结构分析与优化

结构分析与优化（精选十篇）

结构分析与优化 篇1

关键词：林业种植,措施,作用

1 引言

林业作为国民经济的重要组成部分, 它既是一项基础产业, 又是一项关系生态环境建设的公益事业, 肩负着优化生态环境和促进经济发展的双重使命。为此, 必须研究林业生产体系的产业结构和组织结构, 研究按新的林业结构、新的林业生产体系组织社会化大生产的技术方法, 以便根据各地不同的实际情况, 不同的条件、不失时机地改造单一利用森林木材效用的单效林业体系, 发展新的林业生产, 开拓新的产品, 引导现行林业向建设新的林业生产体系的方向前进, 以利于在实践中逐步形成的林业生产结构效益, 以利于谋取在现有条件下可能取得的最优的整体化效益。

2 林业结构调整措施

2.1 解放思想, 转变观念

加快林业产业建设是林业可持续发展的重要一翼。完备的林业生态体系和发达的林业产业体系, 构成了现代林业建设的整体, 两大体系紧密联系、缺一不可。发展林业产业是实施以生态建设为主的林业可持续发展战略目标的重要组成部分, 没有林业产业的支持, 林业就不能全面协调发展, 也难于实现可持续发展。随着我国加入世贸组织, 贸易壁垒, 关税壁垒的相应排除, 我国林产品进入国际市场不仅变成现实, 而且越来越受到各国人民的关注和接受。大力发展林业产业是促进生态效益、社会效益、经济效益全面协调发展, 实现生态文明, 生产发展, 生活富强, 加快新农村建设的有效措施。

2.2 政策引导, 建立灵活的运行机制

稳定林业政策, 探索建立灵活的林业运行机制, 造林中除继续坚持和完善竞争招标制、资源有偿流转机制、激励约束机制外, 还应积极探索建立林业开发新机制, 鼓励国有企业和农村集体经济组织和个人开发或联合开发林业资源。果品、花卉生产, 重点推广和发展“龙头组织 (公司、专业市场等) +中介组织 (合作社、专业协会等) +农户”的组织形式, 建立以“风险共担, 利益均沾”为核心的利益调节机制, 积极推行股份制和股份合作制, 同时建立以龙头企业服务和合作经济服务等为主体的服务保障机制, 健全科技推动机制和宏观调控机制等, 调动各方积极性从事林业生产活动, 使其在林业结构调整中获得更大经济效益。

2.3 增强产业发展活力

2.3.1 深化国有林场和苗圃改革

逐步将国有林场分为生态公益型和商品经营型两大类, 分别采取不同的管理体制、经营机制和政策措施, 实行分类管理。林业重点工程投资兴建的中心苗圃, 要全面推行企业化管理, 采取合作、租赁、拍卖等多种形式, 盘活现有资产, 增强发展活力。

2.3.2 创新森林公园经营体制

国有森林公园要在坚持统一规划、统一管理的前提下, 充分利用现有森林景观资源吸引各种投资主体通过独资、合资、合作等形式, 参与景区景点和各类服务项目的建设和经营, 加快森林旅游资源开发步伐。鼓励发展非国有森林公园。

2.3.3 推进林权制度改革

要加快建立现代林业产权制度, 明晰所有权、使用权, 放活经营权、落实处置权、确保收益权。加快培育活立木市场, 建立健全森林资源资产评估机构、评估程序和标准, 推进森林、林木和林地使用权流转, 加快林业产业健康有序发展。

2.4 进行林场划类经营

林场可以分为2类, 即经营商品林为主的林场和经营生态公益林为主的林场。对于商品生产型林场按规范的管理方式管理, 占用林地资源应缴纳林地占用费, 国家投资形成的资产应折成股份, 在林场分配过程中, 国家股份所得应上缴代表国家行使资产管理职能的管理部门, 林场的经营活动照章纳税, 林场的经营活动投入应通过国家计划解决, 这部分资金又可通过向受益部门收取森林生态效益补偿费解决。

2.5 依靠科教, 推进林业结构调整和优化

(1) 加强基层技术推广机构, 提高技术人员技术水平, 不断提高科技示范能力。

(2) 组织开展林果良种培育、模式化栽培、贮藏加工技术研究, 同时积极引进国外先进技术经验。

(3) 以项目为载体带动林业结构调整, 通过项目申报、评审、立项等程序有重点地扶持特色产业发展。

(4) 加快实施种苗工程建设, 把林果良种选育、引进和推广作为重点, 加快扩繁和应用速度。

(5) 大力开展林业技术培训工作, 抓好林业行业关键岗位和绿色证书培训, 逐步实行持证上岗。

2.6 强化服务, 推进林业产业化进程

(1) 加强信息网络建设, 及时、准确地向生产和经营者提供各种有关信息, 积极开展综合服务, 努力提高林农、果农、组织化程度, 建立果品协会或果品购销组织。

(2) 提高果品采后商品化处理水平, 通过清洗、杀菌、分级、打蜡、包装等措施, 增强果品的市场竞争力。

(3) 增加果品贮藏、加工业的投入, 以恒温和气调为主改善果品贮运条件, 不断研究开发适应市场需求的新产品。四是行政推动, 扶持龙头组织, 加快林业产业化进程。

以生态建设为重点, 在资源管理和培育上实现新突破。要积极推进生态功能区建设。深入实施天保工程, 切实搞好分类经营, 确保森林资源休养生息。认真落实环境影响评价制度, 坚决控制破坏环境、浪费资源的项目。切实加强自然保护区的规范化管理和配套建设, 统筹考虑保护与发展的关系, 审慎新建自然保护区。进一步强化林地林权管理, 严格实行林地总量控制和用途管制制度, 杜绝毁林开垦行为。继续巩固沙金停采成果, 坚决防止反弹, 积极争取政策, 切实做好矿区植被恢复。要全面加强“三总量”管理。严格落实伐区调查设计、拨交、作业的有关规定, 切实提高伐区作业质量。认真执行采伐限额, 坚决杜绝法人超采行为。要认真抓好森林资源培育。加大幼中龄林抚育力度, 强化抚育过程中的质量管理。

2.7 加大招商引资力度

招商引资是加快林区经济发展的一条捷径。通过招商引资可以使大兴安岭林区充分利用区外国外资金发展自己, 可以学习别人的先进管理经验提高资源型企业的管理技术水平, 为生态环境保护创造物质基础。通过落实领导责任和重奖招商引资有功人员等措施, 形成全党抓招商、全民搞招商的局面。把能推动生态接续产业快速发展的大项目作为招商引资的重点, 把优惠政策向非木产业项目、木材精深加工项目、具有规模优势的大项目、高科技含量项目和国有企业改造项目倾斜, 争取在生态旅游、绿色食品、特色养殖、北药开发等接续产业发展方面引进一批龙头企业。进一步优化招商引资的服务环境、政策环境和法制环境, 真正形成“洼地效应”, 尤其是要提高利用外资的能力。

2.8 重视人才的使用与培养

人才也是生产力, 我们要看到人才在加快生态区建设中的重要地位。要解放思想、更新观念。在用人的导向上要看能力、水平, 不唯学历;在职称的评定上不搞形式主义, 打破学历限制, 只重业绩、能力。在人才的培养上要努力提高本土人才的素质。

3 发挥林业系统各产业生产力作用

(1) 提高劳动者的素质。

改变单效林业观念, 引导人们向多效林的深度和广度进军, 去谋取可能取得的最优整体效益, 其中, 包括彼此结合在一起的经济效益、生态环境效益和社会效益。

(2) 产出新的林业结构效益。

按新的林业组成结构, 能列出各层次及处于这些层次上的各产业之间的系统联系和相互关系, 有利于按规律地优化林业结构, 把林业之间的结构性内耗降低到最小程度的结构效益。

(3) 形成新的系统生产力。

按新的林业生产力发展的需要。根据新林业的组成结构, 设置相应的机构, 并按开发新林业、新产品的需要选用人才, 能够做到组织化地使用人才, 组织化地使用好现代科学技术, 用最有利于发展林业生产力的方式去经营林业发展森林, 形成新的系统生产力。

(4) 全方位地产出联动效益。

林业系统理论是生产科学体系中心的一个组成部分、它所研究的新林业思维方式、新的结构体系, 能广泛地应用于国民经济和社会发展的有关部门, 促进这些部门、行业、直至整个国民经济和社会发展, 具有较强的辐射能力, 能产出向前、向后、横向等全方位的联动效益。

参考文献

[1]苟志君.优化林业结构促进产业发展[J].陕西综合经济, 2007 (2) :11~12.

