版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘 要: 在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词: 电路版图设计; 电路分割设计; 厚膜混合集成电路; 厚膜工艺 0 引 言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。 1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 2.2 设计步骤 2.2.1 分类清点电路中的元器件数量 分类清点电路中的元器件数量见表2。 表2 元器件数量 2.2.2 确定电路设计方案 根据电路原理图,对以下3个方案逐一进行分析: (1) 方案1:在印制板上双面布线 简单计算一下各种元器件所占面积:贴片电阻电容:4.8×46=220.8 mm2;贴片二三极管:8.9×5=44.5 mm2; 贴片集成电路:77×3+72=303 mm2;贴片运算放大器:33.44×11=367.84 mm2;电 位 器: 38×4=152 mm2;晶振:16 mm2。 元器件的总面积:220.8+44.5+303+367.84+152+16=1 104.14 mm2≈11 cm2。 印制板的可利用面积(单面):3.14×14.52=660.185 mm2≈6.6 cm2。 很显然,利用双面布局布线,印制板的面积远远满足不了设计的需要。另外,印制板为圆形,元件布局时面积的利用率更低。所以仅仅利用印制板的面积来进行平面化设计,理论上不可行。 (2) 方案2:印制板上安装双列直插式厚膜电路模块 采用厚膜工艺和印制板工艺相结合的方法进行布局布线。首先将电路原理图进行合理分割,确定要利用厚膜工艺进行设计的那部分电路,剩余部分电路则布线到印制板上。用厚膜工艺的电路,在陶瓷基板上采用双面布线,组装贴片元器件,可以增大布线的面积。然而,为了和印制板结合起来,双列直插式厚膜电路模块的引出端数目需求较多,采用最多的引出脚数量,也满足不了印制板与厚膜电路电连接的需要。 若采用裸芯片元件进行布线,则必须采用金属全密封封装。由于金属外壳的存在,导致基片的面积变得更小,模块的引出端数目随之减少。另外,裸芯片的电路只能采用单面布线,这样不能满足元件放置的需要,更不可能实现布线的需求。 所以该方案也不可行。 (3) 方案3:印制板上安装2个单列直插式厚膜电路模块 由方案1和方案2得知: (1) 必须在印制板上安装厚膜电路模块; (2) 采用2个单列直插式厚膜电路模块,且均采用双面布线。 2个单列直插式厚膜电路模块和1个双列直插式模块进行比较,虽然引出脚数目相等,但2个单列直插式电路比1个双列直插式电路的布线面积增大了1倍。对于圆形的印制板,将2个厚膜电路模块平行放置在直径上和与直径平行的最近位置,就可以保证厚膜电路模块和印制板之间的过渡线数目最多,且高度不会超过允许高度。经验证,这样的布局达到了厚膜电路模块和印制板上电路连接的需要,而且所有元件达到合理放置。 所以,方案3是可行的。 2.2.3 电路版图设计过程[3?4] 根据印制板外形尺寸的要求,2个单列直插式厚膜电路模块的陶瓷基片分别选用32 mm×16.5 mm×0.8 mm和30 mm×16.5 mm×0.8 mm两种,根据电路的工作原理,对2个电路原理图进行合理分割,可调元器件和大体积元件放置在印制板上,不可调部分分别放置在两个陶瓷基片上,经过合理布图,陶瓷基板上PCB图分别见图5,图6。 图5 厚膜电路1(正面和反面) 图6 厚膜电路2(正面和反面) 红色为一次导体,浅绿色为介质,深蓝色,红色为一次导体,湖蓝色为介质,为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,紫色为二次导体,其余颜色为厚膜电阻,共有13个引出脚。共有12个引出脚。 将两个厚膜电路模块按照厚膜电路的工艺进行封装完成后,作为印制板上的两个元器件,将其与厚膜电路模块外的元件在印制板上进行布局布线设计,即可完成整个电路的版图设计,并达到了设计要求。整个产品的印制板装配图见图7。 图7中,W1~W4为电位器,X为晶振,J1和J2分别为两块单列直插式厚膜电路模块。C2为片式钽电容,U7为SO?8集成电路,R*为片电容,其余为引出脚。 3 结 语 在电路版图的设计过程中,充分考虑到调试的需要,将需调试的元件和体积较大的元件放置在印制板上,无需调试的小体积元件放置在厚膜电路模块里,使得仅利用印制板难以完成的布图任务因巧妙利用厚膜工艺集成而大大缩小了产品的体积,从而实现了复杂电路体积小型化的目的,而且使产品美观,调试方便。 厚膜技术从早期应用在航空航天、卫星通信等领域,发展到现在的汽车、家用电器、音响设备等工业领域,无不说明厚膜工艺技术有着很好的发展前景和实用价值。 版图设计论文:《集成电路版图设计》课程教学改革与探索 【摘要】《集成电路版图设计》课程对微电子专业学生理解电路设计的概念和工艺技术的认识,起到承前启后的作用,对此课程教学方法的研究有着重要的理论和现实意义。 【关键词】集成电路版图;教学方法;改革 集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。 一、突出实践,理论配合 传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。 二、注重细节,加强引导 传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。 三、完善考核机制,争取比赛练兵 学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。 四、总结 《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。 作者简介:鞠家欣(1972—),黑龙江双城人,硕士,讲师,研究方向:集成电路设计与测试技术。 版图设计论文:微电子专业集成电路版图设计的教学研究 摘要:集成电路版图设计涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向。以CMOS反相器和基本MOS差分放大器为例,介绍了集成电路版图设计的教学内容。学生通过集成电路版图设计的教学环节,巩固了专业课程的理论知识,提高了集成电路设计的实践能力。 关键词:集成电路设计;版图;CMOS 作者简介:毛剑波(1970-),男,江苏句容人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,副教授;汪涛(1981-),男,河南商城人,合肥工业大学电子科学与应用物理学院,讲师。(安徽?合肥?230009) 基金项目:本文系安徽省高校教研项目(项目编号:20100115)、省级特色专业项目(项目编号:20100062)的研究成果。 集成电路(Integrated Circuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是新一代信息技术产业发展的优秀和关键,对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。经过30多年的发展,我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局,产业链基本形成。但与国际先进水平相比,我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。在集成电路产业中,集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业,集成电路设计人才严重匮乏,已成为制约行业发展的瓶颈。因此,培养大量高水平的集成电路设计人才,是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题,也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。[1-4] 一、集成电路版图设计软件平台 为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要,合肥工业大学(以下简称“我校”)从2005年起借助于大学计划,和美国Mentor Graphics公司、Xilinx公司、Altera公司、华大电子等公司合作建立了EDA实验室,配备了ModelSim、IC Station、Calibre、Xilinx ISE、Quartus II、九天Zeni设计系统等EDA软件。我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程,如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。同时对课程体系进行了修订,注意相关课程之间相互衔接,关键内容不遗漏,突出集成电路设计能力的培养,通过对课程内容的精选、重组和充实,结合实验教学环节的开展,构成了系统的集成电路设计教学过程。[5,6] 集成电路设计从实现方法上可以分为三种:全定制(full custom)、半定制(Semi-custom)和基于FPGA/CPLD可编程器件设计。全定制集成电路设计,特别是其后端的版图设计,涵盖了微电子学、电路理论、计算机图形学等诸多学科的基础理论,这是微电子学专业的办学重要特色和人才培养重点方向,目的是给本科专业学生打下坚实的设计理论基础。 在集成电路版图设计的教学中,采用的是中电华大电子设计公司设计开发的九天EDA软件系统(Zeni EDA System),这是中国唯一的具有自主知识产权的EDA工具软件。该软件与国际上流行的EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它的某些功能如版图编辑、验证等已经与国际产品相当甚至更优,已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了强大的功能,并成功开发出了许多实用的集成电路芯片。 九天EDA软件系统包括ZeniDM(Design Management)设计管理器,ZeniSE(Schematic Editor)原理图编辑器,ZeniPDT(physical design tool)版图编辑工具,ZeniVERI(Physical Design Verification Tools)版图验证工具,ZeniHDRC(Hierarchical Design Rules Check)层次版图设计规则检查工具,ZeniPE(Parasitic Parameter Extraction)寄生参数提取工具,ZeniSI(Signal Integrity)信号完整性分析工具等几个主要模块,实现了从集成电路电路原理图到版图的整个设计流程。 二、集成电路版图设计的教学目标 根据培养目标结合九天EDA软件的功能特点,在本科生三年级下半学期开设了为期一周的以九天EDA软件为工具的集成电路版图设计课程。 在集成电路版图设计的教学中,首先对集成电路设计的一些相关知识进行回顾,介绍版图设计的基础知识,如集成电路设计流程,CMOS基本工艺过程,版图的基本概念,版图的相关物理知识及物理结构,版图设计的基本流程,版图的总体设计,布局规划以及标准单元的版图设计等。然后结合上机实验,讲解Unix和Linux操作系统的常用命令,详细阐述基于标准单元库的版图设计流程,指导学生使用ZeniSE绘制电路原理图,使用ZeniPDT进行NMOS/PMOS以及反相器的简单版图设计。在此基础上,让学生自主选择一些较为复杂的单元电路进行设计,如数据选择器、MOS 差分放大器电路、二四译码器、基本RS触发器、六管MOS 静态存储单元等,使学生能深入理解集成电路版图设计的概念原理和设计方法。最后介绍版图验证的基本思想及实现,包括设计规则的检查(DRC),电路参数的检查(ERC),网表一致性检查(LVS),指导学生使用ZeniVERI等工具进行版图验证、查错和修改。[7] 集成电路版图设计的教学目标是: 版图设计论文:基于平衡技术的微带低通滤波器版图优化设计 摘要:微带线结构的不连续性,使反射损耗和插入损耗较大,影响滤波器性能。利用平衡法提升滤波器并联分支中较低的特性阻抗,达到降低微带线宽度的目的,从而均衡整个滤波器的宽度,使版图仿真优化。以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明,滤波器通带内反射损耗从-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗从0.679 dB降低到0.322 dB,与直接采用Richards变换和Kuroda规则设计微带低通滤波器相比,该方法能缩短滤波器设计周期,获得满意的滤波器性能。 关键词:低通滤波器; 微带线; 平衡技术; 版图优化 收稿日期:20110911微带滤波器是无线通信的重要部件。随着无线通信系统的发展,加速了微带滤波器的研究进程,发明许多Q值适中、重量轻、稳定性好的微带滤波器。计算机辅助设计软件的出现,使设计者在设计过程中避免繁杂的计算过程,提高复杂电路设计效率,缩短设计周期。设计者通常运用Richards变换与Kuroda规则设计微带低通滤波器[13]。该方法设计的滤波器在接头处会由于相邻耦合线线宽不同产生不连续性,使插入损耗较大,不满足一些射频通信的要求。为了解决此问题,采用电磁带隙结构与高低阻抗线结合的方法,改善了通带性能,但阻带性能变差,体积变大[4]。运用分形技术设计高低阻抗滤波器取得了一定的效果,但设计方法复杂,对于加工精度要求较高[5]。 本文提出一种采用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,并以5节切比雪夫微带低通滤波器为例,通过在低特性阻抗并联传输线节点处再并联相同长度的微带线,修改两条微带线特性阻抗为原来的两倍达到优化版图的目的。原理图仿真和版图仿真均验证了该方法的可行性。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,具有良好的应用前景。 1平衡技术设计原理 使用Richards变换和Kuroda规则设计微带滤波器,所得串并联传输线长度理论上是相同的。选取各支节传输线长度l为截止频率下波长的1/8,由终端开路传输线阻抗分布表达式:Zin(l)=-jZ0tan β1(1)式中:传播常数β=2π/λ;Z0为特性阻抗。将l=λ/8带入式(1)可得:Zin(l)=-jZ0(2)若传输线长度l保持不变,使两条特性阻抗Z0相同长度l相等的终端开路传输线并联于同一点,则其输入阻抗会减半为Z0/2;反之,将两段并联终端开路传输线特性阻抗提高1倍并联于同一点且保持传输线长度l不变,则输入阻抗保持不变为Z0。 由以上推导可知,用平衡技术修改滤波器并联终端开路传输线不影响各节的输入阻抗。 2用Richards变换、Kuroda规则设计微带低通滤波器由于当频率较高时电感和电容应选的元件值过小,由于寄生参数的影响,如此小的电感和电容已经不能再使用集中参数元件并且工作波长与滤波器元件的物理尺寸相近,滤波器元件之间的距离不可忽视,需要考虑分布参数效应[67]。基于以上原因,设计者先设计出有电感、电容组成的集中参数滤波器,然后运用Richards变换和Kuroda规则转换为合适的微带滤波器结构。 本文设计的微带低通滤波器指标如下: 截止频率为f0=3 GHz,通带内波纹为0.5 dB,在2倍截止频率处具有不小于40 dB的带外衰减,输入/输出阻抗为50 Ω。基板厚度H=0.762 mm,基板相对介电常数Er=3.66,磁导率μ=1 H/M,金属电导率为5.88 mS/m,封装高度Hu=1.0+33 mm,金属层厚度T=0.035 mm。 通过计算选用5阶切比雪夫微带低通滤波器模型进行设计[8]。电路原理及其仿真结果如图1所示。 图1微带低通滤波器原理电路及仿真结果由图可以看出串联和并联的微带线长度均为λ/8,而宽度与特性阻抗大小相关。 由于原理图仿真是在理想条件下进行的,而实际的电路板需要考虑耦合和干扰等因素的影响。ADS版图仿真是采用矩量法进行电磁仿真,对版图的仿真结果更符合电路实际情况[8]。图1所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图2所示。 图2微带低通滤波器版图结构及仿真结果3用平衡技术设计微带低通滤波器 由于微带传输线的特性阻抗越高,传输线的宽度就越窄。反之,阻抗越低,宽度就越宽。从第2节中的滤波器原理图可看出,TL3和TL5两段并联的微带线,他们的宽度比较宽即特性阻抗偏大,使用平衡技术,在TL3并联点处再并联一根相同长度的终端开路微带线,将两根线的特性阻抗扩大为原来的2倍,并运用ADS软件中的LineCalc工具推算出线的宽度W。对于TL5用同样的方法设计。电路原理及仿真结果如图3所示。 图3改进后微带低通滤波器原理电路及仿真结果图3所示的滤波器原理图对应的版图结构及仿真结构如图4所示。 图4改进后微带低通滤波器版图结构及仿真结果由图1和图3的原理图仿真结果可以看出,优化前的反射损耗,插入损耗与优化后的数值几乎相同。这与使用平衡技术修改原理图后不改变原有滤波器阻抗的结论相一致。 由图2和图4的版图仿真结果可以看出,通带内反射损耗由-9.566 dB降低到-15.837 dB,插入损耗由0.679 dB降低到0.322 dB。 可以看出,运用平衡技术均衡微带低通滤波器微带线宽度后,使通带内反射损耗明显改善,插入损耗明显降低,达到了性能指标。证明了该方法的有效性。 4结语 本文提出一种用平衡技术优化微带低通滤波器版图的方法,讨论了平衡技术的设计原理,并以一个5阶切比雪夫微带低通滤波器设计为例,仿真结果表明此滤波器版图仿真性能优于传统方法设计的微带滤波器。该方法简单易行,只需使用ADS软件就能方便修改,并且可以用于带阻滤波器等其他微带结构的滤波器,有效地缩短了设计周期,具有良好的应用前景。 版图设计论文:引入CDIO模式的《集成电路版图设计》课程开发实践 摘要:伴随着高等职业院校的教育改革,将CDIO的教育模式引入到《集成电路版图设计》教学开发中。鉴于CDIO教育理念的先进性、教学层面的系统性及其广泛的适应性,对《集成电路版图设计》课程进行了重新设计。本文从引入CDIO教育模式的必要性与必然性的分析到课程评估的结论,阐述了该课程设计开发的整个过程。 关键词:CDIO;高职教育;集成电路版图设计;课程开发 CDIO是基于项目学习的一种模式,是工科教育“做中学”的一种。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate),它以工程项目生命周期为载体,培养学生的学术知识、职业道德和运用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。此教育模式是由麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等发起,现已运用到几十个大学的众多专业,并获得产业界认可。 高职教育改革及引入CDIO教育模式的必要性与必然性 高等教育是在完成中等教育的基础上进行的专业教育,是培养高级专门人才的社会活动。职业教育是对受教育者施以从事某种职业所必需的知识与技能的训练,因此,职业教育亦称职业技术教育或实业教育。“高等职业教育”是“高等”与“职业教育”两个概念的复合。 我国高等职业教育的人才培养目标从开始提出的“技术型人才”、“应用型人才”,到后来的“实用型人才”,再到现在提出的“高技能人才”,多年来一直处于变化不定之中。高职培养的人才类型是实用型、应用型,与普通高等教育培养的人才是有差异的。所谓高技能人才,工作内涵是将成熟的技术和管理规范转变为现实的生产和服务,工作场合和岗位是基层第一线。 苏州工业园区职业技术学院的办学理念为“企业的需要,我们的目标;学生的需求,我们的追求”。近些年,我们在专业建设和课程教学改革方面做了许多探索,协助毕业生提高就业信心,实现优质就业,传统教育下的毕业生上岗适应慢,沟通能力差,动手能力弱,缺乏团队合作经验,缺少创新精神和创新能力、职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,频繁“跳槽”等,而这些都难以符合现代企业的需要。教育模式的改革势在必行,而CDIO教育模式恰恰有针对性地对传统教学中存在的诸多弊端做出了全面、系统的指导,CDIO教育模式引领了高等职业教育改革的必然性。 应用CDIO模式开发《集成电路版图设计》课程 (一)《集成电路版图设计》的课程理念与思路 《集成电路版图设计》课程是一门实践性很强的课程,针对课程特点,课程设计的基本思路是从岗位实际需求出发,从培养学生学习兴趣入手,在传授知识过程中重视能力培养,强化学生的自学能力和分析、解决问题的能力。具体做法是: 全程实施项目教学 本课程围绕多个相对独立的案例展开。案例的选择强调源于工程实际,注重内容的代表性、针对性、实用性以及先进性,理论知识的选择以“必需,够用”为原则。教学实践表明,案例教学使教学内容直观、具体、形象,易于接受,也使教学内容与工程实际及职业岗位紧密联系,有利于课内知识向工程实际拓宽、技术知识向工程实践迁移,从而有力促进了学生职业能力的发展。 全程实施情境式教学 本课程改变了将理论与实训分开的传统模式,在教学中设计了8个学习情境,每个情境都以相应的工业案例为主线,按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课,使学员在学中做、做中学,以提高IC版图设计技能训练的水平。同时,通过情境式教学,学生的学习兴趣和参与度大大提高,不仅培养了团队合作精神和沟通能力,还培养了学生的组织协调能力。 小班互动式教学 为达到更好的教学效果,本课程采用24人小班制教学,全程在实训室教学。根据教学内容采取“先讲,后练”、“边讲,边练”、“先练,后讲”等方法,从第一次课开始就设置实训操作内容,调动学生的主观能动性,增加师生互动性。 企业实训 通过校企合作建设校外实训基地的方式,安排学生到专业设计公司进行实训,扩展学生的知识面和工程认识,同时,提高学生对项目整个流程的认知,提高学生的抗压力,对职业道德和敬业精神的培养具有实践意义。 (二)《集成电路版图设计》之课程标准 《集成电路版图设计》课程标准涉及四个方面内容。 专业知识设计 专业知识方面围绕IC版图设计职业标准所要求的必要的基础知识和基本技能把本课程的内容分成多个模块:基础模块(系统操作部分)、应用模块(软件使用部分)、 基本技能训练模块(基本单元的版图设计)、技能提升模块(整体布局与项目掌控)等4个模块包含了8个情境。具体内容包括:Linux基础、版图识读与电路提取、design rule简表整理、绘制符合design rule的NAD2/NOR2版图、DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell的框架结构制定、standard cell版图设计、芯片CD4013的版图设计等,每一个情境都对应了某个特定岗位的部分工作内容。这些情境不仅可提供学生对岗位的认知机会,同时,也可激发自主学习的能动性和积极性。 个人职业技能和职业道德培养 在教学中注重对学生职业技能培养的同时也加强对学生职业道德的养成,用企业对员工的标准来要求学生进行实训,采用定期上交项目总结报告和分组进行项目实施进度报告等方式,为学生今后在企业的发展奠定基础。 团队意识的培养 能够快速地融入一个集体当中是从事设计与研发人员必备的能力,而常常被教育者和学生所忽视,因为传统的教育方式更多地关注对单独个体培养的成效,而实际工作中“独自作战”的时代过去了,取而代之的是团队合作,绝大多数的设计工作需要一个团队协作完成,所以这时人际交往就凸显其重要性。在教学中,我们让学生意识到团队协作的重要性和必要性,并在实训过程中从点滴做起,让学生具有团队合作的意识,如文件夹命名方式、文件管理等采取利于团队完成项目的方式进行设置。 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统的搭建 《集成电路版图设计》课程的CDIO系统按照下面的框架完成了搭建任务,如表1所示。 (三)《集成电路版图设计》课程CDIO系统的具体实施 我们在CDIO教学大纲的指导下,对《集成电路版图设计》课程进行设计如下:本课程以源于企业真实的项目(如design rule简表整理,见表2)为载体,将所有需要学习和掌握的内容都围绕该项目设计,形成一个整体。紧紧围绕知识体系教学专业技能提升职业道德养成主线组织教学,快乐教学、快乐学习,引导学生主动学、能做事、会做人。 本课程特色 (1)双语教学,强化应用,适应外企工作。 教师采用双语教学课件与讲义,用两种语言进行教学,学生采用两种语言进行作业,从而强化专业词汇的学习,为适应全英文的工作环境打下了良好的基础。(2)按企业标准建设,内容先进、实用。采用了与众多研发设计公司一致的SUN工作站,建立以UNIX/LINUX系统为基础的网络,安装版图设计普遍使用的Cadence工具软件。(3)企业项目实训。以企业的研发项目(Reverse、design rule简表整理;DRC及LVS验证及冲突识别和修改、standard cell库的建立、芯片CD4013设计等)为载体,在真实的环境(按照企业标准进行实训室配置)下,完成生产性实训任务,完成课程开发教学任务的教师具有多年在外企研发设计的工程背景,学生完成工学结合的作品符合企业设计需要。(4)综合全面的评价体系。理论与实践评价结合,技能训练与表达训练结合,校内教师评价与企业评价结合,学生的自评与互评结合。评价方面包括学习态度、5S素养、项目报告的书写、项目汇报、实践考核和理论考试(按版图设计职业标准四级难度要求随机从题库抽取试题)。(5)增强教师的教学技能。中青年教师、工程师都有学院内部培训课程和企业项目参与的经验,并且要求每年都要开新课和实验、训练项目。每个月都有业务和管理能力评价和学期段考核。参加过的培训都要有项目报告和培训体验交流。在实行课程轮换的同时,实行岗位轮换,使教师熟悉专业优秀技术并有扎实的基本功。专业教师通过深入企业和承当企业培训等途径,促使教学与生产实际结合。倡导教师既是讲师、又是实训指导教师,还是培训师和项目工程师,促进“双师型”教师培养。组织教师参加行业比赛,掌握行业的发展动向和需求,客观评价教师的技能水平。 课程质量监控体系的建立 教学质量的好与坏,不单是从学生的考核成绩上来评价,还在学院内设立了专门的教学监管体系,督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。更重要的是毕业的学生受到企业的好评,这是对我们课程质量最客观的评价。 课程评估 (一)基本达到预期目的 经过多年的教学实践,CDIO教学模式在《集成电路版图设计》课程中已初见成效,不仅学生在学习过程中表现出很高的积极性,参加职业资格认证测试的微电子专业的学生全部取得了集成电路版图设计师四级职业证书,通过对2008届、2009界毕业生就业调查,我院微电子类专业的毕业生,被苏州工业园区、苏州新区多家知名外企争相录用,就业率达100%。这些企业普遍认为我院的学生工作上手快,适应能力强,担任技术员及助理工程师以上岗位的占75%左右,不少学生已升任工程师助理及工程师。 (二)改进方向和途径 配合微电子专业建设,进行课程教学改革,使我们培养出来的学生全方位发展,符合企业的需求,不是单搞课程的开发,而是要建立起贯通的课程体系,从研发到制造,把先进的CDIO教学模式合理运用到自己的教学实践中去,不能机械地照搬照抄;要针对学生的实际水平和教学内容,提供知识供学生学习。要加强与企业的合作,紧随行业技术的更新步伐,及时更新案例项目。 CDIO教育模式的先进性、普遍实用性是毋庸置疑的,许多学院结合本校和行业特点都探索出新的模式。我们借鉴新加坡南洋理工学院教学模块化的成功案例,利用CDIO教育模式对《集成电路版图设计》课程进行开发,对高等职业教育的课程改革有一定的指导和借鉴作用。 作者简介: 孙丽莉(1976―),女,辽宁复县人,硕士,苏州工业园区职业技术学院教师,研究方向为微电子技术。 版图设计论文:基于九天EDA系统的全定制版图设计 摘要:以反相器等基本单元版图设计为基础,利用华大电子推广的九天EDA系统软件,采用0.6um硅栅CMOS工艺,按照全定制集成电路的后端设计流程,即基本单元建立、版图布局布线以及版图验证对用于数据采集的D触发器进行版图设计。其中着重对数字电路基本逻辑门版图设计技术进行了探讨。此版图已用于相关芯片的设计中,结果表明通过该软件系统设计的D触发器完全符合设计要求。 关键词:版图设计;九天EDA系统;D触发器 1引言 集成电路(Integrated Circuit,IC)把成千上万的电子元件包括晶体管、电阻、电容甚至电感集成在一个微小的芯片上。集成电路版图设计的合理与否、正确与否直接影响到集成电路产品的最终性能[1]。目前,集成电路版图设计的EDA ( Electronic Design Automation)工具较多,但主流的集成电路版图设计的EDA工具价格昂贵,而我国自主开发的九天EDA系统,具有很高的性价比,为我们提供了理想的集成电路设计工具。 2基本概念 2.1 版图 版图是将三维的立体结构转换为二维平面上的几何图形的设计过程,是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图用不同的图案来表示。它包括了电路尺寸、各层拓扑定义等器件的相关物理信息,是设计者交付给代工厂的最终输出。 2.2 版图设计 它将电路设计中的每一个元器件包括晶体管、电阻、电容等以及它们之间的连线转换成集成电路制造所需要的版图信息。主要包括图形划分、版图规划、布局布线及压缩等步骤[2]。版图设计是实现集成电路制造的必不可少的环节,它不仅关系到集成电路的功能是否正确,而且会在一定程度上影响集成电路的性能、面积、成本与功耗及可靠性等[3]。版图设计是集成电路从设计走向制造的桥梁。 2.3 集成电路版图实现方法 集成电路版图实现方法可以分为全定制(Full-Custom)设计和半定制(Semi-Custom)设计[4]。半定制设计方法包括门阵列设计方法、门海设计方法、标准单元设计方法、积木块设计方法及可编程逻辑器件设计方法等。全定制设计方法是利用人机交互图形系统,由版图设计人员从每一个半导体器件的图形、尺寸开始设计,直至整个版图的布局和布线。全定制设计的特点是针对每一个元件进行电路参数和版图参数的优化,可以得到最佳的性能以及最小的芯片尺寸,有利于提高集成度和降低生产成本。随着设计自动化的不断进步,全定制设计所占比例逐年下降[5]。 3九天EDA系统简介 华大电子推广的应用的九天EDA系统是我国自主研发的大规模集成电路设计EDA工具,与国际上主流EDA系统兼容,支持百万门级的集成电路设计规模,可进行国际通用的标准数据格式转换,它已经在商业化的集成电路设计公司以及东南大学等国内二十多所高校中得到了应用,特别是在模拟和高速集成电路的设计中发挥了作用,成功开发出了许多实用的集成电路芯片[6]。其主要包括下面几个部分[7]:ZeniSE( Schematic Editor)原理图编辑工具,它可以进行EDIF格式转换,支持第三方的Spice仿真嵌入; ) ZeniPDT ( Physical Design Tool)版图编辑工具;它能提供多层次、多视窗、多单元的版图编辑功能,同时能够支持百万门规模的版图编辑操作;ZeniVERI ( Physical Design Verification Tools)版图验证工具它可以进行几何设计规则检查(DRC) 、电学规则检查( ERC) 及逻辑图网表和版图网表比较(LVS)等。 版图设计用到的工具模块是ZeniPDT,它具备层次化编辑和在线设计规则检查能力,并提供标准数据写出接口。其设计流程如图1所示[8], 4设计实例 任何一个CMOS数字电路系统都是由一些基本的逻辑单元(非门、与非门、或非门等)组成,而基本单元版图的设计是基于晶体管级的电路图设计的。因而在版图设计中,主要涉及到如何设计掩膜版的形状、如何排列晶体管、接触孔的位置的安排以及信号引线的位置安排等。以下以一个用于数据采集的D触发器为例进行设计。 4.1 D触发器电路图及工作原理 D触发器电路图,如图2所示,此电路图是通过九天EDA系统工具的ZSE模块构建的,其基本工作原理是:首先设置CLB=1。当时钟信号CLK=0时,DATA信号通过导通的TG1进入主寄存器单元,从寄存器由于TG4的导通而形成闭合环路,锁存原来的信号,维持输出信号不变。当CLK从0跳变到1时,主寄存器单元由于TG2的导通而形成闭合回路,锁存住上半拍输入的DATA信号,这个信号同时又通过TG3经一个与非门和一个反相器到达Q端输出。当CLK再从1跳变到0时,D触发器又进入输入信号并锁存原来的输出状态。对于记忆单元有时必须进行设置,电路中的CLB信号就担当了触发器置0 的任务。当CLB=0时,两个与非门的输出被强制置到1,不论时钟处于0还是1,输出端Q均被置为0。 4.2 D触发器子单元版图设计 图2所示的D触发器由五个反相器、两个与非门、两个传输门和两个钟控反相器组成。选择适当的逻辑门单元版图,用这些单元模块构成D触发器。 对于全定制的集成电路版图设计,需要工作平台,包括设计硬件、设计使用的EDA软件以及版图设计的工艺文件和规则文件。此D触发器的设计硬件是一台SUN Ultra10工作站,设计软件是九天EDA系统,采用0.6um硅栅CMOS工艺。 CMOS反相器是数字电路中最基本单元,由一对互补的MOS管组成。上面为PMOS管(负载管),下面为NMOS管(驱动管)。由反相器电路的逻辑“非”功能可以扩展出“与非”、“或非”等基本逻辑电路,进而得到各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在电路图中,各器件端点之间所画的线表示连线,可以用两条线的简单交叉来表示。但对于具体的物理版图设计,必须关心不同连线层之间物理上的相互关系。在硅CMOS工艺中,不能把N型和 P型扩散区直接连接。因此,在物理结构上必须有一种实现简单的漏极之间的连接方法。例如,在物理版图中至少需要一条连线和两个接触孔。这条连线通常采用金属线。可得如图3(a)所示的反相器的局部的符号电路版图。同理,可以通过金属线和接触孔制作MOS管源端连接到电源VDD和地VSS的简单连线,如图3(b)所示。电源线和地线通常采用金属线,栅极连接可以用简单的多晶硅条制作。图3(c)给出了最后的符号电路版图。 通过九天版图设计工具绘制的反相器版图如图4所示。其他基本单元的版图可依此建立。 4.3 D触发器版图设计 先建立一个名为DFF的库,然后把建立的各个单元版图保存在DFF库中,同时在库中建立名为dff的新单元。调用各子单元,并进行相应D触发器的版图布局,接着就是单元间的连线。主要用到的层是金属1、金属2和多晶硅进行连接布线。接触孔是用来连接有源区和金属1,通孔用来连接金属1和金属2,多晶硅和多晶硅以及相同层金属之间可以直接连接。版图设计完成后,再利用版图验证工具ZeniVERI对该版图进行了版图验证。最后,经过验证后D触发器的版图如图5所示。 5结语 在分析CMOS 0.6um设计规则和工艺文件后,采用九天EDA系统,以D触发器为例进行了版图设计。实践表明,九天EDA系统工具具有很好的界面和处理能力。该版图已用于相关芯片的设计中,设计的D触发器完全符合设计要求。 作者简介 杨依忠,讲师,主要研究方向是混合集成电路设计。 版图设计论文:基于Virtuoso平台的单片射频收发系统电路仿真与版图设计 引言 在当前通信市场的带动下,通信技术飞速向前发展,手持无线通信终端成为其中的热门应用之一。因此,单片集成的射频收发系统正受到越来越广泛的关注。典型的射频收发系统包括低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、滤波器、可变增益放大器,以及提供本振所需的频率综合器等单元模块,对于工作在射频环境的电路系统,如2.4G或5G的WLAN应用,系统中要包含射频前端的小信号噪声敏感电路、对基带低频大信号有高线性度要求的模块、发射端大电流的PA模块、锁相环频率综合器中的数字块,以及非线性特性的VCO等各具特点的电路。众多的电路单元及其丰富的特点必然要求在这种系统的设计过程中有一个功能丰富且强大的设计平台。在综合比较后,本文选定了cadenceVirtuoso全定制IC设计工具。 Virtuoso是Cadence公司推出的用于模拟,数字混合电路仿真和射频电路仿真的专业软件。基于此平台,Cadence公司还开发了面向射频设计的新技术,包括射频提取技术、针对无线芯片设计的两个新设计流程。不仅如此,目前的Virtuoso已经整合了来自合作伙伴安捷伦、Coware、Helic和Mathworks等公司的技术,射频设计能力大为增强。使用该项新技术,可以减少设计反复,并缩短产品上市时间。其AMS工具可以实现自顶向下、数/模混合的电路设计;Composer工具可以方便地进行电路设计的输入和管理;spectre/SpectreRF仿真器精度高,适合不同特点的电路设计;Layout工具包含了布局、交叉参考、布线、版图验证、参数提取等功能;此外,Virtuoso能进行可靠的后仿真和成品率控制。 基于Virtuoso的行为仿真和系统规划 射频收发系统的设计最终能否成功,以及模块指标分配是否合理可行,都有赖于具体电路设计之前对系统的行为建模和计算,即所谓的行为仿真。这也是自顶向下设计模式的关键一步。Cadence内置的Verilog-A和VHDL仿真器,以及混合输入模式的仿真方法提供了这种可能性。而且,Cadence软件免费提供了大量的行为模型供选择使用,对于射频系统设计,所要做的就是调用并设定各个模块预期的指标要求,通过仿真很快就能得到系统的行为特征。根据要求可以方便地修改各个模块的指标重新仿真,直到系统的行为满足要求为止。以接收机为例,接收系统。每个模块的指标设定非常具体,如输入输出阻抗、增益、隔离度、噪声系数NF、线性度IP3、直流偏移IP2等。仿真完成后,每个模块的指标分配任务也同时完成。 每个模块用具体电路实现后可以逐一取代相应的设计模块,进行系统仿真,可以看出每个模块是否满足系统的需要,进而评估每个实际模块对系统性能的影响。 基于Virtuoso Spectre/SpectreRF的电路模块仿真设计 基于上述的行为仿真结果和指标分配结果,可以划分系统模块设计任务,对每个单元块分别进行设计仿真。 LNA是射频接收机最前端的一个有源部件,它决定了系统的噪声性能。对它的要求主要是具有尽量低的NF和足够的功率增益、好的输入匹配,其次是高线性度和隔离度。其电路如图3所示。利用Spectre的SP分析或SpectreRF的PSS+Pnoise分析都可以进行NF分析。还可以利用NFmin的结果来挑选晶体管的尺寸,以使最优源阻抗满足最小的噪声要求。 混频器是收发机的优秀,由于完成的是变频工作,其主要仿真方法需采用SpectreRF仿真器。混频器的益、NF等与输入输出有关,但输入和输出工作在不同的频段上,往往要在PSS分析的基础上进行其它分析才能得到正确结果,如PSP、Pnoise、PAC等。混频器的结构是典型双平衡吉尔伯特。 基带VGA由于频率低、增益大,因此对噪声要求不高,主要是对线性度、增益等指标有较高的要求,SpectreRF的PSS扫描可以方便地对模块的输入进行扫描并自动对扫描曲线作延长,直接标示出线性度PldB和IIP3的交点位置及数值大小,非常方便直观。这种方法与传统的two tone测试相比更加灵活高效。VGA在不同增益状态下的IIP3指标的仿真只需把控制写成变量,在ADE环境中进行扫描变量的值即可完成。所得的结果可以方便地进行比较分析。通过调整可以获得理想的VGA电路。甚至可以把ADE下的各种设置保存成ocean的脚本文件,利用脚本的自动运行,只要事先安排好各种仿真任务,Cadence就能自动完成各项仿真并保存数据结果。对数据进行比较分析后能获悉电路的性能,以此为指导逐步改进,便可获得一个满足系统需要的电路模块。 PLL模块 PLL各模块的仿真是一个比较有挑战性的任务,PLL本身是一个数字/模拟混合的模块,但是一般都用模拟的方式设计各个模块。PLL的仿真包含了上百项指标的测试工作,这些仿真要用到几乎所有Spectre和SpectreRF的仿真工具。以其中VCO和CP的仿真为例,VCO非线性的工作特点决定了它的噪声计算不能以小信号的方式进行,采用PSS+Pnoise的方式则可以准确地仿真VCO的相位噪声性能。通过扫描可以得到VCO的频率调谐增益Kvcvcd。 电荷泵输出电流特性是衡量CP性能的常用曲线,CP决定了PLL环路的增益和带内噪声性能。通过扫描也可以容易地得到CP在不同状态下电流源的恒流和匹配特性。 以上所述是射频接收机几个典型单元模块的电路设计仿真过程。系统各个单元块的仿真是可以同时展开的,完成的模块可以随时代人行为系统来验证设计结果。经过若干次反复修改与验证,最终可以得到符合要求的接收系统。 温度分析 要保证最终系统设计的可靠性和成品率,很关键的一步是在各个单元块的设计中进行温度、极端情况等分析。这些功能可以在CadenceVirtuoso中通过设置不同的仿真温度、通过仿真模型的Corner设置,以及直接使用其提供的MonteCarlo仿真工具来进行。 射频收发系统的整体电路仿真 各个模块电路分别设计验证完成以后,就可以把所有模块连成系统,并加上PAD、ESD等构成一个完整的芯片系统,对这个系统加上激励进行仿真测试,可以对整个系统电路进行仿真。如果仿真计算所用的硬件资 源足够大,可以直接对系统进行tran、SP、PSS,以及PSP、Pnoise、PAC等分析,获得整个芯片的性能。如果资源不足,则可以考虑对系统按功能进行分组、分块仿真。由于分出的块之间相对独立,因此整体系统的特性与分块仿真差别不大。 版图设计与后仿真 在各模块的设计指标满足自身及系统要求的基础上可以开始各个模块的版图设计,首先利用Layout-XL的元件调入功能可以直接由原理图调入版图元件,进行各个模块的粗略布局,主要是安排与其它模块的连接端口以及一些重要元件的预布局。然后从系统上将所有模块的预布局调入进行整体布局考虑。利用Virtuoso Layout工具所具有的层次化管理和操作的特性,可以对每个模块的安放及其与其它模块的衔接进行系统考虑。 系统布局以后,将边界条件分配给每个模块。在模块单独的布局过程中要遵守其边界约定。版图进行到一定阶段后,即可以调入到系统版图中来检查,随时作必要的调整以满足每个模块的具体情况。 具体版图绘制过程中可以充分利用Virtuoso版图工具的强大功能,比如充分发挥快捷键功能可以使版图设计流畅高效;利用Layout-XL的交叉参考可以随时发现错误的连线或因疏忽造成的短路;利用DRD的实时规则检查可以避免绝大多数违反设计规则的布图。 版图的规则检查可以采用Virtuoso的Diva工具,DRC、LVS、Exlract等工作都可以在其友好的界面下完成。对于射频电路版图元件数规模不大的特点,利用Diva完成绝大部分工作是很合适的。如果想进一步提高版图提取和后仿真的精确度,可以考虑采用Assure工具来进行。 结语 本文详细讨论了基于CadenceVirtuoso设计平台的单片射频收发集成电路的设计过程。讨论了利用Virtuoso工具完成的自顶向下、从系统到模块、从前端都后端的整个设计步骤,直到实现一个完整的射频芯片。可以看出,Virtuoso平台工具在IC设计的各个阶段所发挥的重要作用。 文中所述的单片射频芯片设计中所采用的Virtuoso工具只是Virtuoso家族中最常用的几个工具,依靠他们的强大功能足以完成复杂的射频系统设计,是性价比较高的一种解决方案。如果再结合Virtuoso的AMs、UltraSim、VoltageStorm、ElectronStorm等工具,将会使设计效率更高,设计更精确。 版图设计论文:数模混合集成电路版图设计的涨缩技术 摘 要:文章介绍了在数模混合版图设计中,如何把版图不同模块的涨缩需求,用一种完善的自动化程序技术方案来实现,并且可以批处理所有需要涨缩的版图数据。 关键词:数字;模拟;集成电路;版图设计;人工处理;程序化处理 随着集成电路技术的进步,晶体管尺寸越来越小。对于很多经过晶圆片验证的产品,需要通过版图等比例缩小,直接用于更小的工艺平台,不用重新设计版图,就可以流片,从而获得高集成度的效果,极大地提高了效率,节省了成本。而一个数模混合产品中包含数字部分和模拟部分,对于数字 IP,尤其是标准单元, 用于更小工艺平台的时候,可以直接采用版图等比例缩小的方式;而对于一些模拟IP来说,应用于更小工艺平台的时候,为了保持性能的最优化,需要保持原验证的同等条件;而对于工艺的临界尺寸(Critical Dimension, CD)来说,希望整个产品的接触孔的宽度是一致的。