工具和其他多種高效省時的功能。
·將電路模擬結果和波形顯示分析兩大模塊集成在一起。Probe只是作為其中的一個窗口，這樣可以啟動多個電路模擬過程，隨時修改電路特性分析的參數設置，并可在重新進行模擬后繼續顯示、分析新的模擬結果。
·引入了模擬類型分組的概念。每個模擬類型分組均有各自的名稱，分析結果數據單獨存放在一個文件中，同一個電路可建立多個模擬類型分組，不同分組也可以針對同一種特性分析類型，只是分析參數不同。
·擴展了模型參數生成軟件的功能。模型參數生成軟件ModelED可以統一處理以文本和修改規范兩種形式提取模型參數；新增了達林頓器件的模型參數提取；完成模型參數提取后，自動在圖形符號庫中增添該器件符號。
·增加了亞微米MOS器件模型EKV2-6。EKV2-6是一種基于器件物理特性的模型，適用于采用亞微米工藝技術的低壓、小電流模擬電路和數/模混合電路的模擬分析。
3．電路優化設計
所謂電路優化設計，是指在電路的性能已經基本滿足設計功能和指標的基礎上，為了使得電路的某些性能更為理想，在一定的約束條件下，對電路的某些參數進行調整，直到電路的性能達到要求為止。OrCAD/PSpice9軟件中采用PSpiceOptimizer模塊對電路進行優化設計，可以同時調整電路中8個元器件的參數，以滿足最多8個目標參數和約束條件的要求。可以根據給定的模型和一組晶體管特性數據，優化提取晶體管模型參數。
3.1電路優化基本條件
調用PSpiceOptimizer模塊對電路進行優化設計的基本條件如下：
·電路已經通過了PSpice的模擬，相當于電路除了某些性能不夠理想外，已經具備了所要求的基本功能，沒有其他大的問題。
·電路中至少有一個元器件為可變的值，并且其值的變化與優化設計的目標性能有關。在優化時，一定要將約束條件（如功耗）和目標參數（如延遲時間）用節點電壓和支路電流信號表示。
·存在一定的算法，使得優化設計的性能能夠成為以電路中的某些參數為變量的函數，這樣PSpice才能夠通過對參數變化進行分析來達到衡量性能好壞的目的。
3.2電路優化設計步驟
調用PSpiceOptimizer進行電路優化設計，一般按以下4個步驟：
(1)新建設計項目，完成電路原理圖設計。這一歩的關鍵是在電路中放置OPTPARAM符號，用于設置電路優化設計過程中需要調整的元器件名稱及有關參數值；
(2)根據待優化的特性參數類別調用PSpiceA/D進行電路模擬檢驗，確保電路設計能正常工作，基本滿足功能和特性要求；
(3)調用PSpiceOptimizer模塊，設置可調整的電路元器件參數、待優化的目標參數和約束條件等與優化有關的參數。這一歩是優化設計的關鍵。優化參數設置是否合適將決定能否取得滿意的優化結果；
(4)啟動優化迭代過程，輸出優化結果。
電路優化設計的過程框圖如圖1所示。
3.3電路優化設計實例
濾波器電路如圖2所示。優化目標要求中心頻率（Fc）為10Hz；3dB帶寬(BW)為1Hz，容差為10%；增益（G）為10，容差為10%。
在圖2中，濾波器電路共有三個可調電位器R
gain、Rfc和Rbw，用來調整中心頻率、帶寬以及增益，且這種調整是相互影響的。三個可變電阻的阻值是由滑動觸點的位置SET確定的，顯然SET值的范圍為0～1，所以將三個電位器的位置參數分別設置為aG、aBW和aFc。
由于對濾波器的優化設計是交流小信號分析，因此應將分析類型“Analysistype”設置為“ACSweep/Noise”；掃描類型“ACSweepType”設置為“Logarithmic”;“Points/Decade”設置為100；起始頻率“Start”和終止頻率“End”分別設置為1Hz和100Hz。
為了進行優化設計，在電路圖繪制好后，應放置OPTPARAM符號并設置待優化的元器件參數。本例中參數屬性設置值如表1所示。
設置好待調整的元器件參數以后，調用PSpiceOptimizer模塊并在優化窗口中設置增益（G）、中心頻率（Fc）和帶寬(BW)三個優化指標。并利用PSpice中提供的特征值函數定義這三個優化指標，具體設置見表2。
調用PSpiceA/D進行模擬計算，在相應窗口中顯示中心頻率的值為8.3222，帶寬為0.712187，增益為14.8106。顯然這與要求的設計指標有差距，需要通過優化設計達到目標。
在優化窗口中選擇執行Tune/Auto/Start子命令，即可開始優化過程。優化結束后，優化窗口中給出最終優化結果，如圖3所示。
由圖3可見，系統共進行了三次迭代，自動調用了9次電路模擬程序。當3個待調整的元器件參數分別取aG=0.476062；aFc=0.457928；aBW=0.702911時，可以使3個設計指標達到G=10.3499，Fc=9.98953，BW=1.00777。
可見，對電路進行優化設計后，電路指標均能滿足設計要求。另外，完成優化設計后，還可以從不同角度顯示和分析優化結果。
4.結束語