[2]尹君, 张建云, 姜立新.优化调整产业结构, 实现林业跨越式发展[J].内蒙古林业调查设计, 2007 (4) :6~8.

[3]朱君, 胡增林.谈林业系统林产业组成结构及经营对象[J].内蒙古林业调查设计, 2007 (2) :42~43.

[4]郭兆平.实施林业分类经营合理调整产业结构[J].中国林业, 2010 (6) :61.

[5]赵忠学, 马有德, 严多发.浅论林业结构调整对生态建设和经济发展的作用[J].防护林科技, 2008 (9) :77~78.

[6]杨春连.做强做大特色产业促进林业产业结构优化升级[J].探索与发展, 2010 (4) :12~13.

结构分析与优化 篇2

苏北产业结构与布局优化升级应当走整体规划——产业培育——产业调整——整体优化的路径。

苏北各市已孵化出相对优势产业。2001 年，江苏政府作出苏北大发展、产业带（经济带）的具体规划，后又在陇海线开发战略和沿海开发战略中对各市产业发展做出明确规划。目前苏北各市已在30 个制造业中培育出相对（本市产业之间对比）优势产业：徐州的装备制造、新能源、食品加工，淮安的盐化工、新材料、IT、特钢，连云港的装备制造、新医药、新材料、新能源，盐城的汽车、交通运输设备、纺织、机械装备和化工，宿迁的食品饮料、纺织服装、林木加工、机械电子等。装备制造、新能源、新材料、纺织、化工、机械电子在各市均有不同程度的重叠。各市相对优势产业与其他城市相比很可能就不是优势产业（同一产业不同城市对比），随着竞争的加剧很可能使其优势地位不保，更谈不上升级为主导产业。

分布式计算机网络结构分析与优化 篇3

关键词：分布式；计算机网络；结构优化

中图分类号：TP393.02

分布式计算机网络优化是普通计算机的升级版。随着社会科技的发展，人们对网络的要求也越来越高，信息共享早已经成为了一种网络标志。网络信息的处理、更多网络信息的应用，都是时下人们关注的问题。随着人们对网络精致化的要求越来越多，普通的计算机网络结构已无法满足人们的应用需求，所需要的更加全面的分布式计算机网络系统也就随之产生。

1 计算机的网络结构

网络的整体系统、网络的结构组织与网络的机件配置这三个方面大体可以成为探讨计算机的网络结构的切入点。网络的整体系统主要与计算机的功能息息相关。计算机的硬件配置与计算机相应功能的配置，融合为一体，组成了分布式计算机网络系统，它不仅仅只是一个区域的管理系统，而是多方融合，通过互联网络的引导，从中央处理器开始，到达各个处理器，使之各个处理器有机融合，协调工作。网络的结构组织就是对网络的具体的描述，使用户可以全面、立体的感知网络。网络的机件配置，就是网络的应用与网络的布局相聯系，它们通过不同的渠道对计算机做更具体化的描述。这些渠道包括网络的软件、硬件以及通讯。

2 分析分布式计算机网络的管理结构

2.1 OSI网络管理系统

OSI网络管理系统在管理内容上有一定的提升与扩展，与传统的计算机网络结构相比，对时间、继承和关联，有了更全面的处理。信息模型、通信模型、组织模型、功能模型组成了OSI管理系统，这四种模型很大程度上加宽了网路管理的范围。一些比较简单的结构对象和体系属于信息模型，而组织模型就是对一些管理的对象进行更深一层的定义，使这些对象更加明确化。

2.2 SNMP网络管理体系

TCP、IP是其主要的管理目标。代理者、管理信息库、网络管理协议和管理站是其重要的关键组成部分。网络管理员通过管理站，以它为媒介，管理各个站点，使每个站点虽相互独立，但是却成一个体系。路由器、主机、计程器的代理信息都是代理者需要负责的部分，代理者对SNMP进行装备。如果有特殊情况可以及时汇报给管理总机。通过SNMP，管理者与管理站之间传递协议，并且运用MIB系统，对其中的对象进行整合来实现网络监控。

2.3 两种管理体系的应用

从实质上讲，分布式网络管理体系就是将网络管理化整为零，从大的整体上划分出各个小区域，并且互不影响，在每个小区域上都设置一个管理员，小区域的管理员之间不断进行信息交流，当信息交流量达到一定的层次的时候，总管理员就会与之进行信息交流。子网域有一个与小区域相同的MIB，在比较初级的网络条件下，MIB的数值是可以相同的。核心服务器的MIB有一定的自主权，可以选择性的间接汇总或者直接进行汇总。这种化整为零的管理模式，很大程度上减少了总管理区域的流量，使网络赛车的情况得到控制，与传统的网络集中管理模式相比，可以对网域进行更好的划分，网络功能也得到了很好的扩展，可以收获更多的网络管理效益。

3 分布式计算机网络结构的优化

3.1 分布式计算机网络结构的拓展性和受重用性

分布式计算机网络的N层结构是新研究发现的，这种N层结构对编写代码、维护工作有一定的帮助，它可以更便利的对收集到的数据业务以及数据库访问逻辑等进行分离，从而达到便捷管理的作用。计算机内这种分布式结构模式对开展计算机程序开发的员工起到很大的激励作用。它可以帮助计算机程序开发，可以帮助团队中的成员落实自己的职责，调动开发团队成员工作的积极性，从而更快速的为企业谋取经济效益，创造社会经济价值。

3.2 数据阅读的安全性和网络性能优化

老的编写程序用的是ASP，这种ASP的程序编写方式，就是在常规计算机网络上搜索信息和作业应用时，要先输入帐号和密码。这种编写的数据库，一般在帐号后面对应相应的密码，输入帐号和密码之后才能在网页中显示。这种程序编写模式一直沿用了很久，也很大程度上给用户对数据库的访问带来了一定的便利，但是这种方法还是有着不容忽视的缺陷的，它很容易会造成用户信息的泄漏，用户的信息最直接的储存在了数据库，显示的时候也是显示出最直接的储存数据，容易被他人盗取，造成重大影响。如果用户开始用分布式计算机网络，在使用的过程中，分布式计算机网络只会在页面上显示当时数据储存的途径和过程，而不会直接的显示数据，并且，数据库的数据只对特定的用户显示，不会被他人直接读写出来，增加了安全性，有了这层保障，用户可以更放心的储存数据，满足用户对网络信息的所有需求。

4 分布式计算机体系结构的作用

4.1 对设备开展统一管理化

首先，将网络上的所有有关联的网络设备都看作一个统一的整体，这样，当设备与其他的某一个任意点相连时，计算机的分布式设备管理系统都可以在任何协议的建立和WEB的管理模式下，对设备通过唯一的一个IP地址进行管理。这样一来，就可以通过这样的方式减少网络管理的麻烦程度，从数据、流量、软件升级等方面做网络优化处理。

4.2 解决“单点失效”问题

通过网络中心节集中网络的各个不同的设备，通过链路聚合技术，把网络核心化，集中化，提升整体网络的集中性能，解决单点失效下，网络分支瘫痪的问题。分布式计算机网络体系，化整为零，减少网络瘫痪问题的同时，各个分支网络设备也不会失去联系。任何一个设备出现故障，都可以进行网络的自动替换，分布式体系可以重新平均分配流量，保证了零额外配置，保障用户的权益。