对于这样一个产品多种涨缩,部分还需要层次之间布尔操作的需求,本文提供一种完善的自动化流程方案来解决这种版图特殊涨缩的方法,可以程序化地批处理所有需要涨缩的版图数据。 1 客户项目涨缩需求概述 华润上华0.18 μm工艺线有3个差异不大的平台―0.18 μm, 0.162 μm ,0.153 μm。客户的产品很多已经在0.18 μm工艺平台验证过,为了增加单片晶圆片上的管芯的数量,提高利润空间,客户会直接把0.18 μm工艺平台验证过的产品等比例缩小到0.162 μm或者0.153 μm的两个工艺平台进行重新流片。而数字IP可以直接等比例缩小,但是模拟IP希望能直接用0.18 μm工艺平台设计方案,这两种IP类型共存于一个数模混合产品中,需要分别对这两种IP进行不同的操作,而且由于工艺要求需要,某些版图层次需要进行其他特殊的处理。 图1是数模混合的简化示意图,包含了数字IP和模拟IP。客户需求有两个要求:(1)模拟IP尺寸保持不变,数字IP尺寸缩小到原始的0.9倍;(2)整个产品的接触孔的宽度保持原始的0.22 μm。 2 人工涨缩技术操作方式 传统的操作技术中,大部分需要靠人工干涉和人工画图来实现,效率很低,下面简述一下传统人工操作技术方案: (1)在图1的版图EDA工具窗口菜单中,调用图2版图属性对话框,通过修改其参数选项Magnification等于0.9,把数字IP缩小到原始的0.9倍。 (2)这种修改的方式会导致版图层次之间出现0.001 μm的gap(空隙),如图3所示,金属层出现的gap图形;这种0.001 μm的gap会出现在很多不同分层结构的连接层次之间。 (3)人工修补版图,首先要把所有出现gap的图形一一填充好,然后把模拟IP和数字IP之间的连接金属线的位置分别调整好。 (4)因为原始接触孔宽度等于0.22 μm,如图4所示,而缩小到0.9倍以后数字 IP部分的接触孔宽度等于0.198 μm;为了保持全芯片的接触孔宽度一致,必须人工的把数字 IP内部的接触孔宽度修改为0.22 μm。 每一个数模产品都是非常巨大的,包含的contact的数量是数以万计的,模拟IP和数字IP连线也都是非常复杂的,而且要从底层单元开始修改,单靠这种传统的人工修改,工作量是超负荷的,从而使客户产品直接shrink的效率就大大降低,影响到客户产品的上市时间。 3 程序化处理涨缩技术 3.1 程序化涨缩技术原理 针对传统方案的缺点,结合我们客户需求,同时更多的是依赖个人技术经验,发明了一种自动化批处理,人工干预少的技术方案,从而大大提高了客户产品涨缩的效率。优秀技术方案是采用EDA工具calibre drc语言,编写涨缩程序,再运行程序,从而达到客户需求。图5是客户数模产品的涨缩批处理流程。 基本原理:整个程序分为涨大(enlarge)和整体缩小(shrink )两个过程。IP涨大以后,会把相关的接触孔的宽度恢复到0.22 μm,然后把涨大后的IP重新整合在原始的版图中,最后把整合好的数据进行整体shrink,从而达到版图等比例缩小的目的。 3.2 批处理程序的结构 根据图5的客户需求原理,我们用calibre语言需要编写了两个程序,一个是enlarge程序,一个是shrink程序,两者程序架构大体相同。程序架构包含以下几个方面。 (1)Specification Statement(规范说明):定义版图数据基本信息和需要的功能选项。 (2)Input Layers Statement(输入层次说明):把版图数据的所有输入层次信息定义出来。 (3)Layer Operations(版图层次运算):根据项目要求,进行所有层次之间的布尔运算。 (4)Output New Layer(输出新的版图层次):把最终完成各种处理的版图数据输出。 通过上面3个语句,就可以把版图Metal1层次的gap修补,以此类推,所有需要修改gap的版图层次都可以按照此语法命令结构来完成。 整体shrink的程序和enlarge的程序结构相同,在shrink程序中可以把客户所有层次之间的布尔运算需求,通过命令语句执行,从而完成客户数据光罩层次的输出。其中的shrink选项,只需要在程序的规范说明里面来定义即可,命令行如下:DRC MAGNIFY RESULTS 0.9,即可完成shrink 90%的功能任务,如果定义DRC MAGNIFY RESULTS 0.85,即可完成shrink 85%的功能需求。 3.4 q缩程序的执行 编写完程序以后,把版图数据等比例缩小的任务就可以按照步骤执行,首先运行enlarge(涨大)程序,然后运行shrink(缩小)程序。步骤如下: (1)在enlarge程序里面定义要涨大的版图数据的gds;运行enlarge程序:caliberCdrc Chier enlarge程序。 (2)把前两步运行出来的版图数据,放入原始的版图gds中,修补接口连线;在shrink程序里面把第(3)输出的版图数据定义进入;运行shrink程序:calibre Cdrc Chier shrink程序。 (3)通过这几个步骤,我们就可以把版图等比例缩小,同时还维持了模拟IP的原始状态。 (4)程序运行出来的版图,我们就可以直接拿到工艺厂流片。 4 结语 本文详细讲述了如何利用常用的EDA calibre工具语言,批处理集成电路版图等比例缩小的方法。现在集成电路行业发展迅速,工艺水平不断提高,而器件特征尺寸也随着摩尔定律不断缩小,如果一些数模混合产品经过缩小,可以在新的工艺平台流片,有些经过验证的IP希望在原始的工艺尺寸下复用,这些客户需求,都可以通过本文所阐述的技术原理,高效率地实现,极大地节省了设计成本。涨缩程序可以推广于任何后端版图设计中,简单编写一个小的程序,就可以代替人工繁重的全定制版图设计,从而大大提高设计效率。 版图设计论文:“集成电路版图设计”教学探索与实践 摘要:集成电路版图设计起着承接电路设计和芯片实现的重要作用,是集成电路设计流程中必不可少的环节,同时也是应用型集成电路人才的培养方向。对集成电路版图设计理论教学和实验教学过程的实施进行了探索和实践。以CMOS与非门为例,介绍了基于主流EDA工具的完整集成电路版图设计流程的教学实例。 关键词:集成电路设计;版图;EDA 集成电路是当今信息技术产业高速发展的基础和源动力,已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域,其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一[1],美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。我国拥有全球最大、增长最快的集成电路市场,2013年规模达9166亿元,占全球市场份额的50%左右。近年来,国家大力发展集成电路,在上海浦东等地建立了集成电路产业基地,对于集成电路设计、制造、封装、测试等方面的专门技术人才需求巨大。为了适应产业需求,推进我国集成电路发展,许多高校开设了电子科学与技术专业,以培养集成电路方向的专业人才。集成电路版图设计是电路设计与集成电路工艺之间必不可少的环节。据相关统计,在从事集成电路设计工作的电子科学与技术专业的应届毕业生中,由于具有更多的电路知识储备,研究生的从业比例比本科生高出很多。而以集成电路版图为代表包括集成电路测试以及工艺等与集成电路设计相关的工作,相对而言对电路设计知识的要求低很多。因而集成电路版图设计岗位对本科生而言更具竞争力。在版图设计岗位工作若干年知识和经验的积累也将有利于从事集成电路设计工作。因此,版图设计工程师的培养也成为了上海电力学院电子科学与技术专业本科人才培养的重要方向和办学特色。本文根据上海电力学院电子科学与技术专业建设的目标,结合本校人才培养和专业建设目标,就集成电路版图设计理论和实验教学环节进行了探索和实践。 一、优化理论教学方法,丰富教学手段,突出课程特点 集成电路版图作为一门电子科学与技术专业重要的专业课程,教学内容与电子技术(模拟电路和数字电路)、半导体器件、集成电路设计基础等先修课程中的电路理论、器件基础和工艺原理等理论知识紧密联系,同时版图设计具有很强的实践特点。因此,必须从本专业学生的实际特点和整个专业课程布局出发,注重课程与其他课程承前启后,有机融合,摸索出一套实用有效的教学方法。在理论授课过程中从集成电路的设计流程入手,在CMOS集成电路和双极集成电路基本工艺进行概述的基础上,从版图基本单元到电路再到芯片循序渐进地讲授集成电路版图结构、设计原理和方法,做到与上游知识点的融会贯通。 集成电路的规模已发展到片上系统(SOC)阶段,教科书的更新速度远远落后于集成电路技术的发展速度。集成电路工艺线宽达到了纳米量级,对于集成电路版图设计在当前工艺条件下出现的新问题和新规则,通过查阅最新的文献资料,向学生介绍版图设计前沿技术与发展趋势,开拓学生视野,提升学习热情。在课堂教学中尽量减少冗长的公式和繁复的理论推导,将理论讲解和工程实践相结合,通过工程案例使学生了解版图设计是科学、技术和经验的有机结合。比如,在有关天线效应的教学过程中针对一款采用中芯国际(SMIC)0.18um 1p6m工艺的雷达信号处理SOC 芯片,结合跳线法和反偏二极管的天线效应消除方法,详细阐述版图设计中完全修正天线规则违例的关键步骤,极大地激发了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 集成电路版图起着承接电路设计和芯片实现的重要作用。通过版图设计,可以将立体的电路转化为二维的平面几何图形,再通过工艺加工转化为基于半导体硅材料的立体结构[2]。集成电路版图设计是集成电路流程中的重要环节,与集成电路工艺密切相关。为了让学生获得直观、准确和清楚的认识,制作了形象生动、图文并茂的多媒体教学课件,将集成电路典型的设计流程、双极和CMOS集成电路工艺流程、芯片内部结构、版图的层次等内容以图片、Flash动画、视频等形式进行展示。 版图包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据[3]。掩膜上的图形决定着芯片上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片上物理层的尺寸直接相关。而集成电路制造厂家根据版图数据来制造掩膜,对于同种工艺各个foundry厂商所提供的版图设计规则各不相同[4]。教学实践中注意将先进的典型芯片版图设计实例引入课堂,例如举出台湾积体电路制造公司(TSMC)的45nm CMOS工艺的数模转换器的芯片版图实例,让学生从当今业界实际制造芯片的角度学习和掌握版图设计的规则,同时切实感受到模拟版图和数字版图设计的艺术。 二、利用业界主流EDA工具,构建基于完整版图设计流程的实验体系 集成电路版图设计实验采用了Cadence公司的EDA工具进行版图设计。Cadence的EDA产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路(IC)综合及布局布线、物理验证、PCB设计和硬件仿真建模模拟、混合信号及射频IC设计、全定制IC设计等。全球知名半导体与电子系统公司如AMD、NEC、三星、飞利浦均将Cadence软件作为其全球设计的标准。将业界主流的EDA设计软件引入实验教学环节,有利于学生毕业后很快适应岗位,尽快进入角色。 专业实验室配备了多台高性能Sun服务器、工作站以及60台供学生实验用的PC机。服务器中安装的Cadence 工具主要包括:Verilog HDL的仿真工具Verilog-X、电路图设计工具Composer、电路模拟工具Analog Artist、版图设计工具Virtuoso Layout Editing、版图验证工具Dracula 和Diva、自动布局布线工具Preview和Silicon Ensemble。 Cadence软件是按照库(Library)、单元(Cell)、和视图(View)的层次实现对文件的管理。库、单元和视图三者之间的关系为库文件是一组单元的集合,包含着各个单元的不同视图。库文件包括技术库和设计库两种,设计库是针对用户设立,不同的用户可以有不同的设计库。而技术库是针对工艺设立,不同特征尺寸的工艺、不同的芯片制造商的技术库不同。为了让学生在掌握主流EDA工具使用的同时对版图设计流程有准确、深入的理解,安排针对无锡上华公司0.6um两层多晶硅两层金属(Double Poly Double Metal)混合信号CMOS工艺的一系列实验让学生掌握包括从电路图的建立、版图建立与编辑、电学规则检查(ERC),设计规则检查(DRC)、到电路图-版图一致性检查(LVS)的完整的版图设计流程[5]。通过完整的基于设计流程的版图实验使学生能较好地掌握电路设计工具Composer、版图设计工具Virtuoso Layout Editor以及版图验证工具Dracula和Diva的使用,同时对版图设计的关键步骤形成清晰的认识。 以下以CMOS与非门为例,介绍基于一个完整的数字版图设计流程的教学实例。 在CMOS与非门的版图设计中,首先要求学生建立设计库和技术库,在技术库中加载CSMC 0.6um的工艺的技术文件,将设计库与技术库进行关联。然后在设计库中用Composer中建立相应的电路原理图(schematic),进行ERC检查。再根据电路原理图用Virtuoso Layout Editor工具绘制对应的版图(layout)。版图绘制步骤依次为MOS晶体管的有源区、多晶硅栅极、MOS管源区和漏区的接触孔、P+注入、N阱、N阱接触、N+注入、衬底接触、金属连线、电源线、地线、输入及输出。基本的版图绘制完成之后,将输入、输出端口以及电源线和地线的名称标注于版图的适当位置处,再在Dracula工具中利用几何设计规则文件进行DRC验证。然后利用GDS版图数据与电路图网表进行版图与原理图一致性检查(LVS),修改其中的错误并按最小面积优化版图,最后版图全部通过检查,设计完成。图1和图2分别给出了CMOS与非门的原理图和版图。 三、结束语 集成电路版图设计教学是电子科学与技术专业和相关电类专业培养应用型集成电路人才的重要环节,使学生巩固了集成电路电路原理、工艺和器件等理论知识,掌握了集成电路版图设计流程、方法和主流的EDA版图工具的使用,提高了学生的工程实践能力,同时培养了学生分析问题、解决问题的能力。随着集成电路飞速发展到纳米工艺,版图相关的新技术和设计规则不断涌现。因此,在今后的教学改革工作中,与时俱进,围绕先进的实际设计案例将课堂教学和设计应用紧密结合,构建集成电路版图设计的教学和实践体系,具有重要的意义。 版图设计论文:汽车电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证 摘 要 本文介绍了一款应用于汽车工程领域的电打火控制芯片的输入模块的版图设计与验证。采用标准双极工艺,全定制的设计对输入模块进行布局布线,并完成了后端验证。本芯片功耗低、成本低,性能稳定。 【关键词】电打火控制芯片 版图设计 1 引言 汽车电打火控制芯片是为使用霍尔效应管的无触点点火系统所设计的一款电打火控制芯片。芯片通过驱动外接的NPN达林顿管来控制点火线圈,使其获得足够的点火能量,只伴随很少的能量损失。本次设计的汽车电打火芯片共包含10个模块:基准电压模块、霍尔效应管输入模块、过压保护模块、占空比控制模块、限流保护电流模块、控制转换模块、缓慢恢复模块、不饱和感应模块、衡通保护模块、驱动电路模块和RPM模块。本文主要讨论了在系统设计和电路设计完成后,对输入模块:基准电压模块和霍尔效应管输入模块电路进行详细分析,并进行仿真,然后完成后端设计以及相关的验证工作。 本文电路中所采用的器件全部是双极型器件,采用5微米标准双极工艺进行版图设计。由于芯片整体电路图比较大,所以将电路图分成若干个模块分别设计,设计前先要将每个模块中的器件的大致位置规划好,在后面的整体版图整理中,再根据工艺线给出的封装结构调整各模块中器件和焊盘的位置。 2 电路分析、仿真结果以及版图设计 2.1 基准电压模块 电路如图1所示,当V3开始给整个电路供电时,随着V3的升高,Q58先导通,从而使Q60导通,Q57、Q58构成达林顿管。Q60的导通,使得镜像电流源Q59-1和Q59-2导通,开始为Q56,Q53,R33组成的能隙基准源供电,并最终在Q38的基极上产生1.25V的基准电压。基准电压产生后,Q61的B极电位为1.9V左右,高于Q60的B极电位(1.4V),所以,Q60截止。R31,Q57,Q58,Q60组成了基准电压部分的启动电路。 基准电压模块中的关键器件: (1)Q53和Q56的面积比要严格匹配,R33的大小影响基准电压值。 (2)R27、R28匹配。 基准电压模块的版图设计:根据隔离区划分标准,集电极电位相同晶体管可以放在同一个隔离区内,将基准电压模块电路图划分成10个隔离区。然后在各个隔离区内设计器件。 2.1.1 晶体管的设计 设计芯片一般情况下先调整晶体管的尺寸。虽然将晶体管的尺寸调到最小,会增大串联器件的电阻和增大时间常数,但是可以减小芯片面积,权衡利弊,缩小器件尺寸所Ю吹暮么σ远远大于它所带来的坏处。设计晶体管版图,首先要设计出一个最小尺寸的晶体管,这个最小尺寸的晶体管是根据本工艺线的工艺水平定出来的,本设计中最小尺寸晶体管的发射极面积是14×14μm2,然后在这个基础上考虑图形最小间距,逐步套合成一个最小尺寸的晶体管,也就是单位管。 根据对电路的分析、仿真,计算出电路图中所有晶体管发射区的尺寸,以单位管为标准,将计算出的发射区面积都表示为单位管的N倍。然后根据单位管的尺寸和本条工艺线所给出的最小设计规则,设计出各个晶体管的版图。 2.1.2 电阻的设计 根据不同类型的电阻具有不同的方块电阻,将大阻值的电阻设计为注入电阻,小阻值的电阻设计为扩散电阻,更大阻值的电阻设计为夹层电阻。 根据电阻公式: 可以根据工艺线的端头修正因子和版图中的布局情况电阻的形状和拐角个数。模块中共有15个电阻,经过计算分析,其中有一个是基区扩散电阻,其余的是注入电阻,方块电阻数全部标注在电路图中。 2.1.3 电容的设计 模块中只有一个电容,电容值为2pF,根据式(2)可以算出电容面积为: 算出电容的面积后,将这个电容做成梳状电容,使P区和N区的重迭面积为5000 就可以满足电容值为2pF的要求。 将电路图中的每个器件设计好之后,对比电路图,符合低风险合并规则的器件可以合并以减少面积。然后再参考电路图进行布线。基准电压模块版图设计如图2所示。 2.2 霍尔效应管输入模块 电路如图3所示,Q108的基极为其输出信号。霍尔效应管产生的信号从PIN5进入(V1),直接传给Q113的B极,Q113的B极与Q119的B极电位进行比较。当霍尔效应管产生的信号为高时,Q113极的B极电位为高,高于Q119的B极电位,所以,Q119导通,Q113截止。Q119的导通,使得Q111的B极电位为高,导通,从而将Q120-2的电流全部拉走,使得没有电流从Q108、Q112和R75中流过,此时模块的输出(Q108的基极)为低,约为0V。反之,上述各管子工作状态相反,模块输出为高,约为0.7V。Q114、Q115和D4组成了一个过压保护,使从霍尔效应管输入的信号不会过高,将其上限限定为(Vcc+2.1)V。霍尔效应管输入电路模块版图设计如图4所示。 3 版图验证 完成版图设计的电路性能由于诸多物理因素的介入,与逻辑设计、电路设计的结果相比,会有一定的变化,因此必须对版图进行验证,主要包括几何设计规则检查(DRC),电学规则检查(ERC),网表一致性检查(LVS),电路功能和性能验证(后仿真)等部分。这些检查工作能为电路的版图设计的正确性提供依据。本设计对绘制完的版图进行了DRC和LVS验证。 4 结论 这款电打火控制芯片的设计成功,填补了国内类似芯片的设计空白,更重要的是这款芯片的所有元器件几乎都采用最小设计尺寸,使芯片面积、功耗最小,从而提高了芯片的利用率,节省了设计成本。 版图设计论文:JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。 考虑到电路的高可靠性能,在电路的输入、输出、电源端均加上ESD保护电路,提高电路抗静电等级。 综上所述,结合具体布线情况,得出了芯片版图的整体布局,如图2所示。 2.2 主要模块及元器件版图设计 本设计采用4μm双极对通隔离兼容JFET工艺,单层金属布线,共15次光刻版,全部采用负胶接触光刻。最小特征尺寸为4μm,外延层厚度12μm,电阻率3Ω・cm,基区结深2.5~3.0μm。 2.2.1 标准元器件版图设计 本设计中用到的标准元件主要有P沟道JFET、外延型JFET,小功率npn晶体管、横向pnp管、电阻、电容。P沟道JFET沟道长度设计为10μm。外延型JFET沟道宽度设计为32μm。小功率npn晶体管发射区下限尺寸主要受光刻精度的限制,小于4mA的npn晶体管发射区为φ22μm圆形,发射极电流按0.1mA/μm计算【1】;4~25mA的npn晶体管发射区设计为200μm×18μm的矩形。纵向pnp晶体管发射区设计为350μm×30μm的矩形,同时在发射区做重掺杂,提高纵向pnp管的大电流增益。横向pnp管基区宽度设计为14μm。 另外,设计时还采用了发射极铝层大面积覆盖(过EB结势垒区),以减少表面复合,提高npn管和横向pnp管的小电流放大倍数【1】。 本设计中采用的电阻主要有基区电阻和高硼注入电阻。对于精度要求高、匹配性好的电阻采用基区电阻,如差分输入端要求精确匹配的电阻。为了保证电阻的精度和好的匹配性,设计时尽量避免弯头的出现。其余要求不高且阻值较大的电阻采用高B注入电阻,为了形成可靠的欧姆接触,在接触孔下的扩散区做了重掺杂。 电容器的设计采用MIS电容器,考虑电路对转换速率的要求,电容面积按2pF/10000μm2计算。 2.2.2 差分输入电路的版图设计 差分输入电路的精度是影响JFET输入运算放大器的最主要因素。因此,在版图设计时除了合适的布局外,还要充分考虑到该部分电路所用元器件的匹配性,设计时主要采用以下匹配原则:(1)JFET采用统一的几何形状,放置在最相邻的位置,采用共质心拓扑结构交叉耦合的版图设计【2】;(2)JFET所属隔离岛外围实行N+重掺杂,保证隔离岛等电位,减小JFET表面漏电;(3)npn晶体管发射区采用φ22μm圆形结构,放置在JFET边上,采用交叉耦合的版图设计,减小输入级有源负载失配对失调的影响;(4)匹配好的JFET远离芯片热源,放置在芯片的对称轴上;(5)所用电阻均为基区电阻,条宽为20μm。采用上述原则设计出如下结构: 经布局规划,模块实现和版图优化,得到芯片的整体版图(图4),芯片版图尺寸为:3380μm×1860μm。 3 流片结果及分析 芯片版图经总体布局、布线设计完成后,对版图进行了DRC和LVS检查,并在流片厂双极对通隔离兼容JFET工艺线成功流片,芯片图形如图5所示。 表1是该运算放大器样品的上机测试参数与国外同型号产品对比结果。从表1可以看出,该运算放大器达到了国外同型号产品的参数要求(实测时TI公司同类产品IB为100pA左右,Linear Technology公司同类产品IB为150pA左右),可以替代进口的同型产品。 4 结语 为了实现高精度、高速、高可靠运算放大器,本文设计出了一种输入级完全对称的版图结构。芯片版图经总体布局、布线设计完成,并在流片厂成功流片。结果表明,该芯片的性能指标优于国内同型产品,版图设计很好地实现了电路功能,初测芯片的成品率达90%。 版图设计论文:面向企业的IC版图设计教学探讨 摘要:本文在分析国内集成电路(IC)设计企业对版图设计要求的基础上,调查了已从事版图设计的一些学生在校期间所学的版图知识与企业要求的差异,针对版图教学存在的一些教学与企业对版图设计具体要求的不同,深入探讨IC版图教学内容和实现方法,规划版图教学与实践的紧密结合。强调版图教学与目前主流工艺、常用电路以及设计软件同步并重。 关键词:版图设计;集成电路;教学与实践 目前,集成电路设计公司在招聘新版图设计员工时,都希望找到已经具备一定工作经验的,并且熟悉本行业规范的设计师。但是,IC设计这个行业圈并不大,招聘人才难觅,不得不从其他同行业挖人才或通过猎头公司。企业不得不付出很高的薪资,设计师才会考虑跳槽,于是一些企业将招聘新员工目标转向了应届毕业生或在校生,以提供较低薪酬聘用员工或实习方式来培养适合本公司的版图师。一些具备版图设计知识的即将毕业学生就进入了IC设计行业。但是,企业通常在招聘时或是毕业生进入企业一段时间后发现,即使是懂点版图知识的新员工,电路和工艺的知识差强人意,再就是行业术语与设计软件使用不够熟练、甚至不懂。这就要求我们在版图教学时渗入电路与工艺等知识,使学生明确其中紧密关联关系,树立电路、工艺以及设计软件为版图设计服务的理念。 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。 2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。 3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。 2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。 3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。 集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者简介:李亮(1979-),男,内蒙察右前旗人,讲师,就职于苏州市职业大学电子信息工程学院,研究方向:集成电路设计与教学研究。 版图设计论文:做好凹版图文设计 提高印品质量 在凹版印前制作中,需要对客户设计好的图文进行适当地修改,使其尽可能满足凹印的要求。其中,线条、文字和色彩等都是重要的考查对象,只有设计和控制合理,才能达到理想的印刷效果。下面,笔者将谈一谈我公司凹版图文设计的要点,供同行参考。 文字和线条设计 文字和线条的设计一般应注意以下3个方面。 (1)由于较细小的文字和线条在印刷时不宜采用多色套印,所以,不能在套色图案上设计更加细小的反白字,且不宜在套色图案上留白后,再套印其他细小的文字,否则会增加套印难度。 (2)文字字号不应小于5号字,字高不得小于2mm;线条线宽不得小于0.1mm,但如果采用金属油墨印刷,考虑到金属油墨颗粒太大,在印刷时较难呈现理想的效果,所以其线条线宽就要大于0.1mm;细小的线条、文字等在设计时需要加上宽度为0.02mm的实边,加上实边后这些文字和线条本身的宽度应保持不变。 (3)文字与底图之间的压边在印刷时往往容易出现变色问题,如果客户不能接受这种问题,在图文设计时就要在文字边缘加白边,且白边宽度不得小于0.3mm。 色彩控制 (1)对人像等套印精度要求较严的图像,在图文设计时黄品青各色之间尽量不要加入其他色彩。 (2)印品上条形码的色彩多以黑色、深蓝色为主,不宜采用金属油墨或浅色油墨印刷。另外,条形码的大小应符合国家要求,为保证条形码印刷的完整性及清晰度,条形码的线条方向应尽量与版辊圆周方向一致。 (3)在油墨色彩能够达到客户要求的前提下,设计图文时尽量不使用叠色,例如,如果直接采用黑色挂网能够满足色彩要求的话,就不要选择由黄品青叠加而得到的黑色;过渡网能通过改变加网线数来达到色彩渐变效果的话,就不需要采用多色叠加去完成。 其他方面 加网时必须充分考虑80%和5%这两个色彩跳跃区,渐变挂网时最小网点极限应在10%以上,可印刷的最小网点面积率为15%~25%,尽量不要做大面积挂浅网,以免大批量印刷时造成网点丢失。另外,透明油墨和金属油墨必须要采用专色版,大面积实地底色最好要与网目调图案分开制版,且尽量采用专色版。 企业版图设计教学与实践 一、企业对IC版图设计的要求分析 集成电路设计公司在招聘版图设计员工时,除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外,大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求:熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺;熟悉集成电路(数字、模拟)设计,了解电路原理,设计关键点;熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则;掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具;完成手工版图设计和工艺验证[1,2]。另外,公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广,而国内学校开设这方面专业比较晚,IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大,所以拥有一定工作经验的设计工程师,就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4,5]。 二、针对企业要求的版图设计教学规划 1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件,它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时,一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等,鉴于很少有学校开设这门课程,可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计,可以由Foundry厂提供,也可由公司自定制标准单元版图库,因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中,无论是CMOS还是双极型电路,主要目标并不是芯片的尺寸,而是优化电路的性能,匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者,更关心的是电路的性能,了解电压和电流以及它们之间的相互关系,应当知道为什么差分对需要匹配,应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的,面积在某种程度上说仍然是一个问题,但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中,性能比尺寸更重要。另外,模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手,经常需要与前端工程师交流,看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等,这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此,对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高,版图设计工作还涵盖了电路提取与整理,这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程;而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。 三、教学实现 1.数字版图。数字集成电路版图在教学时,一是掌握自动布局布线工具的使用,还需要对UNIX或LINUX系统熟悉,尤其是一些常用的基本指令;二是数字逻辑单元版图的设计,目前数字集成电路设计大都采用CMOS工艺,因此,必须深入学习CMOS工艺流程。在教学时,可以做个形象的PPT,空间立体感要强,使学生更容易理解CMOS工艺的层次、空间感。逻辑单元版图具体教学方法应当采用上机操作并配备投影仪,教师一边讲解电路和绘制版图,一边讲解软件的操作、设计规则、画版图步骤、注意事项,学生跟着一步一步紧随教师演示学习如何画版图,同时教师可适当调整教学速度,适时停下来检查学生的学习情况,若有错加以纠正。这样,教师一个单元版图讲解完毕,学生亦完成一个单元版图。亦步亦趋、步步跟随,学生的注意力更容易集中,掌握速度更快。课堂讲解完成后,安排学生实验以巩固所学。逻辑单元版图教学内容安排应当采用目前常用的单元,并具有代表性、扩展性,使学生可以举一反三,扩展到整个单元库。具体单元内容安排如反相器、与非门/或非门、选择器、异或门/同或门、D触发器与SRAM等。在教授时一定要注意符合行业规范,比如单元的高度、宽度的确定要符合自动布局布线的要求;单元版图一定要最小化,如异或门与触发器等常使用传输门实现,绘制版图时注意晶体管源漏区的合并;大尺寸晶体管的串并联安排合理等。2.模拟版图。模拟集成电路版图设计更注重电路的性能实现,经常需要与前端电路设计工程师交流。因此,版图教学时教师须要求学生掌握模拟集成电路的基本原理,学生能识CMOS模拟电路,与前端电路工程师交流无障碍。同时也要求学生掌握工艺对模拟版图的影响,熟练运用模拟版图的晶体管匹配、保护环、Dummy晶体管等关键技术。在教学方法上,依然采用数字集成电路版图的教学过程,实现教与学的同步。在内容安排上,一是以运算放大器为例,深入讲解差分对管、电流镜、电容的匹配机理,版图匹配时结构采用一维还是二维,具体是如何布局的,以及保护环与dummy管版图绘制技术。二是以带隙基准电压源为例,深入讲解N阱CMOS工艺下双极晶体管PNP与电阻匹配的版图绘制技术。在教学时需注意晶体管与电阻并联拆分的合理性、电阻与电容的类型与计算方法以及布线的规范性。3.逆向版图设计。逆向集成电路版图设计需要学生掌握数字标准单元的命名规范、所有标准单元电路结构、常用模拟电路的结构以及芯片的工艺,要求学生熟悉模拟和数字集成单元电路。这样才可以在逆向提取电路与版图时,做到准确无误。教学方法同样还是采用数字集成电路版图教学流程,达到学以致用。教学内容当以一个既含数字电路又含模拟电路的芯片为例。为了提取数字单元电路,需讲解foundry提供的标准单元库里的单元电路与命名规范。在提取单元电路教学时,说明数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。强调学生注意电路的共性、版图布局与布线的规律性,做到熟能生巧。模拟电路的提取与版图绘制教学要求学生掌握模拟集成电路常用电路结构与工作原理,因为逆向设计软件提出的元器件符号应该按照易于理解的电路整理,使其他人员也能看出你提取电路的功能,做到准确通用规范性。集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。本文从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 作者:李亮工作单位:苏州市职业大学电子信息工程学院
农业机械化发展问题与对策:浅谈芳华镇农业机械化发展的现状、问题及对策 [摘 要] 农业机械化作为农村先进生产力的代表,不仅提高了劳动生产率,改善了农民生活条件,促进了粮食增产和农民增收,也有效推动了芳华镇农业和农村经济的快速发展。本文从芳华镇农业机械化发展现状入手,全面分析了农业机械化发展中存在的问题及其抑制因素,在此基础上提出了相关问题的解决对策。 [关键词] 芳华镇 农业机械化 抑制因素 对策 芳华镇位于陆良县城北部15公里处,总面积230平方公里,辖10个村民委员会,64个自然村,77个村民小组,9812户33764人,农业人口28731人,总耕地面积27214亩。全镇海拔在1260~3140米之间。年降水量110.4多毫米;无霜期157天。2011年,全镇生产总值达到7亿元,固定资产投资完成0.8亿元,粮食总产量2.876万吨,农民人均纯收入达到4627元。农业机械化事业也有了长足发展。 一、芳华镇农业机械化发展现状 2011年,在中央支农惠农政策的引导带动下,芳华镇农业生产者购置大中型农用动力机械的积极性有较大提高,农业机械大量进入千家万户,从而带动了农业机械总动力的增加,农业机械装备结构得到优化,有效促进了农机化的协调发展。 1.农机装备水平逐步提高 2011年底,全镇已经拥有价值1.6亿元的农业机械总值,2173.3万瓦特的农业机械总动力,每万亩可耕地具有0.66万千瓦的农机动力。全镇具有181台的大中型拖拉机,234台的小型拖拉机,总共具有不同种类型号的拖拉机415台。进行农用运输的车有1905辆,耕作机械182台、排灌机械1126台、收获机械23台、植保机械132台、畜牧机械1233台。还有736台进行农作物和副食加工的机械,75603台进行农田基本建设的机械、设施农业机械的设备和具有半机械化的农具。在全镇形成农机配套比达1:6:7。 2.农机作业水平不断提高 2011年,在全镇3万标亩采用农机进行标准工作。在全镇有2.2万亩的田地采用机器耕种,有2.43万亩的田地采用机器播种,有4万亩的田地采用机器收割。农业种植的机械化水平分别达到88.3%、73.4%和22.6%。机器化在农业种植的各个方面都得到进一步的提高,如进行机械耙耱、镇压、平田整地、植保、脱粒、灌溉、加工农副产品及饲草(料)、运输等。在粮油加工和农业运输等方面已经基本实现了机械化,已经达到72.5%的农机作业综合水平。 3.管理服务体系初具规模 农村机械维修网点9个。其中:二级修理点4个,专业修理点5个,农机经营的机构有3个。其中,建立了2个企业进行农机流通,成立2个企业进行农机生产,设立3个农机供油站。组建7个农机化作业服务组织。现已拥有13610户农机使用户,其中存在16个农机使用大户,5个农机使用专业户。已经具有总数达1825人的乡村农机人员 4.示范基地建设力度加大 全镇结合当地自然条件和农业生产特点,建立了5个农机化技术示范点,起到了很好的辐射带动作用。2011年全镇举办各类培训班12期,培训各类农机人员达300多人(次)。农机化科技知识得到大力普及。为早日实现农业机械现代化奠定了基础。 5.农机监理工作进一步加强 农机监理部门不但进行农机安全生产的相关政策、法律和法规的宣传,进行检查农业机械安全使用技术,还进行审验农机驾驶操作人员。开展各种农机活动如:“农机安全月”活动和“文明监理,优质服务”示范窗口建设活动,还有“平安农机示范乡村”的创建活动。结合6月农机安全生产月和十一黄金周宣传活动为契机,搞好农机安全知识宣传。全年内,我们累计发放各种安全宣传资料1600余份,签定农机安全责任书132份,签定率达100%,“拖拉机严禁载人”字样喷涂率达100%,张贴标语118条,其中:永久性标语8条,悬挂安全警示牌12块,农机安全教育宣传栏4期, 安全教育专题培训四期160人,发放100本关于农机安全生产的手册。为了进一步减少农机事故的发生,侧地的消除农机事故隐患,进行专项整治“黑车非驾”等。现在全镇没有农机事故发生的时间已经保持5年,进一步加强了人民生命财产安全的保障。 6.社会经济效益不断提高 农业生产过程中广泛的使用农业机械,在农业生产和建设中发挥了重要作用,如在抢农时、抗灾害、服务“三农”、促进社会主义新农村建设和现代农业建设等方面都显现出重要作用。在农田及水利工程建设时采用农业机械施工,不但促进了蓄水保墒和农业作物的稳产增产,更促进了自然条件的优化,减少水土流失的发生。为了积极促进我区农业走可持续发展道路,发展生态农业,不但增加有机质在土壤中的含量,促进化肥利用率的提高。在我区实施农作物机械化综合利用措施和化肥机械化深施技术。农业生产中的机器化快速发展,促进了农民收入渠道的增加,如从事二、三产业和劳务输出的农村劳动力增加。使农业机械不但取得了良好的社会效益,更产生了一定经济效益。2011年,全镇达到572万元的农机经营总收入。其中农机化田间作业收386万元,农副产品加工机械收82万元,农用车辆运输收287万元,实现利润249万元。 二、芳华镇农业机械化发展中存在的问题 芳华镇的农业机械化在芳华镇得到较快的发展,取得了很好的成绩,但同时存在一些不可忽视的困难和问题,主要表现在以下方面: 1.农业机械装备总量不足,结构不尽合理 在农业机器中,存在老化现象,部分农机没有足够的能力进行更新换代。还存在小型的动力机械较多,只有较少的动力机器。还有在机器中较多是低档次农机具,只有较少的新型机具和高性能机具。现阶段我镇的农机使用现状与发达地区存在较大的的差距,农民对农机产品存在“能用、爱坏、常修”的评价。这是因为我镇农机存在较低的技术含量,品种不全,除较少的农机品种之外,大部分存在使用性和可靠性较差的问题。我镇农机产品拥有量少、规模小,大部分农业机械老化严重,没有注入资金更新换代,制约了我镇农业机械化的快速发展。 2.农业机械化总体水平低,发展不够平衡 农机化作业水平的不断提高收到农机经营规模化程度高低的制约。在国家农业现代化程度中的重要标志是农业机械化水平高低。现在我镇仅仅有33%的农机耕、种、收3项作业水平。我镇存在高性能动力机械较少,小型拖拉机较多,有较少的配套机,较多的主机。在农业机械中存在较低的作业效率,而且功能单一,利用效率不高。在发达地区1台拖拉机多采用复式作业可以同时高质量的完成几项工作,而我镇目前存在1台拖拉机能实施操作的作业项目平均不到1.5项。芳华镇农业生产过程主要的机械化生产是在粮食生产、经济作物方面。在三大粮食作物中具有较高的机播和机收机器化水平的是小麦,在水稻和玉米基本上还没有实现。 3.农机服务组织化程度低,整体效益较差 没有真正切实的形成农机社会化,专业化运行机制。还有重要的影响农业机器化的条件还没有切实的形成,如只有较少的农机大户,农机合作服务组织和中介服务组织才刚刚开始发展,没有形成规模。如农机专业服务队、农机协会、农机合作社等。 存在较低的农机使用成本效益。制约我镇农业机械化发展的因素还有较高的农业机械的使用成本。一是农机的价格与农民收入水平相比,农机的价格较高。二是农机作业服务的成本随着农用柴油价格增高,也保持较高的成本。三是农业机器存在较高的税费。四是农机购机户农机利用率和作业效益收到很多因素的制约,如中介服务组织发展缓慢,存在较低的农机服务组织化程度,没有稳定的乡镇农机服务站,没有及时准确的信息服务等等因素。现阶段农业机器发展的一个重要的问题是,进行合理的优势农产品区域布局,农机装备结构进行不断的调整优化,农机服务组织化、社会化程度进一步提高等。没有形成规模化的跨区作业。燃油价格不断的上涨,导致农业机械作业成本加重,出现了偏低的农机经营效益。 4.农机化投入严重不足,发展步伐缓慢 农业机械化存在的特点是一次性投资大,回馈投资需要较长的时间。现阶段农机的购机积极性减少,这是因为购机补贴政策受到总量的限制,具有较少的补贴比例,政府补贴资金不能增加农民购机的积极性。自从2006年起中央财政投入力度不断增大。但与农民实际需求还存在较大差距。现阶段许多农机化新技术难以大面积示范推广。 三、发展对策 坚持以人为本、统筹协调、可持续发展的理念发展农业机械化。坚持提高效益与节约并重,以促进农业增产增效和农民增收为目标。以科技进步、机制创新为动力,以政策法规为保障,以项目为载体,不断提升农机装备水平。按照以上发展思路,今后农机化发展应采取如下对策: 1.完善扶持政策,增加农机化投入 进一步完善农机补贴办法,逐步扩大补贴范围,增加补贴资金总量,全年芳华镇争取国家农机购机补贴109.68万元,农机户个人投入各类农机具购置126万元。重点支持农机新技术新机具示范推广、技术培训、试验示范及服务体系建设。 2.优化装备结构,发展适用型农机 积极转变农业机械增长方式,以增量调整带动存量优化,以存量优化促进结构升级,实现农业结构与农业机械装备的同步调整。由于芳华镇地处半山区,经过多年的实践经验表明,以适用、高效为原则,在小巧、轻便、耗能低、实用的基础上推广引进适宜该镇地方特色的新型机具和技术,着力解决在生产作业过程中突出的新问题:要在推进科学规划、分类指导、整体推进、合理引导的基础上优化农机装备结构。只有中小型农业机械适用于当地农业生产,进一步整合现有农机装备,盘活存量,优化组合配套,向优势产业集中,向重要环节倾斜。 3.强化服务体系,提高整体效益 对于农机的社会化服务组织的发展和农机社会化服务体系的建设进行科学合理的引导。为了加快农业机械的利用率的提高和增加农机化整体效益,在发展的过程中要遵循的原则是“农民自愿、民主管理、互助合作、风险共担、利益共享”。在不断加强农机大户的发展的过程中,更要加强和发展多种形式的农机专业合作服务组织,如机械联合、技术联合、服务联合等。主要从农业生产的经济效益、社会效益还有生态的效益开始,采用信息化不断带动农机化的大发展,促进农机化信息服务体系建设不断完善。为了以实验基地为基础,不断加强推广和培训服务。不断促进农业机械推广机构建设,进一步加强基层乡镇农机管理人员队伍建设。 4.加快人才培养,构筑发展平台 农机化的大发展重要的是有人才的支撑,要不断加强关于农机化人才的长效培养机制的完善。要立足农机、面向社会,进行不同层次、不同专业类型的农业机械化专业人才的培养。