4.3 合理均衡数据流量

分布式的计算机网络结构在很大的程度上保留了网络下个体设备的独立性，统一测量网络中的瞬狙。分布式的计算机网络结构在交换架构的所有交换机设备中都可以平均的分配负荷，避免出现网络堵塞和中断的可能性，最大限度的提升了网络中路由的性能，尽可能最大程度的运用网络中带宽，不出现浪费的情况。作为网络的核心整体，当交换架构不断转化时，自身也会相应的做出变化，在网络性能增长的同时，将自身的硬件升级，将系统的损害降到最低。

团队工作时，各个分支都努力做好自己负责的部分，看似没有联系，但是内部却息息相关，只有完成各自的任务量，团队的任务才能完成。在分布式网络体系中，经常出现的交换机，同时给与之相联系的主机和其他的交换机提供数据服务，不但快速有效的解决了问题，也提升了自身的网络结构。

5 结束语

笔者通过分析分布式计算机网络结构的管理体系，进一步探讨了分布式计算机结构未来的优化方向，对于分布式机构的适用性做了进一步的研究。人们对网络信息的要求越来越高，分布式计算机网络结构是顺应潮流而出现的新型产物，相对于目前广泛应用的普通计算机网络结构，笔者认为分布式计算机网络结构在未来，更有发展的空间，适用性更大。

参考文献：

[1]盛旭.分布式计算机网络结构分析与优化[J].信息产业，2013（34）：160.

[2]任晓薇.分布式计算机网络结构分析与优化[J].电脑知识与技术，2013（26）：5825-5826.

作者简介：王伟（1973.12-），男，吉林长春人，本科，助讲，计算机管理员，研究方向：计算机网络。

高层钢结构住宅结构优化与经济分析 篇4

1 工程概括

某住宅建筑高度为70.00米, 地下1层, 地上24层, 标准层层高2.9m, 地上建筑面积11423.7m2。原方案的-1层采用钢筋混凝土梁

钢骨混凝土柱结构体系;地上部分采用圆钢管混凝土柱-H型钢梁钢骨混凝土剪力墙结构体系, 钢框架采用Q345B钢。楼梯间、电梯井和A6户型设计成钢骨混凝土剪力墙。采用现浇钢筋混凝土楼板, 标准层楼板厚度120mm;加气混凝土砌块做填充墙。

本地区抗震设防烈度为6度, 设计基本加速度为0.05g, 设计地震分组为第二组, 抗震设防类别为丙类。基本风压0.5k N/m2。

鉴于地下部分为停车库, 且为钢筋混凝土结构, 本文只对±0.000以上部分进行分析讨论。

经过设计计算, 原来的方案型钢用钢量共计299.2t, 钢筋混凝土用量是1933.5m3。

根据上述分析结果, 方案存在如下问题:

(1) 钢框架部分设计偏于保守, 梁柱应力比富裕度较大, 设计偏于安全。

(2) 混凝土剪力墙设计不合理, 结构抗侧刚度过大。结构变形远远小于1/800的规范要求[1]。

另外, 结合现场施工实际情况, 电梯间、楼梯间剪力墙中暗含的钢框架导致钢筋绑扎复杂。暗钢框架梁HN200×100在混凝土剪力墙中的布置为例。混凝土剪力墙厚200mm, 内置梁HN200, 剪力墙配置直径22mm的钢筋。去除25mm厚混凝土保护层, 型钢和钢筋之间无缝隙, 混凝土无法浇注和振捣, 不满足混凝土施工规范要求。现场只能将型钢两侧翼缘各切去25mm, 只保留腹板和局部翼缘, 不仅导致暗含钢框架无法发挥增加结构延性的作用, 而且减缓了施工进度, 与纯混凝土剪力墙相比, 延长了2/3的工期。

根据以上问题, 在保持建筑方案的情况下, 对原结构方案进行优化得到优化方案。并对两个方案的经济性和技术性对比分析。

2 结构优化设计

2.1 结构方案布置

优化方案仍采用圆钢管混凝土柱-H型钢梁-混凝土剪力墙结构体系。布置柱网应考虑建筑的使用功能, 经济要求和结构体系等因素。因此建议保留外墙角柱, 去除室内隔墙交角处的钢柱, 将柱网尺寸加大至7.2m×8.5m之间。并根据楼层变化, 合理调整钢管柱的截面尺寸, 增加室内使用面积。实现A4和A5两户型的室内大空间布置, 方便业主的二次开发利用, 改善空间效果。

清华大学曾做过一批无边框钢骨混凝土剪力墙在轴压力和水平反复力作用的试验, 发现试件的破坏多为剪切破坏, 弯曲变形和滑移变形所占比例较小。可见暗含钢框架对结构抗震性能贡献不大, 而且钢骨混凝土钢筋绑扎复杂, 施工有难度。因此优化方案中去除了暗含的钢框架。依据国家规范关于高层建筑平面布置, 抗扭性能的规定, 没有对混凝土剪力墙的平面布置进行调整。仅适当调整混凝土剪力墙厚度, 合理降低结构自重。经过计算分析, 得到框架部分构件和剪力墙合理的截面尺寸。

2.2 优化方案分析结果

比较各计算数据, 优化方案中构件应力比较大且幅度减小, 富裕度也相应降低, 构件承载力得以充分发挥。

同时, 以两方案中相对应位置处GKZ-2与Z-2的强度和稳定性验算结果显示, 优化方案中钢柱截面尺寸略有增大, 而构件承载力得以充分利用。同时, 优化方案X方向和Y方向的最大层间位移角小于1/800, 满足相关要求。

优化方案各项控制指标与原方案相比大体相同, 建筑结构整体的抗侧刚度和结构延性均符合规范要求。去除暗含钢框架, 并适当减薄剪力墙厚度, 对整体结构抗侧刚度影响不大。两个方案的自振周期较为接近。而且前两个周期均为平动周期, 满足国家规范要求。

3 经济性分析

钢结构造价包括钢材费用, 制作安装费用和防火涂料费用, 三者分别占全部费用的45%, 35%和20%。经过上述技术分析, 优化方案的经济效益表现在如下方面:

3.1 减少钢筋混凝土用量:

钢管混凝土柱个数的减少, 混凝土剪力墙厚度的合理调整, 楼板厚度的减薄, 使混凝土共减少244.7m3, 共计611.75t, 节约24.47万元。同时, 降低现场浇筑量和湿作业的劳动强度, 有利于缩短工期。

3.2 降低单位用钢量:

框架部分优化, 钢柱数量减少和暗含钢框架的去除, 使得单位用钢量降低。地上部分节约用钢量4.25kg/m2, 共计48.55t, 按照目前钢结构市场价格每吨6000元计算, 直接经济效益29.13万元。

3.3 减少梁柱节点:

柱网尺寸的增大和暗含钢框架的去除, 使得地上部分梁柱节点一共减少1164个。钢结构制作安装的技术含量较高, 相应的劳务费也高。梁柱节点的减少, 大大降低工厂加工和现场施工的工作量, 框架部分工期减少一半, 约50天。

4 结论和建议

4.1 钢骨混凝土剪力墙的工程实际应用还需要进一步理论和实践上的完善。

根据计算分析结果, 去除暗含钢框架, 合理调整剪力墙厚度, 建筑结构整体的抗侧刚度和结构延性均符合规范要求, 对整体结构抗侧刚度影响不大, 共减少混凝土611.75t, 节约24.47万元。

4.2 合理柱网布置对单位用钢量具有显著影响。

结合建筑功能要求, 调整柱网尺寸, 使构件承载力得以充分发挥并且单位用钢量降低, 地上部分每平方米节约用钢量4.25kg/m2, 共48.55t。

4.3 优化设计取得较好经济效益, 混凝土和型钢费用共节约53.