着力引导和解决好耕作机械投放和政策支持力度,不断提高我镇机械化耕作水平,有效突破和解决政策倾斜不力的瓶颈,要不断加强现有的农机化教育培训基地的科学使用,采用科学合理的技术培训。进一步促进加农机化管理工作人员和农机专业工作人员建设,不断加强农机操作人员和技工队伍培训人员的建设工作。 5.严格监督管理,优化发展环境 不断加强农机产品质量安全调查、投拆监督机制的建设。加强农机户的合法权益的维护,进行严格的农机产品质量安全监督,确保农机市场中不出现假冒伪劣农机产品,保证农机户的合法权益。在农机维修行业建立科学合理的管理关系,农业机械维修职业技能建立科学严格的规范进行鉴定。为了促使农业机械进行维修时有准确的质量保证,采取对农机维修网点进行维修质量的监督管理。 6.加强组织领导,促进健康发展 建设社会主义新农村的一项重要的基础工作是在经济社会发展总体规划中的农业机器化发展,所以要不断促进农业机器化快速发展,要不断加强对农业机械化工作的组织领导。现在要不断促进基层农机服务组织的快速发展,加强农机部门的管理职能,进一步促进农机管理服务机构和工作人员的组成建设。为了进一步促进农机化事业快速健康的向前发展,就要不断坚持依法行政,促进制度和机制改革完善,更要在完善管理制度的同时,不断加强管理,不断完善农业机器化服务。 四、结论 通过以上事实,我们只有建立和完善农机社会化服务体系,加强组织协调和引导服务,帮助其优化机具配置;提高农机利用率和农机经营效益;加强农机化公共服务工作。芳华镇的农业机械化出路只有在各级职能部门的管理、监督、指导、服务下,才能推进农业机械化事业的全面健康、快速的发展。 五、谢辞 在撰写本论文的过程中,得到了指导老师、同事以及陆良县监理站同志的大力支持和帮助,在此一并表示感谢! 农业机械化发展问题与对策:我国农业机械化发展中存在的问题 我国农机化发展过程中存在着农业综合机械化水平低,农业机械化投入少,农机服务体系薄弱,农机化法律法规不健全等诸问题,提出了加快我国农机化发展的对策和建议。 一、 我国农机化发展状况 随着农机装备数量的增加和结构的进一步优化,农机作业量大幅度增加,农业机械化水平有了很大提高,先进的机械化生产方式正在替代落后的传统手工生产方式。目前跨区机收的成功经验正向水稻、玉米等其他作物和生产环节发展。农业机械化发展空间不断扩大、服务领域由粮食作物向经济作物,由大田农业向设施农业,由种植业向养殖业、农产品加工、包装、贮运业全面发展,由产中向产前、产后延伸。农业生产方式的改变,加快了从传统农业向现代农业转变的进程,增强了农业机械化对农业和国民经济发展的综合保障能力。 二、加快我国农机化发展问题的思考和对策 1、对农业机械化结构进行战略性调整 (1)根据农业结构调整和产业化经营的要求,继续发展小麦、水稻、大豆和优质、专用、高效粮豆生产机械化。进一步发展烘干、精深度加工、新鲜包装等机械设备,延长产业链,为粮食稳定增长服务,为提高粮食品质服务;大力研制开发蔬菜生产、畜禽水产养殖和特种经济作物生产加工的机械化;着力推进品种工程、优质饲料工程、疫病防治工程、保鲜贮运工程、质量检测和卫生安全工程的农业机械化及其信息服务网络现代化,为外向型农业服务;积极推广有利于减轻污染、节约能源、保持环境的机械设备,为农业可持续发展服务。 (2)从过去主要侧重于农业机械保有量的增长转变为“量”和“质”的双重提高;由侧重于农机动力增长转变为向增加作业机具、配套农具倾斜;由侧重于小型农机具增长转变为向大中型农机具倾斜;由单项作业机具的增长转变为向复式作业机具倾斜。 (3)把农业机械化的发展次序从过去重产中、轻产后转变为优先发展农产品深加工机械设备,通过精加工和深度加工进入国内外市场,再根据市场需求和规模发展产中环节的机械化,建立集约化的农产品生产基地。 2、大力促进农机技术进步 发展农机化,必须注重技术进步和创新,促进农机科研成果的转化和推广应用,不断满足农民对先进农业生产工具的需求。要坚持自主研制开发和引进国外先进农机装备技术相结合的方针,建立健全以企业为中心、产学研联合的技术创新体系,尤其要集中力量解决紧缺农机产品的关键技术装备,加大农机装备更新改造和升级换代力度;加强农业机械技术质量监管保证工作,提高农机产品质量、性能和安全可靠性。要紧跟现代农业的发展趋势,重点抓好保护性耕作示范推广和农作物秸秆综合利用,大力推广节本增效和节水农业的农机化新机具、新技术,把特色农机化项目的试点做强、做大。 3、大力发展区域特色农机化 随着农业结构调整的深化和优势农产品区域布局规划的实施,应根据不同地区的区域特色和经济发展水平,选择不同的农机化发展重点。首先,经济发达地区、大中城市郊区等有条件率先基本实现农业现代化的地区,要充分利用有利的技术经济条件和投资环境,实现农业机械化向更高水平发展,在推进农业机械化的进程中起示范、带头作用。其次,粮食主产区要努力实现主要粮食作物生产过程中机械化和产业化经营 4、完善农业机械化相适应的农村经济体制 在家庭经营基础上发展农业机械化,必须以高度发达的社会化服务体系为条件。应在有条件的地区培育农村土地市场,开展土地流转,逐步发展土地适度规模经营,为农业机械化实施创造条件。当前,要下大力量促进农机服务体系建设,稳定和加强县、乡两级农机管理、服务机构,做到职能到岗、责任到人,确保农机社会化服务到位;对承担基层公益性服务的编内人员应纳入财政预算,保证资金足额到位。要鼓励和支持发展多种形式的农业机械服务组织,为农民经营、使用农业机械提供有关农业机械化信息、示范、培训、推广、流通、维修等方面的服务;鼓励农业生产经营者共同推广、使用、合作经营农业机械和开展跨区作业服务,提高农业机械利用率、降低作业成本;要积极引导和扶持发展各类农机专业大户、机具租赁和技术服务公司以及其他农机服务中介组织,逐步形成新型的农机服务产业链。随着农村改革的进一步深化,农民逐渐成为农业机械装备投资最大的主体。 (作者单位:156300黑龙江省七星农场第二管理区、155802友谊农场第二管理区) 农业机械化发展问题与对策:山区农业机械化发展的问题与对策 摘 要:农业机械化是农业现代化的重要标志,是引领传统农业向现代农业转变的主导力量。如何抓住当前农业发展的有利时机, 发挥农机在山区农业生产中的作用,笔者根据多年从事农机工作的经验就当前的山区农机化发展存在的问题及解决的办法提出了自已的一些观点和看法。 关键词:山区;农机化;问题;对策 1 山阳县的农业布局和农机化现状 山阳县位于陕西东南部,地处秦岭南麓,属长江流域汉江水系,是一个“八山一水一分田”的土石山区农业县。全县辖23个镇、324个村(居)、13.64万户、45万人,其中农业人口40.3万,耕地面积26 106.67hm2。农业的主要特征是山多地少,人均耕地不足667m2,且耕地连片面积较小,耕地多数为旱地,水利条件较差,特别是粮食作物仍然是靠天吃饭为主,农业产业化规模程度较低。以上特征为我县农机化的发展带来了不利影响。近年来,党中央高度重视“三农”工作,连续出台了一系列惠农政策,与此同时,我县大力调整优化农业结构,重点发展“药、菌、畜、茶、菜”五大优势特色农产品,增加农民收入,农业产业化步伐加快。尤其是2004年中央一号文件将农机购置补贴项目上升为全国 “两减免三补贴”重要的惠农支农政策的出台,更加有力地促进了我县农机化事业的发展。农业投入的增加,有效的改善了农业设施,提高了农业机械化水平。到2012年底,全县拥有各类耕作、收获、加工、排灌、养殖和设施农业设备机械2.98万台,农机专业合作社发展到12家。农业机械总动力达到16.96万千瓦,农业机械原值1.9亿元,农机经营收入2780万元,农机化事业已进入全面发展阶段。 2 农机化发展存在的问题及制约因素 首先,农机化发展存在的问题。一是农业基础设施建设滞后,影响农机具的推广应用。我县属贫困地区,经济发展相对滞后,农业投入严重不足,导致水利、灌溉等农业基础设施落后,道路条件差。农民即使有购买农机的愿望,又因交通不便,作业量小,而不得不放弃;2004年至今,全县仅推广了微耕机、小麦、玉米脱粒机、畜牧养殖机械(揉丝机)、排灌机械(水泵)、设施农业设备(卷帘机)等9个品目的小型农业机械,茶叶加工机械的推广仅为茶叶示范项目扶持,动力机械增加量有限。二是农业机械化投入不足,缺乏必要的农机新机具、新技术引进、试验、示范推广工作经费,服务功能脆弱。三是适用山区作业的农机具品种和当地产业紧密结合的机具品种少,如适合当地产业生产加工的核桃剥皮、剥壳机、莲藕采挖机等群众有需求而产品未进入补贴目录,不能享受补贴政策。由于市场利益的驱动及技术成熟度不高,适应山区和当地产业的农机具价格较高,性能质量较差,品种少,售后服务跟不上,形成了非常明显的供求矛盾。 其次,制约我县农机化发展的因素。一是受自然条件的限制,影响了农业机械的优势发挥。我县现有耕地多数是坡垣山地,种植规模小,农作物种植不统一,导致机械化作业水平低。二是农机化投入不足的限制。一方面是农民收入低, 2012年底全县农民纯收入5606元,购买使用农机的财力有限。另一方面,政府对农机化的投入不足,特别是对基层农机服务设施的投入严重不足,大部分农机推广服务中心都存在“三无”问题,无办公场所、无交通工具、无服务设施,而农机部门经费短缺,影响了农机化工作的开展。 3 加快山区农机化发展的对策 (1)结合山区特点推广”小、特、廉、优、巧”型农机化产品。山阳县是一个山多地少的山区县,在农机化发展问题上,我们要结本地特点,遵循客观实际,一是要因地制宜、量力而行。在选择农机化的项目上,要优先发展与农民投资能力相适应的、容易实现的项目,在机具的选择上,要选择与山区特点相适应的小型农机具,引进推广小型实用、价格适中、技术性能先进的机械,如微耕机、核桃剥皮、剥壳机、莲藕采挖、包装机、香菇烘干机等。二是要结合我县产业特点,走适合本地特色的发展路子,要在“小”、特”上下功夫。。“小”就是坚持以小型多功能机械为主,“特”就是围绕特色农产品生产,大力推广经济作物和特色农产品生产机械化生产加工技术,实现农机作业从粮食生产向经济作物、特色农产品生产延伸,不断满足农业生产多样化对农机的需求。我县中药材、食用菌、茶叶、畜牧养殖规模大,效益高,但机械化生产水平较低,农机化应用潜力巨大,农机化推广工作要注重向这几个领域发展。 (2)调整农业产业结构,发展规模经营。当前,山区农业用地过于分散,影响土地的规模效益,不利于机械化作业。所以应从政策上进一步明确农用土地产权,适度进行流转整合,向种粮大户、农民专业合作社流转,使农业用地尽可能集中而产生土地的规模效益。在此基础上,结合山区特点,根据市场的需求引导农民进行经济作物的种植和栽培,并在政策上给予扶持,积极扩大核桃、蔬菜、中药材等附加值较高的作物种植面积,大力发展绿色农业、有机农业。 (3)进一步加强并完善农业机械购置补贴政策。一是国家购机朴贴品种应考虑山区特点,适当增加适合山区特色产业机械化生产的机具,并纳入补贴范围。二是县级财政要拿出专项资金,用于 “药、菌、畜、茶、菜”五大优势特色农产品机械的补贴,并随着产业结构调整不断增加购置补贴的规模,扩大补贴范围。三是要制定新的农机作业燃油补贴政策,让真正的种粮大户、农机 经营户享受燃油补贴政策。四是保障必要的工作经费。购机补贴是一项工作繁重, 细致的工作。没有一定的工作经费做保障,工作难度大,难让农民满意。 (4)完善乡(镇)基层农机推广网络体系。山区交通不便,信息不灵,新技术、新机具的引进、推广,技术培训等主要是靠基层农机技术推广服务站。但农机部门经费短缺,正常的技术推广工作难以开展。为此,各级政府应重视农机推广体系建设,落实推广工作经费,更好地推动山区农机化事业的发展。 农业机械化发展问题与对策:谈农业机械化发展中存在的问题及建议 农业机械是发展现代农业的重要物质基础,是农业现代化的重要标志。当前,弥渡县正处于从传统农业向现代农业转变的关键时期,农业机械化的发展已经站在一个新的历史起点上。 一、存在问题 1 重管理、轻服务 农机管理部门担负着对拖拉机牌证的核发、换证及拖拉机驾驶员的培训等工作,还担负着对全县农业机械的安全技术检测、农机产品质量监测、农机销售维修配件质量检测、新机具的试验、示范、推广等服务工作,而整个农机服务工作又是公益性无偿服务,在当前财政没有专项经费投入的情况下,农机管理部门只能全力保证一年一次的农机安全性检测及质量监测,其余农机服务性工作则无力顾及或顾及很少,存在重管理轻服务的现象。 2 农机装备结构不尽合理 大型农机具少,中小型居多;运输服务机械多,产前、产中、产后服务机械少,缺乏满足特色农林牧渔业发展需要的新型农机具。全县农业生产各个环节主要还是靠人力畜力采完成。 3 土地规模经营发展不足 土地分散经营,户均耕地有限,田块小而零散不规则,与农业机械化要求大规模作业存在矛盾,农业机械的效能不能充分发挥。 4 农作物种类繁多,种植分散,生产规模小 农作物种类繁多,种植分散,生产规模小,给农业机械化发展带来了相对的复杂性和多样性,不同的作物和规模,要求有不同的农机具与之相适应。 5 推广机构不完善,农机化服务体系不健全 我县农机化服务体系目前基本上还是延续计划经济下的体制,成立综合站后,乡镇农机站职能弱化,部分乡镇农机站出现有事无人能做和有人不能做事的局面。 6 新技术、新机具推广较慢 农民对新技术、新机具在看到效益后才肯接受,当前的农机具科技含量相对较低,耕作较粗放,不能满足我县精耕细作的农艺要求。 7 经费不足,知识更新慢,法制观念不强 我县农业机械化经费投入严重不足,农机管理人员缺乏接受培训和更新知识的机会,业务水平难以得到不断提高。农机市场法制观念不强,农机产品质量差,存在以次充好现象,农机产品售后服务不到位。 二、建议 1 加强领导和宏观调控,制定相应产业政策 农业机械服务的特点决定了其社会效益高、自身的经济效益低,在市场竞争中处于劣势。各级政府应加强对农机化技术推广工作的领导,把农机化技术推广工作纳入农业和农村经济发展的总体格局和城乡经济与社会发展总体规划,制定相应的产业政策,采取财政支持和实施国家的金融扶持等措施,把加快农机推广作为促进农业发展的一项基本任务和基础性工作采抓,贯彻落实好国家关于农机推广的法律法规,制定发展规划,争取多方支持,形成合力,为农机化新技术、新机具推广工作创造良好的社会环境。 2 健全和加强农机化公共服务体系建设 以《中华人民共和国农业技术推广法》、《中华人民共和国农业机械化促进法》、《农业机械安全监督管理条例》等法律法规和政策为依据,大力宣传农机推广的地位和作用,大力宣传农机推广体系的公益性职能,建立一套完善的农机化服务体系,即:农业机械化新机具、新技术的试验、示范、推广体系,教育培训体系,产品和服务质量监督体系,安全监理体系和信息服务体系等。强化和提高县一级、加强完善乡镇一级农机管理服务站的建设,通过完善配套服务设施,抓好推广体系建设,进一步强化农机推广队伍,丰富推广手段,建立和完善农业机械研发、生产、销售、推广、维修及信息服务等有机衔接的产业体系,完成时代赋予的各项农机技术推广服务,推动农业机械化科学发展。 3 加大政策扶持和资金投入 要逐步建立起以政府投资为导向,农民和农村集体投资为主体,社会资金共同投入的多元化投入机制,建议各级政府把推进农机化技术推广工作纳入国民经济和社会发展计划,在新上农业项目建设中都列入农机化的内容,逐步提高对农机推广的项目支持和资金投入。要积极争取国家用于扶持农机化的专项资金,并引导农民和社会经济组织加大投人,共同促进农机化技术的推广应用。迅速解决农机推广手段落后的问题,使之与我县农业生产、农村经济发展水平相适应,与新形势下农机推广工作的要求相适应,从而保证农机化技术推广工作的正常开展。 4 加大机制创新力度,促进农机化科技成果转化 1)探索适应新形势下的农机化技术推广服务机制,开拓创新,走国家扶持和自我发展相结合的路子。 2)加强农机推广示范基地建设,充分发挥示范基地的辐射带动作用,讲给农民听,做给农民看,教给农民干,领着农民办。 3)适应农业和农村经济发展变化的新要求,逐步培植发展农机大户和农机专业合作社,并把农机大户和农机专业合作社作为与基层联系和服务的重要工作对象。 4)制定切实可行的规章制度和优惠政策,加强内部管理,规范工作行为,充分挖掘内部潜力,调动农机管理员及推广员的工作积极性,向管理要质量要成效,加快农机化进程,促进农业增效、农民增收和农村经济的发展。 5)探索和创新农机推广新方法,加快新机具的推广,促进现有农业机械装备结构合理化。①课题拉动。结合我县农业生产及农业产业结构调整实际,围绕农艺及农机互相适应的原则争取项目经费,包括适应性农机具的选型推广、农机具的改进、适应农机具要求的新的农艺措施研究推广等方面的项目,将项目课题化,成立课题组,应用于示范办点及其推广活动,使有限的项目经费产生最大的社会效益。②厂站联合互惠。农机站通过农机推广工作及时了解农民对新机具的需求,与厂家合作,由厂家提供样机,联合开展示范演示,使潜在需求转化为现实购机欲望后,由推广单位代销新机具,使农机站与生产厂家都获得利益,形成利益共同体。③探索股份合作。由于农民投资购买农机具的能力有限,可探索农机化干部职工自愿集资人股,同时吸纳其他社会资金人股购买农机具,使推广与经营相结合,从而促进农机具的发展。④借机推广。通过组织跨区作业并为外地跨区作业机手提供服务,组织发动,调解纠纷,吸引和筛选出适合本地的机型,并通过召开现场会、演示会等方式介绍先进农机具,宣传农机具的优越性,宣传和发动本地农民购机,达到推广新机具的目的。⑤培植民间经营大户和中介服务组织,实现规模化集约化经营,产生强大的示范推动作用。⑥完善信贷金融服务政策。在实施购机补贴的基础上,建立农机具购置按揭贷款、分期付款和贴息贷款等金融服务政策,降低农民准入门槛,促进农民购买力的提升。 结合我县实际耕作情况及农民购买力,今后一段时期内,我县农机装备结构调整上应以中小型农机具为主,同时适度发展一定数量的大型农机具。 5 加大培训力度,加快知识更新 技术培训是农业机械化工作的重要内容,也是搞好农机科技推广工作的重要保证。一是要继续做好对农机化管理人员的素质教育,及时合理更新人员知识结构,以满足新型农机化工作发展的需要。二是要围绕农机新技术、新机具,采用多种多样的形式,举办各类新技术培训班和现场会,在全面提高各级领导和广大农民认识使用农机技术积极性的同时,也提高农机推广人员的认识水平和操作技能,把提高农机化水平转移到提高劳动者素质的轨道上来。三是主动参与当前开展的科技人户等培训工程,使农机技术融人农业生产、融人农民群众。 6 积极推进土地流转 在家庭承包经营体制的基础上,按照依法、自愿、有偿的原则,积极推进我县农村土地有序流转,创新农业生产经营方式,促进土地适度集中规模化经营,以适应农业机械化发展的需要。 7 推进农业机械化信息体系建设 农机化信息工作是农业机械化管理工作的重要组成部分。农机化信息体系将在加强农机管理、科研、生产、农机化新技术、新机具的推广应用研究、农机销售和作业服务市场中发挥重要作用。大力推进农业机械化信息工作,是促进农业发展,加快农业机械化、现代化、信息化的大方向、大趋势。 (作者单位:157000 黑龙江省牡丹江市农业机械化培训学校) 农业机械化发展问题与对策:东方市农业机械化发展存在的问题及对策 摘要:本文结合笔者多年的工作经验,主要对我市业机械化发展的存在问题及对策进行了探讨分析,可供大家参考。 关键词农业机械化;主要问题;对策 虽然我市农业机械化取得了一定发展,但农业机械化水平仍不高,目前,我市主要农作物耕整地机械化水平仅有41% ,水稻生产综合机械化水平仅35.2% ,水稻机械收割水平仅为25.8% ,机械化播栽和甘展机收几乎空白,机械投饵机的应用率更低,水质自动监控设备几乎空白3 农产品加工机械化落后,成套设备少,农机品种少,性能差。一些农民耕作仍处于"面朝黄土背朝天"和“一根扁担、一把锄头、一把镰刀"的状况。我市农业机械化的发展水平已难以适应我国加入世贸组织后提高农业竞争力的需要,也不适应农业结构调整和农民增收的需要,农机化落后已成为制约我市农业现代化进程和建设农村小康社会的主要因素之一。 1、我市农业机械化存在的主要问题 1.1 对农机化的认识不足。多年来,农机化的“潜在效益”十分容易被人忽视,我市部分政府和部门对农业机械化的地位和作用认识不足,认为我市人均耕地少,劳动力充裕,农业机械化用处不大,没有必要花大力气去发展农业机械化,农业机械化是农机部门和农业生产者的事情,虽然把农业现代化建设摆上工作的议事日程,但是没有把农业机械化摆上议事日程,未知农业机械化是农业现代化建设的重要前提,未能认真研究农业机械化发展进程中的突出矛盾,加上区域自然条件、经济发展的差异,造成农业机械化区域发展不平衡的问题更为明显。 1.2 农业机械化水平滞后于农业和农村经济发展。九十年代以来,全市农用动力以及农用运输机械方面,已有较快的发展,但总体农业机械化水平落后于全国和我省的兄弟市县,我市现有农业机械化的装备主要是运输、排灌占多数,其它作业项目的机械装备数量极少,配置极不合理。据2011 年的统计,全国机耕水平为61% ,全省为47% ,我市为35% ,全国水稻机收水平为40% ,全省为25.5% ,我市为9.9% ,农业机械化整体水平处在落后位置,这与我市提出"农业富市、工业强市、边贸兴市"的综合经济实力地位极不相称,落后的农业机械化水平影响我市实现农业现代化的进程。 1.3 农机化投入不足,农机社会化服务滞后。借鉴国内外农业机械化发展较快的地方,都与政府补贴和银行信贷优惠政策的扶持分不平,我市在支持发展农机化资金来源方面没有优惠政策,农民的财力有限,国家的投入少,造成我市农业机械大多数属于单家独户,自用居多。农机作业专业户规模不大,又较分散。农机专业合作组织仅有2个,且设施简陋,服务功能单一。农机销售、作业:为维修养口售后服务处于零散、无序的状况,为农民提供农机技术和市场需求怎息,以及引导农民对农机投资、消费等工作难以开展,导致农机社会化服务滞后,农机普及率、利用率不高。 1.4 农业规模化经营水平低,农机化的大面积作业受到严重制约。我市农业的生产经营主要还是传统自给自足的生产方式,家庭经营规模较小,农机化的大面积作业受到严重制约,农机的新技术、新机具难以推广普及。在家庭承包经营基础上如何实现农业机械化,是我市农机管理工作面临的重大问题。当今加快农业产业化经营,用先进的技术、装备和管理装备农业,大幅度提高农业的劳动生产率,是推进农业机械化和农业现代化的客观要求。 1.5 农机管理服务机构的设置不能适应农机化发展的要求。应该指出,近年来,我市对农业机械推广体系事实上是较差的, 2003 年前按国办发[1999]79 号文对乡镇基层农机推广机构建设要求,我市达到五有乡镇农机管理服务站数仅占12. 1%,情况不容乐观,绝大多数农机站设施简陋,服务功能差,收入甚微,工作生活条件十分艰苦。2004 年,我市乡镇"七所八站"机构改革后,乡镇农机站被撤销,新成立的乡镇农业服务中心站从人员、场所、设备、技术上更不适应农机管理、推广、培训、监理、维修、统计等农机业务,机构管理体制极不对称,难以开展公益性工作。 2、我市农机化发展的对策 东方市现代农业发展规划,应是以水稻、瓜菜、花卉、甘展、橡胶、水产、畜牧为主导产业。东方农业和农村要在全省率先实现现代化目标,必须开发建设感恩平原百万亩粮油基地、大田万亩水稻基地,然而,全面建设农村小康社会是离不开机械化的,今后我市农业机械化的任务更加艰巨,要有全面加快发展的新思路、新举措、新壳点。 2.1 提高认识,加强领导。农业机械化是农业现代化的重要内容和标志,加快农业机械化的发展是提高农业生产水平和经济效益的需要,是调整农业种植结构实现农业两个根本性转变的需要,是促进农村劳动力转移,发展二、三产业的需要,是实现农业产业化和农村工业化、城镇化的基石出,是农业增效、农民增收、脱贫致富奔小康的有力保障。各级政府要把农机化工作作为实践“三个代表”重要思想,坚持科学发展观,服务“三农"的一项战略性措施,作为农业和农村经济的重要内容,列入议事日程,进一步贯彻落实《中华人民共和国农业技术推广法》、《中华人民共和国农业机械化促进法》等有关农业机械化管理法律法规,把农业机械化工作列入东方市政府的国民经济和社会发展的总体规划,列入市财政预算决算计划,认真研究解决农机化事业发展的突出问题,各级政府每年用于农业基础设施建设,中低产田改造的投放,应充分考虑农机化作业的要求,使改造的农田达到标准化,便于在田面积,使用农业机械,提高农业机械用效率,促进现代化的发展。 2.2 稳定和理顺市、镇、级农机管理结构。稳定队伍健全体系是加快农机化发展的组织保证。要按照《农业技术推广法》、《农机化促进法》、《海南省农机管理条例》的规定,依法保持农机队伍的稳定,在机构改革中要确保队伍不散、经费不减,职能不削弱、机构设置与名称必须与农业部农机化管理司、省农业厅“农机机械化管理局”名称一致。至今全省已有三亚市、陵水县、定安县、琼中县、恢复更名为“农业机械化管理局”。为了便于管理,提高执法职能,发挥作用,更好加强农机管理方面的政府行为,原“东方市农机服务中心”在市体制改革中应恢复正名为“东方市农业机械化管理局”。才能更好对农机推广、监理、培训、三大功能一体化管理。2011年未经市人大农工委、市农机服务中心领导到儋州市、琼中县、陵水县、乐东县、保亭县、如何发展农业机械化进行专题调研,结论是:政府重视,投入力度大,农民得实惠。原撤销的17个乡镇农机站应根据不同区域重新成立10个乡镇农机服务中心站,这样人员、场所、设备、技术统一管理,与乡镇农机推广职能相称,便是开展业务。 2.3 健全和完善农机社会化服务体系。农机社会化服务组织要适应农机产业化、农村工业化、城镇化的要求,立足农业,面向农村、服务农民。按照提高市级;强化镇级、发展村级、扶持农户的原则,突出重点,合理布局,建立适应市场需要、功能齐全配套的农机社会化服务网络。要把农机大户作为农机社会化服务新的增长点,积极予以扶持、引导和发展,要着力培育农机作业、技术服务、销售、信息、咨询等服务市场,要引进国内外先进的新技术、新设备,提高技术服务档次,增强服务功能,拓宽服务领域,开展多层次、多形式、多功能的农机技术服务。通过发展和完善农机服务的社会化、市场化、产业化,提高机械化程度和农机化的经济效益和社会效益。 2.4 充分发挥农业机械化在农村经济发展中的基础性作用。要立足大农业,抓好农机与农艺的结合,推进农机标准化作业、产业化经营和社会化服务,形成"农户+农机服务组织+龙头企业"的农机作业,服务联合体、促进优质特色农副产品加工机械化,促进农业效益,农产品质量和附加值的提高。要把农机化服务的范围、覆盖的领域,由粮食作物向经济作物发展,由大田作业向设施农业发展,由种植业向畜牧、水产、养殖业发展,由第一产业向二、三产业延伸发展。充分发挥农业机械化行业的优势,促进农村二、三产业的发展,加速农村剩余劳动力转移,推进东方现代农业建设步伐。 2.5 加强先进农业机械的示范推广。坚持抓好粮食生产,向全方位、大农机方向发展。在引导发展方向上,以中小型为主,大、中、小型相结合,加快主要生产环节机械化。走产前、产中、产后一条龙服务,充分发挥农机在农田基本建设,规模化种植、产业化生产和抗旱救灾等方面的作用。一是要创建发挥大田镇报英村机械化示范村示范带头作用,在东方分期分批建立10个代表不同区域的具有本地特色的农机化示范村,为广大农民发展农业机械化作出样板,加速推进机械化建设进程。二是建立10个农业机械化示范基地,其中:水稻、瓜菜、油果、机械生产、机械化基地3个,园艺作物机械化基地2 、农产品加工机械化基地3个、畜牧养殖机械化基地2个,通过基地不同经营主体运用农业机械,发展规模和集约经营,使其成为现代农业发展的示范"窗口"。 2.6 增加农机化的资金投入。建立以财政扶持和信贷支持为导向,农民和集体自筹为主体,社会资金为补充的多元化、多层次、多渠道投资体制。市财政要根据财力安排专项资金,要安排一定的支农资金、商品粮基地建设资金、农业综合开发资金等。用于发展农机化,并逐年加大投入,重点安排在农民购机补贴、抗旱救灾,在新技术、新机具的引进、完善、示范和推广,把购机补贴、抗旱救灾和机械化示范村建设作为农机的民心工程抓紧抓实抓好。各级农业银行(信用社)对农机服务组织和农机专业户购置农业机械所需资金要纳入农业贷款计划安排。 2.7 完善农机安全生产和质量监督管理。农机事故的发生,会严重影响农民的生命财产安全,有的破坏一个甚至几个家庭的幸福生活导致这些家庭的返贫。农机管理部门要把抓好农机安全生产工作放在突出位置,努力减少农机事故的发生。一是认真贯彻落实《道路交通安全法》,推进"农机安全村"建设,构建农机安全宣传教育p 技术检审、执法监控三大防线,全面落实农业机械安全生产责任制。二是参照农业部《农机监理技术装备配备标准》 (农机监[1996]69 号)配备市农机安全监理机构必需的监理装备。建议市政府要配备教练车、安全监理专用车各一辆。主要是购置拖拉机自动检测设备、事故勘察设备、农机牌证档案管理设备等。同时配合工商、技术监督局等单位对农机产品实施推广许可证制度,打击假冒伪劣农机产品,切实保护农民的合法权益、为农业增产、农民增收保驾护航。 2.8 提高农机队伍整体素质。要加强农机队伍建设、机关效能建设、要引进和培养农机专业人才,选派业务骨干到省内外进修、考察、开展学术交流与合作,提高农机化管理和技术人才素质。进一步完善农机培训学校的教学设施,大力开展农机职业技能培训,提高广大农民掌握和应用先进技术的能力,使每年接受农机技术宣传的群众不少于5000 人(次),农机手上岗培训达90% 以上。培养一批有知识、懂技术、会管理的农机示范户,用典型引路、带动面上工作,要加强执法监督,内强素质,外树形象,扎实工作,提高综合业务能力,提高文明执法水平。 2.9 加大农机宣传力度。采取广播电视、报纸书刊、电脑网络等多种宣传平台强化宣传,做到电台里有声音,电视里有画面,报刊上有文章,农民群众有参考技术资料,积极开展送教下乡、科普上市、农机具演示会等活动。把农机化深入人民心田,把科技兴农技术灌输到千家万户,让广大农民群众更加了解农机、支持农机、使用农机。 3 结 语 综上所述,实现农业机械化是当务之急,各级党和政府必须高度重视,东方市农机管理部门要认真履行法律和政府赋予的行政管理职能,严格依法办事,认真实施购机补贴的惠民支农政策,加强调查研究,及时提出工作建议和意见,为政府当好参谋,要抓住机遇,开拓创新,兴机富民,全面推进农业机械化快速发展,为加快建设东方现代化滨海城市,全面建设东方小康社会作出新的贡献。
环艺设计专业教学研究:高职环艺设计专业效果图表现技法课程教学方法探讨 摘要:“效果图表现技法”是环境艺术设计专业学生的必修课,是集美术绘画的具体运用与体现为一体的综合性课程。本文通过对高职环境艺术设计专业效果图表现技法课程教学方法的分析与探讨,结合本校自身的教学特点,提出了一系列的问题以及解决的方法。 关键词:效果图表现技法教学方法 创新 计算机网络技术和计算机辅助设计软件的普及,使大多数艺术设计专业的学生投入大量的时间和精力在设计软件的学习上,对手绘学习不感兴趣,手绘效果图的能力较差。但是,真正的室内设计专业人员都知道,使用设计软件,虽然可以模拟出场景的真实性,多方面、多层次渲染出空间、灯光、材料的仿真效果和环境气氛,但在与客户现场沟通时,如何把好的设计理念传递给客户,记录瞬间迸发的设计灵感,设计出真正适合客户的方案,还得靠灵活快速的手绘。我们学院的环境艺术设计专业,根据社会需求,以就业为导向,培养市场需求的人才,开设了效果图表现技法课,希望能够提高本专业学生的手绘能力与学习兴趣。正是在这个意义上,我们一再向学生介绍当代审美巨变,希望学生适应时代的需要,更好地学习这么课程。 一、效果图表现技法的意义 “效果图表现技法”是环境艺术设计专业学生的必修课。它是一门集美术绘画的具体运用与体现为一体的综合性课程。这门课的主要教学任务是使学生系统地学习如何通过效果图的表现将自己的设计成果展示出来,使设计方案通过效果图的形式完整地、清晰地表达出设计者的设计理念、设计思想。 通过绘制效果图,有助于进一步培养提高学生在效果图表现方面的能力,提高对物体的形体塑造能力,处理明暗、光影、虚实、主次等关系及质感表现、色彩表现与整体谐调能力。手绘效果图基础训练有助于同学们的空间想象能力与形象思维能力的培养,是对美术基础的进一步升华。通过教学的观察与经验的总结,我们感觉到凡是手绘基本功扎实的同学,设计造型能力明显就更强。手绘基础的好坏也直接影响电脑图的效果好坏。我们感到手绘图作为一种表现形式和手段,是每一位设计师必须掌握的一种技巧,如果因为有了电脑制作而淡化手绘的话,将有碍于设计者空间思维的发展,因为手绘图就是表现设计师的空间、形象思维过程,是记录灵感延续与完善的发展过程。 二、效果图表现技法课程的现状 近几年来,以技能培养为优秀的高职院校建筑设计类专业将电脑绘图视为重要的专业技能之一,纷纷开设了与本专业相关的计算机课程,以此培养学生的电脑绘图以及电脑辅助设计能力,这为传统的建筑设计教学方式注入了新的活力,丰富了课程体系,为学生毕业后尽快适应市场打下了基础。然而,事物发展的负面效应也随之而来。在浓厚的电脑学习氛围下,越来越多的学生不愿再动手进行艰苦细微的设计创作和表现基本功训练,致使近几年学生素质修养滑坡。这些直接反映在学生设计的作业上,只注重设计的形式,忽视对环境、功能、技术因素的考虑,不能辩证地把形式与内容、材料与技术、单体与环境有机地结合起来,学生专业知识不全面和理解不透彻。学生设计的基本功底不扎实,透视图看似逼真,但画面色调、环境气氛、配景设置等明显缺乏应有的素质和修养。 三、学习效果图表现技法课程的方法 在教学实践中,由于学生的绘画基础不一样,教师应采用灵活多变的教学方式,充分调动学生学习的主观能动性,提高学生的学习兴趣,包括应多采用一些与学生互动的教学方式,形成开放式的教学环境。 1.调整传统的教学内容,加强实践教学环节 在掌握透视的基础上,偏重“快速表现技法”的内容,重点学习钢笔徒手画、线描淡彩、彩色铅笔、马克笔等快速、生动或有明显笔触的技法。特别是强调学生的钢笔徒手画这一环节。强调学生线条的表现力,通过对钢笔临绘照片的方法来培养学生的徒手技巧,在教学中要求学生大胆省略一些无关紧要的成分,引导学生要抓住物象的主要特征加以高度的线条提炼及概括。使学生更加充分地理解室内外空间形状、明暗、光影之间的有机联系,在对照性的比较中探寻室内空间造型诸因素相辅相成的变化规律,从而提高控制画面黑、白、灰层次的对比以及虚与实、强与弱等素描效果整体处理的能力。 对于水彩详细渲染、水粉写实技法、喷笔等细腻的表现技法,则不做要求。因为在细腻、逼真这方面电脑绘图表现得很好,而写实技法会耗费大量的时间和精力,最终的效果也只能是模仿真实环境,无法与电脑制作的效果图相比。在教学中扬长避短,让学生在学习中感到轻松有趣,能充分调动学生的积极性和主动性,消除“教”与“学”的矛盾。 2.以案例和演示来充实教学内容。 传统的教学模式,以老师的讲解和学生的练习、巩固为主,往往不能让学生感性地获取知识和技能,不能充分发挥学生学习的主动性。其主要原因是教学中的理性知识太多了,而感性的材料太少。在讲授一种表现方法前,展现一个实际案例,既使学生集中了注意力,又使课堂气氛显得轻松;这是一种有效的教学手段,同时能及时调整学生的学习情绪及学习节奏,使学生始终保持积极的学习状态。 通过在课堂上分步骤演示技法,可以把抽象的技法内容具体化,达到理想的教学效果。例如,在讲解地面铺装表现时,把铺装的每一步分开讲解,边讲解边现场演示,学生则一步一步地跟着画,收到了好的教学效果,这就是所谓的“手把手教学”。 3.充分利用多媒体教学 随着电脑的普遍使用,使多媒体教学进入课堂成为必然。运用多媒体教学,则可将单纯理性知识的传授转变为由虚拟感性材料到理性认识的递进。利用多媒体手段将国际、国内一流的效果图作品介绍给学生,让学生掌握最新的效果图技法动态,使学生在欣赏效果图的同时,提高自己的绘图能力。 实践证明,计算机辅助教学具有极强的生命力,随着教学改革的进一步深入,它必将在改革效果图表现技法的课堂教学方法、提高教学质量、培养跨世纪人材等方面,发挥越来越大的作用。作为教师,只有不断地学习和掌握多媒体技术及其他当代教学手段,抓住学生的心理特点,深入钻研教学大纲,吃透教材、紧扣教材,并选择恰当而新颖的实例,依据教学需要,精心设计制作课件,创设逼真的教学情景,把传统的教学经验和计算机教学有机结合起来,使这门课变得更加丰富多彩。 4.在课程中增加效果图赏析的环节。 效果图表现技法课作为环境艺术设计专业的必修课,和其它专业,如建筑设计、城市规划、风景园林及建筑装饰等有很大的共同性。这些专业课程间进行横向教学成果交流,可以将展示室作为交流的平台,开展学生手绘作业展,增进各专业的学术交流和学生之间的沟通,在加强有机联系的基础上,突出各专业教学特色,形成相互影响,相互依存,相互促进的专业课教学评价机制。 效果图表现技法课第二个交流平台是全国性的学生作品的交流与竞赛。通过学生作品的交流,可以提高学生的学习积极性参与性,教师可以找到教学上的不足,及时调整教学方案。 结束语 时代在不断地进步和发展,作为高职院校环境艺术设计专业的效果图表现技法课教学也必须根据社会的发展需要及时地做出有效的调整,在教学过程中要始终与实际应用相结合,教学要本着“实践为主、兼顾理论、培养思维方式”的教学手法,让这门课真正成为多元化、时尚的学科,这样才能够辅助我们的设计创意构思地传达与表现,达到传承文化地作用。 环艺设计专业教学研究:环艺设计专业“装饰材料”课程教学的几点思考 [摘要]通过对环艺及室内设计专业“装饰材料”课程教学的实践体会及教学过程,文章总结出适用于环艺及室内设计专业“装饰材料”课程教学的应用规律,为理论与实践的有机结合提供了可行的思路。 [关键词]环艺设计专业装饰材料教学 [作者简介]赵俊学(1969-),男,黑龙江伊春人,东北林业大学材料科学与工程学院室内与家具设计系,副教授,硕士,研究方向为室内与家具设计;牛晓霆(1981-),男,河北无极人,东北林业大学材料科学与工程学院室内与家具设计系,副教授,硕士,研究方向为室内与家具设计。(黑龙江哈尔滨150040) 装饰材料或建筑装饰材料以及装饰材料构造课程教学是环境艺术设计类专业的基础课程,一般为环境艺术设计专业、建筑装饰专业、室内与家具设计专业、展示设计专业等室内外环境艺术设计类专业所开设。室内外建筑装饰材料是实现建筑装饰活动的物质基础。设计师了解材料犹如画家了解颜料及画布性能一样。功能各异、色彩多样的建筑装饰材料将为设计师的设计活动提供无穷的想象与实施空间。任何实践设计构想的最终目的都是要将设计者头脑中的虚拟构想通过物质手段变成客观现实。在室内外装饰设计教学体系中,装饰材料课程的认识与学习是设计师的必备基本知识,它将贯穿于今后设计师的一切设 计活动,设计师对于材料的了解与应用犹如文学家对于词句及修辞手法的熟知,更不同的是随着时代的发展还要随时更换词汇,随着材料科学的发展,新型纳米等高分子装饰材料的不断出现,材料应用层面的多元化,要求设计师不但要对现有及传统材料熟知,还要时刻关注新型材料的发展。装饰材料课程在教学过程中,主要体现在以下三个层面上的教学活动。 一、课堂理论教学阶段 1.材料商品状态认识教学。在进行设计与应用层面上的教学活动中,首先要让学生了解装饰材料商品外观状态。在装饰材料教学活动中,第一阶段首先体现在多媒体课堂教学图片演示播放中,材料展示应尽量保证某一种材料在同一工程的实际施工前后状态的对比,在实践项目中去讲解将更易于学生理解、消化课程内容。材料商品原状态即未经使用的材料市场上的销售状态,这一点对于学生来讲很重要,学生对装饰材料完成后的状态描述凭借生活记忆等印象比较好理解,但对材料使用前的状态却不是很熟悉,这一环节如不加强认识,在下一步装饰材料市场实践参观教学环节活动中,学生进入材料市场将会一筹莫展,很多材料将不知道使用后具体是哪一种状态。所以,不加强材料原状态的认识不利于全面了解材料,影响实际设计应用。加强材料原状态认识对于学生了解材料原状态、原规格及怎样进行更有创意的使用也很有实际意义,因为材料在设计中的应用在确保使用功能的前提下有时可以突破常规用法。通过形象也可以加深对材料规格的了解,可以更加有效地利用材料,避免耗材与浪费。 2.施工状态认知教学。材料施工状态相当于施工构造认识,对于今后装饰材料构造与施工图绘制打下认识基础,认识材料在施工中状态图片,也可以更好地了解材料性能,如强度、弯曲能力、吃钉力、粘接力等加工性能,也能形象地了解到哪些材料经常在什么状态下应用,或能够实现什么样式,哪些材料不能够在什么样式应用或不适于应用。通过材料施工过程状态图片认识,为下一步材料构造与施工工艺学习打下基础。 3.优秀案例应用教学。通过多媒体课堂优秀案例分析教学,使学生最初对于优秀案例的设计只是从形式外观上感兴趣发展为对于优秀案例材质应用的关注,切实感受到材质在设计中的重要作用,明确了材料应随着设计目的的功能性而转换。这一阶段,从材料认识、认知,从市场销售原始状态到实际完成有了完整的过程认识,案例介绍及材料施工完成状态图片有助于学生对材料与设计应用的对应感受,加强在设计应用中的合理控制,避免不切实际的材料应用,也避免了“唯美第一”的样式理念,做到合理应用材料与设计样式有机结合。 二、实践和实验的教学阶段 完成课堂理论教学任务只是使学生暂时掌握了一般材料的理论与外观认识学习,要进行深入的理解与认识,还要在实践中继续深化学习,继续在材料具体应用中体会。 1.材料样本。理论教学课堂应尽量在带有多媒体教学设施的装饰材料样板实验室进行,实验室将常见各种装饰材料制成小块样本或材料商提供的产品样本进行陈列,在课堂供学生观摩。如将常见板材制成小块样本,各类装饰系统可以制成小块剖面单元等,根据教学进度安排,每次课程学生将对本次课程学习的材料通过教师理论讲解、图片播放和实际样品的亲自触摸、观摩,对材料做到视觉、触觉、听觉上的全方位认识,进一步加强了对材料外观状态与性能的直接了解,增强了实际感受。 2.装饰工程样板实验间教学。装饰工程样板实验间汇集了各类小块典型施工样式,按施工的时间状态分段建设,分段陈列,使学生对于装饰构造的具体应用,对于施工方式也有了潜意识的认知,对于下一段装饰工程施工工艺学习打下材料认识基础。这段教学对于理论课堂上没有完全解决的材料认识疑问将在工程样板实验间教学中得到进一步的解决。市场上的装饰材料有着多样性的特点,面对上千种之多的装饰材料,装饰材料的教学活动时尽可能地将室内装饰工程中常见的材料进行介绍与学习,对基本系统作重点介绍,明确面层材料根据不同的设计要求及材料科学的发展都是可替换应用的。通过基本材料与基本系统的应用学习,可以通过举一反三来接受新材料或替代品。 三、社会课堂教学 1.装饰材料市场观摩。任何理论与实践的课堂教学活动都存在局限性,永远代替不了社会大课堂的学习,通过对建筑装饰材料市场的分组参观,使学生对于课堂教学知识进行了再认识、再确认的学习,也对课堂上没有重点介绍的产品有了感性上的认识,更对一些新材料的出现充满好奇,急于想了解它的应用与性能。另外,也加强了学生对装饰材料价格的认识,增强了设计的经济观念。学习根据市场条件可通过简单记录,或经商家允许采用摄影、摄像等方式进行,最后形成市场观摩报告。对于市场的参观学习应鼓励学生在今后的专业学习中不间断地进行下去,因为材料是不断推陈出新的,对于设计师来说要不断地了解材料与市场的发展,对于设计活动有极其重要的意义。 2.施工工程现场的观摩教学。通过对施工工程现场的观摩教学,可以充分提高学生的专业学习积极性,应安排一定学时的参观教学,加强材料学习的空间实际感受,也提前了解今后要从事的行业,实践经验显得越来越重要,毕竟设计专业不同于其他理论研究型专业,专业的应用技能对于学生来讲至关重要。 3.优秀工程的观摩教学。同学们司空见惯的商业环境、酒店、宾馆,在专业教学前可能因为购物、消费活动去往这些场所。在装饰材料教学后,即使还是因为消费目的去往这些商业场所,但会有意识地去关注材料在这些场所的应用。在本课程教学最后一段,应安排一次实际完成工程的观摩学习,可以安排商业街区、大型商场、优质楼盘样板间的参观,记录,与前一段的材料学习相联系,在实际工程中体会材料艺术效果,并进行评价整理,在课堂进行汇报。 装饰材料或装饰材料与构造类教学活动可能不止以上几个方面的内容,各个院校可能都会有自己的教学办法,也希望能给其他教学单位以借鉴与参考。环境艺术设计活动会涉及具体的材料、构造、施工工艺和施工管理等诸多因素,随着室内外工程设计领域的不断扩大与加深,设计人员必须具备各个方面的知识和结构,尤其是装饰材料与施工工艺构造等相关课程应根据当前的室内装饰行业发展要求,结合实际设计和施工、生产与教学、研究等多方面要求来进行。 环艺设计专业教学研究:浅谈环艺设计专业教学的实践课程 一、专业课教学强调实用性 实践是检验知识和平时学习最好的办法,实践出真知。按照环艺的专业特点,强调专业课教学、理论教学的实用性、实践性,着眼于培养技术应用型设计人才,总结过去的教学经验,结合省情、校情以及社会对艺术设计人才的实际需求,对专业课教学、实践教学内容加以调整,强调实用性和市场性。每门实践课程都以真实的案列加以分析引导,联系实际已经完成的和正在起步做的真实的项目展开课题作业,使学生进入实践状态。 第一环节的基础课实践教学首先是素描,设计色彩,设计美学课程,要以,提高认知能力、审美能力和造型能力。