6万元。而且优化设计后的结构趋于合理, 使之更加方便施工。在取得良好的经济效益的同时, 也提高住宅空间使用率。

摘要：钢—混凝土组合结构兼有钢结构和混凝土结构的优点, 目前在高层钢结构住宅领域应用较多。但已建或在建的部分高层钢结构住宅成本居高不下, 设计偏于保守, 困扰其发展。为解决上述问题, 在设计源头上降低成本, 明确结构布置对成本的影响。本文利用MTS多高层钢结构设计软件, 对某小区24层钢结构住宅的结构方案进行优化。通过调整柱网布置和剪力墙设计, 在降低结构主体造价的同时, 还增加用户使用空间, 取得较好效果。

关键词：钢框架,混凝土剪力墙,优化设计

参考文献

[1]高层建筑混凝土结构技术规程[S].JGJ3-2002, 北京:建筑工业出版社, 2002, 65.[1]高层建筑混凝土结构技术规程[S].JGJ3-2002, 北京:建筑工业出版社, 2002, 65.

结构分析与优化 篇5

南京市产业结构调整的优化模型与实证分析

通过分析,认为产业结构调整是由劳动力、资金、能源、自然资源、技术进步等因素在各产业问的.流动影响的,因此以这些因素之间的内在关系为条件建立线性规划的约束方程.由于各因素之间的约束条件是经常变动的,可以利用灰色系统理论预测各因素之间的变动条件.在此基础上建立了产业结构调整的灰色线性规划模型,并制定了南京市“十一五”期闻三次产业结构调整方案.

作 者：曹明霞 作者单位：江苏省社会科学院农村发展研究所,南京,210013刊 名：统计与决策 PKU CSSCI英文刊名：STATISTICS AND DECISION年，卷(期)：“”(3)分类号：O221.1 F224.31关键词：产业结构 灰色系统 线性规划 优化模型

结构分析与优化 篇6

关键词： 反射镜； 柔性支撑； 人工神经网络； 优化设计

中图分类号： TH 703文献标识码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.06.010

引言

反射镜作为空间相机的关键部件，其支撑技术是空间相机工程应用的关键。为保证成像质量，必须对反射镜面型精度及其动态特性特别是一阶频率都有较高要求[1]。支撑结构设计问题一般具有不可重复的高度非线性特点，变量很多而且关系复杂，很难用确切的数学、力学模型来描述。一般工程中都需要依靠有限元分析来进行结构优化设计，但是结构选型和设计的重复性工作，需要大量结构分析的计算量，仅靠输入参数进行有限元计算来得到最优结构的方法显然是不现实的。

人工神经网络在处理这个问题方面有着传统方法无法比拟的优越性，神经网络对输入节点没有限制，它适合解决结构工程中诸多影响因素的问题，神经元中的激活函数本身可以选用非线性函数，它能处理非常复杂的非线性问题，因此神经网络在结构工程中的应用是可行的。现利用人工神经网络的高度非线性逼近能力来对空间反射镜支撑结构进行优化设计，构造一个网络虚拟函数对结构参数与结构响应之间的非线性关系进行模拟，通过有导师的学习方法不断优化虚拟函数，最终找到一个从结构参数到结构响应之间的非线性映射，再从此非线性映射结果中找出使输出结果最优的输入解。

1反射镜支撑结构设计

优化的反射镜尺寸为210 mm，厚度20 mm。反射镜轻量化后的结构见图1（文中沿用此坐标系）。

基于反射镜挠性安装的原理，文中采用背部周边挠性支撑方式，定位原理如图2所示。三个只提供径向柔性的结构按等边三角形组合作用形成对反射镜的支撑，每个单独的柔性结构在轴向是刚性的[2]，这样组合限制了反射镜的轴向（z向）平移和在镜面平面内的两向转动（绕x、y轴），每个单独的柔性结构在切向是刚性的，这样组合限制了反射镜沿x、y轴的平移和绕镜面法向z轴的转动。

为符合上面的定位原理，综合考虑几何尺寸、工艺性能和重量等要求，设计的柔性支撑结构如图3所示。为使柔性结构在轴向提供足够的刚度并避免反射镜沿其法线方向平移，柔性结构在轴向要有一定的高度。这样即使由于温度变化引起了反射镜的径向伸缩运动，也不会在反射镜内产生应力[3]。为了充分适应反射镜的温度变形，应谨慎选取柔性结构的径向厚度和切向的长度，从而既使反射镜面形达标，又能保证反射镜组件的动态刚度特性。

该柔性支撑结构主要提供径向柔性和切向刚性、轴向刚性，如图4所示。

产品设计过程结构分析与优化 篇7

产品设计过程是一个动态、复杂的过程,包含着多个设计者、设计约束、设计目标、设计活动、过程变量等要素,这些设计过程要素之间的相互关系构建了设计过程的结构[1]。现如今设计过程建模优化的研究工作一直是工程领域研究的重点。不同的设计过程其建模方法也有各自的特点。许多研究人员对不同的设计过程建模方法进行了研究[2,3]。Shen等[4]把“扩增实境”技术应用于当前的产品设计过程中,并实现了产品的协同设计。黄洪钟等[5]在分析比较现有的设计过程建模方法的基础上,提出了用分层有色Petri网建立产品协同设计过程模型的思路和方法,并给出了设计过程性能分析的方法。崔卫华等[6]分析了新型自驱动式牵引机的开发过程,将协同工作过程建模方法(MCM)应用于复杂产品设计过程中。庞辉等[7]提出了一种数字化车身设计流程图,应用有向图和模糊设计结构矩阵对该设计流程进行信息建模和优化重组,为建立车身创新设计平台提供了有效的软件集成模式。

目前,从业务运作、项目管理的角度来理解设计过程的有关键路径法(CPM)和甘特图法等;从过程描述的角度来理解设计过程的有IDEF3法;从消除设计任务规模局限性的角度来理解设计过程的有设计结构矩阵(DSM)法;从设计活动间的信息驱动来理解设计过程的有图、树和Petri网法。当前实现设计过程要素、设计任务和设计活动之间结构关系的研究方法中往往采用DSM法。而DSM法采用撕裂、耦合等规则,对于复杂产品结构关系的分析具有局限性,同时DSM不能量化结构节点之间的关系。本文先对设计过程进行层次化分析,随着层次结构化模型概念的提出,引出结构模型内元素间的相互关系,并以一个液压系统的基本设计为例对结构模型进行说明;进一步构建产品设计过程结构模型,实现基于决策的产品设计过程的层次规划。

1 设计过程的层次化分析

一般层次结构分为树状结构和网状结构。层次结构中任一节点均可对应为一设计对象,该设计对象有自身的设计参数、设计函数和设计方法等。一个完整的设计过程往往对应一个设计树或设计网图,设计树或设计网图的每一节点均有与其对应的目标函数树[8],这样才能满足全过程、全系统和群决策的设计需要。根节点(顶层节点)往往为设计过程的最高级目标或最重要级过程因素,包含有产品的主参数、主约束和主目标。节点之间通过参数的输入输出形成一个有机整体。树图的树枝表达了节点之间的级次关系,并非数据传递关系。这些节点从结构层次上来讲,是树状结构,而从数据流传递方面来讲,则可能是无序或有序结构表达式[9]。实际上,我们需要理清各个元素节点之间的影响路径,将设计过程从纵的方向排出级次,形成相应的层次结构。

过程层次化的目的是建立合理的子因素、子任务层次结构,从而使因素、任务之间的联系尽可能少,以提高过程的求解效率。层次化有4种基本形式:第一种是按树的各节点层次结构,将其分解为多个子系统,这种规划往往带有主观性和随意性,规划结果具有多样性,问题求解的效率也难以把握,此外,设计过程的树图节点关系非常复杂,进行层次化处理之后可能只有一个或少数几个节点,这样就难以按结构层次进行分解,这种分解方式的优点是直观;第二种是设计结构矩阵法,用矩阵形式间接地表示复杂过程中变量间的信息依赖关系[10],通过矩阵的划分和割裂对过程元素实现行列重排,尽量少包含反馈标记,减少元素之间的耦合;第三种层次规划是从计算方便角度出发,将所有节点统一,然后根据整体设计函数与设计参数之间的相互关系,借助相应算法将整体任务分解为多个相互较为独立的子任务;第四种层次规划是将一个复杂的过程按决策过程将各种因素进行分解,形成层次化分析模型,包括目标层、准则层、方案层等,通过两两因素的相互比较,经过一致性判断,确定各决策因素的重要性权值或相对优劣的排序值。基于决策的设计过程层次化过程如图1所示。

2 结构模型的描述

面向设计过程进行建模时,模型的可信性既取决于模型的种类,又取决于模型的构造过程。复杂系统是由大量实体(可以是物理元件、装置等硬件,也可以是事件或现象,还可以是子系统)组成的,这些实体之间存在着错综复杂的相互作用关系。要建立系统的数学模型,必须首先正确地表示这些实体及它们相互之间存在的某种关系,建立系统的结构模型。系统结构模型具有以下特性:(1)结构模型是一种几何模型,可用有向连接图表示;(2)结构模型是一种以定性分析为主的模型,主要用来分析系统各实体之间的关系;(3)结构模型可用矩阵形式描述,把定性分析和定量分析相结合;(4)结构模型的描述形式处在数学模型和逻辑分析形式之间,它可以处理宏观、微观、定性、定量问题。

结构模型用于描述系统各实体间的关系,可表示成一个实体集合。用S={S1,S2,…,Sn}表示实体集合,Si表示实体集合中的元素,R={〈x,y〉|W(x,y)}表示在某种关系W下各实体间关系值的集合。这样,集合S和定义S元素的关系R就表示了系统在关系W下的结构模型。用节点表示S中的元素,用节点间的有向弧表示关系R,并约定:如果〈Si,Sj〉∈R,则在节点Si和Sj之间存在一条弧,其方向是从Si指向Sj。这样,结构模型{S,R}就可以用相应的有向图G={S,R}来唯一表示,其中S是节点集合,R是有向弧集合。有向图可以是树图,也可以是网图。现以液压系统的基本设计过程来对结构模型进行说明。

在液压回路的设计中有以下基本步骤:首先描述设计需求和工作环境;接着画出液压回路草图,计算和选择液压元件,确定液压系统的性能参数;最后画出液压系统图,并确定规范。图2所示是一个基本的液压回路,给出所需的往返速度v1和v2,系统的负载P1、P2、P3,要求设计液压系统。图2中,A为活塞有效面积,q为流量。通过分析,得出该基本液压回路设计过程的结构模型如图3所示。其中,S1表示计算活塞缸内径;S2表示计算活塞杆直径;S3表示计算泵流量;S4表示估算系统工作压力;S5表示确定泵规格;S6表示确定电机规格;S7表示计算油箱容积。节点之间的弧表示相应的数学计算关系。如S2和S3之间的弧表示如下的数学计算关系:节点S2表示活塞杆直径d,由直径可算出活塞面积S=πd2/4;节点S3表示计算泵流量,由活塞面积和已知的活塞速度,可以求出泵流量q=Sv。

由此可知设计过程中结构模型的节点可以表示设计要素、设计活动、设计参数和设计变量。

3 设计过程结构模型的构建

在对过程进行层次划分后,接下来要对设计过程进行层次规划。规划的目的是使设计过程层次结构更优化,节点之间关系更明确。在产品设计过程结构优化中,优化的主要目标就是明确设计因素之间的关系,减少不必要的设计因素,确定耦合设计因素,减少迭代设计因素。该设计过程结构构建算法如下:

(1)初始化关系结构矩阵S,确定矩阵的维数。

(2)首先对矩阵进行节点关系运算,若不能得出运算结果,转步骤(3),否则计算后结束。

(3)采用分枝规则,以同级节点的计算结果分析确定节点级次。

(4)对各分枝(级)节点进行分解,若各分枝(级)不能分解,则返回步骤(3)。

(5)对每个节点计算模型目标值,或赋予目标权重值,进行比较,确定消除节点。

(6)对节点之间的弧定义数学关系和模糊关系,相邻节点间两两比较,如果超出设定值,返回步骤(5)重新调整。

(7)如果节点有下述情况之一时便把它们排除:(1)目标权重值和模型目标值小于设定值,节点出度和入度少;(2)节点不可行,不满足计算约束。

(8)根据每个节点的参数和弧的数学关系计算不同层级之间节点的关系,通过计算结果验证消减节点的正确性,返回步骤(5)调整。

(9)当没有未测深节点和重要性判断节点时,结束,当前的结构层次为最优;否则,返回步骤(1)。

4 算例

在产品开发设计过程模型中,设计者往往需要考虑多个设计因素,如成本、可靠性、方便性、制造性等。在设计方案的决策中需要知道这些设计因素间的相互关系、重要度、密切度和因素对设计方案的影响度。在产品设计过程中考虑如下8个因素:(1)产品功能S1;(2)产品可信性S2;(3)产品安全性S3;(4)产品生产与维护性S4;(5)产品成本S5;(6)产品运输储存S6;(7)产品人因功效S7;(8)产品安装S8。

这8个因素是产品设计的决策准则,表示了设计的目标和属性。它们之间的相互影响关系用一个倒半角矩阵表示,如图4所示,其第i行从左到右分别表示了S8、S7、…、S1同Si间的相互关系,x表示Si影响其他因素,a表示其他因素影响Si,xa表示Si同其他因素互有影响。

下面根据因素相互影响图列出邻接矩阵:

根据邻接矩阵,则可求得可达矩阵:

在可达矩阵中,S5和S6所在行对应的列都相同,构成回路,去掉因素S6形成新的可达矩阵,见表1。

消去最高级别的S5因素后,形成新的可达集和前因集关系,见表2。

去掉第2级别因素S2后的关系如表3所示。

去掉因素S1后的关系如表4所示。

去掉因素S7后的关系如表5所示。

在设计过程结构模型的构建中,对于因素S1和因素S7,其可达集与前因集的交集和前因集相同,而此时可达集中已经不包含更高一级的因素,根据分析,列出因素S1为当前参考因素,进行后序求解,若出现矛盾情况则返回重新判定。由以上计算过程可以得出该产品设计开发过程的结构模型,如图5所示。该设计结构模型体现了设计过程要素的相互关系以及层级关系。图示结构模型中,最高级的设计要素为S5,第二级的设计要素为S2和S6,第三级的设计要素为S1和S7,第四级的设计要素为S3、S4和S8。该结构模型实现了基于决策的产品设计过程的层次规划。

5 结束语

产品设计过程直接影响了产品的开发质量、成本和时间。复杂产品的设计往往包含多个系统、子系统和子子系统以及大量复杂的设计因素,这些系统以及因素之间的结构关系直接影响产品设计过程。因此,分析结构关系、构建结构模型对设计过程的优化具有十分重要的意义。本文对产品设计过程进行分析,提出了设计过程的结构分析和结构模型的构建方法,在构建了设计过程结构模型后,后续的研究工作就可以围绕设计过程结构特征以及设计要素之间的定量关系进行展开,实现控制和优化设计过程的最终目的。

参考文献

[1]马明旭,王成恩,张嘉易,等.复杂产品多学科设计优化技术[J].机械工程学报,2008,44(6):15-26.

[2]Cai J.A Socio-technical Approach to Support Col-laborative Engineering Design[D].LosAngeles:University of Southern California,2002.

[3]Movahed-Khah R,Ostrosi E,Garro O.AnalysisOfinteraction Dynamics in Collaborative and Distrib-uted Design Process[J].Computers in Industry,2010,61(1):2-14.

[4]Shen Y,Ong S K,Nee A Y V.Augmented Realityfor Collaborative Product Design and Development[J].Design Studies,2010,31(2):118-145.