第二环节的专题教学,如店面设计、广场设计、办公空间设计,通过组织比赛,高校之间举办各种展出,相互观摩学习,社会实践考察,邀请专家来校座谈研讨等方法,使学生了解社会需求,目前设计专业的发展方向和目标,只有这样才能真正设计出满足市场需求的作品,通过技能实践课题的操作过程,培养学生一定的创意能力和表现能力。接触社会越多,那么学生越有兴趣,更容易进入设计的实训环节。 随着电脑飞速发展,它已经成为学生主要学习工具,我们课程内很多科目都离不开软件的支持,软件教育网络资源十分丰富,学生可以借助互联网络了解课堂以外的知识,信息量较大,这也是正常教学以外的有益补充。环艺设计人才都需要具备一定的电脑基础和应用相关软件的基础,比如3DMAX等等。所以在这一方面,也是非常重要。另外不能忽视学生的表达交流沟通的能力,我们在教学和实地考察的过程之中,应多采用集体讲评、课堂分组讨论、专题报告发言,自我宣讲形式,通过PPT相互讲演,锻炼口才以及应述能力,对学生的自信心,协调沟通能力表达能力的提高是最有帮助的。 目前,学生设计的作品有一部分高于社会产品,或者说还处于概念研究阶段,最主要的一点是他们没有社会生产经验,没有亲身参与实际设计任务,所以要加大实际项目的训练环节,缩小学校课堂与设计单位工作的环境差距。学生可以通过装饰设计公司和企事业单位的实习与合作,达到双方的共赢,学校培养了学生实际开展项目的能力,老师也能把课题引入到课堂教学,提高了教学的目的性,实训化。企业文化也可以得到宣传扩展,双方都是彼此很好的平台,也是对课内教学的补充。校企合租联合办学也是新型的教学模式,通过双方不断研讨,相互提高。 二、实践教学强调连续性和渐进性 在“理论指导实践”的模式中,学生从专业思想教育和认知实习中,初步了解专业;在基础理论课、专业基础课和专业现状及前沿,通过课题任务书、课程教学完成及进度,讲和练习并重,通过实践来加深理论认知,相互渗透。上述从以下两个方面渗透: 1、 设计基本功训练的目的 设计基础教学要摒弃传统的教学内容,要重视对建筑基本形态的认识和表现,而非绘图训练,当然这可能导致学生基本绘图能力的下降,但却培养了他们的造型能力,这是得与失的关系。 造型基础课程主要就是启发学生对"形"的认识,但单纯学习平面和立体的基本形,以及形与形的关系法则却很难与具体的设计课程衔接。特别是某些设计中的构成原理,其涉及的造型方向和建筑空间也不完全相同,要想体现有时代感的造型关系,在基础教学中加入构成训练,使学生进入二年级后对形和空间的把握有直接的感悟,对于怎样打破简单呆板的建筑形式也有一个初步的认识。 2、 从认知入手引导学生进行空间体验 尝试用学生熟悉的建筑环境进行建筑测绘练习,以达到对空间与形体的初步认识。如选择他们每天进出的教学楼进行从"认知"到"制作"的系列练习。通过教师讲解后进行参观,然后是测绘,这代替了过去独立的测绘练习,最后进行模型制作。学生根据自己测绘的尺寸,按照一定的比例做成一个仿真的空间模型,这样不仅使他们经历了从教学到图形,从平面到立体,从空间到实体的认知和表现练习,同时从中感受到建筑空间和形式的有机联系,极大地提高他们学习的兴趣,这比过去单纯的绘图练习生动很多。通过这种连续的作业过程,不仅在图面上理解空间的表现方法,而且从实际中了解建筑的基本形体,结构和空间尺度以及与人的活动之间的关系,从而建立基本的建筑概念。 设计专业实践环节的教学很灵活,在很多的模块教学过程中,难以确认固定的秩序和搭配关系,教学轻重比例还有待探索论证。作为环艺专业教师应该走出课堂,这个课程不局限于课堂之上的内容,要真正融入社会,使专业必修课在社会实际设计项目中完成,这是加强教学的重要举措。为保证实践教学得到更好的落实,与学校所在地的几家用人单位挂钩,建立校外实践教学产学合作基地,这也是非常必要的。产学研不分家,资源相互使用,公司环境带动学习的氛围,帮助学生完成项目所需进程,学校的人文环境也有待孵化设计创作。让学生以工程技术人员的身份到产学合作单位参与工程的设计、施工和管理,做到“实题实做”,当然还有部分学生,达不到设计使用标准时,可以采用“实题虚做”即由学生动手完成实际装饰课题,作为一种创作和研究。使不同的学生在工程中学习设计,在设计中完成环境艺术装饰工程,以实际工程成果来完成毕业实践、毕业设计。在毕业答辩时既能见到学生的实际工程设计作品,又能见到工程实例图片或现场。相互联系紧密,解决了大学教育中设计作品产品化的问题,强化应用能力和动手能力的培养,以实践教学促进能力的提高,使学生毕业后能够胜任与所学专业相关的实际工作。减少反复,提高教学效率,既能获得学术认可,也能等到社会及用人单位的广泛认同。那么环境艺术教育的形式得到变革和发展。 环艺设计专业教学研究:建立环艺设计专业设计应用课程“制赛促学”的教学机制 【摘 要】建立“制赛促学”的教学机制,即将制定比赛方案、举办比赛等环节与课程教学结合在一起,从而达到理论与实践结合、促进教学质量的目的,使环艺教学中应用设计课程“教学”与“实践”紧密有效地融合。 【关键词】制赛促学 设计应用课程 教学机制 环艺设计专业的学习方向可分为室内设计、建筑设计、园林景观设计,学习从设计的预想到项目的实施所涉及的相关专业知识。由于与人们日常生活、生产息息相关,要解决居住、出行、工作、节能、安全等多方面的问题,所以担负的社会责任较重,这就需要人才不仅具有较好的“设计理念”,同时也要具备较强的实践能力。而我国环境艺术设计专业出现在20世纪80年代,以开设时间划分属于新兴专业的范畴。近年来,我国加快了城市化建设步伐,社会对环艺人才需求尚未饱和,所以环艺设计专业成为了较热门的报考专业之一,在校生人数众多,受到了社会各界的高度关注。以班级为例,学习者人数从早期的十几人倍增到了几十人,这就导致了实践教学的开展存在一定的困难。 环艺设计专业课程教学结构可分为“专业基础课”、“专业技能课”以及培养人才综合能力的“设计应用课”三大块。其中,设计应用课所开设的课程有《居室空间设计》、《商业空间设计》、《建筑装饰设计》、《景观园林设计》等,在教学中要解决以下三个方面的问题:(1)对所学知识的综合运用;(2)设计的思路方法;(3)对专业的实践环节的了解与掌握。 第三个方面在课程教学之中尤为重要,如果对实践环节了解不够,设计方案便是纸上谈兵,缺少了存在的价值,而实践环节在实际的教学过程中却难以有效地结合在一起。原因在于学生人数增多,而教学模式却缺乏灵活性、科学性的对应调整,在以往通常会采用以下两种教学模式:(1)以模拟课题形式开展教学。通过虚拟以及使用以往的设计项目来模拟课题,提供给学习者设计练习。这种方式使学习者对设计课题缺乏场景化的认识,导致设计思维过于抽象化、设计方案理想化。并且,设计方案优劣标准完全由教师或教师团队单方面评定,以至教学的机制不够科学。(2)以校企合作方式开展教学。即企业提供了实际项目,课程教学工作中便依据项目的要求“量身制作”。评价的标准由企业及业主来掌控,这种形式看似合理但问题重重:一是实际项目的设计时间与课程安排难以紧密结合,若一味地追求项目时间安排,教学内容便很难合理地布置,也就变得相对被动。二是虽然解决了课程学习所需的实践环节,但对于初学者来说由于评定标准过于主观,很难形成其对设计本质理念的认识及了解,这样的教学同样缺乏科学性。 两者的教学方法各具优劣,前者的优势在于给了学习者足够宽广的设计想象空间,劣势在于设计方案空泛化;后者是虽然课程联系了实践,但由于受到实际项目的制约,设计方向单一化、标准化,对设计理念、创意的学习不够。通过怎样的机制来解决课程教学与实践活动的矛盾关系,成为环艺设计专业设计应用课的实际问题。 笔者分析了两种课程模式后,综合两者的教学方法,建立“制赛促学”的教学机制,即通过制定比赛方案、举办比赛等环节与课程教学融合在一起,从而达到理论与实践结合、促进教学质量的目的,很好地解决了以上环艺教学中应用设计课程的矛盾问题。 第一,课程教学的准备阶段――制赛。制赛的前提是如何将比赛引入课程之中,且能合理有效地与课程教学的各环节结合在一起,需要在课程开设之前制定“教学牵头、企业配合、服务项目”的赛事计划,寻求设计的实际项目、企业合作方,如教学《居室设计》课程时便可联系房地产业开发公司,对其所开发的楼盘进行实地调研、测量与设计,再以赛事的形式把教学与实际的项目有效地融合在一起,既有了实际的设计场地来开展实践教学,同时通过了设计赛事的形式避免了学习的单一化。 下图为北海艺术设计职业学院在《居室空间设计》课程中举办的“橄榄缘”杯室内设计大赛的项目图片: 第二,课程教学的实施阶段――备赛。在项目测量与前期调研工作完成之后,学习者已经充分地了解了设计项目的环境、位置、建筑结构、建筑定位等一系列设计前期准备环节,学习者便可依据项目的实际情况,通过教师辅导和自我理解对项目进行设计,设计既联系实际同时又不受使用方的限制,可以积极地调配学习者的想象力、创造力,有利于对知识的掌握和理解。 下图为北海艺术设计职业学院在《居室空间设计》课程中举办的“橄榄缘”杯室内设计大赛的教与做: 第三,课程教学的评价阶段――竞赛。设计方案以竞赛的形式作为评价标准,通过作者自我描述、观众观摩展览、项目方“多角度,立体直观”的审定模式,从设计方案的实施性、创造性、功能性多个环节进行论证,最终由校企评定+投票的形式为设计方案评分,给出意见评语,这样通过一系列活动的开展,不仅较好地完成了课程的学习,同时也锻炼了学习者的表达能力、对实际方案设计的理解能力。 下图为北海艺术设计职业学院“橄榄缘”杯室内设计大赛展览观摩、优秀作品评选: 第四,课程教学的后续阶段――项目实施。课程成果以方案集的形式呈现出来,挑选成熟的方案加以深化修改投入到项目使用当中,教学方面可以跟踪项目进度,组织学生实地观摩学习,了解施工环节的相关知识,同时也解决项目方的实际需求,达到双赢的局面,可谓一举多得。 下图为北海艺术设计职业学院优秀作品制作成为样板房,教师组织跟踪学习: 通过建立“制赛促学”的教学机制,为环艺设计专业设计应用课程的教学开展带来了新的局面,能够达到“一个调动,两个可控,三个促进”的积极作用,即,调动学习积极性;对教学与实践的把握有了可控性,对课程进度安排有了可控性;促进了教学质量,促进了学习质量,促进了区域经济服务建设。“制赛促学”教学机制的建立,使学习者、教学方、项目方都能各有所得,各取所需,解决了“教与学与做”的实际问题,也为环艺设计专业设计应用课程教学模式提供了新的方向。 环艺设计专业教学研究:环艺设计专业水彩风景画教学初探 水彩风景画是环境艺术设计专业基础教学中的一门技术性较强的重要必修课程,也是室内外建筑空间设计表现的重要科目之一。该课程的教学应紧密结合环艺专业的特点来展开,旨在解决学生的色彩空间建构、形体空间造型能力以及色彩搭配等能力,培养学生空间想象能力与形象思维能力,增强学生的审美意识, 为环艺设计课程的学习打下坚实的实践基础。 一、重视水彩语言的表现 大部分学生在高考前的色彩训练中都是画水粉画,很少有人画水彩画,更别说水彩风景画了。他们的水彩作业根本不够理想,除了存在画面结构松散,色彩关系不正确等造型基础问题外,还出现画面脏、焦、粉、燥等问题。究其原因,在于他们没有熟练掌握水彩画的技法,难以驾驭水彩风景写生语言的表达,这对于以后手绘效果图的训练将造成直接影响。因此,在环艺专业水彩风景画教学过程中,保持水彩语言是基本要求。 1、保持水彩艺术本体语言 所谓水彩画,并不单单指用水调和颜料这一点而言,更重要的是因为它具有―套完整的、与其他画种截然不同的技法,它充分利用水色的作用,使画面呈现出一种独特的韵味,这种韵味就是水彩工具自身所体现的水色交融的意味,也是水彩画本体语言的首要因素。其表现方法主要有干画法、湿画法、干湿结合、淡彩法、沉淀法、接染法、重迭法等等。掌握这些水彩的表现技法,并将其灵活运用于手绘效果图和环境艺术表现之中,是水彩风景画在环艺设计专业中的主要目的所在。 当我们开始画一幅水彩风景画时,整个作画过程要控制好水分和时间,完成一幅画胜似打一场仗。取好景后开始构图,要求底稿图形准确、清晰,忌擦伤纸面,如有大的改动最好另用纸起稿。上色时要注意水分的把握,即画面色彩的浓淡、空间的虚实、笔触的趣味都有赖于对水分的把握。上色程序一般是由浅到深,由远及近,亮部与高光要预先留出。大面积的铺色时,最好一次性多调颜料,一次成形,少修改。由于水彩颜料的透明性,多次重复容易变脏、变焦,那么画面就会失去水彩独有的水润、明快的效果。 2、拓展水彩艺术语言新形式 水彩语言的突破,离不开技法创新。具体到水彩风景画课程的教学中,平时除了强调运用传统的干、湿技法,使画面保持水彩本体语言表现特征外,还要鼓励学生大胆探索新材料、新技巧,利用综合材料,这样可以加强画面视觉感受和肌理效果,实践创新和变革。目前室内外表现图中钢笔淡彩的效果图较为普遍,它是将水彩技法与钢笔技法相结合,发挥各自优点,颇具简捷、明快、生动的艺术效果。因此,在水彩风景画课程教学中可以加强钢笔淡彩的教学,这样既能加强学生的速写能力,又能使学生以快速的方法感受水彩语言的表现;其次可以利用其他材料弥补水彩难以驾驭、不够厚重等弱点,如给纸做底,吸收国画和油画的长处等。在技法使用中,“干画法”和“湿画法”交替使用,常中有变,变中有常,建立新的技法表现与创造。但是,无论怎么变革和创新,都不能丢掉水彩画应有的严格的造型感、色彩感、厚实感、空间感和透明感等技法要求,不能失去水彩画巨大的形式魅力,不能背离对该画种背后文化规定性、媒材、技法所组成的本体语言。 如何在保持水彩风景画本体语言的同时又能开拓创新,展示出舒畅宜人的形式魅力,是水彩风景画课程教学必须解决的一个问题。 二、注重画面形式的构成 当学生逐渐了解、重视水彩语言所独有的表现魅力,相对熟练水彩技法,掌握了水彩风景写生的特点之后,解决其画面的表现形式问题就成为环艺设计水彩风景画教学的重中之重。具体可以从以下几个方面来做: 1、强调画面分割和色块对比 在取景构图时,首先要端正观察方法,不能照搬景物及场景,要化繁为简,深入浅出,把复杂的问题简单化。莫奈说过:当出去画画时,要设法忘记你面前的物体,一颗树,一片田野……这是一小块蓝色,那是一块黄色,远处是一长条粉红色,然后准确地画下所观察到的颜色和形状,直到它达到最深的印象为止。也就是说可以把眼前的一切景物都省略掉物象生理的小细节及凹凸,用点线面来概括成平面图形和色块。这样我们就会从关注物象的具体结构变为关注造型元素和色块结构,把自然物象转化为构成画面基本图形的思维方式。在这些基础造型上再注意主观调整画面点线面的布局,把握画面的虚实变化,锻炼学生对画面形式及构成的能力。 如:以水彩风景画享誉世界的华裔水彩大师曾景文先生,在画面形式及色彩构成方面给我们提供了宝贵的学习资源。他善于主观归纳,将生活中常见的场景作为写生对象,用点线面等抽象的绘画元素来组织画面,将明快、鲜艳的色块用并置法平涂,轻松地表达他内心的大自然美景。《黄色天空的香港》(图1),是他描绘儿时学习居住的故乡美景,他用平面归纳的手法把天空、远山、高低错落建筑群以及海面穿梭不停的船只,概括成点线面等抽象造型元素,画面主题突出,生动有趣,色彩对比鲜明而清新,赏心悦目,仿佛看到了画家儿时美好的童年时光。 2、注重以线造型 以线造型为骨架的水彩画,其线的运用可以吸收中国画用线的特点,突出用线来标示物象的轮廓,注意线的粗细、虚实变化,强调色彩冷暖、明暗、远近透视层次,高光留白,亮部稀薄透明,暗部色彩的重叠亦不混淆线条的痕迹,画面结构紧凑。王维新就是善于用线表现水彩风景画的画家之一,他把中国传线描与西方艺术巧妙结合,找到了属于自己独特的形式语言。每当在生活中发现令他激动的感人景物时,他总能迅捷地以速写形式随心勾勒下来,之后再敷上轻快的色彩,于是便创造了他自己的“随形赋彩”的画法(如图2)。 3、重视画面黑白灰关系 画面构成因素还与画面的黑白灰关系息息相关。在动手作画前,应该思考一下画面的黑白灰层次结构,甚至可以画出小的黑白灰分关系分布图。虽然水彩风景画是由不同色相的色彩组成的画面,但是实质上它的素描关系,也就是画面整体的明度关系仍然是不容忽视的,一幅水彩风景作品无论画面色彩多么斑斓丰富,形式多么跳跃复杂,但是只要大的黑白灰关系明确,层次分明,画面就会乱中有序。 4、注重空间意识培养 水彩风景画写生是面对空间景物直接将空间形式表现在画面中,它在空间描述上给人以心理和生理的不同感受,这一特性正好符合环艺设计对空间训练的要求(如图3)。把握好透视和色彩规律,是组织画面空间的有力手段。写实风格的写生作品,要求通过形体的大小、虚实,色彩的冷暖等变化来表达景物深远的空间感,如近、中、远景等,一旦出现透视错误,就会导致画面空间的失真。平面抽象风格的作品,可以通过画面点线面的构成、色彩的虚实等关系来建构画面的空间关系,也许这种空间并不是一种真实的空间关系,但仍然能够表达出相应的心理空间,也就是说完全是一种精神上的概念,即“精神空间”,如 马蒂斯的色块前进后退空间。我们还可以从色彩大师的多种空间效果学习经验,如杜飞的透明空间、籍里柯的冷漠深渊空间、达利的幻觉空间、埃舍尔的矛盾空间等。 康定斯基说过:艺术家必须因感而发,有情而抒,因为对形式的驾驭并非目的,而是使形式与内在含义相适应。因此,无论是写实还是抽象,在符合风景写生的精神内涵的同时,有意识地组织好画面的点线面及黑白灰的节奏和韵律,注重画面的色块明度对比关系以及空间意识,就能形成和谐以及个性鲜明的画面构成形式。 总之,水彩风景画是一门有针对性加强手绘能力,提高设计者的表现能力,锻炼人的空间想象能力与形象思维能力,鉴赏能力及色彩感觉的课程。我们要想学好该课程,为环艺设计打下扎实的基础,就要重视和加强水彩语言的表现,打破传统的对景写生的照相式教学,注重画面形式构成、空间培养等方面的探索和学习。 (作者单位:湖南工程学院设计艺术学院 本文为湖南工程学院教研教改课题研究成果)
建筑结构设计论文:建筑结构设计管理论文 提要 结构设计的安全问题是所有从事结构设计与研究的人们一生都要面对的问题,本文作者结合自己的工程设计实践,简述了当代建筑师的设计思维对结构设计安全所提出来的挑战,并且,通过一个结构设计师对当今建筑设计潮流的感悟与认识,提出了保障结构设计安全所必须坚持的基本原则。文章最后,对参与当代中国结构设计实践的结构设计工作者们提出了一些期望。 前言 一段时间以来,由法国巴黎戴高乐机场2E侯机厅通道部分倒塌事故引起的对结构安全问题的讨论成为业界甚至各种传媒的热门话题,由之引起的对国家大剧院以及各奥运在建项目进行结构安全再认识的声音也不时传起。特别是对正在设计施工中的奥运项目,按照政府决策部门的意见,建设单位组织结构有关专家逐个项目地进行了更为严格的结构设计安全评估。 结构设计安全是我们所有从事结构设计与研究工作者必须面对和回答的问题,巴黎戴高乐机场事故是结构在其设计使用寿命初期(投入运营一年),在常规荷载作用(没有恐怖袭击、没有恶劣的区域突发自然灾害)的情况下发生的,就是说,一定是在结构设计或施工的某个环节给结构留下了致命的内部缺陷才造成的,这一缺陷既可能是结构设计理论方面的,也可能是结构设计构造方面的,既可能是结构材料使用方面的,还可能是建造过程中的施工质量控制方面的,等等。无论什么原因,这种结构破坏形态都是结构设计原则所不允许的,引起我们的警觉也是应该的。 另一方面,我们也还是应该理性地、科学地、全面地分析和把握结构设计的安全问题。其实,追溯人类改造自然、改造世界的历史足迹,我们还是有理由对当代结构设计理论和建造技术的发展水平感到自豪的。虽然我们现在感觉是越来越累,越来越难,但是在力学和材料科学发展的有力支撑下,我们所从事的结构设计与建造技术的发展还是基本上满足了那些满脑子求新求奇,求高求广的所谓当代建筑师的表达欲望与需求的。 世界上没有自由的结构设计师,但假如没有我们,也就没有建筑表达的自由 建筑师设计东西,无非表达两种需求,一种是传统意义上的功能需求,另外一种就是表达建筑情感,或者说是通过建筑表达情感。这种情感表达方面的需求可能是来自公众的,也可能是来自政府或领导意志的,还可能就是直接来自建筑师的美学修为的。建筑师可以利用建筑特有的元素,比如建筑材料的材质、装饰材料的色彩等进行其建筑情感的表达,但是这种表达的效果和能力是有限的,建筑师更重要的手段则是借助结构的能力完成这一表达需求,从这个意义上说,建筑师丰富的想象力既给结构设计提出了课题、带来了挑战,同时也就给结构工程师带来了风险。 国家大剧院超大超深的地下结构体量,椭球抛物面壳体屋顶和围绕壳体的环形水池都是安得鲁实现其剧院功能需求与其情感表达需求的手法和元素。为了在不超越人民大会堂的限定高度内,完成剧场功能对竖向尺度的需求,“深入地下”是其自然的(也许是无奈的)选择;椭球抛物面壳体屋顶罩住其下的三个功能剧场是建筑师进行区域空间整和的一种手段,在这块区域上的建筑物进行这样的整和处理我认为是必要的;建筑师设置环形水池的目的在于其制造区域宁静气氛的需要,这种建筑情感表达上的需求也是必要的。 国家大剧院 同样的,在建的国家体育场(简称“鸟巢”)以及国家游泳中心(简称“水立方”)等标志性建筑,她们不单单是承载着满足举办奥运会各单项体育功能方面的需求,也还要承载着通过其“别样”的建筑形象来表达全国人民百年奥运梦想成真的情感需求,承载着要为最出色的一届奥运会留下最出色的“建筑遗产”的使命。 自然的,建筑师是无法单独承担这样的使命的,必须依靠结构工程师的支持来实现其“特别”的表达需求。或者说,结构工程师在这个时侯是没有选择的自由的,只有绞尽脑汁为建筑师的这种需求寻找“解决方案”,于是,百年之前的理论物理学命题“泡沫理论”被结构师拿来经过有趣的数学变换,最终成了表达建筑师“看似无序的水分子结构”的最好载体。 国家游泳中心总平面图 建筑结构形式的争议多半不是“好与不好”的问题,而是“值与不值”的问题 为了满足建筑师们的“浪漫”需求,在传统的结构构成方式无能为力的时候,结构设计师就必须探索新的、非传统的结构构成方式。结构系统的基本形式,可以说已经被我们认识的差不多了,但是,这种说法只是限于基本体系,并不意味着创造新的结构形态可能性的减少,在拥有无限多样的物种的丰富多彩的世界里,限定结构形态的类型显然是不恰当的。 结构工程师的任务就是在既要保证结构安全同时又要满足建筑美学需求的杠杆上寻找一个平衡点。只是,世界上终究没有免费的午餐,当各种或是张扬的、或是陌生的结构形态出现的时候,在结构材料科学还没有长足的发展的时候,在我们还不得不用传统的结构材料去实现这样一个个“浪漫”的需求的时候,对结构安全的关注也就从来没有象现在这样引起一端又一端的“争议”。 从一个结构设计与研究工作者的角度看待这些“争议”,我认为很多时候我们是可以在力学或规范的原则内寻找到这个“平衡点”的,随后的问题是,这会要我们付出多大的“代价”,或者说要我们支付多大的“结构成本”?我认为对这个我们要支付的成本“值与不值”的不同看法是对建筑结构形式“争议”的焦点问题。 其实,作为一个结构工程师,常常是不能判断建筑的形象与情感“效益”与结构实现的“成本”之间到底谁高谁底的,因为前者是很难量化的。我们所能做的就是在保证建筑功能与美学需求的诸种可选择的结构实现方式中找到成本较低的解决方案。 国家游泳中心南北剖面图 国家大剧院南北剖面图 例如,在国家大剧院工程结构的第一轮初步设计时,法国ADP公司确定的结构底板的顶面标高为-26.0米,这个标高受到了中国建筑与结构工程师的质疑,如此深的基槽,且不说开挖与降水的成本会很高,结构寿命期内的抗浮设计成本更是一项很大的投入,为此,我们建议在保证其建筑功能需要的前提下,尽可能提高建筑底面标高,法方在修改后的初步设计中将这一标高提高到了-22.0米。 与上述情形相反,国家游泳中心工程的建筑设计由于采用了ETFE双层充气膜,这种膜材的造价很高,所以,在相对深挖(增加基础开挖与结构抗浮成本)和抬升建筑总高度(增加围护膜材的用量)的比较选择中建筑师完全依赖的就是综合成本最小化的原则。 结构工程师要给浪漫的建筑师和建筑师的浪漫设定一条底线 作为一名结构工程师,我们还应该清醒地认识到,结构科学和材料科学的发展远没有达到可以令建筑师们的“浪漫思维”无约无束的境地。在实际结构的建造过程中影响结构安全的因素众多,一方面,建筑结构理论归根结底是一门实验科学,理论与实际的偏差不可避免,另一方面,建造技术的发展水平和区域差异以及施工质量控制等等方面的诸多因素,都会给实际建造完成的建筑结构安全性能带来某种程度的不确定性。 所以,建筑师们在通过建筑表达其美学或情感需求的时候,结构工程师们还是要给他们设定一条底线。这条底线不仅依赖于当代人类对自然界的认识水平,而且还依赖于现代结构技术与材料科学的发展水平,依赖于结构分析技术的发展水平。在某种程度上,我们可以允许他们突破某些“规范”条文的底线,但是不能允许他们突破“基本力学准则”的底线。尤其是当我们面对国外建筑师的时候,这一点做起来很难,譬如在和安德鲁的法国ADP团队合作设计国家大剧院的过程中,我们就经历了多次的“争执与说服”的过程。 国家游泳中心的设计过程也给了我们很多启示,在建筑师浪漫的创意和结构的可实现之间还是有较长的一段路要走的,因此,我们投入很多精力进行了这种新型多面体空间钢框架结构的试验研究,最终才可以保证这种结构的安全、可靠。 钢骨架结构效果 ETFE充气枕结构 不能认为结构设计安全与结构设计的创造性是永远的矛盾 实际上,对结构设计安全性的忧虑往往会束缚住我们结构设计创造性探索的步伐,虽然这种忧虑不是多余的。发生巴黎机场结构倒塌事故后,我们听到的几乎都是对安德鲁主持设计的建筑的一片怀疑之声,结构设计工程师们,尤其是从事重要公共建筑结构设计的工程师们更是增添了更多的谨慎与小心。 我认为,结构设计的任务始终是:按照建筑的功能与美学需求确定安全、合理的结构体系;进而依据建筑结构可靠度设计有关标准所确定的原则对结构作用效应与结构抗力进行符合结构实际工作条件(性能)的分析;最终应做到在规定的结构设计使用年限内,在现行规范规定的各种荷载作用下,所设计的结构是安全可靠、经济合理、技术先进的。 为了实现这样的使命,对结构设计安全的自始至终的关切无疑是必要的,另一方面,结构设计的创造性不但是当今建筑设计发展的必然要求,同时也是结构设计技术自身发展的要求。国家大剧院、国家体育场、国家游泳中心以及新中央电视台等建筑在结构设计方面的创造性探索可以为我们跟踪当今世界先进的结构设计理念提供一些线索,也可以让我们检视一下很多经验的、传统的结构设计思维是否还适应现代结构设计发展的要求。 “水立方”内外效果图 因此我认为,结构设计工程师们在关注所设计的建筑结构是否安全的同时,也还是应该为结构设计技术的创造性发展做一些探索。这两者不总是矛盾的,虽然在各种新结构的实践过程中或是发生了很多争议、或是走过了很多曲折的道路,但我始终认为没有结构设计师参与的所谓建筑设计理念的创新都是无源之本,从这个意义上讲,结构设计师在确定建筑设计发展方向上的作用是举足轻重的。 尤其是当代中国的结构设计工作者,国家建设的飞速发展给我们提供了前所未有的结构设计实践机会,在这个实践过程中,我们是始终跟在所谓“西方世界先进的结构设计思维”后面,亦步亦趋,无所建树,还是通过我们不断的设计实践与探索,争取走在世界结构设计技术发展的前列,这确实值得我们认真去思考。 建筑结构设计论文:建筑结构设计安全论文 提要 结构设计的安全问题是所有从事结构设计与研究的人们一生都要面对的问题,本文作者结合自己的工程设计实践,简述了当代建筑师的设计思维对结构设计安全所提出来的挑战,并且,通过一个结构设计师对当今建筑设计潮流的感悟与认识,提出了保障结构设计安全所必须坚持的基本原则。文章最后,对参与当代中国结构设计实践的结构设计工作者们提出了一些期望。 关键词建筑表达结构设计安全建筑情感争议结构设计实践 前言 一段时间以来,由法国巴黎戴高乐机场2E侯机厅通道部分倒塌事故引起的对结构安全问题的讨论成为业界甚至各种传媒的热门话题,由之引起的对国家大剧院以及各奥运在建项目进行结构安全再认识的声音也不时传起。特别是对正在设计施工中的奥运项目,按照政府决策部门的意见,建设单位组织结构有关专家逐个项目地进行了更为严格的结构设计安全评估。 结构设计安全是我们所有从事结构设计与研究工作者必须面对和回答的问题,巴黎戴高乐机场事故是结构在其设计使用寿命初期(投入运营一年),在常规荷载作用(没有恐怖袭击、没有恶劣的区域突发自然灾害)的情况下发生的,就是说,一定是在结构设计或施工的某个环节给结构留下了致命的内部缺陷才造成的,这一缺陷既可能是结构设计理论方面的,也可能是结构设计构造方面的,既可能是结构材料使用方面的,还可能是建造过程中的施工质量控制方面的,等等。无论什么原因,这种结构破坏形态都是结构设计原则所不允许的,引起我们的警觉也是应该的。 另一方面,我们也还是应该理性地、科学地、全面地分析和把握结构设计的安全问题。其实,追溯人类改造自然、改造世界的历史足迹,我们还是有理由对当代结构设计理论和建造技术的发展水平感到自豪的。虽然我们现在感觉是越来越累,越来越难,但是在力学和材料科学发展的有力支撑下,我们所从事的结构设计与建造技术的发展还是基本上满足了那些满脑子求新求奇,求高求广的所谓当代建筑师的表达欲望与需求的。 世界上没有自由的结构设计师,但假如没有我们,也就没有建筑表达的自由 建筑师设计东西,无非表达两种需求,一种是传统意义上的功能需求,另外一种就是表达建筑情感,或者说是通过建筑表达情感。这种情感表达方面的需求可能是来自公众的,也可能是来自政府或领导意志的,还可能就是直接来自建筑师的美学修为的。建筑师可以利用建筑特有的元素,比如建筑材料的材质、装饰材料的色彩等进行其建筑情感的表达,但是这种表达的效果和能力是有限的,建筑师更重要的手段则是借助结构的能力完成这一表达需求,从这个意义上说,建筑师丰富的想象力既给结构设计提出了课题、带来了挑战,同时也就给结构工程师带来了风险。 国家大剧院超大超深的地下结构体量,椭球抛物面壳体屋顶和围绕壳体的环形水池都是安得鲁实现其剧院功能需求与其情感表达需求的手法和元素。为了在不超越人民大会堂的限定高度内,完成剧场功能对竖向尺度的需求,“深入地下”是其自然的(也许是无奈的)选择;椭球抛物面壳体屋顶罩住其下的三个功能剧场是建筑师进行区域空间整和的一种手段,在这块区域上的建筑物进行这样的整和处理我认为是必要的;建筑师设置环形水池的目的在于其制造区域宁静气氛的需要,这种建筑情感表达上的需求也是必要的。 国家大剧院总平面图 同样的,在建的国家体育场(简称“鸟巢”)以及国家游泳中心(简称“水立方”)等标志性建筑,她们不单单是承载着满足举办奥运会各单项体育功能方面的需求,也还要承载着通过其“别样”的建筑形象来表达全国人民百年奥运梦想成真的情感需求,承载着要为最出色的一届奥运会留下最出色的“建筑遗产”的使命。 自然的,建筑师是无法单独承担这样的使命的,必须依靠结构工程师的支持来实现其“特别”的表达需求。或者说,结构工程师在这个时侯是没有选择的自由的,只有绞尽脑汁为建筑师的这种需求寻找“解决方案”,于是,百年之前的理论物理学命题“泡沫理论”被结构师拿来经过有趣的数学变换,最终成了表达建筑师“看似无序的水分子结构”的最好载体。 国家游泳中心总平面图 建筑结构形式的争议多半不是“好与不好”的问题,而是“值与不值”的问题 为了满足建筑师们的“浪漫”需求,在传统的结构构成方式无能为力的时候,结构设计师就必须探索新的、非传统的结构构成方式。结构系统的基本形式,可以说已经被我们认识的差不多了,但是,这种说法只是限于基本体系,并不意味着创造新的结构形态可能性的减少,在拥有无限多样的物种的丰富多彩的世界里,限定结构形态的类型显然是不恰当的。 结构工程师的任务就是在既要保证结构安全同时又要满足建筑美学需求的杠杆上寻找一个平衡点。只是,世界上终究没有免费的午餐,当各种或是张扬的、或是陌生的结构形态出现的时候,在结构材料科学还没有长足的发展的时候,在我们还不得不用传统的结构材料去实现这样一个个“浪漫”的需求的时候,对结构安全的关注也就从来没有象现在这样引起一端又一端的“争议”。 从一个结构设计与研究工作者的角度看待这些“争议”,我认为很多时候我们是可以在力学或规范的原则内寻找到这个“平衡点”的,随后的问题是,这会要我们付出多大的“代价”,或者说要我们支付多大的“结构成本”?我认为对这个我们要支付的成本“值与不值”的不同看法是对建筑结构形式“争议”的焦点问题。 其实,作为一个结构工程师,常常是不能判断建筑的形象与情感“效益”与结构实现的“成本”之间到底谁高谁底的,因为前者是很难量化的。我们所能做的就是在保证建筑功能与美学需求的诸种可选择的结构实现方式中找到成本较低的解决方案。 国家游泳中心南北剖面图 国家大剧院南北剖面图 例如,在国家大剧院工程结构的第一轮初步设计时,法国ADP公司确定的结构底板的顶面标高为-26.0米,这个标高受到了中国建筑与结构工程师的质疑,如此深的基槽,且不说开挖与降水的成本会很高,结构寿命期内的抗浮设计成本更是一项很大的投入,为此,我们建议在保证其建筑功能需要的前提下,尽可能提高建筑底面标高,法方在修改后的初步设计中将这一标高提高到了-22.0米。 与上述情形相反,国家游泳中心工程的建筑设计由于采用了ETFE双层充气膜,这种膜材的造价很高,所以,在相对深挖(增加基础开挖与结构抗浮成本)和抬升建筑总高度(增加围护膜材的用量)的比较选择中建筑师完全依赖的就是综合成本最小化的原则。 ■结构工程师要给浪漫的建筑师和建筑师的浪漫设定一条底线 作为一名结构工程师,我们还应该清醒地认识到,结构科学和材料科学的发展远没有达到可以令建筑师们的“浪漫思维”无约无束的境地。在实际结构的建造过程中影响结构安全的因素众多,一方面,建筑结构理论归根结底是一门实验科学,理论与实际的偏差不可避免,另一方面,建造技术的发展水平和区域差异以及施工质量控制等等方面的诸多因素,都会给实际建造完成的建筑结构安全性能带来某种程度的不确定性。 所以,建筑师们在通过建筑表达其美学或情感需求的时候,结构工程师们还是要给他们设定一条底线。这条底线不仅依赖于当代人类对自然界的认识水平,而且还依赖于现代结构技术与材料科学的发展水平,依赖于结构分析技术的发展水平。在某种程度上,我们可以允许他们突破某些“规范”条文的底线,但是不能允许他们突破“基本力学准则”的底线。尤其是当我们面对国外建筑师的时候,这一点做起来很难,譬如在和安德鲁的法国ADP团队合作设计国家大剧院的过程中,我们就经历了多次的“争执与说服”的过程。 国家游泳中心的设计过程也给了我们很多启示,在建筑师浪漫的创意和结构的可实现之间还是有较长的一段路要走的,因此,我们投入很多精力进行了这种新型多面体空间钢框架结构的试验研究,最终才可以保证这种结构的安全、可靠。 钢骨架结构效果 ETFE充气枕结构 不能认为结构设计安全与结构设计的创造性是永远的矛盾 实际上,对结构设计安全性的忧虑往往会束缚住我们结构设计创造性探索的步伐,虽然这种忧虑不是多余的。发生巴黎机场结构倒塌事故后,我们听到的几乎都是对安德鲁主持设计的建筑的一片怀疑之声,结构设计工程师们,尤其是从事重要公共建筑结构设计的工程师们更是增添了更多的谨慎与小心。 我认为,结构设计的任务始终是:按照建筑的功能与美学需求确定安全、合理的结构体系;进而依据建筑结构可靠度设计有关标准所确定的原则对结构作用效应与结构抗力进行符合结构实际工作条件(性能)的分析;最终应做到在规定的结构设计使用年限内,在现行规范规定的各种荷载作用下,所设计的结构是安全可靠、经济合理、技术先进的。 为了实现这样的使命,对结构设计安全的自始至终的关切无疑是必要的,另一方面,结构设计的创造性不但是当今建筑设计发展的必然要求,同时也是结构设计技术自身发展的要求。国家大剧院、国家体育场、国家游泳中心以及新中央电视台等建筑在结构设计方面的创造性探索可以为我们跟踪当今世界先进的结构设计理念提供一些线索,也可以让我们检视一下很多经验的、传统的结构设计思维是否还适应现代结构设计发展的要求。 “水立方”内外效果图 因此我认为,结构设计工程师们在关注所设计的建筑结构是否安全的同时,也还是应该为结构设计技术的创造性发展做一些探索。这两者不总是矛盾的,虽然在各种新结构的实践过程中或是发生了很多争议、或是走过了很多曲折的道路,但我始终认为没有结构设计师参与的所谓建筑设计理念的创新都是无源之本,从这个意义上讲,结构设计师在确定建筑设计发展方向上的作用是举足轻重的。 尤其是当代中国的结构设计工作者,国家建设的飞速发展给我们提供了前所未有的结构设计实践机会,在这个实践过程中,我们是始终跟在所谓“西方世界先进的结构设计思维”后面,亦步亦趋,无所建树,还是通过我们不断的设计实践与探索,争取走在世界结构设计技术发展的前列,这确实值得我们认真去思考。 建筑结构设计论文:高层商业建筑结构设计论文 一基础设计 商业楼基础设计等级为甲级,采用桩加防水板基础。根据前期试桩检测报告结论,采用Φ700钻孔灌注桩,抗压兼抗拔桩。基础埋深12.1m,远大于建筑结构高度的1/18。经复核,风荷载及水平地震作用下基底均不出现零应力区,可满足高层建筑结构抗倾覆稳定要求。 二地下车库设计 地下车库采用框架剪力墙结构,局部增加的剪力墙,主要有两个作用:一是为了使得地下1层与地上1层的剪切刚度比大于2,满足正负零作为地上单体嵌固端的要求,二是为了更好地保证室内外高差处水平力的传递。商业楼室内及室外相关范围内,正负零零层采用梁板式结构,板厚180~250,双层双向配筋,且配筋率不小于0.25%。 三上部结构设计 (1)超限情况的判定 根据“住房和城乡建设部关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的通知(建质〔2010〕109号)”,对商业楼的超限情况判定如下:①商业楼结构高度29.2m,采用现浇钢筋混凝土框架结构,属于A级高度高层建筑,高度不超限。②商业楼3层以上竖向构件缩进大于25%,属尺寸突变(立面收进);③商业楼地上楼层存在多处楼板有效宽度小于50%,开洞面积大于30%的情况;④商业楼3层和4层之间质心相差达18m,大于相应边长的15%,同时,考虑偏心扭转位移比大于1.2,小于1.4。综合以上分析,商业楼属于超限高层建筑。 (2)上部结构计算分析 在小震作用下,全部结构处于弹性状态,构件承载力和变形应该满足规范的相关要求。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.1.12条的要求,本工程采用SATWE与PMSAP两种不同分析软件分别进行了整体内力及位移计算,两种软件的计算结果基本一致,结构体系满足承载力、稳定性和正常使用的要求。楼层最大位层间移角小于1/550,满足JGJ3-2010第3.7.3的要求;在刚性楼板假定下,虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值均小于1.4。根据建筑抗震设计规范GB50011-2010第5.1.2条,对不规则建筑应采用时程分析进行多遇地震下的补充计算。本工程所选的三条波为TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035,每条时程曲线计算得到的结构底部剪力均大于CQC法的65%,三组时程曲线计算得到的底部剪力平均值大于CQC法计算得到的底部剪力的80%,故所选三条波满足规范要求。时程分析的结果表明,结构体系无明显薄弱层,时程分析法包络值较CQC法计算结果小,故结构的小震弹性设计由CQC法计算结果控制。根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010第5.1.13条的要求,对商业楼采用弹塑性静力分析方法进行了补充计算。两个方向罕遇地震下性能点最大层间位移角均小于1/50,小于规范弹塑性位移角限值,因此宏观上商业楼所用结构体系能保证大震不倒的设计要求。在通过二阶段设计实现三个水准的基本设防目标以外,针对本工程的具体情况,提出了以下抗震性能化目标:①设防地震作用下,中庭连廊等薄弱处楼板内双层双向钢筋不屈服;②设防地震作用下,悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱斜截面抗剪按弹性设计,正截面抗弯按不屈服设计;PMSAP楼板应力分析结果表明,中庭连廊根部、平面凹口阴角位置一般为应力集地区域,在多遇地震作用下,楼板主拉应力不大于混凝土抗拉强度标准值,楼板不会开裂,在设防地震作用下,应力集中位置楼板主拉应力略大于混凝土抗拉强度标准值,但适当加大楼板配筋,即可满足楼板内钢筋不屈服。在设防地震作用下,利用SATWE进行弹性设计和不屈服设计,分别校核悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱的箍筋和纵筋,并与多遇地震计算结果一起进行包络设计。计算结果表明,配筋值均在合理范围,配筋切实可行。通过以上性能化设计措施,在对结构的经济性影响较小的情况下,提高了结构的抗震性能,增加了建筑的安全性。 (3)上部结构设计 针对偏心布置和扭转不规则,设计时,尽量使结构抗侧力构件在平面布置中对称均匀布置,避免刚度中心与质量中心之间存在过大的偏离;加强外围构件的刚度,增强结构的抗扭性能。计算时,考虑偶然偏心的影响,设计时适当加强受扭转影响较大部位构件的强度、延性及配筋构造。通过调整结构布置,将考虑偶然偏心下的最大位移比严格控制在1.4以下,第一扭转周期和第一平动周期比严格控制在0.9以下。针对立面收进带来的扭转不利影响而采取的抗震措施详第(1)条。构造上,对收进楼层(4层)加厚至140mm且双层双向加强配筋,配筋率不小于0.25%,但为减小大跨部分楼板自重,室内大跨度区域楼板厚120mm,屋面大跨度区域楼板厚130mm,收进部位上下层楼板(3层和5层)厚度不小于120mm,并双层双向加强配筋。根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》的相关规定,体型收进部位上、下各两层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级提高一级,框架柱在此范围内箍筋全高加密,提高纵筋配筋率;收进部位以下两层结构周边竖向构件配筋加强。针对因开洞形成楼板不连续情况,整体计算时按实际开洞情况建模,并将以上楼层定义为弹性膜,以考虑楼板不连续对结构的影响;同时,构造加厚连廊等薄弱区域楼板至130mm厚,并双层双向配筋,配筋率不小于0.25%。 四结语 本文对某超限高层商业楼的结构设计进行了简要介绍,主要的设计要点可总结如下:(1)结合建筑功能和结构布置合理设缝,规避平面布置的不规则;(2)优化布置结构抗侧力构件,适当加强外圈构件的刚度,提高结构的抗扭性能;(3)采用两种软件进行多遇地震弹性分些,结构应满足相应的强度和刚度要求;(4)对结构进行多遇地震下的弹性时程分析,验证结构体系的合理性,并与振型分解反应谱法进行包络设计;(5)补充罕遇下的静力弹塑性分析,控制性能点层间位移角不大于规范要求;(6)根据工程的具体情况,提出合理的抗震性能化设计目标;(7)利用概念设计原理,结合规范要求,对薄弱部位进行构造加强。 作者:黄均亮 单位:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 建筑结构设计论文:超限高层商业建筑结构设计论文 1工程概况 某工程由1栋6层商业楼,4栋超高层住宅楼,1栋59层超高层办公楼组成。本文以6层商业楼为例,分析总结超限高层商业建筑的结构设计方法。结合6层商业楼的建筑功能和结构平面布置的特点,设两道防震缝将其分为A、B、C三个区,分区后仅A区属超限高层,故本文主要介绍商业楼A区,下文所提商业楼均指商业楼A区。本工程所在地区基本设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅱ类,场地特征周期,多遇地震为0.35s,罕遇地震为0.40s。商业A区结构单元抗震设防类别为重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,故商业楼框架抗震等级应为2级。多遇地震计算时结构阻尼比取0.05,风振计算时结构阻尼比取0.02。 2基础设计 商业楼基础设计等级为甲级,采用桩加防水板基础。根据前期试桩检测报告结论,采用Φ700钻孔灌注桩,抗压兼抗拔桩。基础埋深12.1m,远大于建筑结构高度的1/18。经复核,风荷载及水平地震作用下基底均不出现零应力区,可满足高层建筑结构抗倾覆稳定要求。 3地下车库设计 地下车库采用框架剪力墙结构,局部增加的剪力墙,主要有两个作用:一是为了使得地下1层与地上1层的剪切刚度比大于2,满足正负零作为地上单体嵌固端的要求,二是为了更好地保证室内外高差处水平力的传递。商业楼室内及室外相关范围内,正负零零层采用梁板式结构,板厚180~250,双层双向配筋,且配筋率不小于0.25%。 4上部结构设计 (1)超限情况的判定根据“住房和城乡建设部关于印发《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》的通知(建质〔2010〕109号)”,对商业楼的超限情况判定如下:①商业楼结构高度29.2m,采用现浇钢筋混凝土框架结构,属于A级高度高层建筑,高度不超限。②商业楼3层以上竖向构件缩进大于25%,属尺寸突变(立面收进);③商业楼地上楼层存在多处楼板有效宽度小于50%,开洞面积大于30%的情况;④商业楼3层和4层之间质心相差达18m,大于相应边长的15%,同时,考虑偏心扭转位移比大于1.2,小于1.4。