[5]黄洪钟,刘伟,李丽.产品协同设计过程建模研究[J].计算机集成制造系统-CIMS,2003,9(11):955-959.

[6]崔卫华,李刚炎,王慧,等.复杂产品协同设计过程建模方法研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2005,29(4):620-623.

[7]庞辉,方宗德.车身并行设计过程建模及优化研究[J].机械科学与技术,2007,26(7):931-935.

[8]王红卫.建模与仿真[M].北京:科学出版社,2002.

[9]冯强,孙博,任羿,等.产品综合设计过程建模方法与实现[J].计算机集成制造系统,2010,16(4):772-777.

机械结构优化设计应用与趋势分析 篇8

随着社会的快速发展, 科学技术也不断的更新, 导致产品换代的速度越来越迅猛。以前单一的大批量生产的方式逐步被小批量和多品种的生产方式所取代。为了提高市场的竞争率和占有率, 小批量生产往往要通过缩短生产周期和降低成本来实现。因此, 这种优化设计为了给机械设计提供了一种很重要的科学设计方法, 通过这种设计可以很快的抢占市场, 适应激烈的市场竞争, 可以提高设计的质量和缩短设计的时间, 达到高效率的生产。

20世纪60年代初, 优化设计才刚刚发展为一门新兴学科, 它是将数学中的最优理论与工程设计领域相结合, 通过在大量的设计方案中找到最优的或最合适的设计方案, 使工程设计的效率和设计质量得到提高。目前, 优化设计的应用很广泛, 航空航天、机械、交通、船舶、建筑、纺织、石油、冶金等各种不同的行业都在应用, 并产生了巨大的经济效益和社会效益。在21世纪的今天, 这种优化设计越来越受到追捧, 也被各种行业所看重, 也是现在工程人员需要掌握的一门设计的方法。

2.机械结构优化设计的应用概况

机械结构优化设计已经广泛的应用在不同的行业中, 在航空航天、汽车行业、石油行业、机械化工、建筑机械等取得了重大的成果。在《中国期刊全文数据库》 (理工A、B、C) 中, 有大量关于优化设计的论文, 1994—2005年3月, 共收集58226篇关于优化设计的论文, 1989—2005年3月, 《中国期刊全文数据库》 (工程技术) 中共收录了53859篇。

2.1 汽车工业的结构优化设计

汽车行业随着社会的发展与需求, 在不断的改革与创新, 每个国家对汽车行业都是很重视的。所以, 先进的机械结构优化设计方式在这个行业得到了很大的推广与应用, 国内外在汽车行业也有大量的关于结构优化的研究成果。李毅等研究了客车车身轻量化的优化设计, 黄俊研究了面向行人下肢碰撞保护的优化设计, 候敏枫研究了汽车车身形态仿生的优化设计, 王源邵研究了汽车车身安全性的优化设计。

当前, 汽车行业已成为了机械结构优化设计中应用相当广泛的领域之一, 在汽车行业也将占有重要的地位。

2.2 航空航天的结构优化设计

航天航空技术是一个国家科学技术的综合水平和实力的体现, 大量的先进科学技术首先在航天航空领域试验、应用和推广, 它也承载了新技术的开发与测试。机械结构优化设计在航天航空这一领域是发展最快、应用最广, 也是最大的。由于航天航空这一领域的特殊地位, 结构优化设计也得到了高度的重视和最广泛的应用。我国的航天航空也取得了巨大的成功, 而且结构优化设计将成为越来越大的角色, 为航天航空事业的发展做出巨大的贡献。

2.3 船舶行业的结构优化设计

20世纪70年代末, 我国才开始研究船舶的优化设计, 比国外晚了10左右。但是, 我国通过自主创新, 也取得了较大的成果, 对潜艇结构、油船剖面、潜艇外部液压舱等结构的优化设计进行了探究, 提高了研究对象的性能, 为船舶设计提供了可靠的设计数据和设计的方法。

2.4 其它方面的优化设计

结构优化不仅在上述行业有应用, 在其它行业也得到了充分的运用。武和平等对高速公路沥青混泥土路面结构进行了优化设计;谷祖强等对机床结构进行了优化设计;李渊等对双层组合套管进行了优化设计;武熙等对液压缩管机模具进行了优化设计;等等。

3 优化结构化的主要类型

3.1 机械结构的拓扑优化

过去的一般机械结构优化设计大多集中于结构参数的优化和设计, 往往忽略了机械零件的拓扑结构。随着人们对机械产品设计创新与设计的意识有所提高, 尤其是机械产品概念设计的提出与应用, 人们对结构优化提出了更高的要求, 也对机械产品进行结构拓扑的优化设计。

3.2 机械结构的形状优化

为了提高机械零部件的性能, 往往需要对机械零部件的结构进行优化, 但在机械零部件中, 会有很多困难, 比如, 连续体结构多, 形状复杂, 结构分析的困难等, 所以, 结构优化是一种可行的方式。20世纪80年代初, 机械行业开始兴起结构形状优化的研究, Haftka、ding和Hassani进行了综述, 国内也出现了许多研究成果, 王世军研究了机器人的结构形状优化设计, 田方研究了轴对称机械零件的形状优化设计, 孙玉研究了装校机器人关键件的结构形状优化设计。机械结构的形状优化设计是提高机械零部件性能很重要的方法。

3.3 机械系统结构动态优化设计

机械产品的动态性能对其强度和寿命有十分大的影响, 而且机械结构动态性能优化设计是实施结构优化设计的一个前提。虽然结构的动态特性分析是一个很复杂的过程, 尤其是大型复杂的结构, 但是对其动态结构设计将会有丰富的研究价值, 从而可以收集有用的资料, 对今后产品的实际应用产生巨大的影响。

3.4 多科学结构的优化设计

优化设计如果只考虑一个性能或者学科的影响, 往往会造成优化的结果不理想, 所以为了更好达到优化的目标, 应该使结构优化设计向系统性和总体性发展。由于出现了一个新兴的结构优化设计理论——MDO, 许多这方面的专家学者对MDO进行了研究, 也发表了大量的研究报告和论文。MDO为机械结构优化开辟了新领域, 也将提高产品的优化程度。

3.5 机械结构优化设计软件

目前, 具有结构优化的商用软件很多。比如我国大连理工大学开发的结构优化软件DDDU、美国大型有限元分析软件ANSYS、ANSTRAN等, 均为优化结构的优化提高了十分强大的工具。

4 结束语

总之, 在当代设计行业中, 设计优化占有相当重要的地步, 作为一种新型的设计方法, 将为机械结构设计提供良好的发展空间, 可以使设计的产品能有很高的的市场竞争力, 也可以提供有力的保障。而这种结构优化的方式通过研究人员与工作人员的共同努力下, 将会有一个广阔的发展前景, 从而提高我国的国民经济和综合国力。

参考文献

[1]王丽敏, 计小辈, 李颖芝.机械结构优化设计应用与趋势研究[J].刑台职业技术学院学报, 200 (83)

[2]史凤兰.机械结构优化设计发展综述[J].中国科技信息, 201 (022)

[3]秦东晨, 陈江义, 胡滨生, 王丽霞.机械结构优化设计的综述与展望[J].中国科技信息, 200 (59)

[4]牛小铁, 董立立.机械结构拓扑优化设计研究的现状及其发展趋势[J].煤矿机械, 2012-09-1 (59)

中国与东盟贸易结构分析及优化对策 篇9

一、中国与东盟贸易结构分析

1.从国别角度分析

经相关进出口数据统计分析, 在东盟的10个国家中, 新加坡、泰国、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾、越南这6个国家在东盟各国与中国的贸易中占据着绝对份额。而剩余的4个国家, 即文莱、柬埔寨、老挝和缅甸, 与中国之间贸易量较小, 即使4国合计仍不超过3%。就进出口总体情况而言, 新加坡曾在中国与东盟的贸易中处于领先的地位, 近年略有下降。而马来西亚前两年赶超新加坡成为与中国进行贸易量最大的东盟国家。文莱、柬埔寨、老挝和缅甸这4个国家, 由于经济发展落后, 且政治不甚稳定等因素, 对外贸易发展并不发达, 故而与中国的货物贸易额比重处于低水平。但随着中国与东盟各国的经济发展, 同这些国家对外贸易合作的发展尚有潜力。