综合以上分析,商业楼属于超限高层建筑。(2)上部结构计算分析在小震作用下,全部结构处于弹性状态,构件承载力和变形应该满足规范的相关要求。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第5.1.12条的要求,本工程采用SATWE与PMSAP两种不同分析软件分别进行了整体内力及位移计算,两种软件的计算结果基本一致,结构体系满足承载力、稳定性和正常使用的要求。楼层最大位层间移角小于1/550,满足JGJ3-2010第3.7.3的要求;在刚性楼板假定下,虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值均小于1.4。根据建筑抗震设计规范GB50011-2010第5.1.2条,对不规则建筑应采用时程分析进行多遇地震下的补充计算。本工程所选的三条波为TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035,每条时程曲线计算得到的结构底部剪力均大于CQC法的65%,三组时程曲线计算得到的底部剪力平均值大于CQC法计算得到的底部剪力的80%,故所选三条波满足规范要求。时程分析的结果表明,结构体系无明显薄弱层,时程分析法包络值较CQC法计算结果小,故结构的小震弹性设计由CQC法计算结果控制。根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010第5.1.13条的要求,对商业楼采用弹塑性静力分析方法进行了补充计算。两个方向罕遇地震下性能点最大层间位移角均小于1/50,小于规范弹塑性位移角限值,因此宏观上商业楼所用结构体系能保证大震不倒的设计要求。在通过二阶段设计实现三个水准的基本设防目标以外,针对本工程的具体情况,提出了以下抗震性能化目标:①设防地震作用下,中庭连廊等薄弱处楼板内双层双向钢筋不屈服;②设防地震作用下,悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱斜截面抗剪按弹性设计,正截面抗弯按不屈服设计;PMSAP楼板应力分析结果表明,中庭连廊根部、平面凹口阴角位置一般为应力集地区域,在多遇地震作用下,楼板主拉应力不大于混凝土抗拉强度标准值,楼板不会开裂,在设防地震作用下,应力集中位置楼板主拉应力略大于混凝土抗拉强度标准值,但适当加大楼板配筋,即可满足楼板内钢筋不屈服。在设防地震作用下,利用SATWE进行弹性设计和不屈服设计,分别校核悬挑梁根部框架柱及大跨梁两端相连框架柱的箍筋和纵筋,并与多遇地震计算结果一起进行包络设计。计算结果表明,配筋值均在合理范围,配筋切实可行。通过以上性能化设计措施,在对结构的经济性影响较小的情况下,提高了结构的抗震性能,增加了建筑的安全性。(3)上部结构设计针对偏心布置和扭转不规则,设计时,尽量使结构抗侧力构件在平面布置中对称均匀布置,避免刚度中心与质量中心之间存在过大的偏离;加强外围构件的刚度,增强结构的抗扭性能。计算时,考虑偶然偏心的影响,设计时适当加强受扭转影响较大部位构件的强度、延性及配筋构造。通过调整结构布置,将考虑偶然偏心下的最大位移比严格控制在1.4以下,第一扭转周期和第一平动周期比严格控制在0.9以下。针对立面收进带来的扭转不利影响而采取的抗震措施详第(1)条。构造上,对收进楼层(4层)加厚至140mm且双层双向加强配筋,配筋率不小于0.25%,但为减小大跨部分楼板自重,室内大跨度区域楼板厚120mm,屋面大跨度区域楼板厚130mm,收进部位上下层楼板(3层和5层)厚度不小于120mm,并双层双向加强配筋。根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》的相关规定,体型收进部位上、下各两层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级提高一级,框架柱在此范围内箍筋全高加密,提高纵筋配筋率;收进部位以下两层结构周边竖向构件配筋加强。针对因开洞形成楼板不连续情况,整体计算时按实际开洞情况建模,并将以上楼层定义为弹性膜,以考虑楼板不连续对结构的影响;同时,构造加厚连廊等薄弱区域楼板至130mm厚,并双层双向配筋,配筋率不小于0.25%。 5结语 本文对某超限高层商业楼的结构设计进行了简要介绍,主要的设计要点可总结如下:(1)结合建筑功能和结构布置合理设缝,规避平面布置的不规则;(2)优化布置结构抗侧力构件,适当加强外圈构件的刚度,提高结构的抗扭性能;(3)采用两种软件进行多遇地震弹性分些,结构应满足相应的强度和刚度要求;(4)对结构进行多遇地震下的弹性时程分析,验证结构体系的合理性,并与振型分解反应谱法进行包络设计;(5)补充罕遇下的静力弹塑性分析,控制性能点层间位移角不大于规范要求;(6)根据工程的具体情况,提出合理的抗震性能化设计目标;(7)利用概念设计原理,结合规范要求,对薄弱部位进行构造加强。 作者:黄均亮 单位:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司 建筑结构设计论文:高层居民建筑结构设计论文 1高层居民建筑断肢结构墙结构的概述 建筑设计在进行高层居民建筑墙建筑时,在建筑断肢结构墙之前,必须满足以下的几个条件:一方面,在对结构墙进行地震设计时,应该确保断肢结构墙所承担的最低层振底部地震的破坏力不能超过种地不的一半;另一方面,对于断肢结构墙的下限,在断肢结构墙数量较少的情况下,如果不能满足底部地震抗拒力,应该把断肢结构墙当作一般结构墙来进行设计;最后,如果在结构墙的结构中,只存在少数的小墙枝,设计时应该对小墙枝进行一半的结构墙处理。 2高层居民建筑短肢结构墙的结构设计 对高层建筑断肢结构墙进行结构墙的设计之前,首先要对建筑的整体的结构墙进行设计规划,以确保合理、足够长度的长肢结构墙与短肢结构墙共同构建高层建筑。设计师在进行设计时,应该对短肢墙进行异形柱的设计,也就是断肢结构墙的变形特征框剪结构。设计师在经过准确的计算以及测量后,仅仅只有结构墙的结构形式符合短肢架构墙的条件而且应该将结构墙的参数设定为段式结构强的标准参数。由于是在居民建筑房间的间隔墙教会胡设置成断肢结构墙,因为是依据建筑间隔墙的位置进行规划设计所以断肢结构强对建筑产生不了阻碍。在短肢墙输两天不变的情况下,应该根据建筑结构的抗压力进行确定。不要把断肢结构墙设计的过多或者过少,这样都会使建筑变得太过软或硬,要坚持适度的原则,而且短肢墙的布置要均匀,以保障建筑结构钢心与质心相统一。在某些情况下,往往会出现高层民居进驻负荷过重或者是造型不规则的情况,断肢结构强应该被设计在平面之外的边角或者是建筑结构的周边,进而使建筑架构的整体性稳固,保持结构刚度的适度。另外,应该保证墙肢的厚度薄厚适宜,使间隔墙的表面没有突出的墙肢。最后,设计师要按照高层居民建筑平面抗侧刚度的标准,设计适合的中心剪力抢在高层建筑结构构中。 3高层居民建筑短肢结构设计中的要点 3.1对短肢墙的轴压比进行合理的控制 现阶段,在进行建筑设计的过程中,如果短肢结构墙在负荷的作用下,小偏差的条件下,说明短肢结构墙的延性交差,如果是大的偏压就是在大的轴压的情况下。因此,在进行施工建筑时,要特别关注混凝土的约束力以及裂缝情况。 3.2提高短肢结构墙的抗震性能 高层居民的建筑结构中,建筑的外边缘、角点的短肢结构墙的抗震性能相对较弱,在地震来临的时候就会遭到破坏。在高层短肢结构发生变形时,结构墙原有的变形就会得到加剧,进而导致墙体的裂缝。在进行设计的时候,设计师应该着重注意短肢结构的结构性能,采取科学合理的措施进行有效的防范。比如:设计师应该减少高层建筑边角周围短肢结构墙的轴压比例,增加钢筋的配筋率,适当的对小墙肢的抗震能力进行加强,以保障建筑结构的安全与实用。 3.3正确判断短肢结构墙结构内梁的属性 在短肢结构墙的墙梁设计过程中,假如墙开洞时墙梁的跨高比小于五,应该依据梁的实行对梁进行设计。在墙梁跨高比大于五的情况下,应该依据框架梁进行设计。因为高层家主结构的整个刚度以及抗侧度都是受到短肢墙墙梁的刚度影响的,因此,有关短肢墙梁的截面选择、梁的配筋以及设计都必须科学合理,进而提高建筑结构抗震性能。在高层居建筑短肢结构墙的结构设计中,建筑设计师可以对短肢墙的刚度进行适当的减少,使短肢墙的设计符合梁截面的要求,以保障短肢结构墙结构的稳定性与安全性。 4结语 综上所述,在城市现代化进程日益加快的今天,高层居民的建筑技术越来越高端。现阶段,为了满足居民对高层建筑强度现代化作用要求,建筑设计师应该采用短肢结构墙的结构设计方案。在进行高层居民建筑墙设计的过程中,建筑设计师应该在充分利用科学信息技术的前提下,不仅仅要做好对短肢墙的轴压比进行合理的控制、提高短肢结构墙的抗震性能、正确判断短肢结构墙结构内梁的属性等工作,而且要紧跟时展的步伐,明确人民群众对房屋建筑的需求,顺应社会发展的潮流趋势不断的对高层居民建筑短肢结构墙的结构设计技术进行改革与创新,进而在保障建筑质量安全的前提下,满足人民群众对建筑的居住要求。 作者:于毅 单位:湖北省建科建筑设计院 建筑结构设计论文:剪力墙建筑结构设计论文 1.剪力墙建筑结构设计中的基本概念及其分类 1.1剪力墙结构设计的概述 通常来说,一般剪力墙结构的建设规模较大,可实际厚度较小。因此,这种特点也决定了剪力墙结构的具体形状以及承受能力的大小。其中,剪力墙结构的组织形状相似于板状,自身具备了较高的承受能力,与柱子的受力程度非常相似。然而,在其他方面上,这两者有着十分明显的差异。并且,剪力墙结构是建筑结构中不可或缺的优秀部分,设计人员在对其进行设计时,不仅要充分发挥剪力墙结构固有的承载力大和平面内刚度大的优点,还应该按照不同场所要求,设计出科学合理的剪力墙结构设计方案,使其发挥最大化的使用性能。 1.2剪力墙结构的分类 (1)虽然实体墙与截面剪力墙在某些方面,有着较大的差异。可是,这两者的开通面积与不开通面积是基本相同的。并且,这种剪力墙结构形式在发生变化时,也是呈现了曲线状态,是一种固定不变的形态。 (2)即使剪力墙开口不大,但因为剪力墙开通面积已经远远超出了规定范围。所以,此时的剪力墙结构呈现的是弯曲状态,并且无任何的阻挡点,从而导致其位置和形态均发生了不同程度的变化。 2.剪力墙建筑结构的厚度和长度的选取 剪力墙墙肢截面的高度就是剪力墙墙肢的长度,这个长度一般不应超过8m。在剪力墙结构设计中应确保剪力墙结构的延性,为了避免脆性的剪切破坏,可将高宽比大于2的细高剪力墙设计成弯曲破坏的延性剪力墙。但是有的墙体长度很长,为了确保墙体的高宽比值大于2,就要采取开设洞口的方法将长墙分成均匀的、长度较小的连肢墙,而其洞口则最好采用约束弯矩比较小的弱连梁。 3.剪力墙建筑结构设计计算的原则 设计人员在对剪力墙结构进行设计时,应该遵守相应的设计原则,真正做好考察工作,坚决不可以采用盲目的设计方法。只有这样,才能确保剪力墙结构设计的规范性,这也是保证建筑结构安全可靠性的重要表现。 3.1楼层之间最小剪力系数的调整原则 一般情况下,为了防止安全隐患的发生,减轻建筑结构的自身重量,设计人员在对建筑工程进行设计的过程中,可以采用减少剪力墙布置的方法。但是,这种设计形式有一个必要的前提条件,那就是短肢剪力墙的力矩必须保持在规范的标准要求内。同时还可以应用大开间的剪力墙结构,以此来提高建筑结构的强度,充分保证楼层剪力系数的安全性,并从一定程度上,大大降低了工程造价成本。 4.剪力墙结构优化设计的几点建议 我们知道,剪力墙结构作为建筑结构设计中至关重要的一个环节,其设计质量的好坏将会对建筑工程建设质量产生非常大的影响。而这种建筑结构形式因为具备较高的强度以及良好的延展性的优点,因此得到了十分广泛的应用,充分发挥了自身的有效价值。但是,在实际应用过程中,由于建筑工程存在很多的不确定性,当剪力墙结构发生明显的变化状态时,常常会受到一些外力因素的破坏,使得剪力墙结构的抗震性能遭到了一定的影响,同时也大大降低了建筑结构的稳定性。一般情况下,剪力墙结构最大的优点是具备了十分理想的承载能力。并且,在剪力墙结构的侧面部分,也拥有着较大的平面内刚度,这就充分保障了建筑物的安全性。另外,在建筑内部的剪力墙结构设计中,石柱与房梁都是隐蔽起来的,有效的提高了建筑室内的美感。但是,剪力墙结构也存在着较大的缺陷,无法为人们提供更多的可利用空间,经常会给人们的日常生活造成许多的不便。通过相关调查数据表明是刚韧性较强的剪力墙,在地震发生时,房屋所受到的损坏是最小的。但是,建筑设计人员一定要注意将其控制在合理的范围内,不允许其随意的扩散发展。从而确保剪力墙结构设计工作的质量和效率。其次,由于剪力墙结构成本费用较高,这无疑会对建筑工程建设成本上造成一定的压力。因此,建筑企业要采取及时有效的解决对策,尽可能减少工程成本的浪费,促剪力墙结构能够正常运行。 5.结束语 综上所述,可以得知,剪力墙结构在建筑结构设计中占据着重要的地位,对于建筑物整体结构的安全稳定性起到了重要的作用。因此,建筑企业要高对重视剪力墙结构问题,不断优化剪力墙结构设计方案,逐步提高剪力墙结构设计水平,相关设计人员要充分做好现场施工的勘察分析工作,根据实际的施工情况来制定最终科学合理的剪力墙结构设计方案,加强对剪力墙施工质量的监管力度,建立完善的施工管理体系,注重对施工人员安全意识的培养,使其能够严格按照规范的操作流程进行施工作业,确保建筑物整体的使用质量,从而促进我国建筑行业的蓬勃发展。 作者:邵杰 单位:哈尔滨市建筑设计院 建筑结构设计论文:建筑结构设计煤炭工业论文 1煤炭工业矿井建筑结构设计的重要性 煤炭工业中的建筑是煤矿生产需要配置的设施,具有多方面的用途,对结构建筑的设计能够在综合建筑各方面需要的同时强化建设的合理性,使煤炭工业建筑的综合效应达到最大化。建筑的实际建设完成,必须有整体的规划,结构设计既起到了对建筑的规划作用,并实现了与煤炭工业特点的结合,使建筑与工业相适应,增强建筑的价值体现。通过设计方案的对比,形成最优设计方案,能够降低建设成本,在性能上也更加有技术保障,同时各项建筑指标的达成,也确保了建筑的安全性,满足了煤炭工业的生产要求。随着煤炭工业的现代化发展,煤矿生产方式不断发生新变化,煤炭工业建筑理念也在不断更新,建筑结构设计能够及时运用最新的理念,加以体现到具体的施工建设当中,确保煤炭工业建筑的现代性,使其适应生产,保障矿区的人身安全和财产安全[2]。 2煤炭工业矿井建筑结构设计中的改进措施 煤炭工业中的建筑结构设计必须体现安全性,因而其设计要求较一般的建筑设计高出很多,同时由于以往建筑设计对功能、安全等指标的过于注重,而忽视了其他方面的考虑,使得设计上存在一些问题,需要在具体设计中加以改进,以实现更高的发展要求。 2.1明确建筑结构设计指标,建立标准模型 煤炭工业建筑设计的成型由各项具有重要作用的指标数据决定,这也是在设计中的重要参考依据,对设计方案的最终完成有着重大影响[3]。建筑设计的各项参数包括目标参数、控制参数等的设定都要结合煤矿的实际情况,将波动幅度小的参数选择出来,作为指标形成参照标准,能够在设计中更加精准地得出与目标参数相符的数据。在设计中,建筑材料以及结构构件尺寸、面积等指标需要在建设前设定出来,对各项参数前处理。相似的函数应当设计多组,以便在比较中找出最优化的方案。通过函数分析煤炭工业建筑结构的性质,为工程建设最大限度地节省了时间、材料等。同时,建筑结构的稳定安全性与使用年限等的硬性规定,设计要权衡约束条件,结合力学等科学确定架构的刚性、结构形变限度等,确保符合规定标准。当设计各项重要指标都确定之后,以此为参考建立标准模型,使结构设计更加直观化,有助于煤炭工业建筑的最终建设。 2.2综合计算数据,选择最佳设计方案 煤炭工业的建筑结构设计除了庞杂的数据确定外,还设计多项计算程序的运行,这也是改进设计的一个重要环节[4]。由于煤炭工业建筑要求高,变量复杂,多种设计条件在其中需要综合考虑,因而对其进行数据的计算,以实现建筑建构的精确化。在计算当中,结合实际需要,采取不同方法对数据进行演算,转化约束条件,节省时间,恰当的计算方式能够推动程序的最优化,使其用途更加齐全,运行更加高效,多个小程序的有机组合,形成程序的综合化,使结构设计更有保障。通过程序的运算,结合计算结果,在模型的矫正下,根据现实要求,选择煤炭工业建筑结构设计最佳的方案。通过对这个方案进行可行性的评估以及安全性等的结合,进行具体实施建设。同时,在以往建设中对煤矿建筑美观因素考虑不足的具体情况下,将外观等参数置入计算当中,在方案中加以体现,从而提高结构设计的人性化。 2.3综合分析计算结果,保证结构设计质量 由于在结构设计中参数的复杂性,导致计算结果也多样化,主要的设计人员要将计算结论加以统计,进行综合分析,通过各个设计方案优劣的比对,形成科学的认识[5]。在此基础上,从多个角度抓住方案细节,分析异同点,避免因疏忽而遗漏了关键点,致使出现结构设计的漏洞。煤炭工业的建筑建设是一项综合的工程,需要动用大量的资源,因此,设计上必须精益求精,在考虑节省成本的同时,对建设技术也要相应地加以改进。通过对数据计算结果的综合分析,设计方案的比对,消除了建设中的各项弊端,使结构设计更加趋于科学性,从而保证了建筑结构设计的质量,为设计的优化提供了重要的保障。 3结语 煤炭工业的建筑结构设计需要科学地综合建筑的多项指标,考虑煤炭工业生产的许多因素,因而在设计上要保证其合理性,应当加强在设计过程中对各项数据指标的精确化处理。结合力学、建筑学等多种学科知识,将现代化建筑设计理念运用其中,在首要考虑安全性的同时,加强煤炭工业建筑结构设计中其他功能价值的置入,能够推动煤炭工业建筑的健康发展。同时,随着工业生产的深刻变化,建筑结构设计的人性化要求日益强烈,在当前的煤炭工业建筑上,应当加强新理论的指导,最大限度地带动煤矿建筑朝现代化转变。 作者:马路滨 单位:山西晋煤集团勘察设计院有限公司 建筑结构设计论文:工业建筑结构设计优化论文 [摘要]随着我国社会主义现代化建设的加快推进,社会生产力也得到了飞速发展。在现代工业体系中,工业建筑的结构是直接影响工业生产力的关键性因素。不断增长的生产力对工业建筑结构的工艺布置、工艺流程提出了更高的要求。同时,随着职业卫生安全体系的不断健全,工业建筑在保证生产过程平稳运行的同时还要保证工作环境的安全性与舒适性。这些全新的理念对原有的工业建筑结构设计水平带来新的发展机遇的同时也带来了新的挑战。如何优化工业建筑结构设计,让生产工作安全、高效运行的同时满足现代社会发展理念,成为了工业生产部门思考探索的重点问题。 [关键词]现代工业体系;工业建筑;结构设计;优化设计 工业建筑是维持工业生产安全平稳进行的重要保障,工业建筑的结构设计对于企业来说至关重要。工业建筑结构在很大程度上决定着企业的生产、管理效率。工业建筑结构的合理性缺失必将导致企业增加生产运营成本,无法有效的利用人力物力,使企业发展陷入困境。好的工业建筑结构应该综合企业的生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等,针对企业自身的特点进行结构性优化,实现生产环节的最优化设计,从而降低企业生产运营成本,提高企业利润率。 1工业建筑结构设计 工业建筑结构设计应秉承安全性强、建设成本合理、结构质量高三个基本原则,并严格按照国家的规范标准,结合企业自身生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行系统化设计。首先,根据企业对建筑强度的要求,合理选择钢材型号。选用钢材必须通过国家质量检测体系的认证,确保钢结构的强度与质量。在合理选用钢材型号的同时,对钢结构进行防腐防锈处理也是保障其刚度及强度的重要措施。根据所选的钢材型号,对建筑结构进行系统的应力分析,选择对应的焊条,保证其焊缝的结构强度。同时也不能忽视结构附件的性能要求,应按照实际需求及相关规范进行选型配备。此外,还应格外注意对地基的处理,根据建筑结构进行针对性的地基处理,确保工业建筑结构的稳定性与抗震等级要求。 2工业建筑结构设计的优化 2.1工业建筑结构设计优化概念 现代工业建筑结构设计优化概念较之以往有很大不同。与传统工业建筑结构设计优化只重视建筑结构的分析、设计相比,现代工业建筑结构设计优化更加注重对生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行多方面多角度综合评价、分析,权衡性能、成本、结构、舒适度等多方因素,确立科学、合理的工业建筑结构设计方案。通过对工业建筑结构设计进行最大程度优化的方式,达到有效提高企业生产效率、管理效率,降低企业生产运营成本,提高企业利润率的目的。 2.2工业建筑结构设计优化中存在的问题 结构优化与建筑美学的矛盾在当前工业建筑结构设计优化过程中尤为突出。通常在结构设计中很难做到对结构强度、建筑性能、实用性与现代设计理念、建筑美学兼顾。过多关注设计理念与建筑美学的优化,会造成设计方案对结构布局、工艺流程的考虑不足,使得优化方案缺少实用性,对工业生产的提升效果不明显,很难得到企业的认可。另一个主要问题是工业建筑结构设计方案中工程造价优化与结构强度优化的矛盾。钢结构的设计除了要保障刚度、强度的同时还要做到兼顾经济合理性。如何在保证设计要求的情况下尽可能优化结构工程造价、减少钢材使用量,也是设计人员在工业建筑结构设计优化中主要考虑的问题。 3工业建筑结构设计优化的探讨 3.1建立工业建筑结构设计优化模型 科学、合理的开展工业建筑设计优化工作离不开一个好的结构设计优化模型。在工业建筑设计优化过程中,针对重点变量进行函数模型的建立,对多种结构参数进行模拟、分析。函数模型的建立与运用有助于实现设计参数的最优化,从而根据实际需要,找出最科学的优化方案。在工业建筑结构优化模型的建立中,针对工程的基础结构、屋盖系统、围护结构三个重要方面进行重点优化,对其进行选型分析、受力分析、工艺分析、造价分析等全面评价,确保优化方案的有效性。工业建筑结构设计优化模型构建的重点在于确定参数变量,根据约束性条件与结构设计的主要影响因素确定模型中的参数内容。参数内容确定后,应根据企业对工业建筑结构设计的优化目的与优化方向选定合适的函数模型,确定最终的优化方案。 3.2完善工业建筑结构设计管理体系 在工业建筑结构设计优化中,常因为缺乏指导性的优化理念与量化标准,使得结构优化方案有很大的变动性,并对设计管理与施工管理造成不利影响。为了保障工业建筑结构设计优化工作的有效进行,满足现代工业建筑结构设计优化的需要,必须完善与之相匹配的管理体系,建立专业的指导思想与量化标准。对工业建筑结构设计的优化活动进行有效的管理与评估,采取针对性措施对优化进行规范管理,根据相关标准规范与思想理念对设计人员的工作进行指导和考核,实现对工业建筑结构设计优化的质量控制。 4结语 工业建筑的结构设计是一项专业性强、内容复杂的工作,对设计人员的专业素养与综合能力都有着很高的要求。必须充分结合企业自身特点,综合考虑生产模式、工艺流程、设备选型、管理方式等进行多种因素,对设计方案的性能、成本、结构、舒适度、建筑美学等多方面进行科学合理的取舍,选择合适的参数变量,根据优化方向针对性选择函数模型,确立科学合理的参数内容,做出最佳的工业建筑结构设计优化方案,实现设计的最优化。 作者:李雷 单位:山东省冶金设计院股份有限公司 建筑结构设计论文:装配式建筑结构设计论文 1装配式建筑概述 装配式建筑是指用预制的构件在工地装配而成的建筑。这种建筑的优点是建造速度快,受气候条件制约小,节约劳动力并可提高建筑质量[1]。装配式建筑最初出现于上世纪初期,并不需要现浇作业,只需要现场装配即可,同时,这种建筑中的构件成本并不高,性价比也很好,且带有绿色建筑特点。在生态环境保护备受重视的今天,装配式建筑因具有绿色环保特征,受到人们的青睐。 2装配式建筑结构体系 2.1种类划分 对于装配式建筑来说,拥有多种类型,按照形式划分有剪力墙形式、框架与优秀筒形式、框架与剪力墙形式等;按照高度划分有多层混凝土式、高层混凝土与低层混凝土式[2]。在我国应用最多的装配式建筑结构形式为剪力墙结构,但在商场等建筑项目中多采用框架式。 2.2抗震性能 在自然灾害频发的今天,任何建筑最重要的一点莫过于具有良好的抗震性能。通过研究可以发现,装配式混凝土建筑结构大致可以分为两种,一种是全装配式;另一种是半装配式,无论哪种装配形式,其装配程度的高低不会影响到建筑整体刚度,能够影响结构刚度的只有受力构件刚度与节点刚度,如果它们的刚度不达标,那么在地震等自然灾害发生以后,建筑使用者的安全将受到极大威胁,因此,应提升受力构件与节点刚度[3]。同时,在装配式建筑中有多个节点形式,不同结构刚度所带来的影响也不会不同,尤其是抗震性能存在一定差异,所以,在装配式建筑结构体系设计过程中,应加强与现实情况的联系,提升建筑结构的抗震性能。 3装配式建筑结构设计 3.1框架结构体系设计 对于装配式建筑框架结构体系来说,在我国商场建设中应用较多,也是应用力度较大的装配式建筑结构。之所以采用这种结构体系,主要是由于该体系质地相对较轻,便于运输,同时它属于综合性能相对较好的高层框架。在利用框架结构体系的过程中,无论是叠合板还是合梁都会在工厂内部完成,然后利用运输设备将这些框架运输到施工场地,再在现浇处理节点或梁端键槽等方式的作用下完成下一阶段的设计。为提高框架结构体系装配式建筑的受力能力,在实际设计中还需要关注以下几点问题:一,强度等级控制。无论是柱混凝土还是预制框架柱底的强度等级至少要达到C30左右;二,平面设计原则。在设计梁柱中心线的过程中应做到竖向平面相同,且呈现对齐形式,在纵向上也要以对齐为主;三,预埋件的处理。对于框架结构体系设计来说,预埋件属于不可缺少的一部分,所以,在实际设计过程中应保证处于不同区域的预埋件能够很好的连接在一起,无论是承受轴力还是剪力都处于良好状态。 3.2剪力墙结构体系设计 剪力墙结构体系在我国居民保障住房中的应用较多,在设计这种结构体系的装配式建筑时,可以根据需求与工厂实际情况选择剪力墙结构,既可以是半预制式,也可以是全预制式,无论哪种形式都能满足设计需求。为确保装配式建筑结构质量,满足使用需求,应关注以下几点内容:一,设计好承重墙板。承重墙是装配式剪力墙结构体系设计中不可缺少的一部分。为做好承重墙设计,保证建筑质量,需要将承重墙搭建在两侧的山墙上。同时,做好内力计算结果与抗侧力设计。此外,在结构竖向抗侧力设计的过程中,应保证现浇方式能够将竖向主承力钢筋浆锚与连接带组合在一起,并做好抗震设计与连接设计,以便提升建筑结构的整体性,避免出现中断的情况;二,控制好钢筋直径与强度。在剪力墙结构体系设计中应保证各个预制构建间的连接性处于良好状态。在实际设计的过程中不仅要确保传力良好,还要提高构造的可靠性。如果发现该结构的抗震能力较差,应适当提升钢筋直径与强度;三,注意与现场吊装环境的联系。对于剪力墙结构体系来说,如果在设计中采用的是分块设计,那么在实际设计中应注意与现实情况的联系,如房间构造、拼接位置等。对于竖向接缝的部位,应做到避免应用到暗柱中,且尽量避免在同一个建筑结构中应用多个构件。此外,在实际设计中应严格按照相关要求操作,做好验算,避免出现配筋变形等情况,只有这样才能保证设计合理,满足人们实际需求。 4结语 通过以上研究得知,装配式建筑是现代建筑中应用较多的一种形式,它不仅可以降低劳动强度,还有利于生态环境保护,但不同的装配式建筑在结构体系与设计上的方式并不相同,注意要点也存在差异,因此,本文联系实际情况,分别对框架式装配式建筑与剪力墙装配式建筑的结构设计进行了研究,希望能为相关人士带来有效参考,加大装配式建筑在我国的设计与应用力度。 作者:黎静 单位:青岛博雅置业有限公司 建筑结构设计论文:建筑结构设计工程造价控制论文 摘要:工程造价控制是以提高建筑工程项目资金投入合理性的有效措施,是降低建筑投资成本的关键,而很多建筑工程中对工程造价控制方面的重视度还不够高,尤其是在建筑结构设计中的工程造价控制更是存在忽视的态度,进而导致工程造价控制管理过程中问题层出不穷,如:实际施工项目使用资金与工程造价设计不符,严重超出的情况,最后导致建筑工程资金投入过高,浪费情况普遍,影响到建筑企业的发展,基于建筑结构设计的工程造价控制进行研究。 关键词:建筑结构设计;工程造价控制;变量问题;控制措施 从建筑结构设计工程造价控制方面来分析,该阶段的工程造价控制对整个建筑项目工程造价控制的影响非常大,可以说结构设计的影响已超出总工程造价的50%以上;而从建筑结构设计周期来分析,其阶段的设计周期仅占总工程建设周期的20%,可见建筑工程结构设计阶段对总工程造价的影响有多大。就现阶段建筑工程结构设计的工程造价来看,值得建筑企业相关部门给予高度重视,并采取有效的控制措施,以保证建筑结构设计工程造价合理。 1建筑结构设计的工程造价 1.1建筑结构设计、工程造价基本概念。一个完整的建筑工程项目,前期工程规划以及结构设计环节非常重要,是整个工程项目施工的围绕优秀,从建筑结构设计中能够充分显示出施工技术与工程造价之间所存在的关系,并予以有效的施工方案实现施工顺利、成本合理的目的,这样对工程造价来说也能够提高控制能力。建筑结构设计的主要目的就是以满足建筑方案要求,确保建筑项目整体设计合理,以达到建筑工程竣工后安全可靠、经济适用的目标,促进建筑企业可持续发展。建筑项目工程造价是指整个建筑工程施工、决策、设计等各环节投入成本的总额度。1.2建筑结构设计与工程造价之间存在的影响关系。工程设计的过程实际上就是将建筑工程中技术与经济两个元素从对立的走向转变成统一走向的过程,目的是以提高建筑工程技术能力的同时,降低建筑工程施工成本的投入,在以保证质量的基础上实现经济效益的提高。建筑工程项目中的各个成本投入环节非常多,在经过合理规划后,并取得决策确认,就可以作为控制建筑工程施工质量与工程造价的重要依据,因此,建筑结构设计的合理性、科学性非常重要。经过多年对工程造价的了解与分析,工程结构设计与工程造价之间的影响关系非常明显,以达到百分之五十左右的影响率。可见建筑结构设计对工程造价好坏的影响非常大。 2建筑结构设计阶段工程造价难以控制的变量问题 2.1工程造价机构配置不合理所引起的变量问题。就当前建筑项目设计中,结构设计环节至关重要,相应的工程造价结构配置也需要具备科学性与合理性,而现阶段,在建筑工程结构造价控制机构配置不合理已成为影响总工程造价的直接因素之一。在建筑工程项目中,造价管理部门与其他管理部门处于平等关系,甚至还有很多建筑工程中对工程造价部门的存在不够重视,并没有设立专门的管理与执行部门,因此在工程造价管理过程中,由于权限与独立性问题、部门地位问题、结构配置不合理问题导致造价管理工作中存在的各种问题居多,就拿独立性问题来说,直接影响数据的准确性,极容易发生后续工程造价的问题与误差,导致资金投入过大,浪费情况居多,不合理利用成本现象普遍,最后导致工程资金投入加大的问题。2.2控制造价环节缺乏执行力所引起的变量问题。执行力是一个任务是否能够有效完成的关键,在建筑工程造价控制过程中,其相关部门的执行力也一样重要,而现阶段在很多建筑工程项目中造价控制与管理的执行力严重缺乏,部分建筑企业对造价控制的重要性不够了解,也没有意识到造价控制的执行力会直接影响到总工程造价的结果。因此在建筑工程造价控制措施上仍是以传统的方法为主,不具备科学性,造价控制管理人员对工作的态度也不够认真,造价控制数据的准确性也有待审核与验证,进而造成资金使用不合理的情况发生。2.3缺乏准确的目标所引起的变量问题。在建筑项目结构设计环节中工程造价过程缺少一个明确的控制目标已成为影响工程造价控制重要因素,没有明确的目标就意味着工程造价控制处于盲目的状态中,这是一种级不负责任的问题。这个问题的具体表现是施工企业在确定设计阶段工程造价的目标时,不根据实际的情况来制定目标,不能形成一个有机地整体,对工程造价目标的一致性十分不利,降低后期施工工作的完成效率。 3实现建筑结构设计阶段工程造价控制的具体措施 3.1制定一个明确的工程造价控制目标。通常情况下,建筑设计阶段的工程造价的控制目标一般是采用制定方案的初步估算来制定所谓工程造价控制阶段的初步目标,对于包含具体技术设计的建筑工程将使用初步设计概算作为建筑结构设计阶段工程造价控制的目标,对于没有具体技术应用的建筑则可以不经过修改直接将初步设计概算作为工程造价的控制目标。3.2完善建筑结构设计阶段工程造价控制制度。完善的建筑结构设计阶段工程造价控制制度是有效实现建筑结构设计阶段工程造价的关键因素,要建立完善的建筑结构设计阶段工程造价控制制度需要保障已经制定的工程造价控制制度要完的工程造价控制的绩效评价体系,提升整的执行下去,其次要建立一套合理性工作人员的工作积极性,做到奖惩分明,最后是要明确建筑结构设计阶段工程造价控制的各阶段的目标和具体责任人,明确的目标和职责是工程造价控制工作的重要前提,也是提高建筑结构设计阶段工程控制的最有力的保障。3.3合理选择建筑设计阶段工程造价的控制方法。科学合理的工程造价控制方法是保障建筑结构设计阶段工程控制的关键因素,当前应用最广泛也是最有效的工程造价控制方法是采用价值工程的数据信息来对工程价值的工作内容进行科学分析,并使用限额设计的方式实现建筑结构设计阶段工程造价控制的规范化。尽管限额设计的方法对工程造价的控制产生了一定的作用,但是该方法在设计阶段的方案的制定和施工管理以及设计概要等方面还存在较大的局限性,在实际应用中会出现一些不合理或者运算错误的地方,要及时的发现并解决,以保证工程造价控制方法的合理性。3.4实现建筑结构设计阶段的工程造价的数字化。科学技术是第一生产力这句话十分适用于建筑结构设计阶段工程造价的控制,科技的进步带动了建筑结构设计阶段工程造价的控制方法数字化的发展,当今社会先进的网络计算机技术的发展更是为工程造价的控制带来了无限的上升空间,要合理使用现在互联网中庞大的信息资源,建筑结构设计阶段工程造价的控制的数字化发展是未来工程造价控制发展的必然趋势。设计研究专门的工程造价控制的计算机软件仍是提升工程造价控制方式数字化发展的重要方法。数字化条件下的工程造价控制必然会提高工程施工中的管理质量和控制效率。 尽管各大施工企业都具备比较完善的工程造价的控制方法,但是在具体的实施过程中还是会发生一定的问题,要加强行业交流和技术水平的探讨,取长补短,全面提高工程造价控制措施的科学性,促进建筑业的可持续发展。 作者:聂鸿魁 单位:秦皇岛维拓建筑设计有限公司 建筑结构设计论文:高层建筑结构设计课程教学改革论文 摘要:高层建筑结构设计课程教学内容的选择与组织,应以应用型人才能力培养为目标,理论与实践并重,并注意兼顾不同学习基础的学生。根据该课程实践性和操作性强的特点,教学中教师应以促进学生提高实践技能、掌握关键知识为主线,整合课程各个单元的教学内容开展任务驱动教学和项目导向教学,将“教、学、做”有机结合起来;要注重学生兴趣的培养和潜能的发掘与提升,广泛开展探究性学习和协作学习;应做到教师讲授、学生自学、课堂讨论相结合,课内学习与课外学习相结合,理论教学与实践教学相结合;应引导学生主动到建筑设计院、工作室参观实践,从而不断提高学生的实践应用能力。 关键词:高层建筑结构设计;教学内容;教学方法;教学手段 高层建筑结构设计课程的教学内容涉及混凝土结构、结构力学、结构抗震等知识的综合应用,作为培养从事土木工程设计、施工、预算、招投标工作的高级工程技术人才的土木工程专业,一般将高层建筑结构设计课程设置为一门专业限选课。土木工程专业毕业生的就业方向主要有结构设计、工程施工技术管理、预算和招投标等岗位,这些工作岗位都与高层建筑结构设计具有密切联系。土木工程结构设计岗位的主要工作内容已由多层建筑设计转变为高层建筑设计;从事土木工程施工管理工作,必须掌握高层建筑结构的识图与读图等知识,清楚高层建筑中哪些是主要受力构件,哪些是构造构件,在施工过程中遇到一些简单的高层事故应如何处理,等等,这些都有赖于该课程的学习;土木工程预算和招投标管理工作中大量的分析计算都要靠计算机来完成,要求工作人员要在看懂图纸(很多是高层建筑图纸)的基础上建立分析模型,做到不多算、不漏算,这也有赖于该课程的学习。工程专业开设该课程的意义由此可见。但是,由于种种因素的影响,目前该课程教学中还存在不少现实问题。鉴于此,本文拟从教学内容、教学模式、教学方法、教学过程等方面探讨高层建筑结构课程的教学改革问题,希望能为该课程教学质量的提高提供参考。 一、课程教学内容规划 随着我国经济的发展,土建行业对人才的要求特别是对学生工程素质的要求越来越高,企业欢迎的是具有完备知识结构又具备较强工程能力的人才。高层建筑结构设计课程涉及很多计算,教学内容十分丰富,但该课程的学时往往十分有限,因此,合理选择教学内容就显得尤为重要。该课程教学内容的选择应以应用型人才能力培养为目标,理论与实践并重,并注意兼顾不同学习基础的学生。土木工程专业一般将该课程安排在大学四年级第一学期,主要内容包括绪论、高层建筑结构的体系与布置、高层建筑结构的荷载和地震作用、高层建筑结构的计算分析和设计要求、框架结构设计、剪力墙结构设计、框架―剪力墙结构设计、高层建筑地下室和基础设计等,与先修课程混凝土结构、混凝土结构与砌体结构、基础工程、工程结构抗震等有紧密联系,也存在一定的内容重复现象。为了保持教学内容的系统性,教师处理与已开设课程重复的内容时,应做到“重复的内容讲差别,相似的内容讲典型,突出重点”[1]。例如:荷载计算部分的一些内容与混凝土结构课程的相关内容相似,按照相似的内容讲典型的原则,对该部分内容,教师应重点讲解高层建筑结构的风荷载计算(考虑风震系数),而活荷载计算可不考虑不利布置;框架结构设计部分的一些内容,与混凝土结构与砌体结构等课程的相关内容存在重复现象,按照重复的内容讲差别的原则,对该部分内容,教师应重点讲解在框架结构设计中如何调整位移比、周期比、轴压比、相邻层刚度比、层间位移角、层间受剪承载力比等高规参数;高层建筑结构基础设计部分的一些内容,与基础设计和基础工程课程存在内容重复现象,按照重复的内容讲差别的原则,教师可重点讲解高层建筑“筏板基础”“桩基+筏板”设计中的常见错误及其原因。 二、课程教学模式 在开设高层建筑结构设计课程时,学生已具备一定的专业技能,但综合能力还有待提高。采用多元化教学模式是近年来该课程教学的主要特点之一。根据高层建筑结构设计课程实践性和操作性强的特点,教师应以促进学生提高实践技能、掌握关键知识为主线,整合课程各个单元的教学内容开展任务驱动教学和项目导向教学,将“教、学、做”有机结合,着力体现应用性、实践性和开放性的课程理念。将“教、学、做”一体化的教学模式有机融入教学过程,有利于处理“懂”与“会”的关系,学生可以先懂后会,也可以先会后懂或边懂边会。此外,教师还可以把课堂搬进实验室、建筑设计院、工程施工现场等场所,广泛开展直观教学,实现课堂教学与实习实训的一体化,从而有效提升学生的综合能力。 三、课程教学方法与教学手段 高层建筑结构设计课程的教学环节分为课堂教学、PKPM软件应用、工程设计实践和考核[2]。以下从四个方面探讨该课程的教学改革。 (一)课堂教学 课堂教学应以讲解高层建筑结构设计的基本设计理论、抗震规范、高层混凝土结构技术规程等内容为主;要有明确的教学目标、有效的教学策略和具体的学习评价指标;要注重学生兴趣的培养和潜能的发掘与提升,广泛开展探究性学习和协作学习;要注意培养学生终身学习的观念,力促学生自主发展和可持续发展。在高层建筑结构设计课程教学中,还应做到课堂讲授、自学、讨论相结合,课内学习与课外学习相结合,理论学习与实践环节相结合[3]。第一,课堂讲授与自学相结合。教师在课堂教学中应重点讲授基本概念、基本原理和难点,并向学生指定课外自学的内容和思考题,以培养学生的自学能力,化解教学内容多而课时有限的矛盾。第二,开展课堂讨论,启发学生开展积极的思维活动[4]。大学生思想独立性强,思维灵活,喜欢独立思考问题。因此,在全班或小组内围绕一个问题开展讨论,让学生各抒己见,相互启发,有利于发挥学生学习的积极性和主动性,充分提高教学效果。如在高层结构选型内容的教学中,可让学生以某“高层设计采用哪种结构体系较合理”为题在班级范围内开展讨论,让学生在愉快的氛围下通过主动思考掌握高层结构体系的有关知识。就课堂讨论的方式来讲,教师可先提出问题,让学生在小组讨论的基础上,选出代表到黑板前陈述意见,这样既可活跃课堂气氛,提高教学效果,也可提高学生的表达能力。第三,课内学习与课外学习相结合。在每次课结束前,教师都应向学生明确课后的复习内容、预习内容及思考题。对于较抽象的教学内容,教师应组织学生开展课堂讨论或课外学习小组(宜以宿舍为单位)讨论。教师还可结合单元教学内容,组织开展以高层结构设计基本理论知识和常规应用为基础的小型竞赛活动,如PKPM建模大赛等,以锻炼提高学生的知识运用能力。第四,理论教学与实践教学相结合。笔者的调查表明,很多学生在学习过程中都感觉到“高层建筑混凝土结构技术规程”难以理解,难以联系具体工程实例;结构设计只是停留在单个构件上,不明确结构整体设计的思路。因此,教师在教学中应结合具体教学内容引入工程实例,通过对工程实例的详细讲解,使学生加深对理论知识的理解,提高应用能力。比如,对高层建筑常用的三种结构,即框架结构、剪力墙结构、框架―剪力墙结构,教师可借助实际工程项目,依次详细讲解抗侧力构件的布置、主要高规参数的控制、平面的布置、施工图的绘制,通过实例讲解使学生理清结构设计的整体思路,加深对规范条文的理解。需要说明的是,教师教学中选用的案例可以来自企业生产实践,也可来自教师指导学生完成的工程设计实践项目。教师指导学生进行工程设计实践(包括结构选择、结构建模、施工图绘制等),是提高高层建筑结构设计课程教学质量的有效手段。 (二)PKPM软件应用教学 PKPM软件应用教学的重点是理解和掌握高层建筑结构设计的基本过程,主要有以下三个教学步骤:(1)结构布置的讲解与练习。在此步骤中,要通过讲解和练习,使学生掌握运用PKPM软件建模的技巧,理解“抗规”关于结构平面和竖向布置的基本要求。结构平面布置要求平面形状简单、规则、对称、质心和刚心重合[5]30−31;结构竖向布置的要求主要是抗侧力构件沿竖向不突变等。(2)PKPM基本计算参数输入练习。在此步骤中,应要求学生按照相关要求,结合工程结构的实际情况输入PKPM相关参数,并理解基本风压、基本雪压、设计地震分组、抗震设防烈度、连梁刚度折减系数等参数的含义。(3)PKPM计算结果的分析判断和参数调整。在此步骤中,应指导学生通过对计算结果的分析,判断结构的周期比、位移比、剪重比、相邻层刚度比、轴压比、整体稳定是否满足要求,并对不满足要求的参数进行调整。 (三)工程设计实践教学 开展高层建筑结构设计课程实践教学,有利于学生强化工程概念和感性认识,激发学习主动性,提高创新能力。在工程设计实践教学中,教师可以组织学生分组参观调查当地已建高层建筑,了解其构型、结构体系、存在的施工问题等;可以让学生以小组为单位完成高层建筑的建模,如15层以下教学楼、办公楼、宾馆等框架结构的建模,20层以下住宅楼等剪力墙结构的建模,20层以下写字楼、公寓等框架―剪力墙结构的建模。 (四)课程考核 高层建筑结构设计课程的常规考核方法是笔试成绩与平时成绩相结合,但笔试成绩一般占总成绩的80%,这容易导致学生只重视理论而忽视实践,不利于学生应用能力的提高。该课程的考核应着重考核学生综合运用知识的能力,可采用笔试、上机操作、实践环节相结合的考核方式。其中,笔试成绩占总成绩的50%,试卷的制作可参考国家“注册结构工程师专业资格”考试;上机操作成绩占总成绩的20%,可以给定房屋建筑平面图和立面图,让学生在规定时间内运用PKPM软件完成满足结构设计规范要求的结构建模;实践环节成绩占总成绩的30%,内容包括考察报告的撰写情况、在分组建模实践教学中的表现等。 四、教学过程的组织 如前所述,在每次课结束前,教师都应向学生明确课后的复习内容、预习内容及思考题,其中预习的内容可以是参观现有高层建筑结构,调查了解其结构形式、结构设计、施工中存在的问题等,并形成文字。导入新课时,教师可用5分钟左右的时间了解学生的预习情况,并通过总结引出新课题。在讲授新课的过程中,教师应突出重点,把握难点,可按照理论讲授―例题解析―学生练习―归纳总结的步骤组织教学。如在讲解高层建筑的结构体系时,可先分述每种结构体系的概念,再举例分析典型的结构体系布置,然后让学生画出附近教学楼等高层建筑的结构,最后归纳总结常见建筑结构体系的选择。课堂讨论教学环节一般可采取学生自由发言与教师总结相结合的方式,而在安排有小组前期调研的情况下,应紧紧围绕小组代表的汇报发言开展现场提问。另外,教师在课堂教学中还应引导学生主动到建筑设计院、工作室参观实践,以实现学以致用,不断提高学生的实践应用能力。例如,为了提高应用型技术人才培养质量,黄淮学院在其大学生创新创业园设置了建筑设计院校内实践基地,为土木工程、建筑工程等专业学生的工程实践提供了良好的平台,教师引导学生到这里结合教学内容参观实践,无疑能够有效地促进学生实现所学理论知识的内化和实践应用能力的提升。 作者:邵莲芬 单位:黄淮学院 建筑结构设计论文:土木工程建筑结构设计论文 摘要:土木工程结构设计是一个全面的建筑体系设计工作,需要通过扎实的理论基础,之后加入灵活的创新思维,以严谨认真的工作态度完成整个设计过程。土木工程设计过程中要保证设计的合理性、安全性。根据平时工作中的设计、建设经验来完成整个设计过程。我国目前的土木工程建筑结构设计在设计策略和设计安全性考量上还存在着一定的问题。本文根据现阶段存在的问题提出具有针对性的意见,使土木工程设计在合理性和安全性上更好的适应我国现代化发展的需求。 关键词:土木工程;结构设计;安全性 1土木工程结构设计概述 土木工程的结构设计在设计过程上大致可以划分为三个阶段,即结构方案阶段、结构测算阶段、施工图设计阶段。在结构方案阶段中,主要是根据要施工的地区的地质勘测报告设计相应的工程公安,包括抗震防裂程度、工程高度、工程结构形式等等。当工程设计方案相对确认下来狗,就根据方案的具体要求进行下一步的布置和测算工作。在结构测算过程中,主要是对工程负载的情况进行计算。包括外部负载和内部负载的计算。负载的计算主要根据负载的要求确定相应工程配件的使用,根据组合值系数和标准值系数的测定来确定施工参数,构造施工措施要求。对于内力的测算,来完成构件截面参数的确定。内力的测算要根据构件截面、负载值确定。这包括弯矩、剪力、扭矩等等。最后,根据构建的计算、要根据之前确定的内力计算的要求,保证测算构件是否达到了相关要求。这时也可针对需求对构件截面参数加以调整。在施工图设计阶段,就是根据前两步的结构方案设计阶段、结构测算阶段,进行施工图的设计。在此过程中要将设计者的要求和设计意图通过图纸表达出来,施工图是施工的依据,施工图中要包括建设项目各部分工程的详图以及零件使用、、结构部件明细表、验收标准方法等。民用的工程施工图应具备设计图纸、包括图纸目录必要的设备、材料表、工程预算书。施工图设计文件,应满足设备材料采购,非标准设备制作和施工的需要。 2土木工程结构设计中存在的问题 土木工程结构设计中存在的问题主要集中在两个方面、一方面是专业角度的问题、另一方面是安全角度的问题,下面将分别从这两个方面进行阐述。从专业角度来说在土木工程设计中,箱、筏基础底板挑板的设计过程、梁、板的跨度计算、摩擦角区域的处理、抗震缝距离的设计、基础板厚度的确定都需要进行测算考量。对于箱、筏基础底板挑板的设计,首先要假设出挑板可以将边跨底板钢筋进行调整,出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基。从土木工程建设角度来说,如果取消挑板,能够方便柔性防水的处理,在建设多层建筑时,结构设计中可兼顾到下层建筑。梁、板的跨度计算中,梁、板的跨度计算计算跨度,又叫计算长度,应当根据计算时要求、构件的组成形式、支承端约束刚度、支承反力等因素综合考虑,摩擦角区域的处理,内摩擦角,是土的抗剪强度指标,是工程设计的重要参数。基层开挖时,会应用到摩擦角区域处理的问题,如果魔草叫区域中边基地的土会受到影响较小,不会反弹。但中心部位,基土反弹情况较为明显,回弹部分需要人工进行清除。抗震缝距离的设计中,主要通过增加抗震缝的距离来对地震时产生的结构碰撞的风险降低。基础板厚度的确定要根据房间设计的不同大小来选定相应的基础板厚度。如果基础板的厚度都按照大房间的标准进行设计、势必会造成浪费。如果都按照小房间的标准进行设计则会造成安全问题。所以实际的应用中,通常是在大房间中垫聚苯,小房间设定基础板的厚度。从安全角度来说,目前土木工程设计中存在的问题有:(1)工程设计规范的安全水平比较低,与国际同类作业相比,由于没有设定规范的视屏问题,会造成工程施工的进行难度的加大,最终导致了施工质量较低;(2)工程设计规范的整体牢固性差;(3)土建结构工程的耐久安全性差、正确使用与维护意识相对较差。 3加强土木工程建设的建议和对策 从具体而言可以从两方面进行考虑:从设计的安全性上,应从管理首要保证设计的安全性,尽量选择资质等级较高、管理先进、实力雄厚的设计单位进行设计、这样就可以掌握先进的设计方法和设计理念,设计设备也会较好、设计人员的素质和专业能力强、设计经验丰富,设计出的建筑安全性较高。再设计时也要加强理论学习,使设计人员和施工人员对于设计理论和设计标准能够很好的掌握。对于设计过程中,涉及到工程造价、工程量的统计、计算、所以在此类工程量计算过程中,要严谨、认真,对于每一笔数据都要认真核对。设计图纸要详细,以便施工者能够根据设计图纸准确掌握设计意图,从而进行施工,这样能够降低因图纸问题造成的施工不明确的现象,避免了事故的产生。在施工过程中,要注意过程监管,设计单位与施工单位要保持联系,对于设计图纸中不明确的问题,要进行及时的沟通和设计核对,以便发现错误。设计人员对于施工人员提出的建议,要给予足够的重视。从土木工程行业标准角度来说,要根据全面性因素来对土木工程结构设计的方案进行评估。因为土木工程的方案是工程实施的基础,对设计方案的评估要满足安全性、经济型合理性。等等。可通过对设计方案屏蔽、论证的方法,提高设计的水平。设计过程中,不一味的追求标准图,虽然采用标准图能够减轻工作量,加快设计进度,但为了保证设计的安全性,设计人员应该认真的对设计方案进行审核,对于可能存在压缩费用的过程进行仔细的成本核算,在保证基础、满足行业标准的前提下,保证设计的合理性、高效性、创新性。 4总结 本文首先对土木工程设计的基本情况进行了概要阐述,根据工程设计的几个阶段展示了土木工程的工作范围和工作要求。之后提出了现阶段我国土木工程设计中还存在的问题,从具体设计过程和安全性两个角度提出了相关的问题。最后在此基础上,根据存在的具体问题对土木工程的建设提出了建议和相应的对策。本文的研究对我国土木工程结构设计的发展提供了一种新的思路。 作者:董旭 单位:徐州工业职业技术学院 建筑结构设计论文:办公楼绿色建筑结构设计论文 1工程概况 某办公建筑平面呈长方形,长为156m,宽为29m,地上五层,局部六层,总建筑面积21511m2。建筑内部空间主要为大空间的办公区域,因为需要营造绿色生态的办公环境,整栋建筑物内有大量的绿化面积,并且分布在不同楼层。首层入口处有8根“7字形”装饰柱,柱子高度为五层楼高,支承在五层的一根30m跨的横梁上;另外有一个高出屋面约25m,平面呈正方形的拔风塔,塔中央有一根准800直径的圆柱。 2结构选型 国家规范《绿色建筑评价标准》和《广东省绿色建筑评价标准》中均给出在保证安全、耐久的前提下,采用资源消耗低和环境影响小的建筑结构体系的要求,规范指出符合要求的结构体系主要包括轻钢结构体系、砌体结构体系和木结构体系。因此该工程在方案阶段确定结构体系时,根据建筑使用功能要求,进行了多方案的比较:方案1:木结构体系。工程所在地区不是木材出产地,需要从外地运进木材,这样规模的商务办公楼,如果采用了木结构,一方面会消耗大量的森林资源,另一方面,单纯的木结构也不能完全满足建筑的使用功能要求。这个方案不可取。方案2:砌体结构体系。工程所在地区属于抗震设防烈度7度区,该结构体系对于纵横墙间的距离是有要求的不能太大,同时墙体的开窗面积是有限定的。这样就很难满足现在建筑的功能要求,而且这种体系的抗震性能较差,因此不采用该方案。方案3:钢框架与钢筋混凝土组合楼盖结构体系。根据过往的设计经验,在多层建筑中采用框架结构既能很好满足建筑功能要求,又对抗震设防方面有利,同时又是合理、适用的体系。采用钢结构可以减少对周边的环境影响,满足绿色建筑的要求。但是这个方案又存在一个问题:因为存在大量的绿化面积,给钢结构防水措施提出了更高的要求,在这方面的材料消耗相应增多;也会增加使用阶段的维护成本,不符合规范在建筑全寿命周期内,最大限度地节约资源的要点,该方案不是绿色建筑最佳的结构方案,因此也未被采用。方案4:钢筋混凝土框架与部分钢结构组合体系。该方案是在方案3的基础上把钢框架改为钢筋混凝土框架结构,保留部分结构采用钢结构。对照规范的内容综合各方面的因素,因地制宜,进行多方案比较,确定符合规范要求的结构体系,达到经济、合理、适用、节约资源的目标,并且根据工程实际情况,尽可能采用可再利用的建筑材料。通过方案比选,本工程选用方案4:钢筋混凝土框架与部分钢结构组合体系。 3结构设计要点 ①入口处的8根“7字形”装饰柱以及其连接的横梁,8根柱子建筑要求外观尺寸为700×1300,有16m高,横梁跨度为30m,建筑外观尺寸要求为800×1500,结构设计上构件采用钢结构,一方面构件自重轻,可以减小地震作用,另一方面在处理横梁与框架柱的连接节点上也变得容易。在工程成本上,采用钢结构较现浇钢筋混凝土结构,能够节省人工、外脚手架、模板及支撑系统费用,另外工期效益显著。②中庭屋盖部分,建筑设计为不上人的采光屋面,该屋面跨度为30m,三边支承。一方面因为跨度比较大,如果采用钢筋混凝土,其自重必然较大,其次从建筑空间效果来看,在二层平台花园以及其他各层均可以看到该屋盖,如果采用钢筋混凝土结构,不够轻盈。所以设计结构设计上决定采用钢网架结构。网架结构平面布置图如图7所示。③对于两处从二层平台花园上三、四楼的楼梯,因为建筑要求做成悬臂形式,中间不加柱子,从节省材料以及造型美观考虑,把它做成钢木组合楼梯(钢骨架木踏步楼梯),从而达到既美观轻巧又相对省材的目的。 4优化设计 结构专业在绿色建筑设计中最突出的内容是节材,因此该工程在设计图纸出来以后,根据绿色建筑的要求,为了达到进一步节材的目标,对主体钢筋混凝土结构部分的设计图纸作了进一步的优化,其中优化的内容主要是通过调整次梁的布置,相对原设计一个房间三道次梁改为两道次梁,从而增大板的跨度,使其在尽量不增加截面厚度以及钢筋量的基础上,达到最大优化值。优化前与优化后的18~28轴三层结构平面布置图如图8、图9所示。根据结构计算得出,前后两个设计成果在混凝土用量上基本持平,而在钢筋用量上,前一个含钢量为35.63kg/m2,而后一个为33.40kg/m2,这一优化节省了6%钢筋用量;同时因为减少了一道次梁,在建筑模板方面也会相应减少材料损耗。另外,拔风塔中央的准800直径的圆柱也作了优化,由原来C25,配18根25钢筋的混凝土柱改为准800×10的钢管柱,这样既节省混凝土8.8m3,钢材量用量也从原来的1.35吨,减少为0.434吨,并且节省人工、模板及支撑系统费用,工期效益显著。综上,优化后的本工程符合国家规范《绿色建筑评价标准》和《广东省绿色建筑评价标准》中,对建筑工程提出的资源消耗低和环境影响小的要求,节省了钢筋用量,减少材料损耗。 5结语 结构专业在进行绿色建筑设计时,除了满足国家相关规范要求外,在确定结构体系进行多方案比较时,应对照绿色建筑的标准和要求,综合各方面的因素,因地制宜,采用经济、合理、适用与节约资源的最佳方案。并应重视对设计进行优化,使结构设计达到资源消耗和环境影响小的目标。本工程对照《绿色建筑评价标准》中与结构专业有关的内容,做到符合规范的要求,为项目获得国家公共建筑三星级绿色建筑设计标识,结构专业起到了应有的作用。 作者:孔德欣 单位:广东启源建筑工程设计院有限公司 建筑结构设计论文:高层建筑结构设计论文 1高层建筑结构设计受力分析 1.1高层建筑结构受力特征 高层建筑结构在模型上一般可以假想为一个从地基出发并不断上升的悬臂构件。高层建筑主要承受水平作用效应和竖向作用效应,水平作用效应一般指风荷载,在抗震设防地区还包括水平地震作用。竖向作用效应则一般由结构自重荷载产生,在抗震设防烈度为8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑,还应考虑竖向地震作用。在这些作用效应下,结构整体及主体构件均需具有足够的承载能力、刚度和延性,整体的设计注重概念,应符合相关规定中对于建筑形体的规则性要求,包括平面布置的规则性及竖向布置的规则性。结构在抵抗弯曲方面来说,结构体系务必满足:不能使建筑物产生倾覆;在承受荷载时,它的支撑体系的某些部位不应被压屈、压碎或者直接被拉伸破坏;同时弯曲侧移不能超出弹性极限的范围。而结构在抵抗剪力方面来说,结构体系务必满足:建筑物不至于发生剪切破坏;同时结构的整体剪切侧移不能超过弹性极限的范围。最后对于结构的地基和基础来说,由于高层建筑一般是高次不静定结构,所以结构体系在支承点处应避免较大的不均匀变形,从而可以防止出现较大的二次内力。 1.2高层建筑结构的传力路线 高层建筑的竖向平面结构和水平平面结构都必须有明确的传力路线。以某个作用在楼面上的重力荷载为例,它要通过楼盖构件的弯曲传递给竖向结构的某个构件,直到建筑物的基础和地基。传力路线的模式根据结构的类别和布置而异。高层建筑的底层往往只允许有少量的立柱,以便有足够的空间可以设置宽敞的入口、前厅或广场。这时,有较密柱间距的上层结构的重力荷载,就要通过另一种结构体系传给底层立柱以及底层立柱基础。当高层建筑的楼层平面有突变时(如楼层有收进,或由矩形平面变成其他形状的平面时),或结构体系有变化时,它们的传力路线也会发生改变,这时往往既要有竖向的转换结构,也要有水平方向的转换结构。在高层建筑结构传力路线中还有一个区别于底层建筑结构的特殊问题,那就是高层建筑的每个立柱都承受着上层传来的重力荷载,要考虑它们各自在施工和使用过程中竖向压缩量的差异。这既要在设计中加以考虑,也要在施工过程中及时加以调整,以保证各层楼面的水平度,减小因不同柱的压缩量有过大差异而引起的结构内力。 2概念设计 2.1抗关于侧力构件合理布置规定 对于一个单独的结构单元,在设计上的通常做法是,一般会尽力避免设计出应力集中的缩颈和凹角部位;而且尽量不要在这些部位设置楼、电梯间。整个结构外形也要避免外挑,尺寸内收也不宜过急,避免在结构上形成薄弱部位。最大限度地防止因局部结构或构件破坏,而出现全部结构失去承载力的情况。 2.2关于高宽比的规定 高宽比的规定是对结构整体刚度、整体稳定、抗倾覆能力、承载能力以及经济合理性的综合考虑,是长期工程经验的总结,根据当前的实际工程来看,这一限值是比较经济合理与实用。但随着目前高层建筑的快速发展,设计师们发现其实高宽比并不是必须要满足的。实际工程已有一些超过高宽比限制的例子(如深圳京基100大厦高441.8m,共100层,高宽比为9.5,天津117大厦,高597m,共117层,高宽比为9.7),当然高宽比超过限值时,应对结构进行更加准确的受力分析,并施加可靠的构造措施。 2.3短肢剪力墙的设置问题 在新的规范中,将墙肢截面高度与厚度比为5-8的剪力墙定义为短肢剪力墙,且根据试验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制。比如在剪力墙设计等级为四级,短肢剪力墙的配筋率要求是1%以上,而普通剪力墙则为0.2%。高厚比较小的构件的脆性破坏较大,不利于抗震。所以,在具体的高层结构设计里,设计师们应该充分利用其它现有构造形式来代替短肢剪力墙,减少不必要的麻烦。 2.4嵌固端的设置问题 在结构计算模型的选择上,如何准确地确定嵌固端位置是一个十分关键的问题,这直接关系到实际的受力状态与选择的计算模型是否符合以及内力等相应计算结果是否无误。因为现在高层结构通常会设有一层或者是二层的地下室(可以当作人防工程来使用),而嵌固端的选择,可以结合各层的刚度变化,再根据它的实际布置状况,可以选择在一层顶板的位置,也可以是二层顶板的位置,同时在地下室其他楼层等部位也是有很大可能的。但是在这个问题上,结构设计师们往往会忽略了一系列需要注意的问题,例如嵌固端的设置和刚度比的限制等问题,忽视这些问题将会对工程的质量和后期数据的分析造成很大的隐患。 3地基与基础结构设计 在基础的具体设计中,应根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度来确定基础设计等级。首先,地基计算应满足承载力计算的有关规定;其次,由于高层建筑的基础设计等级均为甲级或乙级,因此均应按地基变形设计;若地下室存在上浮问题时,还应进行抗浮验算。下面就高层建筑中不同的基础类型分别阐述在设计计算中应注意的事项:在对箱基和筏基的梁板进行配筋计算时,务必相应地扣除底板上直接作用的梁板荷载和自重,当出现箱筏的四边区格和地基反力过大的情况,这时要对梁板进行加强配筋;而在进行箱基结构设计时,要考虑洞口上下的连梁的影响,验算其截面面积,若洞口的位置或者大小有变动,要复核连梁的抗剪强度和抗弯强度;若是进行整体箱基和筏基的设计,必须考虑桩土的因素,其共同工作会对结构造成一定程度的影响。 4结构计算与分析 4.1结构整体计算的软件选择 当前比较常用的计算软件一般包括:建科院PKPM其中的SAT-WE,MIDAS,ANYSYS,ETABS,SAP等。由于各个软件使用的计算模型有一定区别,所以在各个软件计算结果上就会有或大或小的差异。实际工程中,务必考虑结构类型和计算模型的具体特点,在进行整体分析时选择最恰当的软件,并使用不同软件进行对比分析计算,从不同软件计算的相差较大的结果中,选择最接近工程实际情况的数据。若不能选择合适的计算软件,不但会消耗大量的时间和精力,更重要的是会对结构埋下安全隐患,造成日后的工程问题。所以为了保险起见,通常在布置复杂的高层设计中,宜使用不少于两种不同的模型来进行内力分析和计算。 4.2剪力墙底部加强部位墙厚的确定 在进行抗震设计时,剪力墙的底部加强部位一般采取增加边缘构件箍筋和墙体的布筋来防止地震荷载的影响,预防结构出现脆性破坏,从而能够比较有效的改善结构的抗震性能,在现行的规范中,明确指出剪力墙结构底部加强部位的高度可以参考墙肢的1/8和底部两层二者中的较大值;而部分框支剪力墙结构底部的取值,可考虑以上两层的高度及墙肢总高度1/8中的较大值。一般情况下,高层建筑结构底部加强部位的剪力墙截面厚度bw的取法按照以下规定,按照一、二级级抗震标准的情况,bw宜选择剪力墙无支长度的1/16或层高;按照三、四级抗震标准的情况,bw宜选择剪力墙无支长度的1/20或层高。但在墙底受力较小且结构层高相对较高的情况下,其厚度还按上述要求取值,就显得很不经济。所以,根据具体的工程实践,厚度可以适当减小,而且必须按照下面的公式计算稳定性。 5结束语 本文主要对高层混凝土结构设计中若干问题做了详细的介绍和阐述,重点分析了结构的概念设计、地基与基础设计以及结构的计算与分析等方面的内容。在实际的工程设计中,应充分考虑这三个方面的影响因素,不断将各项工作落实到位,从而进一步推动高层建筑结构设计不断向前发展。 作者:叶宜成 单位:福建省南平市建筑设计研究院 建筑结构设计论文:BIM技术下建筑结构设计论文 一、BIM技术概述 在建筑形式和数量不断增多的前提下,工程项目中所涉及的信息量也越来越大,这些信息如果得到及时收集,并加以利用,那么对于其他建筑工程的建设将会具有极大的推动作用。不但能够缩短工期,还能够加有效节约成本,提高施工质量,除此之外还能够更好的避免很多施工事故的发生,因此,信息技术在我国建筑工程中的优势非常显著。但是现阶段,我国还是应该采取一定的措施更好的发展和推广这项技术,这样才能够将次技术的优势充分发挥出来,有效的节约成本,提高施工效率以及施工安全保障。在这个基础之上,我国相关技术人员应该全方面,高效率的对BIM技术的优秀技术原理进行研究,可以说,此项技术是我国建筑设计领域的新起点,是一次革命性的开始,因此具有非常巨大的现实意义。 二、BIM模型所包含的设计项目 1.构件方面 BIM技术在建筑结构构件设计中具有非常重要的作用,其中内容很丰富,包括构建材料、几何尺寸以及荷载等信息,这些信息能够非常直观的显示出来,相关的设计人员能够随时进行使用和分享。尤其是在结构节点设计方面,BIM技术的使用,能够快速和直接进行构件作用的判断,将梁、板以及墙、柱等部分的信息进行定义,同时能够对连接构件做出更加合理的判定,这样是为了更好的将其与节点的进行匹配,这样就能够将所建立模型的信息进行科学地参数计算。比如,建筑设计中的混凝土构件,BIM技术能够将其使用量的多少以及钢筋的用量进行准确预测,并将其现实在模型信息中。 2.整体层次关系 使用BIM技术,必须要建模,而模型的构件需要大量的信息数据,在虚拟的条件下,模型能够非常正确完整将结构进行优化调整,为人们提供最合理、最具可行性的施工方案,同时,还可以缓解施工过程中所产生的突发问题,协调各部分施工之间的关系,BIM技术可以及时搜集并整理各种施工信息,并实现分享,施工人员以及技术人员在需要的时候可以随时进行查阅和使用,为建筑结构整体分析计算提供更多依据。 三、BIM模型的层次应用 1.BIM模型的集成化应用 BIM模型采用的是参数化的描述方式,这种方法是目前最合理的信息单元描述方式,能够非常准确的将建筑结构中的梁、墙以及柱等部分建立模型,在建立模型的时候,建筑物实际上就是真实的展现过程中,其内部信息以及内涵都会被描述出来。另外,在建立模型的这个过程中,系统还会对结构中大量物理信息进行全面的分析,进行分类处理。技术人员能够更加直观,便捷、多方位的对建筑物的构造情况进行了解,从而有效避免很多设计上失误,以及事故的发生。 BIM技术的优秀就是利用数据库模型体现出各个设计参数,这使很多结构模型都和实体结构参数相互一致,参数在形成模型化后,会根据不同的构件特征形成相互的规则性,使模型设计能够和实际施工相互联系。 3.信息共享和交换 在结构设计完成后,BIM模型能够直接读取结构设计中的信息,并且结合这些信息建立完整的结构分析模型。三维模型的结构布置保持与分析模型相互一致的状态,使结构状态得到高度的统一,建筑信息模型在传统的模型分析上往往以数据作为基础,BIM在读取数据的过程中,使数据文件转换为自身的结构形式,最终实现设计流程中的资源共享,以此提高资源的协调应用能力。 四、结构设计中BIM应用的难点 1.应用BIM技术的三维设计工具软件(Revit釆等)用了较多的模块参变量和系统参数,与二维创建视图技术有很大的不同,软件需要兼顾与二维设计习惯的一致性,所以模块参变量和系统参数比常规工具软件要复杂很多倍,这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。 2.在进行结构设计时,很多结构形式十分特殊,这就需要特殊的结构模块对其进行控制,但是三维图形和剖面视图不能形成理想的施工效果,很多设计者会因此放弃BIM技术,而使用原始的二维绘图设计方案 3.结构工程师在建立BIM模型时,注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档,以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。在结构设计中,安全性分析计算是首要环节和重要问题。BIM建立的是完全的数据库式模型,从理论上来说,实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。 五、BIM在结构设计中的处理办法 1.建立完整的项目样板 在建筑结构设计中,项目样板是所有设计中的基础,而项目样板设计所包含内容很多,具体为标准化处理的线型、字体以及符号等方面。而BIM技术的应用,能够快速有效的建立完整的样板,并且能够避免很多必要的重复,减少无用功,提高工作效率,现阶段,我国已经建立了一套符合我国实际情况的设计标准,这项标准能够对我国结构设计中的各个环节进行监控并能够更具不同用户的需求,有针对性的进行指导。 2.设计符合要求的结构构件 在建筑结构中,梁、柱以及楼板等都是非常重要的基础部件,因此这些部件对于建筑来说,有着非常重要的支撑作用,通常来说,它们一般为预制部件、现浇部件以及各种更结构部件等。设计的时候,要从建筑物的实际情况出发,根据不同需要进行设计。在这些形式中,比较常用的就是现浇部件。设计的时候,设计人员应该严格进行设计方案的选择,部件功能不同,浇筑的方式也不同,要最大限度减少不同因素之间的冲突反映。保障结构部件的作用能够得以有效发挥。 3.钢筋混凝土结构中的平法表示 在钢筋混凝土施工图绘制中,通常采用平面方法进行表示,在图纸上采取特殊的标点符号进行标注,施工技术人员通过工艺转换形成样图。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示,BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和优秀信息,以满足施工时间和放样需求。 六、结束语 建筑的结构设计之所以越发重要,是因为我国的建筑数量不断增多,同时楼层数量以及高度都在增加,这意味着建筑的抗震性能以及稳定性必须要不断加强,因此科学的进行结构设计、确保建筑结构能够承受各种环境下的外力作用,这样才能够确保国家以及人们的生命财产安全。BIM技术的合理应用,能够有效提高设计的合理性,可行性同时兼具经济性,最大限度提高建筑质量,为国家和人们的利益提供保障。 作者:彭宝莹杨志杰李娜单位:青岛万达东方影都投资有限公司青岛腾远设计事务所有限公司 建筑结构设计论文:建筑结构设计成本管理论文 1建筑结构设计 几何特征使用几何特征描述设计信息,制定工艺规划,按照产品生产环节作业估算,拥有较高的精度。成本估算还可以应用近些年出现的专家系统和神经网络方法。神经网络较高的容错性和自动纠偏功能能够根据较小的工程信息量迅速的完成结构设计。 2建筑结构设计成本优化算法 (1)设计阶段优化的成本优化。有限元法是复杂结构优化的可靠而强大的分析手段,运筹学和计算机技术的应用能够为有限元法提供运算的平台,使有限元法成为了一种有效精准的工具。优化设计要求在相同使用性能下获得尽可能低的成本,但是不能够忽略建筑结构、设备等多种影响因素,把集成化和串行式设计为并行式,保证建筑使用要求的同时实现成本的优化。(2)结构设计成本优化。进行设计要选择设计变量,包括结构形状参数和使用材料等,通常情况下选取因素越多效果越好,但是设计变量越多工作量也越多,施工工程设计过程中要把优化效果不明显的参数作为预定量,选择设计量要根据客观实际制定一定的范围,数据并不是任意的。(3)选择设计变量之后根据变量建立目标函数,按照设计变量表示追求的指标的表达式或者由设计变量决定的无法用解析式表示的某种指标。目标函数是评定结构方案合理性的技术指标,包括体积、承载能力、造价、变形等都可以是优化设计的目标函数。(4)约束条件。约束条件是和优化变量有关的不能忽略的限制,约束条件需要尽量简化。但是进行结构设计时往往有很多的约束条件,最主要有两种:一种是设计标准参数,例如混凝土配筋率和梁的最小宽度等;另一种则是保证结构功能正常发挥的参数限制,主要有强度、刚度和稳定性等,这些约束条件和设计变量之间相关性不大,往往需要在复杂的结构计算之后才能够得出。(5)优化算法。优化算法要具有收敛速度快并且计算相对简化的特点,需要选择合理的优化算法模型,可以简化理解为在约束条件下求目标函数的极值或者最优的数学问题。在工程实际优化过程中约束条件和目标函数之间的关系是非线性并且是隐形函数,优化算法还需要根据优化问题的层次进行适当调整。 3建筑结构成本优化措施 对建筑成本的研究始自上个世纪60年代,主要形式是采用成本管理思想方法提供有助于决策的成本信息,有目标分析、作业分析等内容。之后我们对建筑成本、建筑方法功能、价值管理和生命周期等技术进行了归纳总结,认为只有更加精准和富有活力的施工成本预测才能更好的提供早期成本建议和市场预测。我们认为未来建筑成本的研究优化发展方向将是建筑成本优化实际工作的更深程度和工艺对市场、定额更好的适应性,这也是我国建筑结构的设计成本优化的工作目标。 3.1建筑设计阶段的成本优化 建筑的主体是建筑结构,建筑成本主要包括建筑结构、土石方、设备安装、地基处理等,建筑结构的成本超过了建筑总成本的50%,所以保证建筑结构的科学合理是控制建筑成本的关键,而建筑结构的成本控制,除了施工阶段外,设计阶段的工作也十分重要,建设过程中要采用科学有效的措施优化建筑成本,进而为整个建设工程节约成本。 3.1.1建筑设计阶段的成本优化 常见的建筑设计阶段通常采用的成本管理方法主要是限额设计,具体实现方法以及途径是目标成本的分解和工程量的控制,专家采用类似工程建设成本比例把成本估算按照比例分配到各个项目中,但是建筑工程成本的影响因素很多,采用经验分析的方法会造成较大的差异性,不能实现最优成本分配。建筑结构是建筑主体和支撑,进行结构设计的主要目的是满足建筑物的建筑功能,还要保证建筑结构拥有一定的承载能力,拥有一定的安全性、适用性和耐久性,这些都需要通过合理的设计成本来提高建筑结构的工程性能来实现。 3.1.2建筑结构的规划设计的成本优化 要遵循安全适用、经济美观的科学原则,还要通过合理的结构规划为施工提供便利,保证各项工程要素之间能够相互配合,保证设计水平的整体提高。进行结构设计要注意结合建筑设计的整体特征,避免产生彼此之间的矛盾。进行建筑设计要保证整体结构的安全性和经济性,因为建筑结构的设计规划是对建筑结构设计的根本层面,只有真正重视起这个工作环节才能为建筑工程后续的施工发展创造良好的条件,以下是建筑结构规划设计中的成本管理主要工作内容:(1)保证结构的合理性。结构方案是施工主要的参考资料基础,相同的建筑如果在不同方案基础上会产生不同的效果,设计者要保证施工方案的科学合理。结构方案要能够处理好结构和构件之间的关系,保证受力结构能够保持最佳状态,还要保证建筑结构的承载力和刚度。在设计方案中要注意简化受力途径,还要提高建筑结构抗风险能力,降低工程整体造价。设计者制定的设计方案要能够保证结构件的协调一致,保证设计达到最佳标准,建筑师和设计师之间要进行充分的沟通,创新结构设计形式,保证各项基础建筑功能,构建完善的结构设计体系。(2)保证结构设计的准确性。建筑工程是一项复杂的系统工程,安全性和舒适性是建筑工程的建设目标,进行设计要把设计者的经验充分利用起来,并利用计算机技术保证运算的准确性,减小计算和设计误差。同时还要保证计算参数的准确性,通过计算机程序进行计算时要和建筑的工程实际相结合,不能把所有设计过程都依赖电脑完成,设计者需要根据设计结构概念以及自身工作经验判断设计方案的合理性。 3.2施工建设过程中的成本管理 (1)结构材料的选择。建筑结构的基本属性是具有一定的承载能力,建筑物的承载力依靠优质的建筑材料和合理的施工设计方案完成,选择建筑材料需要遵循一定的原则,材料的使用要能够提高建筑本身的整体强度、刚性等参数,设计人员进行设计时要结合施工实际确定选择钢筋混凝土还是预应力混凝土,保证建筑物的安全性和经济性。混凝土变形和配筋率需要合理设定,降低工程间接成本。(2)基础形式的合理化。建筑工程基础的建设成本占到了总成本的30%,合理的基础结构设计对于建筑成本优化有着显著的作用。进行基础结构设计时如果存在承载能力较强的天然地基,而高层建筑为剪力墙结构形式时合理的基础形式应该是墙下条基和小筏板,通过这种形式减小基础的工程量。 3.3建筑整体设计成本优化提高 建筑的功能性和安全性需要把全局观念和整体意识灌输到每一个工程技术人员的观念中,合理配合整体结构和构件,保证建筑整体性的最佳受力状态和单独构件的最佳受力状态的协调统一,提高建筑刚性和延展性。 4结束语 建筑结构设计成本优化分析的主要内容有对结构设计方案正确性的提高、材料的选择、建筑整体性协调性的提高等,建筑结构设计的成本优化主要措施是对建筑结构设计方案的调整,通过对设计方案的调整改进,发挥各项建筑材料的最大功能,在保证建筑基本功能的前提下增强建筑结构的经济性,这样才能实现建筑结构设计的成本优化,节约社会资源。 作者:黄逢萍单位:贵州劲嘉房地产开发有限公司 建筑结构设计论文:世界建筑结构设计论文 一、捆住地震内力的结构体系 1、现行建筑结构抗震(理论)技术存在的错误:世界各国采用的抵抗地震破坏的建筑物体的基本类型,都是以吸收地震能量为主的插入式整体结构(对地球而言),即将建筑物的基础和上部结构设计为绝对不可分割的刚体插入地球,因而建筑物抵抗地震破坏力的受力分析和设计,就不得不从结构整体考虑建筑物的抗震性能,地震破坏力是通过土层和岩石冲击建筑物的基础并直接将冲击力传递给上部结构,上部结构的作用力(荷载)加上地震产生的内力又反作用于基础,因而建筑物基础的强度设计要求,应是地震力和上部结构反作用力的叠加。 地震破坏力是往覆水平剪切力,上部结构的反作用力是垂直于地面的。这样两个方向互相垂直,并处于运动冲击状态的作用力,在一个平面上会交了。地震破坏力以强大的往覆水平推动力,推动着(抓住)建筑物基础做水平往覆运动,因而很容易分析,在这两种力的会交面上,实质上形成了远大于地震破坏力的往覆剪切力。因此,建筑物的抗震能力在插入式整体结构中是很难达到实际抗震设计要求的,现在的建筑物一般都是偏于保守的理想设计和建造,因而投资也在大大增加,即便如此,在实际的地震灾害中,建筑物受破坏的程度依然是很严重的,进而也无法摆脱和减轻地震灾害,给人民的生命和财产造成的巨大损失。 历史的教训足已充分说明,插入式建筑结构体系受到了严峻的检验,即似地球为相当好的惯性参考系,又将建筑物体插入地球,形成不可分割的刚体。在过去的年代,建筑物还处于低层范围时,问题还不严重,而在现代化高层、重型建筑中,仍然是采用插入式刚箍捆住内力的结构,在实际的地震灾害中存在着严重的隐患。插入式整体建筑物结构体系在正常情况下,即非地震静止状态,是没有问题,而在地震灾害爆发时,插入式整体建筑物体系的结构受力传力路线明显发生混乱,建筑结构设计的极其重要的力学原则: (1)、不论在任何情况下,结构的传力路线必须清楚。 (2)、以当地的最不利外界因素为设计依据,如很多地区必须考虑可能发生的最大地震破坏力。这就是说建筑物抵抗地震破坏的正确条件是:运动中建筑结构内力的传递必须正确、清楚。 插入式整体建筑结构在地震时,将地震破坏力直接传递给上部结构,使上部结构发生摇晃,由于上部结构是刚箍捆住内力的结构,因而在摇晃中产生的巨大能量没有释放点,而被迫返回基础,地震又很快的不断的冲击建筑物的基础,向上部结构输送地震能量。这样上部结构返回的作用力,同基础传来的地震内力发生冲撞,冲撞最厉害的集中点,就是能量集中释放的突破点,也是结构的破坏点,通常都在基础与上部结构的交面上,破坏的形式是剪切破坏,而整个建筑物不是倒塌就是倾斜。 目前,许多国家在高层建筑的抗震设计方案中,已经出现了新的结构,如:美国纽约的42层高层建筑物,建在于基础分离的98个橡胶弹簧上,日本的建在弧型钢条上防地震建筑物,前苏联的建在与基础分离的沙垫层上的建筑物,以及在中国已经获得了美国、中国和英国发明专利权的,刚柔性隔震、减震、消震建筑结构与抗震低层楼房加层结构,都十分成功的应用于工程实践中,都明显的在建筑结构体型上,改变了传统的插入式刚箍捆住内力(吸收地震能量)的结构体系。总之都在建筑设计的结构方面设法摆脱在地震灾害时,严重威胁着人们的生命安全的插入式刚箍捆住内力的结构体系。其实质都反映了对“似地球为相当好的惯性参考系”为指导理论,所制定的现行抗震硬抗、死抗地震打击设计规范的动摇,本质上也是改变了建筑结构受力体系,而不在似地球为绝对静止不动的惯性参考系了。 1、现行建筑结构抗震设计与地震场地效应的问题现行建筑结构的抗震设计,是根据结构力学和建筑结构设计的理论基础而来的。结构力学和结构抗震设计规范,将地震破坏力简化并规定为在建筑物上部结构中的水平运动力,对建筑物的水平作用力与反作用力的硬抗平衡,这一规定实质上存在着严重的问题和错误。 其一:地震爆发时,首先是大地在做往覆水平运动,由于建筑物基础插入大地,因而必然随大地的往覆水平运动而运动,建筑物上部结构也因此被迫运动,但是建筑物上部结构的运动形式不是水平运动(因而根本就没有受水平的作用),而是因基础在受地震水平力运动中,产生的运动力传递到上部结构,迫使上部结构沿地震受力方向,作反方向S形式倾斜摆动; 其二:地震爆发时的冲击波只有两个方向,而现在所有城市的建筑物的规划设计,是根据城市的道路按东西南北方向和建设的需要各自排列的。将建筑物上部结构视为受水平运动,也只能有30%的建筑物的结构抗震设计受力方向与地震冲击波受力方向相同,而70%的建筑物的抗震设计受力方向与实际地震冲击波的冲击方向,处于非常不利的位置,当地震爆发时,只有少数正好与地震冲击波方向协调一致的建筑物不一定破坏,而大多数与地震冲击波方向不一致的建筑物,自然就很难逃脱地震冲击破坏倒塌的后果。地震对建筑物的冲击破坏,主要是对建筑物基础产生的水平往覆冲击剪切力,从而使基础被冲击破坏失去稳定后,造成上部建筑物的破坏和倒塌,地震冲击波首先是破坏了基础,而不是破坏上部建筑结构,所谓万丈高楼从地(基)起,就是这个道理。基础都破坏了,上部建筑自然就保不住了; 其三:城市中建筑物的类型是多种多样的,主要反映在超高层、高层、多层和轻重型建筑之分,而这些不同类型的建筑,又以基础深度的差别体现在地震冲击波的大小上,基础越深、越大,受地震冲击波的冲击自然很大,在加上城市地下建筑设施不少(如:地下建筑、地铁、地下大型管道等),都是构成城市地震场地效应发生互相变化的种种直接因素。现行抗震设计中,都没有考虑地下建筑设施的自身抗震,以及对地面建筑物基础和地基的地震场地效应所产生的严重问题。 2、现行建筑结构抗震桩基设计与地震场地效应的严重问题现行抗震设计中的桩基础的设计有两种类型,一种是端承桩类型,另一种是摩擦桩类型。端承桩是将深层的地基反作用力通过桩传递给地面,构成对上部建筑物作用力(压力)的平衡。摩擦桩是通过桩基础与一定深度的地基土层十分紧密的挤压结合中产生足够的反作用力,通过桩传递到地面,构成对上部建筑物的作用力(压力)的平衡。这里必须指出的是,这两种类型的桩基础在对上部建筑物的作用力(压力)构成平衡的充分条件是:静力荷载,即在没有外力的作用下成立的。 在端承桩中,端桩是反作用力的顶点,桩身是传递反作用力的通道,桩身四周的土层是给桩身起到了极其重要的稳定作用,由此,可以定义:桩端的承载力,桩身的强度是和桩身四周的土层构成了端桩基础的整体,缺一不可。 在摩擦桩中,桩身的强度与桩身四周土层紧密挤压所产生的反作用力,构成了摩擦桩基础的整体,也是缺一不可的。这两种类型的桩基础在地震爆发时,强大的地震水平往覆冲击波,完全改变了上述状态,使端承桩在地震冲击波中,使端承桩的承载力发生水平往覆运动,不但失去对桩身的稳定,反而对桩身构成了往覆水平冲击,其结果:端承桩不是破坏,就是下沉失稳。随着端承桩的破坏和失稳,建筑物上部结构自然也就处于破坏倒塌的危险境地,而摩擦桩的危险就来的更快了,地震冲击波迫使摩擦桩桩身必须与四周土层与桩基松开,失去摩擦桩身必须与四周土层紧密挤压的必要条件,并且土层对桩身构成水平冲击力,随着摩擦桩中四周土层与桩身摩擦力的解除和改变,桩不是破坏就是失稳,其上部建筑物随之处于时刻会破坏和倒塌的危险之中。 3、现行予应力建筑结构在地震中的严重问题所谓予应力建筑结构,是人为的在建筑结构的主要承力构件中,对主要承力构件中混凝土施加予应力,一般是通过对结构中承力构件的钢筋进行张拉,利用钢筋的回弹力挤压混凝土来实现的。根据对承力构件中钢筋的张拉,与混凝土的先后关系,又可分为先张法和后张法两大类。 从建筑结构中的予应力构件,到予应力结构的发展,已经有较长的时间了,在建筑结构中应用予应力构件和发展予应力结构的优势,在很多城市的建设中,得到了较广泛的应用。在城市建设和发展中,推广和应用予应力构件和予应力结构,的确能起到一定的积极作用。但是,有一个十分重要的结构动力学问题需要特别注重,所谓建筑结构动力学方面的问题,也就是地震爆发时,地震冲击波迫使建筑结构产生振动的动态反应,地震冲击波冲击建筑结构,使其产生的内力在结构中传递,而予应力构件和予应力结构的力学模型是:1)予应力张拉两端的固端成支座,是不允许有任何改变的;2)予应力构件或予应力结构在使用过程中,其构件和结构是不允许发生水平推动,振动弯曲和上下振动的。也就是说,予应力构件和予应力结构,只有在没有任何外力的情况下,才能达到予应力构件和予应力结构设计的使用要求。因此可以定义:予应力构件和予应力结构的安全使用条件,是不能承受任何外力(尤其是地震冲击力)的静力使用状态。 地震冲击波在建筑结构中,将无情的迫使建筑结构中的所有梁、柱、板、墙体等受力构件发生变形,即地震冲击力能完全改变予应力构件和予应力结构的两端边界条件,使其构件和结构中的予应力偿失。任何在使用中的予应力构件和予应力结构,当予应力衰退和偿失后,其构件和结构必然破坏。因此,在地震设防城市的建设中,是不能使用予应力构件和予应力结构的。但是,现在许多城市的建设中都使用了予应力结构,这是十分危险的。因此,应尽快在地震爆发之前,采取补救措施,否则,后果一定是十分严重的。 综上所述,现行世界各国所实行的建筑结构体系,是与地震冲击波相对抗、硬抗(死抗)的捆住地震内力的结构体系。从结构动态平衡的根本原理来分析,这种与地震力相对抗的结构体系的静态平衡在地震中完全破坏了。也就是说,现行的建筑结构体系,只能满足静态(无地震冲击波)状况下的作用力与反作用力的平衡。当地震爆发时,建筑结构内力的静态平衡被破坏了。这就是现行建筑结构体系抵抗不了地震冲击破坏的根本原因所在。现行建筑结构的抗震设计,只是加大了建筑结构的刚变,使其增加了对地震冲击力的对抗力(死抗力),没有从结构动态平衡的基础上去寻求,建筑结构与地震冲击波的动态平衡,建立一个与地震内力相适应(不是相违背)的“释放地震内力的建筑结构动态平衡体系”。 总之,几百年来,人类所推行的静态(加大刚度)的建筑结构体系,违背了地球地震的客观规律。因此,给人类自己造成了巨大的灾难。人类为了在地球上更好的生存和发展下去,就得从根本上解决适应地球地震客观规律的建筑结构体系。因此,一种与地震力相适应的“释放地震内力的建筑结构动态平衡体系”的动态平衡的力学理论的建立,并制定新的建筑结构释放地震冲击波的设计标准(在也不是对抗的标准),将是人类发展的方向和目标。 二、释放地震内力的建筑结构体系1、释放地震内力建筑结构体系的理论基础我们从现代地球物理学家关于地球板快运动理论的力学分析中,以及对地震客观规律的不断揭示,更进一步对地球的认识,有了新的力学见解,我们认为地球是一个在运动中自身求得内力平衡的结构体系,它有两个阶段的运动规律: (1)、地球内力的平衡阶段:地球结构体,在自转和围绕太阳周转运动的过程中,所产生的内力,在平衡阶段,地表运动处于内力平衡,地球运动处于静止状态,此阶段可似地球为惯性参考系阶段。 (2)、地球结构体系处于内力平衡阶段后,其内力仍然在不断的增加,而地球结构体不能承受日益增大的内力,而在运动中,通过地球板快的运动,地震和火山等形式释放出来,以求得新的内力平衡,这个阶段是地表的活跃阶段。其不断增加的内力将在地球内力集中点释放出来,此阶段可似为非惯性参考阶段。地球内力平衡过程中的这两个阶段,在地球内部不断循环下去,形成了地球生态平衡的必然规律。 人类是在地球生态的环境中生存的,因此,人类必须遵循地球生态环境中的各种自然规律去发展。从人们开始认识到对过去认识的不足,即理论上的不足和错误,又不断的在生活实践中,提高了对地球生态环境的认识,进而不断的揭示自然规律,掌握和运用规律为现代人类和将来造福。应该明确的指出,人类对地球认识的提高和深化,其指导人类如何适应地球生态的科学理论,也就随之进入了更高的阶段。 2、释放地震内力建筑结构体系新技术的应用:已经获得中国、美国和英国发明专利权的新技术“建筑物抗震减震装置”、“建筑物消震装置”和“高层建筑隔震消能装置”完全改变了传统的插入式刚箍捆住地震内力的建筑结构体系,将建筑物整体有机的隔离成两个受力体系,这样地震破坏力的传递媒介改变了,由直接传递转化为间接传递。不言而喻,“建筑物抗震减震装置”将大大减少地震对上部结构的冲击,反之,上部结构对基础的作用力也大大减小。 新技术的设计依据是以柔克刚的动态平衡原理,该技术的主要特点是:能十分有效的大大减弱地震灾害对建筑物的打击破坏。目前,发展中国家和发达国家的科学家们在研究抵抗地震灾害方面,都从过去只是单纯考虑建筑结构加大刚度的硬抗(死抗)方式,而向建筑结构隔震减震的方面发展了。原因十分清楚,过去几百年来建筑物硬抗地震灾害方法的不断失败,告诉和启发人们要寻求一种适应地震客观规律的抗震方式。用一句通俗的话来讲,以柔克刚,才能达到建筑物在地震冲击中的动态平衡,而不被破坏,反之,以硬抗来对抗地震的打击,即以刚克刚设计的建筑物是根本抵抗不了地震的打击的。因为人们设计建筑物的刚度,不可能达到(保证)比地震破坏力还要大得多的程度。否则现代的专家们去研究建筑物的消震、隔震与减震,不就失去意义了吗? “建筑物消震装置”发明专利技术,就是要从根本上解决地震爆发时对建筑物基础的安全保护,其形式是沿建筑物四周一定距离内,在基础底面到地面的位置,设置“建筑物消震装置”,该装置的作用是从任一方向完全切断地震波冲击基础的传力路线,使基础处于安全保护之中,基础都安全了,上部建筑自然也就安全了。如果是高层建筑,还要结合采用另一项“建筑物抗震减震装置”发明专利技术,将更加有效的保护高层建筑的安全使用。该技术还可以用于50—80年代旧建筑物的消震保护,特别是对大会堂、大礼堂、展览馆、影剧院等,对无法抗震加固的大型建筑和古建筑的消震保护是十分有效的。该发明专利技术是在不影响旧建筑物的继续使用,不用搬迁的情况进行,比常规抗震加固安全,还节省40%左右的投资,用于新建筑中,比常规设计节省20%左右,并能完全达到地震设防要求。该专利技术已经成功的应用于中央党校、国务院二招等旧建筑的加高和消震减震工程中。创新科技经评审已列为中国北京市重大科技成果推广计划,国家科委成果办发文向全国推广,中央电视一台、二台、十台均新闻和专题报道。 “建筑物抗震减震装置”和“建筑物消震装置”完全适应于新建筑结构,也适应于使用中的已建成的建筑结构的抗震、减震和消震措施。即适用于工业和民用建筑、铁路桥梁和公路桥梁、塔式和倒摆式结构、大型水库的大坝以及地面和地下的建筑物。地震给人类造成的灾害,使人类越来越清醒的认识到,科学技术的不断发展是人类在地球生态环境中生存和发展的需要,人类为了更好的在地球生态环境中生存和发展下去,就必须不断的认识地球的生态环境及自然规律,不断的提高科学理论和更先进的技术水平,使人类建造的、赖以生存和发展的建筑物适应地震破坏力的能力不断增强,以减免地震灾害时人民的生命和财产的巨大损失。