就中国出口方面而言, 新加坡是中国出口至东盟货物贸易额最大的国家。越南的市场成长快速, 由于中国人力资本的成本近年来不断上升, 许多中国企业将加工场所搬至越南设立, 且因地理原因, 原材料等货物物流运输上十分便利, 故越南与中国的货物贸易大量增长。就东盟出口方面而言, 马来西亚、新加坡、印度尼西亚、泰国是主要的贸易伙伴。马来西亚也是中国从东盟进口的货物主要来源地。

2.从初级品与制成品所占比重分析

(1) 中国出口至东盟初级品与制成品比重分析

从规模上, 中国出口至东盟的初级产品额近年来均不断增长。如初级产品从2000年的出口额33.2亿美元增加至2009年的130.4亿美元, 增长了2.9倍。初级产品占中国出口至东盟货物总额的比例成总体下降, 但下降幅度不稳定, 在个别年份比例略有上升。从工业制成品看, 出口额有大幅度的增长, 2009年的工业制成品的出口额为931.8亿美元, 为2000年的出口额的6.6倍, 年均增长率为20.86%。2000年至2009年间, 工业制成品占中国出口至东盟货物总额比例有所提升, 提升幅度大致和初级产品比例下降的幅度相当, 由80.80%提升至87.66%。初级产品与工业制成品的出口比重在2000年为1:4.22, 而2008年已发展为1:9.01, 2009年略有下降, 为1:7.15。中国出口至东盟的货物的贸易结构以出口制成品为主, 初级产品为辅, 且制成品的比例有所上升, 初级产品所占比例日趋减少。

(2) 中国从东盟进口初级品与制成品比重分析

初级产品在中国从东盟进口货物比例中有所下降, 但下降幅度不大, 仍占据较大份额, 约占中国从东盟进口货物总额的30%。从制成品的规模来看, 在2000年, 制成品的出口额为145.6亿美元, 2009年增加为747.8亿美元, 为2000年的5.1倍。制成品占中国从东盟进口货物总额的比例有所上升, 由65.65%提升至70.08%, 制成品所占比例增大, 增长幅度亦不十分稳定。总的说来, 中国从东盟进口的货物结构以制成品为多, 但增长幅度不明显, 而初级产品与制成品的比例变动亦不十分明显, 初级产品仍然占据较大比例。

二、中国与东盟贸易结构存在问题分析

1.双边商品贸易结构中资源密集型产品及劳动密集型产品比重过大

目前中国从东盟进口的产品中初级产品仍占较大的比重, 显示了中国对来自东盟的资源密集型产品的依赖。究其原因, 不仅由于东盟国家自然资源禀赋的先天优势, 东盟的热带植物资源, 如橡胶、热带水果等, 且这些资源同中国的资源结构方面是互补的。而出口方面, 中国出口至东盟的货物的贸易结构以出口制成品为主, 初级产品为辅, 且制成品的比例有所上升, 初级产品所占比例日趋减少。如细化制成品为资本或技术密集型产品和劳动密集型产品进行分析, 中国在2000年出口至东盟的劳动密集型产品占中国与东盟商品贸易占据了29.30%, 到2009年时不降反升, 上升到32.07%。从这个角度看中国出口产业的产业结构并没有得到和中国经济快速增长相符的优化。中国出口至东盟的货物前十名中的纺织品、家具等均是典型的劳动密集型的产品。这些劳动密集型等商品在市场上的需求弹性小, 竞争较为激烈, 容易引起贸易摩擦。如在金融危机影响下, 中国的家具业将目光投向东盟市场, 许多东盟国家的家具业均表示担心, 长此以往, 一旦贸易国为了保护其家具等行业的发展, 可能采取相关措施, 将致使中国的贸易条件恶化。即使是某些高新技术产品, 如计算机、通讯设备等产品, 在中国经过简单加工拼装后出口至东盟, 技术含量与附加值低, 这些产品并不能算成真正的资本或技术密集型的产品, 而真正的资本、技术密集型的产品在中国的出口环节所占的比重仍然很小。

2.双方进出口商品贸易结构类似, 存在一定的竞争性

中国与东盟之间进出口的货物结构有许多相似之处。中国和东盟之间的贸易结构是由两国的产业结构决定的, 东盟除新加坡外大部分国家处于与中国发展水平不相上下的阶段, 各国的产业结构与中国有相似之处。具体而言, 主要的工业和出口贸易均是劳动力密集型与资源密集型的产业, 依靠发展中国家国内的人口红利与原材料丰富来营造比较优势。中国与东盟之间的贸易结构存在着一定的竞争性, 不仅体现在双边的贸易中, 也体现在第三国方面的市场上, 长此以往, 在劳动力成本提高以后, 中国产品的竞争力将会降低。

3.双方的产业内贸易存在发展潜力, 可进一步扩大产业内贸易

在中国—东盟自由贸易合作框架下, 随着关税与非关税壁垒的消除, 相应的配套设施、体系及政策的完善, 各种生产要素的跨国界流动更加便利与迅速, 要素将在一个自由贸易区的范围以最高效率为目标去进行配置。一旦产业出现了规模经济, 其规模经济效应将提高中国东盟双边企业的生产效率和企业利润, 还可以打破不完全竞争下寡头企业垄断的格局, 为市场提供有差异化的产品, 增加市场上供应的产品种类, 各成员国的社会福利随之提高。由上文可知, 中国与东盟某些国家的出口结构存在一定的竞争性, 从产业内贸易的角度看来, 中国同东盟可以利用双方的同样的生产要素禀赋, 如劳动力与丰富的原材料, 生产产业内部贸易的差异性的产品, 从而降低两国之间的利益冲突, 减少两国的竞争程度。可以看出, 某些产品的产业内系数还有上升的空间, 中国与东盟的合作可以进一步从基于要素差异的传统产业间贸易转型成为基于差别产品的产业间贸易。

三、中国与东盟贸易结构优化建议

1.增加劳动密集型产品的技术含量, 增加其附加值

促进国内产业结构的优化升级, 加快技术密集型产业和资本密集型产业的发展, 提高产品的附加值, 进而提高中国产品的国际竞争力。目前中国正在进行产业结构升级, 但是产业结构升级将是一个长期的改革, 从目前情况来看, 在今后相当长一段时间内, 资源密集型和劳动力密集型的产品仍然是中国出口的主要产品。为此, 必须提高这些传统出口优势产品的科学技术含量与提高其附加价值, 在维持传统优势的同时, 发展和创造新的优势。积极开发高新技术产品, 发展高新技术产业, 并注重将高新技术同传统产业相结合, 让这些技术含量高、加工程度深、附加值高的产品去替代传统的资源与劳动密集型产品, 以达到促进产业结构转型进而促进中国与东盟进出口贸易结构的优化的目的。

2.积极创新发展高新科技产业, 增加高新技术产品的进出口份额

产业转型, 即是将产业从资源消耗大、劳动力投入多的粗放生产模式转型为以资本、技术等要素为主导的新型产业发展模式。科技发展是第一生产力, 在进口结构的方面, 中国可以利用中国—东盟自由贸易合作的机会, 增大从新加坡进口科技含量高的产品, 在引入设备后注重吸收、消化、改造提高等, 将来自外部的优势化为内部所用, 促进中国的高新产业的发展。同时, 要发展中国自己的技术, 培育中国自己的品牌。加大对产品的科技创新研究力度, 对高新产业实行一定的政策优惠和倾斜, 鼓励发展低污染、低能耗同时高附加值、高技术含量的产业, 让高新技术产品成为中国出口的主导产品。