土木工程类论文:结构类系列课程土木工程论文 一、优化、整合结构类系列课程的教学内容 土木工程专业结构类系列课程的内容、体系之间存在一定的相互影响和制约关系,但在教学过程中各门相互独立的教材中有许多重复的内容。传统的课程教学各自为政、相互脱节和内容重复讲授。针对目前教学内容多、学时少,同时要留给学生必要的思考空间,开阔学生视野,对学生进行必要的工程训练的实际情况,必须优化整合结构类系列课程的教学内容。 1.把专业课程中共性课程内容进行优化、整合和重组 把混凝土结构和钢结构中的基本原理部分从原课程中剥离出来,整合为学科基础平台课程。如混凝土结构与砌体结构课程整合为混凝土结构设计原理(平台课,第5学期,56学时)、混凝土结构设计(专业课,第6学期,40学时)、砌体结构(选修课,第6学期,24学时);钢结构分解为钢结构设计原理(学科基础课,第5学期,40学时)和钢结构设计(选修课,第6学期,24学时)。 2.对专业课程中重复的内容进行整合,并在合适的课程中讲授 例如,“荷载与结构设计方法”中有关地震作用的计算、风荷载的计算、结构可靠度计算原理等内容在后续专业课程中都有涉及,后续课程涉及上述内容将不再重复讲授,只进行简单的复习,通过课堂提问的方式了解学生对该部分内容的掌握情况。又如:“建筑结构设计”和“高层建筑结构设计”课程中重复内容有框架内力计算和框架结构设计及构造;“建筑结构抗震设计”和“砌体结构”重复内容有多层混合结构房屋抗震设计和多层框架结构房屋抗震等。针对上述情况,修订我校结构类系列课程教学大纲,优化教学内容与学时安排,明确各课程教学内容的重点,使相关课程内容能全面、系统地串联起来形成整体,改变传统的各课程课堂教学各自为政、相互脱节或教学内容重复等问题。本着学以致用,服务于工程设计的原则,重点列出结构类课程之间相互影响、制约的章节内容及知识点,取得了良好的教学效果。 二、推进结构类系列课程的一体化课程设计 课程设计是土木工程专业重要的实践性教学环节,是培养学生综合运用所学专业知识、基础理论和基本技能解决实际问题的能力。但在传统的教学中,课程设计只由该课程的任课教师进行单独设置,课程设计往往自成一体、自设参数,相互之间缺少应有的关联,在课程设计中训练学生的专业知识缺乏连贯性、系统性和整体性。为配合我校实行的“721”人才培养模式改革要求,优化整合土木工程专业结构类系列课程的课程设计,积极推进一体化新型教学模式,通过分析系列课程的相关性、互补性和连续性关系,整合相关课程设计的不同内容和要求,将各门课程设计的内容分解到一个完整的工程设计中去,某项工程的主体设计的不同部分作为各课程设计的单元,各课程设计的成果组合起来可形成某项工程完整的设计文件。课程设计的一体化要求设计资料前后统一、内容循序渐进。如结构类系列课程设计统一题目为:某中学总体平面及单体建筑设计,要求学生完成建筑、结构、施工三个阶段的设计内容(如图1所示)。通过重新制订系列课程设计的教学大纲,编写课程设计任务书、指导书和相应的设计范例,并制订统一的标准和考核办法,我校土木工程专业针对一体化课程设计这一实践性环节开展了试验性研究,主要分以下几个步骤进行:1.选定课程设计班级,确定课程设计任务。2.制订工作计划和实施方案。3.课程设计一体化效果评估。课程设计一体化教学实践,使学生学到的专业知识得到了系统化训练,学生对工程设计的复杂性和系统性有了初步的认识,提高了学生学习专业知识的兴趣,激发了学生自我设计的欲望,体会了逐步完成设计成果的过程,培养了学生的创新设计意识和工程实践能力,为后期毕业设计打下了良好的基础。同时一体化课程设计的指导过程对相关教师也是一个相互学习、不断提高的过程,增进了各专业教师之间的相互合作交流,有利于进行教学改革。 三、加强结构类课程的实践教学,培养学生综合实践能力 实践环节是培养学生工程应用和创新精神的重要途径,依据我校《关于全面深化“721”人才培养模式改革的指导意见》精神,土木工程专业的实践学分不低于总学分的30%,培养体系采用“实验教学—实习实训—毕业设计—创新教育—课外科技活动—社会实践”等实践环节,培养学生的实践能力。明确提出培养学生实践能力的内涵和要求,组织开展社会实践、学科竞赛、文体竞赛、创新创业训练、学术研究和技能培训等活动。上述素质拓展教育纳入人才培养计划中,所取得的学分是学生毕业的必备条件,确保实践教学的实效性。 1.深化试验课教学改革 试验教学是提高学生工程实践能力和创新意识的重要环节。传统的结构试验教学大多属于验证性试验或示范性试验,学生自主发挥的余地极小。受试验条件、时间和成本的限制,学生动手参与试验过程较少,学生积极性不高,不能充分发挥学生的主体作用。在我校试验教学改革中,一方面,依托我校湖北省试验教学示范中心开展设计性和综合性试验项目,使学生独立完成试验目的、试验方案设计、制订试验方法和步骤,要求学生在试验周和业余时间到开放实验室完成,通过试验锻炼学生对专业知识的综合应用能力,提高分析和解决问题的能力。另一方面,依托我校湖北省土木工程虚拟仿真实验中心,开展计算机仿真试验研究,如结构或构件在加载过程中的荷载—变形关系的仿真分析,结构或构件破坏全过程的仿真模拟、结构的连续倒塌仿真分析等。仿真试验内容丰富,学生能够对各种结构形式在各种工况下的力学性能和变形情况进行试验设计和观摩。在有条件的情况下与真实试验结果进行对比分析,虚实结合,可以很好地实现试验教学目标。 2.依托结构竞赛,培养学生创新实践能力 从我校“721”人才培养模式角度出发,让学科竞赛作为实践环节的一部分内容,为培养应用型创新人才服务。我校实行了校级、省级、部级大学生结构设计竞赛三级选拔机制,有稳定的结构设计竞赛指导团队。其中,校级比赛为省级和部级结构设计竞赛选拔优秀参赛队员奠定了坚实的基础,取得了较好的成绩。通过参加结构设计竞赛,参赛队员在模型制作阶段对模型要做很多次破坏性试验,在这一过程中有关结构承载强度、刚度和稳定性的基本原理都可以得到充分体现。另外,不同类型结构的受荷形式、不同荷载的作用特点和荷载的传力路径等专业知识均能在竞赛中获得最直观的试验验证,如杆件的力学性能试验、大跨结构的静力加载试验、古建筑的抗震性能试验等。上述认知过程是目前课堂教学以及试验教学难以再现的,对于培养学生专业知识的感性认识能力、促进理论知识的学习及创新实践能力具有非常重要的作用。可以说,结构设计竞赛是对日常教学内容在试验方面的有益补充。 四、结语 通过我校土木工程专业结构类系列课程一体化教学改革与实践,使结构类系列课程内容前后相互连贯,增强了学生学习专业课的兴趣,培养了学生综合运用所学知识的能力,使学生的工程设计创新意识和实践能力得到了显著的提高。本课题的研究成果在我校土木工程专业的教学过程中得到了实施和逐步完善,为我校“721”人才培养模式改革的推进和方案的制定奠定了坚实的基础,取得了良好的效果。 作者:苏骏 单位:湖北工业大学土木工程与建筑学院 土木工程类论文:基于翻转课堂的土木工程基础类课程教学改革 摘 要 本文首先对我国的土木工程教育和人才培养模式的现状进行了分析,其次,根据目前教学中所存在的问题,结合笔者的教学实践过程,进行了相关研究并探讨基于“翻转课堂”的新教学模式,期望能为我国土木工程基础类课程教学改革起到一定的推动作用,促进土木工程专业教学体系的进一步完善。 关键词 翻转课堂 教学模式 基础类课程 0 引言 自改革开放以来,我国经济迅猛发展,基础设施建设在规模和数量上也有了几何级数的增长。各种土木工程新技术、新理论不断应用于工程实践,使得我国的土木工程人才培养模式也要不断改革,以适应当今土木工程教育新形势。著名的土木工程专家刘西拉教授曾指出,当代中国的土木工程人才培养模式应满足以下几个要求:首先,应具备比较全面的专业基础知识以适应当代科学技术的日新月异,即具有较强的理论功底,较多的工程经验和较好的计算能力;其次,应具有扎实的理论知识。话句话说,当代土木工程专业的合格毕业生应具有独立思考的能力及很强的创造能力,也要具备从当代社会特色的角度分析与解决工作中所遇到的各种问题,最后,也要具备较好的组织与交际能力。 当前,“慕课”、微课等创新的教学模式正在不断得到认可,同时也在促使当代高等教育人才培养模式做出改革。这些新的教学模式,为翻转课堂在中国高等教育建设打下了良好的基础。在国家教育信息化发展过程中,融合“慕课”、微课等创新教学方式的翻转课堂,需要大量的信息化技术支撑以及学生对此技术的掌握,翻转课堂的教学模式必将对我国的教学改革产生一定的影响,我国高校要积极主动地推动融入翻转课堂的实践和应用,使其早日成为我国教育的可行模式,丰富我国的教学模式。 1 翻转课堂教学模式现状分析 1.1 翻转课堂的“诞生” 对翻转式课堂教学最初“诞生”于美国,其最初的模式在于师生的积极互动。在北美的林地公园高中,那里的老师经常遇到这样的一个问题:学生家里离学校较远,导致很多时间都花费在了回校途中,还因为种种原因,有的学生会错过学校举办的一些活动。但是,在该校就读的很多学生因为以上原因无法紧跟老师的上课进度。 这种情况长期得不到改善,严重影响了学生的学习效果。后来,随着科技的发展、网络的普及以及自媒体的兴起,该校的两位化学教师于是借助新兴的软件技术――屏幕截取,开始录制PowerPoint演示文稿并用于课堂上教授课程内容。他们把录制的PPT文稿和讲解内容制作成视频并上传到网络,让缺课的学生可以利用课余时间补回课程内容,视频网站也才处于起步阶段。 最具开创性的是,这两位逐步地以学生在家看视频听讲解为基础,把课堂时间空余出来,用来给学生解决在做作业或做实验过程中的困难。很快,这样创新性的教学方式得到了广大学生的认可,并广泛传播开来,得到学生的支持。“翻转课堂已经完全颠覆了我们常规教学方式。现在不会在课堂上耗费半个小时到一个小时来讲解。”两位创始老师如此评价。 两位老师的教学改革逐渐得到广泛关注和认可,所以经常受到同行的邀请,并向周围感兴趣的人或机构推介这种教学模式。越来越多的老师加入到这样的教学模式中,开始利用在线视频在课外向学生传授知识,课堂时间则开展互动学习和实践练习。 其实从19世纪末开始,美国学者就开始对翻转课堂教学开展广泛且深入的研究,如:在课堂教学中朗读文章及播放视频,引导学生运用已学知识来思考所见所闻,然后提出问题;在课堂上组织学生开展讨论,一同探讨所学知识;老师在课前集中学生提出的相关问题或意见,在此基础上进行教案设计与准备教学资料等。研究主要集中在实际应用层面,务求探索出在实际教学中发挥出最大作用,对课堂教学有充分补充的翻转课堂模式。得益于业界和学者的积极探索,翻转课堂很快流行起来,其影响逐渐从美国向其他国家扩散。 1.2 国内对“翻转课堂”的研究与探索 “翻转课堂”作为一种基于互联网、信息化的新型教学模式,虽然进入中国的时间较短,但是也引起我国教育界的热切关注,对其进行了较深入、系统的探索与实践。目前,在知网上搜索以“翻转课堂”为关键词的论文就有三千多篇,不包含以慕课、微课等词进行探讨的文章。除了理论研究,教育界也开展了翻转课堂的应用实践,进行试点探索的有大学、中学和中职学校,较有影响的试点分布在京津、沪宁、重庆与广州等几个区域。 重庆市聚奎中学的“翻转课堂”教学改革已走在全国的前列,它是“全国第一所深度运用先进信息技术整合策略实施新课程改革”的学校,该校总结出翻转课堂实际操作中3个“翻转”路线:课前4环节、课堂5步骤和6大优势。国内学者把“翻转课堂”定位为:是将数字技术整合、信息化校园建设以及新的人才培养模式相融合的一次具有深远意义的大变革。但是,由于学者、学校等实施主体对于翻转课堂的切入点各不相同,因此实施主体的改革方向也不尽相同。比如:聚奎中学强调“翻转课堂”应内含三类翻转:(1)教育目的的翻转;(2)教育理念的翻转;(3)教学方式的翻转。行知中学认为探索“翻转课堂”是基于网络的教育模式的教学改革。上海市仙霞高中开展“翻转课堂”是侧重于“促进教师专业发展和提升学生学习效能的提高”,其内核是基于自学知识点上的“对话、讨论与练习”。 1.3 中西方国家高校土木工程专业教学和课程设置比较 西方国家的土木工程专业是以实践为目标的,强调培养应用型人才,做到学以致用。在课程设置中,注重强化工程实践能力的培养。在英国,很多的工科院校实行的是“三明治”式教学模式,即第一、二、四学年在校学习理论知识,第三学年学生被要求到公司或者企业实习,工程实践可作为工作实践经验。本科教育完成后,还要接受2年的企业培训或是2年的工作实践,或3年的博士深造,方可参加执业注册考试,取得签字权。 中国国务院学位委员会在学科简介中定义:“土木工程(英文:Civil Engineering)是建造各类工程设施的科学技术的统称,它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等技术活动,也指工程建设的对象。即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。”我国土木工程专业是广泛服务于国家基础设施与民生的宽口径一级学科,包括建筑工程、土木工程、岩土工程、地下工程和道桥等二级专业方向。本专业学习理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基础。土木工程专业的培养目标主要是培养适应我国经济发展与工程需要的 “复合型”工程技术人才。根据建设部土建类土木工程专业教育指导委员提出的土木工程专业(本科)人才培养基本规格和指导性计划,目前国内绝大多数高等院校都采用的是基础课程、专业基础课程和专业方向课程这一模式,可以看出,高校教学计划中基本包含以下主干课程,三大力学、建筑材料、项目管理、钢筋混凝土结构、施工技术等专业基础课和专业课。 2 土木工程基础类课程新教学模式的探索 土木工程是一门工程应用性很强的基础学科。土木工程的起源是通过各类人类工程活动,不断归纳与总结各类成功与失败经验,特别是在吸取失败教训的基础上发展而来的。自从18世纪初,以牛顿和伽利略为代表的近代土木工程实践相结合,逐渐形成系统基础理论的学科。自此,土木工程才逐渐从工程经验过渡并发展成为一门学科。回顾整个土木工程专业的发展历史,实际工程实践经验往往先行于理论,各类工程失败经验往往能触发新理论的研究和发展。如今,还有很多工程问题的处理,仍然依靠广大工程师的实践经验。 自建国以来,我国高校工科生的培养模式主要参考苏联模式,即:专业划分过繁,学科交叉性较少;重点培养学生自然科学知识与专业基础知识,重视理论联系实践,而对相关的新发现新领域缺乏应有的重视,对工程实践的课时安排相对较少;主要以教师单向授课为主,没有重视学生的自主性与创造性。在实行改革开放以后,这种教育模式的不足不断凸显,教育与实践脱节,土木工程专业学生在适应社会工作的过程中出现了不同程度的困难。因此高校教师必须不断分析与探索,建立适应我国国情的高等教育培养模式。令人欣慰的是,高校人才培养新模式已经初步形成,并在不断修正与完善。 翻转课堂等新模式的出现,正式对于全国的教育模式探索的有力补充。它的出现为传统课堂的创新、学生活力的激活,都起到了一定的作用。除了基础教育外,在专业教育上,在土木工程专业,也可以开始相应的探索。对于任何新事物的研究,从源头认知、挖掘及摸索是根本。 2.1 促使学生主动学习 在如今科技飞速发展的过程中,教育也必须跟随着科技的发展而发展,翻转课堂模式便是一种很好的尝试和进步,这能让学生能够成为自己学习的主人,而不是一味地被动接受老师的灌输,各种学习网站提供了丰富的课程,学生可以在网上自主选择学习内容,利用教学视频,学生能根据自身情况来安排和控制自己的学习进度,完全可以依照自己的弱点或者兴趣去学习,不受时间地点限制,而且可以线上和同学或者老师进行交流答疑互动,对于课程的问题可以即时沟通,不会受时空因素的影响,自主性和实时性很强。 2.2 增强学习的互动性 全面提升了课堂的互动是翻转课堂最大的优势所在,主要体现在教师和学生之间以及学生与学生之间。 因为翻转课堂的教学方式主要是课外学生自主学习,课堂进行答疑互动,所以,教师的任务就是增加课堂的互动性,针对多数同学遇到的问题,大家可以一起讨论解决,这也即“以学生为中心的教学”。教师更多的是作为一位观察指导者,由于互动性的增加,教师可以更加了解学生,进行一对一指导帮助,这也提高了学习的有效性。 教师在观察的过程中可能会注意到学生自创的学习方法、自发组成的学习小组,学生们彼此帮助,相互学习和借鉴,而不是完全依赖老师。这样,老师把更多精力放在引导上,促进他们更加开放地学习,真正理解课堂内容,而不仅仅是死记硬背。老师就会给予学生们更多的自主学习的空间,从而形成一种良性的学习与指导的循环。 2.3 形成教师―学生―家长交流新模式 翻转课堂同时改变了教师与家长交流的内容。在翻转课堂后,家长们对于孩子的学习情况有了更加清晰、直观的认识,可以帮助理解教师的教学。 学生不学习有各种各样的理由,比如:他们贪玩?他们学习能力不一样,有的跟不上老师进度,所以产生厌学心理?他们的基础知识学得不牢,所以感觉学习很费劲?亦或是他们有什么个人问题干扰了他们?教师和家长都需要找到学生不学习的根源,然后对症下药,采取必要措施来让学生回到学习的轨道。 翻转课堂是一种方式方法,增加了学生和教师之间的双向互动和自主化的学习时间;是让学生对自己学习方法、学习效果等负责的途径;使课堂的内容得以长期保存,可用于复习或补课的学习;是所有学生都可以主动学习的课堂;更是让所有学生都能得到个性化、互动性、自主化教育的学习。因此,翻转课堂的内涵涉及了师生关系、教学手段、教学环境、教学目标等多个方面,是基于现代信息技术出现的一种符合世纪信息时代学习者特征的学习模式。这种模式应用于土木工程专业基础类课程的教学实践中,能使土木工程学科学生从繁重的通识教育课时中脱身,把线下面对面的课堂教学用于专题讨论课、个性化培养及工程实践。 3 结语 翻转课堂通过对知识传授和知识内化过程的翻转与革新,创新了传统教学中的师生角色并对课堂时间的使用进行了重新规划,实现了对传统教学模式的更新,使之与实际接轨,与时俱进。翻转课堂通过对课时、课程的重新规划,教学模式的创新,重新梳理教学流程,使之更加高效,激发学习的主动性和积极性。在翻转课堂中,信息技术和互动学习为学生构建出个性化协作式的学习环境,有助于塑造新型的学习文化。 土木工程类论文:土木工程大类复合型人才培养模式探讨 摘 要:土木工程大类复合型人才培养模式是一个系统工程,文章在专业培养目标、教学计划、课程体系、课程内容、实践教学及师资队伍建设等方面对如何培养土木工程大类复合型人才进行了一定的探讨。提出土木工程大类复合型人才培养模式应在教育部专业指导委员会的总框架下,结合社会发展对专业人才的需求,改革专业的内涵,明确土木工程大类复合型人才培养目标,在教学计划、课程体系、课程内容、教材建设、师资来源等方面进行相应的改革,以培养出一专多能的土木工程大类复合型人才。 关键词:土木工程;复合型人才;培养模式;人才需求 中图分类号:C961;G420 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2015)04-0080-03 土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程专业是为建筑业和国家基本建设培养高素质的研究、设计、施工和项目管理等人才的专业。1998年10月,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》,将原土建类的8个专业即建筑工程专业、交通土建工程专业、城镇建设专业(部分)、矿山建设专业、工业设备安装工程专业、涉外建筑工程专业、饭店工程专业、土木工程专业合并为一个专业――土木工程专业。新目录的颁布,使土木工程专业正式规范于“大土木”的框架内。现今的“大土木”范畴,并不是以前土木工程相关专业的简单归并与重复,而是更高意义上的整合和扩展,故而,称之为土木工程大类专业,其培养的专业人才为土木工程大类人才。 进入21世纪以来,随着市场经济体制的逐步完善和对外开放程度的进一步深化,国民经济稳步发展。与之相随的,是土木工程建设发展迅猛,新的高楼大厦、高速铁路、公路、桥梁、大型水利、隧道工程等在全国各地不断涌现。现代土木工程显现出土木工程功能化、城市建设立体化、交通运输高速化、工程设施大型化、工程材料多功能化、施工过程工业化、设计理论精确化、设计工作自动化、管理智能化的大土木工程特点。现代大土木工程还存在以下特点:建筑材料向高性能、多品种组合方向发展,工程项目向更高、更深、更快的方向发展,可持续性的土木工程发展,计算机技术在土木工程中的进一步应用发展,工业化和计算机化建造技术蓬勃发展。另外,工程设计、施工管理、质量控制的测量和检测技术、勘察技术发展将大大促进土木工程的发展趋势。现代大土木工程发展和趋势及特点对土木工程人才知识结构、创新能力和从业水平提出了更高的要求。为此,对土木工程大类复合型人才培养模式的研究与探讨成为现阶段土木工程类高等院校的重要课题之一。 人才培养模式体现了专业人才培养目标和规格,只有不断探索符合现代社会需要的多样化人才培养模式,才能培养社会欢迎的高质量人才。土木工程专业人才培养目标为:掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论和基本知识,具备从事土木工程的项目规划、设计、研究、施工及管理的能力,能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术和管理工作的高级工程技术人才。随着国家对专业目录的调整、市场对土木工程大类人才要求的变化,高校土木工程大类人才培养模式亟待变革。 土木工程大类专业人才培养一直以来存在“专”与“通”的矛盾,即专业技术应用型人才和复合型人才培养的矛盾。对此,相关学者进行了相应的研究:柳炳康教授从厚基础、宽口径、重素质这几方面介绍了制定土木工程专业人才培养方案的一些做法;林子臣教授根据复合型执业人才培养模式的要求,探讨了理论与实践紧密结合进行复合型执业人才培养的改革与实践问题;董事尔等从综合素质、知识结构和能力结构几个方面,介绍了所在学院土木工程专业指导性教学计划研制的具体过程与人才培养方案的实施情况,在此不一一叙述。笔者认为,“专”与“通”既相互统一,又相互矛盾。复合型人才培养模式的改革思路重点体现在专业培养目标、教学计划、课程体系、课程内容与实践教学等一系列的培养体系中。 一、确立土木工程大类复合型人才培养目标 首先,基于人才培养的经济性,人才培养的方向、数量和结构由社会需求决定。土木工程大类复合型人才的培养目标必须满足现阶段社会生产力水平和社会的市场需求。目前,科学技术的不断分化和纵深发展,要求土木工程人才培养目标更加专业化,而土木工程学科各专业相互交叉、相互渗透,又要求土木工程人才培养向综合化方向发展。为此,通专结合需在人才培养目标上予以体现,具体表现为提高学生的知识结构和能力结构。其次,基于人才培养的社会性,人才培养的目标不是单纯的“经济人”,而是具有全面及较高素质的公民。物质文明和精神文明同步发展且协调一致,讲求社会公德,注重群体意识,这要求人才培养具有科学正确的世界观、人生观和健康的体魄,在培养目标中体现为对德育及身体素质的要求。 综上,土木工程大类复合型人才培养目标应体现“强基础、宽口径、多方向”的特点。在拓宽专业口径、加强基础的前提下,根据各高校自身的专业条件和现状,结合国家及地方经济发展战略,从德育、身体素质、知识结构和能力结构几个方面明确土木工程大类复合型人才培养目标。目前土木工程大类专业明确提出培养高素质、复合型人才的目标,即“会设计、能施工、懂管理、强体魄、高素质”的复合型人才,具体来说分四个方面。 第一,德育方面。热爱祖国,努力学习马列主义、思想和邓小平理论,逐步树立辩证唯物主义和历史唯物主义的世界观;具有艰苦创业的精神和为祖国现代化建设服务的思想,逐步树立全心全意为人民服务的人生观;热爱科学,养成理论联系实际的良好学风,具有开拓进取、求实创新和善于合作的科学精神;具有良好的思想品德修养和心理素质;自觉遵守社会公德和遵纪守法。 第二,知识结构。课程学习包括工程力学、流体力学、岩土力学和结构工程学科的基本理论和基本知识,以及与工程实践结合的土木工程设计、施工、管理各个环节的基本理论、基本技能,使学生成为会设计、能施工、懂管理的现代科技人才。 第三,能力结构。具有进行土木工程设计的基本能力;具有合理选择常规工程施工方法、施工工艺,正确实施工程项目管理的基本能力;具有对土木工程进行监理的基本能力,对建筑物、构筑物进行鉴定、加固、维修、检测及处理工程质量事故的初步能力;具有在工程技术工作中正确运用计算机的基本能力;具有较强的自学能力,能查阅各种文献获得信息,了解本专业及相关学科的发展动态并不断提高自己业务水平的能力;具备一定的外语水平,能顺利阅读专业外文书刊和技术资料,初步具有听、说、写的能力;了解土木工程的相关法规。 第四,身体素质要求。具有一定的体育和军事基本知识,掌握科学锻炼身体的基本技能,养成良好的体育锻炼和卫生习惯,受到必要的军事训练,达到国家规定的大学生体育和军事训练合格要求,具备健全的心理和健康的体魄,能够履行建设祖国和保卫祖国的神圣义务。 二、加强教学计划、课程体系及课程内容的改革 教学计划是学校实现人才培养目标的总体计划和实施方案,是学校保证教学质量的重要文件。学生基础是否扎实,专业口径是否宽广,教学计划是关键。在四年学制下,仅增加专业课程不能把学生培养成既会造房子又会修路、架桥、挖洞的“通才”。拓宽专业并不意味着增加专业选修课的范围,而应当以加强基础为根本原则设置相应的课程体系,进行教学内容的改革。同时为实现土木工程大类专业复合型人才培养目标,应改变教学观念,建立以学生能力培养为中心的教学计划,充分发挥学生在学习过程中的积极性、主动性和创造性,提高学生自我获取知识和融汇贯通的能力。 1. 及时修订教学计划 美国高校土木工程专业的教学计划中,数、理、化等课程和部分基础课(必修)比例一般占30%左右,部分学科基础课和学科方向课的比例约占40%,设计和实习的比例约占10%。例如:加州大学戴维斯分校,要求学生完成数学33学分,物理16学分,化学10学分,占总学分(180学分)的33%;斯坦福大学,数学和自然科学课程占总学分的36%;威斯康星麦迪逊大学,数学16学分,自然科学20学分,占总学分(125学分)的29%;亚利桑那州立大学,数学15学分,物理8学分,化学4学分,占总学分(128学分)的21%。此外,美国高校土木工程专业特别注重力学类课程的学习。例如:密歇根州立大学,力学类课程17学分,占总学分(128学分)的13%;佛罗里达大学,力学类课程26学分,占总学分(131学分)的20%;南加利福尼亚大学,力学类课程21学分,占总学分(135学分)的16%。总体来看,美国高校土木工程大类专业的教学计划中,数理化和部分基础课占总学时的比例大都在25%~30%。可见,教学计划的修订应在“强基础、宽专业”方针的基础上,注重培养学生的知识、能力及素质结构。目前,国内开设土木工程大类专业的院校四年内的总学时一般控制在2500学时左右,公共平台课(含公共基础课、专业基础课及人文社科选修课)占教学计划总学时的80%,约2000学时,基础课和专业基础课的学时较为充裕,能较好地满足强基础的土木工程大类专业复合型人才培养要求。需要强调的是,基础课根据培养目标要求,重在让学生掌握必要的基础理论。基础教学不仅应从专业教育的需要来考虑,还应着眼于学生今后的发展,为宽专业的培养目标打下坚实的基础。 2. 结合实际情况优化课程体系 课程体系的设置应结合社会的需求,培养能满足、适应市场需求及其变化的土木工程大类专业复合型人才。目前,国内外土木工程大类培养计划课程体系的设置大都由公共平台课和专业方向课组成,专业方向课由工程技术、工程经济、工程管理和工程法律四类课程平台组成。总体来看,在土木工程大类人才的培养课程体系中存在的特点是:国内院校专业课比重相对发达国家专业课比重小、专业基础课比重大,存在重基础、轻专业的趋势。从培养体系上来看,与发达国家相比,国内相关院校工程技术类课程相对较多,工程管理和工程经济类课程相对较少,工程法律类则更少。这与传统的“重技术、轻管理”思想有关。另外,国内的培养计划及体系中的实践环节是专设的,有别于国外实践融于课程教学的方式,实践性教学效果有待提高。鉴于各部属院校大都划归教育部或地方政府管理,具备较强的行业办学特色、专业课程围绕某一特定行业设置。如原铁道部所属院校土木工程专业课程以铁路工程为主,原交通部所属院校土木工程专业课程分别以公路工程和水路工程为主,原建设部所属院校土木工程专业课程以城镇土木工程建设为主等,高校间的合作与交流还不充分。最后,课程体系中的文化素质教育课程如文学、历史、哲学、艺术也应有所体现,以符合素质教育的要求。在目前的状况下,各高校应在课程体系设置及其优化上根据各自的特点,优化、创建具有特色的、培养一专多能复合型人才的课程体系。 3. 选取合适的教材、及时更新教学内容 目前的土木工程专业基础课教材大都偏重于纯理论,教学内容与后续专业课程的联系不够直观。其专业课程教学内容不能与国际接轨,一些国际通行的做法,如FIDIC、QS、PM、CM的规范惯例在现有教材中少有体现,因此专业课程的设置、教材的建设是当务之急。其次,在教学内容上要反映学科发展的前沿水平,及时引进新规范、新理论和新观点,将科研成果补充到教材中,摒弃陈旧、落后的教学内容。在教学方法上要采用启发式和讨论式教学方法,充分利用现代数字可视技术(多媒体)进行教学。对实践性较强的课程,教师要组织学生参观设计和施工过程然后进行分析和讨论。这样,既可以用较少的课堂教学时间完成教学任务,又能培养学生独立学习、独立思考、自我获取知识的能力。 三、工程实践能力培养的探索 土木工程大类专业是一个实践性很强的专业,所培养的人才至少应在某一专业方向具备较强的实践能力。实践性教学环节是培养学生在未来从业范围内具有分析和解决实际问题的能力,土木工程大类复合型人才的工程实践能力是反映土木类高校人才培养质量、人才培养能否符合市场需求的一个重要指标。因此,大多数高校对专业实践教学十分重视,并构建了较完善的实践教学体系,实践性教学环节在35周左右,且按认知规律大致分3个层次:专业启蒙教育――专业课程实践――综合实践。为更好地培养土木工程大类复合型人才的工程实践能力,应从专业基础课开始,将实践融于课程教学,特别是专业课教学,因为专业课是保证培养效果的重要途径。此外,为保证课程实践教学的效果,实践基地的类型也应配备完善,同时教学过程中应配备齐全的教学资料,如现场录像、专业软件等。 四、师资队伍建设 师资是人才培养的关键,师资队伍与人才培养的目标及其实现息息相关,目前,除部分重点高校,多数高校普遍师资力量不足,教师的工程实践能力欠缺,这对培养复合型人才是非常不利的,也是大多数地方高校土木工程类专业发展的桎梏。目前土木工程类高校教师以高学历为首要条件,而来自于工程实践的教师较少,其工作偏重于研究性课题或企业的技术难题,对常规施工技术和项目管理工作接触较少,这导致高校教师自身对某些工程案例的细节不清,对教学产生一定的不利影响。为确保土木工程大类复合型人才工程的培养目标,应采取积极的应对措施,进行教师工程能力的培训与发展。首先,可根据专业教师的发展方向和专业、学科建设的需要,由学院选派教师轮流去对口的设计院、建筑公司、监理公司、工程咨询公司、造价咨询公司等土木工程大类企业进行挂职。其次,应制定相应的激励措施和鼓励性政策体现管理层次对实践教学能力的重视,鼓励教师参加土木工程类职业资格考试,对“双师型”教师在职务晋升时给予相应的政策支持,给教师以参与工程实践的动力。另外,积极开展横向合作和对外服务,提高教师解决实际问题的能力,使教师由单一教学型向教学生产实践一体化转变。最后,可聘请有经验的工程技术人员担任兼课教师,请国内外工程实践方面的专业人士或实际工作部门的管理者参与教学,作为教师队伍实践能力的一个补充。 土木工程类论文:关于土木工程专业房屋建筑工程的类型 摘要:土木工程是一个内涵广、门类多、结构复杂的综合体系,是建造工程的总称。随着科技的迅速发展和实践的增多,土木工程建设不断的自我改进、自我完善。本文主要就土木工程的内容、特性、发展前景以及其重要组成部分房屋建筑进行主要论述。 关键字: 土木工程房屋建筑发展前景 特性 引言:建筑工程的内容包括规划、勘察、设计、施工及竣工后的管理五个部分,其目的是为人类生产与活动提供场所,使房屋达到经济、适用和美观的目的。典型的建筑工程是指房屋工程,即通过对各类房屋建筑及其附属设施的建筑和与其配套的线路、管道、设备的安装活动所形成的工程实体。[1]本文就土木工程专业房屋建设工程的类型问题作初步探讨。房屋建设的工程类别有多种分法,可以按照房屋的使用性质分类,可以按照房屋结构采用的材料分类,也可以按照房屋主体结构的形式和受力系统(也称结构系统)分类,建筑师习惯于第一种,结构工程师和施工工程师则习惯于后两种,尤其是第三种分法。 一、土木工程包涵的内容 土木工程既指一些技术活动又指工程建设的对象,它是综合各类工程设施的一门学科,是技术和工程的总称。其中技术活动包括勘测、施工、设计方案、对建造设施的保养和维修等。工程分支更是发展成为了一个庞大的体系,主要包括: 房屋建造工程、道路建造工程、铁路修建工程、桥梁建设工程、给排水工程、隧道及地下工程、港口建造工程、城市供热供然气工程等等。 二、土木工程所具有的特性 1 社会性 土木工程建造的工程设施涉及人类生活的各个方面,从生活场所、生息场所、水利设施、交通运输到做为信息传输的手段。因此土木工程的成长与人类生存发展的过程息息相关。随着人类历史的进步、经济的发展和转型以及技术的不断加深与拓展,土木工程也不断转型和发展。各个时期的社会经济、风俗文化、科学技术都在土木工程建造设施中得到了充分的体现,土木工程作为人类历史的见证者必然具有着典型的社会性。 2实践性 土木工程是一门实践性很强的学科,它的发展壮大主要是通过工程实践,不断地总结成功的经验,吸取实践中的失败教训。在土木工程的壮大过程中,工程实践往往是先于理论,工程问题的解决仍然很大一部分取决于对工程实践的研究,同时工程事故的发生可以显示出一些理论研究的问题,激发对新理论的研究与探讨。土木工程具有很强的实践性主要有以下两个原因: (1)工程施工的客观情况很复杂,室内试验和现场测试都很难开展。例如,地基基础、隧道等地下工程的变形和受力的状态,以及随时需要参考工程实践的经验进行的分析。 (2)实践是检验真理的唯一标准,只有通过工程实践才能发现理论研究中的新问题,才能验证理论的科学性。例如,在建造高层建筑和大跨桥梁的过程中,对建筑抗震性能的认识和研究也不断深入。 三、施工进度上加强房屋建筑工程施工管理 施工进度是所有施工企业和业主最为关注的管理项目,施工进度是否按计划完成关系到房屋工程的造价高低,因此,在房屋建筑工程施工过程中,对其施工进度进行严格管理是至关重要的。为了保证房屋建筑工程的顺利进行,在施工过程中,施工单位可以根据实际情况动态的进行调整进度计划和保证方案,这些调整都不能与整个工期计划相偏离,而且要经过上报审批后,才能实施。在施工现场,还要定期进行施工进度检查,发现进度问题及时查明原因,落实责任,尽快将问题解决。施工进度管理控制必须在确保房屋建筑工程质量、安全生产的前提下,遵循批准的施工进度计划,动态地调整和控制工程进度,不能盲目赶工,以降低质量,甚至以安全为代价。在房屋建筑工程的建设过程中还要建立控制制度,实现月检制度,每月月底进行施工单位的实际进度情况巡查,填表确认。所有检查结果将作为房屋建筑工程进度计划落实情况的评价,并季度汇总直到工程交付,进行总体评价,作为工程进度是否合格的依据。 1、施工质量上加强房屋建筑工程施工管理 施工质量是建筑工程最为重要的标准,是衡量施工单位施工能力的重要依据,直接反应了建筑工程施工管理水平的高低。现在人们越来越关注居住的房屋的质量,这也迫使施工单位必须加强施工质量管理才能给人们交上一份满意的答卷。质量管理是要以业主为中心,以管理者为方向,以全员为动力、以过程为对象,以管理为手段,以改进为目标,以决策为基础,以互利为宗旨,遵循验评分离,强化验收,完善手段,过程控制的指导思想,实行现场质量管理制度,质量责任制度,明确责、权、利,并对其施工人员和管理人员进行资格审定。质量管理中,要对房屋建筑工程所用到的原材料、构配件、半成品、施工机械设备、施工方法和施工方案、施工技术、施工环境等进行质量控制和管理,坚持以“预防为主”的原则。近年来,房屋渗漏问题越来越多,这就要求在施工过程中必须加强质量管理和控制,加强屋面和墙体的防水质量控制,选择技术过硬、信誉良好的防水施工队伍尤为重要。因此,在施工过程中,必须考虑到材料的差异、施工技术的差异、环境的差异、机械磨损差异对房屋质量的影响,在施工过程中,必须采取一系列的管理措施,从人员岗位培训到管理、考评、考核、检测、监督、整改 ,层层把关,对影响房屋建筑工程施工质量的人员、施工工艺、机械工具、材料和环境进行严格控制,全员参与,将影响施工质量的问题解决在萌芽状态,提高房屋建筑的施工质量。施工现场是人流、物流、信息流的汇集地,也是建筑业最终形成的场所。只有加强项目施工现场质量控制,明确各施工阶段质量控制重点,在施工现场质量管理过程中确立事前、事中和事后质量控制,将房屋建筑工程的施工过程进行全程的质量控制,才能建设高质量的房屋建筑。 2、加强房屋建筑工程施工管理在施工成本上控制 房屋建筑工程造价是指进行房屋建筑工程所花费的全部费用。它包括施工成本。也就是说,在施工成本上加强管理才能在一定程度上降低房屋建筑工程的工程造价,能够为业主节源开流。施工成本包括施工材料成本、劳动力成本、施工机械相关成本、施工技术成本等众多方面,因此,在成本控制上加强管理,就要对这些施工成本组成上下功夫。施工材料采取限额领用制度,提倡节约用料,在施工人员的工作量上,要严格按照施工量清单进行施工,不得随意增加工作量或擅自改动施工图纸而增加劳动量,造成劳动力成本的上涨,施工机械要有专人负责,从保养、检修到操作都要有专人管理。另外,在施工过程中,要严格按照预算进行施工,建立审核考评制度和奖罚制度,对于故意造成浪费、故意增加劳动量的人员给予处罚,对于节约的行为给予鼓励。从意识到行动上加强施工成本管理与监督,努力降低工程造价,提高施工管理水平。 3、狠抓施工安全加强房屋建筑工程施工管理 施工安全是“民生”工程的重要体现,是房屋建筑工程的重中之重,一切建筑工程都要以安全为第一要素。因此,无论是在地基处理、主体结构还是在门窗装饰等工程施工,无论是地上作业还是高空作业都要以安全管理为重点。 4 监理目标责任制 工程项目的质量控制,需要确定项目经理、技术负责人、施工管理负责人,建立施工现场质量管理体系,落实质量管理责任制。 质量管理体系包括质量检查和工序管理两个主要部分。质量检验包括对原材料、半成品、工序、设备的检查和竣工单位的质量检查。工序管理主要是建立质量管理点,进行工艺分析、消化工艺的设计等。 【结束语】建筑业是我国国民经济的支柱产业,土木工程的施工涉及国计民生。所以土木工程的发展和完善需要进一步加深,为我国经济实力的增强打下坚实的基础。 土木工程类论文:分析土木工程专业桥梁类课程教学 [摘 要]土木工程专业桥梁类课程的实践性很强,这就对课程教学方式和教师提出了更高的要求。文章首先分析桥梁类课程教学现状,并探析土木工程专业桥梁类课程教学,提出几点相关措施。 [关键词]土木工程;桥梁;教学 桥梁类课程是土木工程专业中非常重要的课程,学生通过学习这门课程,需要掌握桥梁计算理论、设计方法、施工要点和构造要求等。教学质量对人才培养的影响是直接的,目前我国高等教育水平在不断提升,教育理念也在不断改革,人才培养已经从原来的知识型人才转变为综合型人才培养。因此土木工程专业桥梁类课程教学的探讨对桥梁专业人才有十分重要的意义。 1.桥梁类课程教学现状概述 桥梁类课程在土木工程专业人才培养过程中具有非常重要的作用并占据主要地位。在教学过程中,虽然学生对桥梁类课程非常重视,具有较高的学习乐趣和热情,但是仍然存在一些问题影响教学质量。 首先,学生对桥梁的概念缺乏空间想象力,因此对桥梁施工要点和构造原理的理解上比较困难。这是因为学生对桥梁缺乏感性认识;另外,传统落后的教学方式也是阻碍学生形成桥梁概念的主要原因之一。 第二,学生基础知识薄弱,而且在课前没有充分准备,所以对桥梁的计算方法及理论很难理解并掌握。三大力学和结构设计原理等理论知识是桥梁类课程的基础知识,是桥梁计算方法、理论和构造原理的优秀,所以学生在学习桥梁课程前要做好相关知识的学习。而目前学生对这些理论知识没有掌握,因此在桥梁计算方法、理论和构造原理的讲解中,教师需要花费更多的精力和时间讲解这些理论知识,这会打乱教学规划,对教学效果和质量也有阻碍作用。 第三,大部分学生都重视理论计算,而对施工、实践和构造处理等较为忽视,在教学方面也是偏重于理论教学。然而桥梁类课程本身实践性就很强,因此要更重视实践,要将理论知识应用到实际中,达到学以致用的目的,但是目前这种教学的倾向性定然会导致学生理论知识和实践严重脱节。 第四,学生对桥梁专业前沿动态及发展历史了解的太少,这就形成了被动学习,也不利于学生创新能力的培养。很多学校使用的教科书是以三到五年前桥梁水平的概述及总结,而土木工程专业的桥梁类技术发展速度很快,因此知识更新率也很高,学生认为自己在学过时的知识,从而失去学习兴趣。 2.土木工程专业桥梁类课程教学分析 2.1结合市场需求更新教学目标 如今高校培养人才的目标是以应用型、综合型为主,因此要以此为基础,改革桥梁类课程的教学目标,对学生实际分析并解决问题的能力着重培养,不断加强学生的动手能力,丰富学生的实践经验,提高团队协作能力。另外,高校还要了解当下企事业单位对毕业生的要求和对往届毕业生的反馈情况,以市场需求为指引方向,调整土木工程专业桥梁类课程教学目标,确保教学目标的科学性和合理性,以更好的培养学生的专业能力和实践水平。 2.2利用多媒体教学方式提升教学质量 对于土木工程专业桥梁类学生而言,面临的一大难题是缺乏对桥梁基本构造的感性认识,而且空间想象能力较弱,这就增大了学生学习桥梁类课程的难度。多媒体教学方式可以有效解决这个难题,因为多媒体教学方式的特点是人机交互、图、文、声、像并茂。教师可以利用动画、音频、图片或视频等多媒体教学方式进行教学,下面以图像教学方式加以说明。桥梁图像包括桥梁施工现场图和三维模型图像,现场图像主要是在施工现场进行拍摄的,可以真实直观的反映桥梁构造及状态,让学生有置身于施工现场的感觉;三维模型图像是利用三维建模生成的图像,三维模型图像的建立是为了展示桥梁构件或某个构造,教师可以结合教学需求生成对应图像,将教学重点加以突出,从而实现教学目的。 例如在讲解箱梁内部三向预应力构造时,可以将模型中的混凝土作透明处理,纵向、横向和竖向预应力筋用三种颜色表示,这样能够更加直观清晰的表达。但是需要注意的问题是,桥梁图像有很多,教师需要结合教学目的及教学内容进行选取。例如对箱梁内部三向预应力构造介绍时,可搭配使用箱梁预应力筋构造的施工现场图像,增强真实感。教师需要在教学中不断积累经验,制作出更加科学合理的多媒体课件。 2.3教学结合实际工程展开 首先,充分利用学校周围桥梁为教学背景。如果校内没有也可以利用学生熟悉的景点的桥梁为背景,教师利用学生熟悉的桥梁体系进行讲解,可以给学生留下更加深刻的印象,而且学生理解起来也更容易。 其次,结合工程背景讲解桥梁理论知识。桥梁类课程教学中的理论问题都来源于实际的工程,学生面临的又一个难题是从实际工程中抽象出理论计算模型,这同样也是教学面临的问题。教学中的桥梁计算模型多为平面结构,而桥梁结构是空间结构,在对荷载的横向分布讲解过程中,结合桥梁受力和构造对横向分布系数进行考虑,并利用平面结构的计算模型分析空间结构受力,再针对空间结构桥梁转化为平面结构的计算进行详细讲解,将工程问题转变为力学问题,通过对工程实践中解决问题的方法的分析和归纳,引导学生逐步了解远离,利用工程方法和观点思考并解决问题,不断提高学生工程技术思维能力。 2.4加强实践教学 实践教学的加强可以通过实习来实现,进行时间是在理论教学完成后,主要目的是通过学生观摩并在桥梁施工现场实习后,实现理论知识向实践的国度,从而加深对桥梁设计理论、构造和施工要点的理解。前期准备、实习监督和考核是实践教学的三个环节,实习前要让学生充分理解实习的重要性,选择适当的实习单位,明确桥梁施工工程项目的特点,了解施工情况和实习内容;在实习过程中,教师要与实习单位保持联系,掌握学生在实习中的表现,也可对学生实习进行抽查;实习后期可组织实习答辩,每个学生结合自己的实习经历和内容进行总结,最终成绩还包括实习单位的评价和意见。 2.5建立专门的教学网站 如今计算机技术和网络技术已经较为成熟,学校可以建立专门的桥梁教学网站,网站内可以传播桥梁类课程理论知识,介绍桥梁工程最新动态;可以将教学规划、课件和教学进度等公布在网站上;将桥梁工程图片、视频或动画等资源分享给学生;每章节均配有习题,学生可阅读并下载;同时提供一个学生沟通的平台,在平台上师生可互相交流,同时提供课程设计、毕业设计等相关资料。