3.增强双边交流, 促进双边产业内贸易发展

自中国—东盟自由贸易协定实行以来, 在中国—东盟自由贸易的框架下, 中国与东盟商品贸易的结构优化离不开政府政策上的大力支持。政府可以鼓励一些具有优势并拥有一定实力的企业, 到越南、缅甸等经济实力较弱的东盟国家进行垂直一体化的投资, 在中国国内完成关键部分的环节, 然后出口。利用当地的廉价劳动力和便宜的原材料进行生产, 从而扩大了产业内的贸易, 同时能促进产业结构的转型。另一方面, 同中国发展水平相仿甚至更高的国家, 例如新加坡、马来西亚等, 可以鼓励企业发展水平一体化的跨国投资, 因为存在产品之间与消费者偏好等的差异, 同时可以形成规模经济的效应, 故而产业内贸易能得到增强。

摘要：中国与东盟相互之间的进出口贸易在彼此经济中所占比重加大, 影响深远, 对于其贸易结构的研究可以更好地认清双方商品贸易趋势和目前的商品贸易形势。通过相关分析和比较, 认识中国与东盟商品贸易结构中存在的问题, 提出相应的对策, 对优化我国与东盟的贸易结构提出建议, 从而进一步促进我国对外贸易的发展。

关键词：中国-东盟自由贸易区,贸易结构,对策

参考文献

[1]许宁宁, 安晓宇主编.中国-东盟自由贸易区与东盟企业在中国[M].中国铁道出版社, 2009.

前转向节总成结构优化设计与分析 篇10

随着汽车产业的迅猛发展和国民生活水平的日益提高, 人们在购买汽车时, 不再仅仅局限于低价格, 而渐渐地倾向于整车的质量。这就要求汽车制造企业必须不断推陈出新, 并逐步升级整车设计档次, 以满足消费者的需求。

某款轿车上市之后, 以其超高的“性价比”获得众多消费者的青睐, 上市初期曾出现一车难求的火爆场面。但随着市场保有量的提高, 一些内行的消费者对该车型的配置提出了更高的要求。消费者认为, 对该中档车来讲, 现用前转向节总成采用一代轮毂单元结构略显低档, 且整体性能不能满足市场需求, 希望汽车厂对该产品进行优化改进。

我们在接到汽车厂委托设计要求后, 立项利用CAD/CAE技术对前转向节总成进行优化设计改进及分析, 旨在提高前转向节总成性能、提升产品档次, 极大地满足整车及用户需求。

改进方案的确定

需要说明的是, 前转向节总成由前转向节、前轮毂单元等零部件装配组成。考虑到在本文所述转向节总成结构优化案例中, 前转向节是由于前轮毂单元升级改进而进行的被动更改, 且转向节更改对其性能影响不大。故本文着重论述前轮毂单元的结构优化设计与分析, 而对转向节改进不再赘述。另外, 在CAE技术运用过程中, 为了便于进行有限元分析时网格的划分, 在三维实体建模过程, 可忽略一些细微结构对整体分析的影响。

1. 现用前轮毂单元结构分析

现用前转向节总成结构中的前轮毂单元, 如图1所示。

从图1中可以看出, 现用轮毂单元结构有以下特点:

1) 轴承的使用寿命, 不仅与轴承本身的质量有关, 而且与前转向节及法兰盘的配合息息相关。在前转向节总成装配过程中, 任何一个装配疏忽都有可能导致轴承失效。

2) 现用结构中, 轴承因受各配合零件的公差影响, 压装后的游隙范围较大, 会造成轴承性能的一致性差。

3) 现用结构轴承偏距e (以无限接近于0为最佳) 较大, 影响轴承的使用寿命。

2. 改进方案

鉴于现有结构存在的诸多缺点, 确定了优化的原则及目标:在保证装配尺寸尽可能不变的前提下, 调整轮毂单元内部结构, 以提高轴承额定动载荷及轴承寿命。

根据轮毂单元总成在前转向节总成中的使用情况及产品相关技术要求, 并根据以往经验及类似产品结构, 前轮毂单元的优化方案如图2所示。

从改进方案来看, 优化的前轮毂单元在结构方面有如下特点:

1) 轮胎螺栓规格与改进前相同, 螺栓所在圆直径相同, 且法兰盘引导端结构及尺寸与改进前相同, 确保了轮毂单元与前制动盘及轮胎螺母的可装配性。

2) 内圈端面到法兰盘法兰端面的距离64.3mm (优化方案中为48+16.3mm) 保持不变, 确保了与驱动轴的可装配性。

3) 将法兰盘与轴承内圈集成, 在轮毂单元使用过程中, 内圈无需再进行压装, 可保证轴承出厂时的游隙。

4) 轴承偏距e优化为-1.25mm, 更接近于合理的偏距值。

5) 钢球直径增大, 提高承载能力。

6) 轮毂单元的装配高调整为48m m, 且轮毂单元与转向节需通过螺栓连接, 所以前转向节需随轮毂单元的优化作相应变更。

结构优化最大的特点在于:轮毂单元结构由原来的一代轴承加法兰盘融合为一个整体式的轮毂单元 (三代结构) 。众所周知, 三代轮毂单元在装配简易性、可靠性和动载荷性能上均优于现用的轮毂单元 (一代结构) 。

3. 改进前后尺寸对比

根据上述结构分析, 对改进前、后两种结构的尺寸进行对比, 见表1。

4. 改进前后性能对比

根据汽车厂提供整车参数, 对理论计算所需参数进行筛选, 见表2。

该产品经过优化设计改进后, 产品结构由原来的一代单元结构, 改进为结构更为合理、装配可靠性更高的三代单元结构, 理论寿命也从原来的32.3万km提高到56.9万km。

几何模型的建立

利用CAD三维软件建立改进前、改进后的轮毂单元模型, 分别如图3和图4所示。

有限元对比分析

1.边界条件分析

(1) 轮胎受力分析轮胎受力主要是分析汽车在直线行驶、转弯行驶下的前、后车轮的受力情况。轮胎所受的垂向力、侧向力是由车辆行驶工况、车辆自身特性来决定的。根据以往开发及有限元分析经验, 转弯工况为最恶劣, 所以在有限元分析时选用转弯工况作为分析边界条件。

(2) 轮毂单元模型及载荷施加轮毂单元为中心对称零件, 故建立一半模型进行计算, 同时建立轮胎模型。径向力加载在轮胎中心, 轴向力方向沿轮胎切线方向。轴重845kg, 按照转弯0.8g加速度进行加载。计算得出, 0.8g加速度时, 在轮毂单元上施加径向载荷为6719.3N, 轴向载荷为5375.4N。

采用子模型分析技术, 在全局模型分析结果的基础上, 使用细化网格对最大接触应力部位进一步分析, 从而得到更精确的结果。改进前轮毂单元与改进后轮毂单元整体模型如图5所示。

2.计算结果及分析

分析计算可获得0.8g加速度时改进前后的轮毂单元外圈、内圈、钢球的S及Mises应力分布。在此仅列示改进前后轮毂单元整体的S及Mises应力分布, 分别如图6和图7所示。

加速度为0.8g时, 改进前后, 内圈、外圈及钢球所受应力值见表3。

从上表可以看出:

1) 0.8g加速度时, 改进前轮毂单元外圈、内圈及钢球上S及Mises应力最大为4017MPa, 接近ISO规定的小于4200MPa的要求。

2) 0.8g加速度时, 改进后轮毂单元外圈、内圈及钢球上S及Mises应力最大为3419MPa, 远小于ISO规定的4200MPa的要求。

3) 改进后轮毂单元的最大应力小于改进前轮毂单元的最大应力, 可靠性更高。

通过分析对比, 在理论寿命计算可行的基础上, 进一步证明了优化设计方案的合理性及可行性。改进后的轮毂单元结构, 不但设计寿命上升了76%, 而且所承受的最大应力也明显降低。

结语