这样能提高教学质量,逐渐激发学生对桥梁类课程的兴趣和创造力。 3.结语 由于土木工程专业桥梁类课程具有很强的实践性,因此教师不能只侧重理论而忽视实践,桥梁类课程教学需要不断改革,利用多媒体教学方式与传统教学相融合的方法,理论知识与施工工程相结合,讲授理论知识的同时,加大实践教学力度,不断提高学生对桥梁类课程的兴趣,提高教学质量、改善教学效果,最终培养出综合型人才。 作者简介:王山霖(1992年),男,汉,四川人,重庆交通大学建筑结构工程专业本科大三学生,主要从事土木工程、建筑结构工程、桥梁工程方面的研究。 土木工程类论文:高职土木工程类专业人才培养模式的实践研究 摘 要:经过对高职土木工程类专业人才培养模式的深入调查、对比、分析,并结合多年的实践,提出了高职土木工程类专业“校企共育、德能双修、季节分段”工学交替的人才培养模式。该人才培养模式是在原“1.5+3个0.5”工学交替人才培养模式基础上的进一步创新,该人才培养模式更加符合人的认知规律,实施后深化了校企合作的体制机制建设,更加注重学生的职业道德和职业能力的同步培养,并将会为国家培养出更多更好的土木工程建设一线的高端技术技能型专门人才。 关键词:高职教育 土木工程类专业 工学交替 人才培养模式 经过多年的调查研究与实践探索,认真分析了近几年土木工程类高职毕业生就业市场的需求现状,得出了土木工程类高职毕业生就业的两个基本特征: 一是土木工程类高职毕业生的就业岗位主要是道路桥梁工程施工、建筑施工及安装、建设工程监理、房地产开发等施工企业生产一线的“八大员”,即施工员、技术员、质检员、安全员、资料员、造价员、测量员、资料员等。二是施工企业需要的是能够吃苦耐劳、有奉献精神的,同时具有上岗职业能力的毕业生。即学生毕业就能直接工作。 针对上述两个基本特征,我们经过多年的探索、改革与实践,在原有“1.5+3个0.5”工学交替人才培养模式实践的基础上,提出了高职土木工程类专业“校企共育、德能双修、季节分段”工学交替的人才培养模式。 1 “校企共育、德能双修、季节分段”工学交替人才培养模式的内涵 以校企合作机制为保障,打造校企合作的“双主体育人”平台,将学生的职业道德和职业能力培养贯穿于整个教育教学的始终,构建基于土木工程建设工作过程导向课程体系,开发融入土木工程类专业毕业生就业岗位群的职业道德标准及岗位工作标准的工学结合优秀课程,结合东北寒区特点,采取季节分段工学交替的教学方式,校企共同培养满足土木工程建设一线的工程技术与管理岗位扎实工作的具有可持续发展能力的高端技术技能型专门人才。 第一阶段(1+0.5学期,秋、冬、春季),在校内学习,进行基本素质学习领域课程和部分岗位职业能力学习领域课程的学习。依托校内工程测量实训室和引企入校的工程质量检测站,通过理实一体化教学培养学生的专业基本技能。 第二阶段(0.5学期,夏季),专任教师和兼职教师共同指导学生在校内外实训基地进行工程测量等专业技能训练,到土木工程施工企业进行专业认知学习,提高学生的专业技能和对就业岗位工作环境及要求的感性认识。 第三阶段(1+0.5学期,秋、冬、春季),在校内学习,进行部分基本素质学习领域课程和岗位职业能力学习领域课程的学习。依托校内道桥施工现场、建筑工程施工实训工场、道桥工程管理实训室、土木工程质量检测站等实训基地,以土木工程项目为载体,通过任务驱动的“教、学、做”一体化教学进一步培养学生的工程施工、工程检测等职业能力。 第四阶段(0.5+0.5学期,夏、秋季),生产实习阶段。校、企、学生三方签订生产实习协议,学生在企业施工现场进行工程测量、材料检测、施工技术与管理等专业技能训练,学习企业文化和企业精神;企业选派工程技术人员对学生进行实习指导和日常管理,并对学生实习情况进行考核、评价;学校选派教师进行巡回检查,对学生生产实习进行管理。通过生产实习,进一步提高学生的职业素质和职业能力。 第五阶段(0.5学期,冬季),学生回校学习再提高,依托路桥工程管理等实训室,建筑工程造价实训室,以工程项目为载体,以企业兼职教师授课为主,通过任务驱动的“教、学、做”一体化教学,进一步培养学生工程造价编制、施工组织设计等综合职业能力,并进行拓展课程的学习。学校将组织学生参加国家或省建设厅的职业资格考试。 第六阶段(1学期,春、夏季),学生全部到道路与桥梁工程、建筑施工安装、建设工程监理、房地产开发、给排水工程技术、供热通风等企业进行顶岗实习,双方签订学生顶岗实习协议。学生根据预就业岗位需求,选择毕业设计内容,进行顶岗实战,拓展专业知识和技能。在顶岗实习期间,以企业为主,校企共管,企业工程技术人员全程指导学生制订工作计划,负责对学生的出勤、工作态度及工作任务完成情况等进行全面考核;学校老师分片巡回指导,解决学生在工作岗位上遇到的问题。通过顶岗实习,学生将受到企业文化和管理理念、管理方式的熏陶,能更快地适应职场环境,有效地提升学生的职业素质和综合职业能力。此阶段学生基本实现预就业。 2 “校企共育、德能双修、季节分段”工学交替人才培养模式的实施效果 “校企共育、德能双修、季节分段”工学交替的人才培养模式,已经在哈尔滨职业技术学院道路桥梁工程技术专业、建筑工程技术专业的试点班进行实施,从学生的学习效果反馈情况看,效果良好。主要体现在几个方面: 一是学生的学习积极性普遍提高。在试点班级的路桥工程测量技术课程的教学中,采用了任务驱动的“教、学、做”一体化教学模式,以路桥工程测量的实际工作任务为载体,将学生分成几个小组,学生根据老师下发的任务单进行相应的资讯,同一个小组的同学共同制定工作计划,并在老师的指导下进行决策,然后小组分工进行任务的实施,并进行检查,任务完成后,进行小组自评、组间互评和教师点评。每完成一个任务,学生的工程测量技能就有提高一步,团队协作意识也明显增强,学生学习积极性普遍提高。在为学校测绘校园平面图和新地界的工作中,积极报名参加,并克服各种困难,圆满完成了工作任务,为学院的建设发展做出了积极的贡献。 二是学生的责任心明显增强。在建筑工程技术专业试点班级的专业认识实习中,学生到施工现场感受到未来就业岗位的工作责任重大,建筑工程质量的好坏直接关系到人民生命和财产的安全,回到学校学习时,责任心明显增强,明确了学习目的和今后的工作目标,都能够认真主动地学习,努力提高自己的职业技能。 三是学生的自主学习能力明显提高。以往教学都是老师讲学生听,学生在被动学习,又因为高职学生的自我约束能力较差,很多学生是身在课堂心在外。试点班采用任务驱动的“教、学、做”一体化教学模式后,学生由被动学习变为主动学习,脑、眼、耳、手共用,教师由授课变为引导、答疑、解惑,学生每完成一个任务,都要靠自己资讯和团队协作来完成,每一名学生都有自己的工作任务,谁都不想因为自己的工作失误,给整个团队带来不好的影响,因此,极大地提高了学生的整体素质和自主学习能力。 四是学生的职业能力明显提高。试点班的第一学期就安排企业兼职教师进行建筑识图与房屋构造的实践教学,兼职教师将企业中真实的工程案例带入课堂,以真实的工作任务为载体,组织学生进行建筑识图技能训练,俗话说“名师出高徒”,学生在“名师”的指导下,进行的是“实战演练”,因此,学生的建筑识图职业能力明显提高。 3 “校企共育、德能双修、季节分段”工学交替人才培养模式的实践成果 经过“校企共育、德能双修、季节分段”工学交替人的才培养模式两年多的研究与实践,取得了显著成果:一是构建了基于土木工程建设工作过程导向的课程体系。通过市场调研分析和企业调研,确定了毕业生就业岗位施工员、技术员、质检员等“八大员”岗位群的工作任务,梳理出典型工作任务,归纳为职业行动领域,转换为学习领域课程,分析确定毕业生所从事岗位的专业能力、方法能力、社会能力等要求,制订学习领域课程实施方案,实施理实一体化教学,搜集反馈信息,进一步优化人才培养方案。 二是制定完善了思想道德修养与法律基础、工程应用数学、汉语言表达与沟通等3门基础优秀课程和路桥工程测量技术、寒区路桥工程施工技术、桥梁工程施工技术、路桥工程检测技术、土建工程力学应用、桥梁结构设计、路桥工程造价、建筑识图与房屋构造、钢筋混凝土与砌体结构、建筑施工测量、建筑施工技术、建筑工程技术档案、建筑工程造价、建筑工程质量控制、施工项目进度控制等26门土木工程类专业优秀课程的课程标准,课程标准对接企业技术标准和学生就业岗位施工员、技术员、质检员等“八大员”岗位资格标准。 三是专业课程采用任务驱动的教学做一体化教学模式,打破了教师讲授、学生听的教学模式,学生在教师的指导下,与小组同学共同进行资讯、计划、决策、实施、检查、评价等六个环节完成工作任务,教学模式对接学生的就业岗位工作模式,使学生能够全面掌握工作流程,同时提高了学生的组织协调能力和团结协作精神。 四是成立了由行业企业专家、专业带头人、骨干教师及施工一线技术骨干共同组成的特色教材编写小组,结合企业的施工案例和“四新”(新材料、新工艺、新技术、新设备)成果,参照学生就业岗位具体工作操作规程,校企共同编写、正式出版了10本优秀课程工学结合特色教材,并编写了10余本优秀课程工学结合的校本教材。 五是以学生就业岗位施工员、技术员、质检员等“八大员”岗位资格考核标准为依据制定课程考核标准,打破了原有结业性考核模式,课程考核标准对接学生就业岗位的职业资格考核标准,通过学生自评、小组互评、教师点评等方式进行过程考核,使学生熟练掌握就业岗位所需的知识和技能,提高了学生职业资格考核通过率,学生毕业就能持证上岗。 六是人才培养质量明显提高。2013年学生在中国建设学会主办的全国高等院校广联达算量技能大赛荣获一等奖和二等奖;在黑龙江省职业院校学生技能大赛“工程造价技能”赛项荣获一等奖;学生参加国家劳动与社会保障部门或省建设厅组织的施工员、技术员等“八大员”职业资格考试,全部通过,实现“双证书”获得率100%;道路桥梁工程技术专业的学生在世界500强企业参加生产实习期间,由于表现超群被企业直接录用。 综上所述,“校企共育、德能双修、季节分段”工学交替人的才培养模式的创新与实施,提高了人才培养质量,并将为国家培养出更多更好的土木工程建设一线的高端技术技能型专门人才。 土木工程类论文:土木工程专业桥梁类课程教学改革探索 摘要:随着社会的发展和进步,城市化的程也在不断地加剧,在这个过程中,教育事业也取得了前所未有的发展,其中土木工程专业中的桥梁类的课程教学也在不断的改革和创新。在新时期随着城市化进程的加剧,作为生命线重要节点的桥梁被越来越多的建造起来,因此,对桥梁建设的人才越发的需要。各个高校的土木工程专业应该全面的加强对桥梁类课程教学的改革和创新,促进学生更好的学习桥梁类相关专业知识,同时理论与实践相结合,让学生更多地参与现场实习,为桥梁建设培养更多合格人才。 关键词:土木工程专业 桥梁类课程教学改革 桥梁类课程是土木工程专业中最重要的课程之一,在社会不断发展过程中,桥梁工程在国家基本设施建设的程中发挥着越来越重要的作用,从而催生了对桥梁建设人才的需要,因此要全面的对桥梁类课程教学进行改革和探索,促进学生对桥梁的工程技术基础的掌握,在教学的过程中,不断的了解社会经济的发展趋势,增强对桥梁设计及施工新技术的学习。同时理论和实践相结合,增强学生的实践能力,重视实践教学环节,加强桥梁工程的现场学习。保证学生学习和实践之后,提高对桥梁工程的设计施工能力及专业知识的理解与运用,促进土木工程专业的桥梁课程的改革和创新,为社会的建设和发展输送合格的桥梁建设人才。 一、全面的加强对土木工程专业桥梁类课程教学改革的重要性 桥梁建设是社会不断发展、城市化进程不断加快过程中较为重要的环节之一,加强对桥梁工程的建设,能更好促进国家基础设施建设,促进社会的步和发展。因此,在未来的国民经济发展的过程中,更加需要桥梁类人才,所以,必须对桥梁类课程进行教学的改革,以培养合格建设人才。桥梁类课程是土木工程专业最重要的组成部分,加强对桥梁类课程改革,能在很大程度上促进培养具有桥梁专业知识和桥梁建设实践能力的人才,促进学生将桥梁理论和实践相结合,促进桥梁工程专业学生全面发展和进步。 在不断的发展和创新的过程中,在诸多的土木工程的建设的过程中,由于桥梁工程的专业特点,桥梁施工的要求是最严格的,在整个施工的建设的过程中全面的要求“强基础、宽口径、高能力”,加强土木工程专业桥梁课程的改革,不断的强化实践教学,能保证让学生在学习的过程中全面的了解诸多的桥梁施工方法,能了解相关的基础的方法和先进的技术,使学生通过不断的实地考察、施工实践,更好的参与到施工组织设计的执行及管理中,为毕业后从事桥梁工作打下良好的基础,能面的提高学生的实践能力和综合能力。 二、土木工程专业桥梁类课程教学的现状 桥梁类的课程是土木工程专业的最重要的组成部分,在这个过程中,在教学的过程中必须加强对桥梁教学的改革,保证学生更好的学习桥梁工程专业知识,并不断的根据工程实际的发展变化,全面的参与到实践中去,促进学生理论和实践相结合,在后续的工作中真正的发挥作用,成为一名优秀的土木工程师,投身于桥梁建设中去,为桥梁建设业做出贡献。但是在目前桥梁工程教学的过程中存在诸多问题,严重的影响了学生的学习兴趣及效果。下面就来分析一下土木工程专业桥梁课程教学的现状: 1.教育理念的传统 目前土木工程桥梁课程教学上的问题,最主要的原因就是教育理念上的落后。传统的教学理念在很大程度上是以教师为主的,在教学的过程中大多强调课本上的理论知识,较少让学生充分地参与到实践中去,造成了学生在桥梁课程的课堂上纸上谈兵,不能全面的促进学生的进步和发展。完全的利用教材上的知识点和教材对学生进行教学,会在很大的程度上挫伤学生学习专业的积极性,从而不能进一步地进行学习和发展。另一方面,传统的桥梁课程的教学课堂上,教师会给学生播放一些桥梁工程类的视频,但是在学生观看之后不能给学生进行详细的讲解,在很大程度上使得学生不能充分的了解桥梁建设中的诸多技术要点,严重的限制了学生的进步和发展,影响学生对桥梁工程课程学习的兴趣和积极性。 2.课程的内容比较老套 在进行桥梁建设的课程教学的过程中,不能切实的了解桥梁工程设计及施工的最新进展,学生不能全面了解桥梁建造的诸多新技术和新体系等等,在很大程度上就使得学生所学的知识不能符合工程实际的需要。在当今的桥梁课程的教学过程中,一些教学的体系和内容还停留在之前的阶段,使学生在进行分桥梁课程的学习时,不论是知识还是思想都不能了解本学科专业的最新进步和发展前景,不了解桥梁建设的新的观念、思想、技术和工艺等等,这种教材内容的创新性的不足,在很大程度上也限制了桥梁课程的改革和创新。 三、全面的促进土木工程专业桥梁类课程教学的改革和创新 1.加强对学生的实践能力的培养 在当前桥梁建设设计方法及施工工艺日新月异的新时期,要想全面的促进土木工程专业桥梁类课程教学的改革和创新,最关键的因素就是要加强对学生实践能力的培养。桥梁专业是注重实践性的一门学科,只有促进学生更好的参与到实践中去,才能在根本上使学生更好的掌握专业课知识,从而增强学生动手能力及现场管理能力。通过学生不断的进行实践参与,让课堂上学的专业知识与现场相结合,理论联系实际。另一方面,不断的加强桥梁课程的实践,能让学生在实践的过程中发现一些问题,比如钢筋在不同构件的配置,比如现浇混凝土与预应力混凝土的区别,反过来催进理论知识的消化,也能全面的了解桥梁设计、施工中的新的技术和工艺,为日后的工作打下良好的基础。 2.不断的培养学生的创新能力 要想保证桥梁工程教学的改革和创新,首先是要不断的在教学的过程中全面的培养学生的创新能力,能让学生不断的参与桥梁的设计与施工管理中去,充分的进行实际的考察和实践,发挥自身的创造能力和创新能力,保证能更好的理解桥梁课程的理论知识,并能在未来的工作中发挥自身的创造性的特点。一方面,在有条件的学校可以进行本科生导师制的尝试,通过学生参加导师的课题及项目,亲手进行模型试验及理论分析,在导师的指导下深入了解桥梁工程的难度与深度,拓宽知识视野。有利于创新能力的提高。另一方面,积极组织学生参加全国性的结构力学大赛及交通科技大赛。通过高层次的学习交流,可以提高学生学好专业的兴趣,激发学生努力成才的决心与信心。 四、结束语 随着社会的的发展及城市化进程的不断加剧,桥梁在社会的发展中发挥的作用越来越大,在这种情况下,要想切实的促进桥梁专业的学生进步和发展,成为对社会有用的桥梁建设人才,就要保证对土木工程专业桥梁课程进行教学的改革,对课程进行创新,全面的提高学生的综合能力,促进桥梁建设的发展,促进社会的进步。 土木工程类论文:工程管理类专业“土木工程概论”课程教学的探索与实践 摘要:“土木工程概论”是工程管理专业的专业基础课,在整个课程体系中起着十分重要的先导作用,同时该课程也是电力工程管理专业的专业课,是对学生专业知识的必要补充。针对该课程内容广泛而不深入、理论多而实践少的特点,结合在实际教学中遇到的学时少、学生基础知识缺乏的问题,立足两专业不同的培养目标,从教学内容的取舍、教学方法与教学手段的运用、考核模式的确定以及教师队伍建设等方面进行探讨,提出了提高教学效果的具体措施。 关键词:电力工程管理;土木工程概论;课程教学 作者简介:王素芳(1977-),女,山西黎城人,上海电力学院经济与管理学院,副教授;杨太华(1963-),男,贵州仁怀人,上海电力学院经济与管理学院,教授。(上海 200090) 上海电力学院目前共有两个工程管理类专业,即工程管理专业和电力工程管理专业,在两专业的本科教学中均涉及土木工程相关知识的认知性教育,且均以“土木工程概论”这门课程为载体,具有内容宽泛、信息量大的特点。而两专业的培养目标不同,在对土木工程认知教育的定位与教学目标上也有所不同。对于工程管理专业,“土木工程概论”课程安排在大一第二学期,是学生入学以后接触到的第一门土木类专业基础课,在整个课程体系中起着十分重要的先导作用,[1]旨在培养学生基本的土木工程素养,使学生对土木工程知识从概念、原理、过程、技术等各环节有初步的认识,[2]从而激发其学习的兴趣,尤其土木工程技术类课程肩负着把这些完全外行的学生引入土木工程行业大门,使他们了解并热爱本专业的重要使命。对于电力工程管理专业,“土木工程概论”课程作为专业类课程安排在大三第一学期,是学生专业知识的必要补充,学生关于电力工程建设中土建工程方面的知识将主要来源于本课程,教学目的旨在使学生了解土木工程的基本知识,具备建筑识图的能力,熟悉建筑构造、建筑结构、建筑施工和建筑材料等关于建筑工程的基本内容,为后续专业课程学习打下基础。 鉴于此,本文旨在探索针对两专业的土木工程认知教学模式,力求在充分利用现有资源的基础上,提高教学效果,实现学生对土木工程知识的最大认知度。 一、课程的特点 鉴于两专业课程目标的不同定位,在制定教学计划时选择了不同的教材。对于工程管理专业侧重于全面介绍土木工程的基本情况,即大土木的知识,包括土木工程材料、建筑工程、基础工程、交通工程、桥梁工程、港口工程、水利水电工程、给排水工程、土木工程施工、建设项目管理等基本知识;[3]而电力工程管理专业在认知教育上侧重于建筑工程的相关知识,包括建筑制图、建筑构造、建筑结构、建筑施工、建筑设备和建筑材料等,[4]针对专业特色还适当补充了电力建筑的知识。 虽然授课内容有较大不同,但是作为概论类课程,两门课程有以下共同特点。 1.课程内容广泛而不深入 对于工程管理专业,课程范围涵盖本专业土木工程技术类课程全貌以及部分优秀的管理类专业课程,涉及本专业许多相关课程的内容,对于电力工程管理专业,课程范围也基本涵盖了所有主要的建筑工程类课程内容。每一章的内容就是一门课程甚至一门学科,如桥梁工程这一章涉及桥梁学科的内容,而建筑施工这一章涉及了施工技术和施工组织学两门课程的内容,教材在编著时考虑覆盖的内容广泛而不深入,因此在深度上都是点到为止。[2] 2.课程教学理论多而实践少 课程内容大都介绍一些基本概念和基本理论,对于某些内容虽然也会列举工程实例,但只是进行理论性地阐述和介绍,没有实践内容或者实践课程来支撑。有些章节虽然也涉及一些具体的专业知识(如电力工程管理专业中的建筑识图知识、建筑构造知识和电力建筑知识等),但没有安排相应的实践课程。 二、教学中存在的主要问题 在土木工程类课程中,“土木工程概论”是一门较新的课程,相对于其他已经讲授多年的课程而言,本课程的教学实践和教学研究都不是很成熟,[5]而且无论是教材还是教学研究多数是面向土木工程专业的学生,在针对工程管理专业和电力工程管理专业学生的教学中,主要存在以下问题: 1.教材内容多而学时少 鉴于本课程的特点,教材涵盖内容非常广泛,而课时只有32个,要想在较短的时间里将丰富的专业基础知识传授给学生,是一件较困难的事情。 2.学生缺乏相关基础知识 工程管理专业的学生在大一第二学期即学习本课程,而电力工程管理专业的学生虽然在大三第一学期才接触本课程,但是前期几乎没有任何先修的相关课程,也就是说,两专业的学生都是在不具备任何专业基础的情况下来学习本门课程,而课程内容多学时少,使得讲课进度较快,学生对部分内容理解困难,进而影响学习兴趣。 三、提高教学效果的措施 1.根据专业特点,对授课内容进行取舍 由于课时较少,没有条件详尽介绍教材各章节的内容,这就需要教师充分了解教材内容,再根据各专业特点对教材内容进行取舍,在尽可能反映课程全貌的基础上,利用有限的课时抓住重点及难点,其他内容则简单带过留给学生自行阅读。[2,6]比如对于工程管理专业,教学的重点应该是土木工程材料、建筑工程、基础工程、土木工程施工和建设项目管理等。结合学校电力特色的教育,在特种工程中可以重点介绍火电厂的冷却塔、输变电工程中的输电塔,在水利水电工程中可以重点介绍水电站厂房及各种坝体,而对于交通工程、桥梁工程和港口工程等内容可以简单介绍。对于电力工程管理专业,重点是使学生具备建筑识图的能力,熟悉建筑物的构造和建筑结构特点,熟悉各种建筑材料,尤其是与电力建筑关系较密切的钢材和混凝土等材料,了解建筑施工技术;而建筑设备中应重点讲解建筑电气的知识,其他内容可以简略。现有教材均没有专门介绍电力建筑的章节,教师在教学中还需搜集资料,补充发电厂建筑、输变电建筑和变电站建筑等电力建筑的基本知识。 任课教师应在确定了全部教学内容并确定了章节学时后,再开始准备每堂课的教学内容,并且必须明确每堂课的内容重点和难点,然后有意识地引导学生去领会这些问题,只有这样才能起到事半功倍的效果。 2.采用启发式、互动式教学和案例教学 土木工程和人们的生活相关,能够在日常生活中举出很多鲜活的例子,尽管学生尚不具备专业基础知识,但他们已具有一定的生活积累和较高的思维活动能力。教师在讲授具体的专业知识时,可以以学生熟悉的工程建筑为切入点,首先吸引学生的注意力,继而结合专业知识进行讲解,这样就容易使学生在轻松的氛围下接受枯燥的专业知识。比如在讲授地基沉降时,可以将比萨斜塔作为一个重点案例来介绍,通过比萨斜塔的建造过程使学生理解地基沉降的知识,围绕比萨斜塔展开的纠偏大讨论又可以使学生了解很多关于建筑纠偏的知识。 在教学过程中除了利用丰富的案例,教师还应鼓励学生积极思考,通过各种各样的启发或暗示来引导学生,通过营造互动的教学环境来调动学生的学习积极性,活跃学生的思维,在充满乐趣的情景中进行教学,达到既传授知识又提高综合能力的目的。[2,5]如在讲授房屋基本构件梁、板、柱时,可启发学生在教室里观察,根据自己感官认识和课堂讲授内容来理解各种构件的特点及其在建筑物中的作用,在此基础上教师可以进一步拓展,介绍更多不同截面形式与材料的基本构件。在介绍建筑结构实例时,可以以学生熟悉的教学楼或图书馆为例,事先拍摄相关图片,由教师提出问题,让学生讨论,然后由教师进行点评或给出正确答案。还可以师生互换角色,让学生来讲授有关内容,然后由教师和同学进行讨论,这样都能收到良好的效果。 3.丰富教学手段 目前的“土木工程概论”课程在课堂讲授中主要采用多媒体为主、板书为辅的教学手段,通过多媒体所展现的图片和视频,可以弥补实践环节的不足,[6]使学生全方位地了解工程建筑的各方面知识。但是单纯按课件内容来讲,很容易让学生产生视觉疲劳,影响听课效果,因此,除了对学生进行启发,引入案例和增加师生互动之外,教师还应注意及时更新自身储备的知识,随时搜集身边有用的信息并将其带入到课堂中,增强讲课内容的知识性、趣味性和时效性。比如在讲到超高层建筑时,可以讲在建的上海中心;在讲高速铁路时,可以讲我国高铁建设的历程及其中的一些重要事件。结合这些热点事件去讲,会提高学生听课的兴趣,另外还可以适时引入一些历史典故和人物故事,这都需要教师平时的积累。 在教学过程中,增加与学生的沟通,注重学生的反馈也是一个很重要的教学手段。及时了解学生的接受知识的程度,课外通过作业、答疑和小测验了解学生对知识的掌握,与学生聊天、发邮件和发放调查问卷可以全方位了解学生对本门课程的看法和意见,教师通过学生的反馈信息,可以及时引入解决办法,提高教学水平。 本课程课时较少,为了完成教学任务,除了在授课过程中突出重点、详略得当以外,可以采用布置课程论文和布置课程调研的方法,调动学生在课余时间学习,弥补课时的不足。比如要求工程管理专业学生完成一篇与土木工程内容相关的课程论文,教师给出参考题目和科技论文范文,学生可以灵活选择自己感兴趣的题目,最终论文成绩与平时成绩相结合,作为总评成绩的一部分。实践证明,这一方法能有效地促使学生发挥主观能动性,在搜集素材完成论文的过程中,拓宽了学生视野,使其学到了一些较为前沿的知识,同时锻炼了学生撰写科技论文的能力。而对于电力工程管理专业学生,则根据其学习内容安排了课程调研,在学习完建筑构造和建筑结构的知识后,要求学生以小组为单位完成对一个独立建筑物的构造和结构情况调查,并写出调查报告。实践证明,这一方法巩固了课堂知识,培养了学生的团队合作能力。但通过学生反馈也发现,每一调查小组人数(5~6个)偏多,限制了学生积极性的发挥,这在今后教学中可以改进。 4.与工程实践相结合 土木工程是一门实践性很强的学科,在土木工程的发展过程中,实践经验常先行于理论知识,[7]在教学过程中适当安排实践教学是十分必要的。对于实践教学可以采用以下几种方式的组合:播放工程录像,了解工程建设的内容;安排学生参观校内实验室,一方面参观实验室的建筑结构和构成,一方面参观实验室的仪器设备,通过教师的讲解,增强学生对课堂知识的理解和所学专业的认识,提高学习兴趣;布置课程调研,通过学生自主地观察和实践,了解身边建筑物的构造和组成;安排学生参观已建成的典型工程和有代表性的在建工程,使学生对土木工程知识有一个感性的认识,增强学习的兴趣和信心。 5.引入灵活多样的考核模式 由于本课程知识覆盖面大而内容不够深入,如果采用传统的单一理论考试方式,则缺乏灵活性,限制了学生的思维空间,给学生带来较大负担,也违背了本门课程的培养目标。采用课程论文的考核方式比较灵活,但无法杜绝学生的抄袭现象,在成绩评价时难以解决公平的问题,还可能导致学生不重视平时学习的现象。 为了准确全面地反映学生的学习情况,对学生的考核应包括平时考核与期末考核。平时成绩主要由考勤、课堂表现、作业情况、小测验、课程论文或课程调研成绩组成,目前平时成绩所占比例为30%,有条件时应适当加大平时成绩比例。在平时成绩中,课程论文或课程调研的成绩应至少占到总评成绩的15%。期末成绩可采用开卷或闭卷考试。总之,考核只是手段,不是目的,学生只有掌握了正确的学习方法,培养了学习兴趣,理解了所学内容才能真正达到教学目的。 6.加强教师队伍建设 本课程教学内容十分广泛,涉及大土木的各个领域和建筑工程的方方面面,每一章的内容就是一门课程甚至是一门学科。因此,本课程的教与学都有一定的难度。[8]要想每一章都讲得非常精彩,最好分别由不同专业方向的老师来讲授,但只有土木学科比较齐全的高校才具备这样的条件。这就要求学校必须建立一支高素质的教学团队,建立一支理论知识扎实、实践经验丰富的“双师”型教师队伍,积极鼓励教师到国内外优秀高等院校进修深造,鼓励教师开展科学研究,从事科技论文的写作,参加国内外学术交流会议,从事教学改革的探讨,到生产第一线锻炼,拓宽教师视野,提高教师素质。 四、结论 “土木工程概论”课程涉及内容广泛,教与学都有一定的难度。本文总结了该课程的特点,根据在教学实践中遇到的问题,结合学生的反馈,立足两专业不同的培养目标,从教学内容的取舍、教学方法与教学手段的运用、考核模式的确定以及教师队伍建设等方面进行探讨,以期提高教学效果,提高学生学习兴趣,为工程管理专业学生顺利进入专业课程学习打下基础,为电力工程管理专业学生补充扎实而必要的土木工程知识。 土木工程类论文:从土木工程类专业英语看大学英语教学改革方向 [摘要]本文分析了高等学校土木工程类专业英语教学的特点,认为推进师资队伍建设、改革课堂教学方式和合理规范教材,是改变专业英语教学的有效途径。同时指出,专业英语教学是当前大学英语教学改革的一个重要方向。 [关键词]土木工程 专业英语 大学英语教学 改革 当前,高等学校非英语专业教学主要包含两个环节,一个是基础英语(English for General Purposes)教学,另外一个是专业英语(English for Specific Purposes)教学。专业英语起源于上个世纪60年代,在我国它称为专门用途英语,它是指与某种特定职业、学科或目的相关的英语,是根据学习者特定的目的和特定需要在高等学校开设的课程。在高等学校中,开设专业英语的目的是为了培养学习者在与本专业相关的领域中运用英语进行工作的能力。例如,土木工程英语,这是一门土木工程方面的专业知识和英语知识密切结合的课程,它不仅涉及了英语知识,又涉及了一定的专业内容。该课程的重要性在于,它由基础的语言学习发展为专业的信息交流,是公共英语向专业英语的过渡,这类专业英语更加注重语言的实际应用性。因此,这就使大学英语教学面临新的挑战。那么,如何在大学英语教学中解决这个问题呢?本文从土木工程类专业英语角度出发,认为大学基础英语教学向专业英语教学过渡是目前大学英语教学改革的一个重要方向。 一、土木工程类专业英语教学特点 (一)英语语言技能的培养 英语语言技能是指听、说、读、写、译的英语实际运用能力。它包括语音、语调正确,语法规范,词汇表达得体等,使学生能用英语交流信息,掌握正确的语言学习方法,提高自身素养,以适应我国经济社会发展的需要。因此,大学英语教学中对土木工程类专业学生的英语培养目标是:掌握一定数量与本专业英语相关的词汇,根据英语构词法有规律地记忆专业词汇。能够阅读与本专业相关的英文原版书籍和参考资料等;能够听懂与本专业相关的英语学术报告或讲座;能够运用英语进行有关土木专业的一般会话,就简单问题进行讨论。同时,在阅读与本专业相关的英文资料时,能够写摘要、记笔记,并借助专业词典将有关土木工程类的外文资料翻译成汉语。 (二)学生专业技能的培养 土木工程类人才培养要适应市场需求,要以面向工程、面向世界的专业复合型、应用型人才为培养目标。要培养这样的人才,能熟练地运用英语完成工作任务,就需要教学内容有较强的实用性和针对性。这就意味着在大学英语课堂教学中,教师在培养学生英语语言技能的同时融入专业知识,同时也要求学生本专业基础知识扎实。教师要把相关专业训练作为英语技能训练的素材,多阅读与专业相关的英文资料,把语言技能的训练作为学习专业知识的途径。通过这种交叉融合的方法,既增添了教学的实用性,又丰富了教学内容。 二、专业英语教学――大学英语教学改革的方向 (一)大学英语教学改革的背景 据相关调查,在我国高等学校中,将近一半的大学生对上公共基础英语课不感兴趣。在传统教学模式的影响下,大部分学生学习英语只是为了通过等级考试。在英语课堂中,一些成绩不错的学生能够耐心听讲,认真做四、六级真题或模拟试卷,和老师一起分析解题技巧。但是,自身对英语学习没有兴趣的一部分学生呈现出散漫的学习状态,英语课堂上会打瞌睡,做与课堂不相关的事情。这种局面不仅严重地打击了英语教师授课的激情,也对学生英语学习的积极性产生影响,不能体会到英语学习中的真正价值和乐趣。 近年来,为了改变这种局面,专业英语教学的概念被我国教育专家提出,并且在英语教学大纲中进行了明确的规定。在高等学校英语教学中,为让学生更加注重专业英语的学习,把其列为必修课并且在最后两个学年学习,在学时分配上要多于100个学时,这就从战略高度给大学英语教学改革指明了方向。 (二)专业英语教学改革途径 1.规范专业英语教材 教材是教学的根本,是学生学习的主要资源,是教师讲课的重要依据。学生的学习模式在很大程度上受课堂教学模式的影响,而课堂教学模式在一定程度上也受到教材设计模式的影响。因此,专业英语教材的选用对学生的学习具有促进作用。 土木类专业英语教材必须与土木类专业课程相互补充,还有遵循语言学习规律由易到难。专业英语教材要用正确的语言学习理论与教学大纲相结合,以任务性、功能性和交际性为主,注重学生综合能力的培养。此外,学生还可以经常浏览一些关于土木类专业的英语网站,阅读土木类的相关英语杂志,更好地掌握本专业最新的动态。 2.推进师资队伍建设 土木工程类专业英语教师应当掌握相关的专业知识,在英语功底扎实的基础上,提高综合素质。专业英语教师必须掌握一定的学科知识,在讲课中将英语知识与专业知识相结合,具备指导学生开展创造性学习的能力。目前,对于高等学校英语教师来讲,英语专业知识过硬是必备条件。但在专业英语教学方面,相关知识可能不过硬。这就要求教师能够懂得专业知识,对土木类专业英语进行听、说、读、写、译的强化训练,提高教师的自身素质。如果条件允许,学校可以组织英语教师出国培训,学习更地道的专业英语,通过多种途径提高专业英语教师的教学能力。 3.改革课堂教学方式 有效、多样的教学手段对于专业英语教师安排课堂教学极为重要。教师可以借助现代化教学手段,组织学生模拟国际学术交流、讨论,进行与本专业知识相关的英语演讲,课堂上主要以学生为主,教师为辅,师生互动的方式。这样,不仅调动了学生学习的积极性,还培养了他们的专业英语学习兴趣。 此外,在专业毕业设计阶段,专业英语教师要指导学生阅读相关外文资料,并且能够翻译一定字数的英语文献,还要适当地翻译毕业设计的题目和摘要,相关专业术语。专业英语教师在教学过程中,将专业英语教学与专业毕业设计有机结合,让学生自主选择自己感兴趣的题目,查阅英语文献和参考资料,并且简要地总结出文献综述。通过这种方法,学生既阅读了相关的专业知识资料,又为自己的毕业设计和文献翻译能力打下了良好的基础。 三、关于专业英语教学需要注意的几点 (一)与基础英语教学相互补充 目前,在高等学校教学中,普遍把基础英语技能的培养作为主要教学任务。因此,在基础英语教学和专业英语教学二者的关系上认识还不够清晰。实行专业英语教学,最基本的问题就是要在基础英语教学与专业英语教学二者之间的关系上有个正确的认识。全面培养学生英语方面的综合技能,注重对词汇和语篇结构的分析和理解,这是基础英语教学阶段的主要目标。专业英语教学主要是培养学生掌握本专业相关的专业术语和词汇,可以阅读相关英语资料,提高他们的专业技能,进一步锻炼学生的语言能力。所以,专业英语教学和基础英语教学是一样重要的,它们是为实现同一个教学目标的两个方面,不是对立的,而是互补的。 (二)教师的定位 当今社会的发展对人才的培养提出了更高的要求。在高等学校专业英语课程教学中,无论对专业教师还是对基础英语教师都提出了新的要求。因此,教师专业知识的掌握和语言知识的运用是一个长期的过程。在教学中,教师要和学生共同学习、共同进步,做到教学相长。另外,教师要在心理上和思想上做好充分准备,把专业英语学习看成是自身素质的提高。教师不仅要熟练地运用自己的英语知识,还要更多地了解专业知识,提高自己的综合能力和语言实际应用能力,注重综合能力的培养,更应该有勇气尝试性攻读其他专业的硕士或博士学位,给自己未来的发展确定明确的目标。 四、小结 随着国际交往的日益频繁,使得单纯的大学基础英语教学不能满足时展的需要,要培养复合型、应用型人才,就得将高校基础英语教学与专业英语教学相结合。如土木工程专业,就得加强其专业英语课程的教学研究,让学生在工作之后,可以运用相关专业英语知识解决实际问题。从这个意义上讲,专业英语教学是当前大学英语教学改革的重要方向之一。 土木工程类论文:关于土木工程专业房屋建造质量管理类型探讨 摘要:为了确保房屋建造施工质量,我们要坚持“质量第一,预防为主”的方针,建立和完善质量的保证工作。房屋建造施工质量控制是房屋建设质量管理的重点。对施工阶段的质量控制要点进行了分析,以及土木工程专业房屋建造施工的类型问题做初步探讨。 关键词:土木工程;房屋建设;质量管理 中图分类号:F253.3 文献标识码:A 文章编号: 房屋建造可以按照房屋的使用性质分类,可以按照房屋结构采用的材料分类,也可以按照房屋主体结构的形式和受力系统分类,房屋建造施工过程的质量管理要点工程质量包括工程结构质量、使用功能和建筑材料对室内环境的污染等多个方面。分析影响建筑工程质量的因素因此,要保证房屋建造施工的质量。 一、对房屋建造质量管理 1.明确房屋施工过程质量控制的重要性,从施工过程的各个环节、各个方面落实质量责任,确保建设工程质量。施工涉及面广,是一个极其复杂的过程,影响质量的因素很多,操作方法、技术措施、管理制度等,均直接影响着房屋建造施工质量。房屋建造结构技术复杂程度低,但要做到施工质量优良,搞个精品,难度也很大,不严格进行施工方法的质量管理,就会给房屋建造的主体结构、重点部位等留下隐患,严重的会影响施工的安全使用,当然也谈不上保证了房屋建造的质量。环境因素对房屋建造质量的影响,具有复杂面多变的特点,如气象条件的变化万千,温度、湿度、大风、暴雨、酷暑、严寒等都会直接影响工程质量。根据房屋建造特点和具体条件,应对影响质量的环境因素,采取有效的措施严加控制。对影响房屋建造质量的环境因素进行控制。需要对房屋建造环境进行调查研究。 2.建立健全施工单位的质量管理机构工程中标后,为进一步发挥项目管理功能,提高项目管理水平,达到项目管理的最终目标,施工单位应根据工程项目的规模、复杂程度和专业特点等设置项目经理部,签订施工合同,全权代表施工单位履行施工合同所赋予的职责和权力,按照合同规定的工期和质量,优质、高效地完成施工任务。施工人员应当树立五大观念;质量第一的观念、预控为主的观念、为用户服务的观念、用数据说话的观念以及社会效益、企业效益(质量、成本、工期相结合)综合效益观念。管理干部、技术人员应有较强的质量规划、目标管理、施工组织和技术指导、质量检查的能力;生产人员应有精湛的技术技能、一丝不苟的工作作风,严格执行质量标准和操作规程的法制观念;服务人员则应做好技术和生活服务,以出色的工作质量,间接地保证工程质量。提高人的素质,靠质量教育、靠精神和物质激励的有机结合,靠培训和优选。 3.要根据不同工艺特点和技术要求,选用合适的机械设备;合理使用机械设备,正确地进行操作,是保证项目施工质量的重要环节。应贯彻人机固定原则,实行定机、定人、定岗位责任的“三定”制度。要合理划分施工段,组织好机械设备的流水施工。搞好机械设备的综合利用,尽量做到一机多用,充分发挥其效率。要使现场环境、施工平面布置适合机械作业要求,为机械设备的施工创造良好条件。为了保持机械设备的良好技术状态,提高设备运转的可靠性和安全性,减少零件的磨损,延长使用寿命,降低消耗、提高机械施工的经济效益,应做好机械设备的保养。保养分为例行保养和强制保养。例行保养的主要内容有:保持机械的清洁,检查运转情况,防止机械腐蚀,按技术要求润滑等。强制保养是按照一定周期和内容分级进行保养。 4.各管理体系的建立与正常运行,能够保证项目各项活动的正常、有序进行,也是搞好房屋建造质量的必要条件。劳动环境包括劳动组织、劳动工具、劳动保护与安全施工等。劳动组织的基础是分工和协作,分工得当既有利于提高工人的熟练程度,又便于劳动力的组织与运用;协作最基本的问题是配套,即各工种和不同等级工人之间互相匹配,从而避免停工窝工,获得最高的劳动生产率。劳动工具的数量、质量、种类应便于操作、使用,有利于提高劳动生产率。劳动保护与安全施工,是指在施工过程中,以改善劳动条件,保证员工的生产安全,保护劳动者的健康而采取的一些管理活动,这项活动有利于发挥员工的积极性和提高劳动生产率。 二、房屋建造结构采用的材料 房屋建造结构采用的材料可分为木结构、砌体结构、混凝土结构、钢结构等。木结构是人类最早兴建的建筑工程结构之一,它是将原木材经过齿形连接,螺栓连接、钉连接、键连接或铰连接,形成各种形式结构。现代木结构建筑是指以各种木质人造板材或经过处理的原木、锯木为建筑的结构材料,以木质或其他建材为填充材料,并以构件或钢构件为连接材料建造的房屋。这些经过加工、处理的再生木质人造板材直接替代天然原木使用,其结构性能和防腐、防火性能远优于天然原木。砌体结构是指采用砖、石、混凝土切块等砌体建造的结构。 随着新材料、新技术和新结构的不断研制和使用,以及计算理论和计算方法的不断完善,砌体结构得到了广泛应用和迅速发展。以混凝土为主制作的结构称为混凝土结构。它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。素混凝土结构是指不配置钢筋的混凝土结构;钢筋混凝土结构是指配置非预应力钢筋的混凝土结构;预应力混凝土结构是指在混凝土或钢筋混凝土结构制作时,在其特定部位上,人为地施加预应力的混凝土结构。混凝土结构广泛应用于各类建筑工程中,除用于工业与民用建筑外,为了能更好地发挥钢材的性能,有效地承担外荷载,不同的工程结构通常采用不同的结构形式,因此钢结构的形式比较多。 三、房屋建造结构体系分类 房屋建造结构采用的结构体系可分为简体结构、网架结构等多种结构。简体结构是由一个或者多个简体作为承重结构的建筑体系,适用于层数较多的高层建筑。简体在侧向风荷载的作用下,其受力类似于刚性的箱型载面悬臂梁,迎风面受拉,而背风面受压。当简体结构高度较大时,其很难承受较大的水平作用,因此一般简式体系为组合体系。根据不同组合,简体结构可分为框筒体系、筒中筒体系等。框筒体系是指内芯由筒体构成,周边为框架的结构,当周边的框架柱布置较密时,可将周边框架视为外筒,而将内芯的剪力墙视为内筒,则结构就由框筒体系演变成了筒中筒体系。在筒体结构中,增加斜撑来抵抗水平荷载,进一步提高结构承受水平荷载的能力,增加体系的刚度,这种体系称为架筒体系。 网状结构是由多根杆件按照某种规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构。网架结构的杆件多采用钢管或角钢制作,节点多为空心球节点或钢板焊接节点。它改变了一般平面的受力体系,能够承受来自各方面的荷载,即使在个别杆件受到损伤的情况下,也能自动调节杆件内力,保持结构的安全。 四、结语 土木工程的根本目的和出发点是形成人类生产或生活所需要的、功能良好且舒适美观的空间和通道。为了确保房屋建造施工质量,我们要坚持“质量第一,预防为主”的方针,建立和完善质量保证体系等保证工作。同时,要坚持高标准、严要求,严把重要环节的质量关。它既是物质方面的需要,又是精神方面的需求。而其中房屋建设又是土木工程建设的重要内容,人们的生活离不开土木工程建设,土木工程建设又离不开房屋建设。因此,了解不同房屋建设的类型对于不断推动土木工程的发展和改善人民生活具有十分现实的作用。 土木工程类论文:土木工程管理类课程“深层学习” 作者简介:肖磊( 1975-),男,台州学院建筑工程学院高级工程师,硕士,主要从事建筑工程项目管理研究, (E-mail)。 摘要:《高等学校土木工程本科指导性专业规范》将工程项目经济与管理列为土木工程专业知识体系六大优秀知识领域之一,如何提高该类课程的课堂教学质量亟待研究。文章基于“引导深层学习,培育创新能力”的理念,从构建知识框架、加强课堂实践、改革考核方法3个方面提出引导学生深层学习的具体方法。结合建设工程项目管理课程教改实践对学生学习效果进行了分析评价,提出改进思路。 关键词:土木工程;管理类课程;课堂教学;solo分层法 中图分类号:G642421文献标志码:A文章编号:10052909(2013)050045041998年专业目录调整,土木工程专业增设了经济管理类课程,但多年来,在教学实践中并未得到各方的足够重视。2011年9月颁布的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》将工程项目经济与管理列为土木工程专业知识体系六大优秀知识领域之一,充分体现了高等学校土木工程学科专业指导委员会对该类知识在土木工程专业人才培养中所处地位的重视程度。 土木工程专业经济管理类优秀知识领域包括“工程项目经济原理” “工程项目管理” “土木工程法规”3个优秀知识单元[1],文章所述管理类课程主要针对后两者。审视近年来该类课程的教学现状,主要存在下述问题:首先,学生普遍对管理类课程的重要性认识不足,缺乏学习动力;第二,学生普遍对工程管理理论知识的实用性难以理解,缺乏深入探讨;第三,理论教学环节中缺少运用基本理论与方法解决工程管理实际问题的基本训练,实践能力提高有限。为充分发挥管理类课程在土木工程专业毕业生优秀能力培养中的作用,笔者结合建设工程项目管理课程尝试了教学改革,以期切实提高教学质量。 一、 教学改革理念 在以往的教学改革探索中,笔者曾基于“教学对象仿真、教学内容仿真、教学环境仿真”的理念,努力构建适宜的教学环境,收集实用的素材和实际案例,对提高学生学习兴趣起到了一定的效果,但学生综合能力却未见明显提高。集中表现在:第五学期学生到企业顶岗实习时,极少能运用管理的眼光去观察现场、发掘问题、分析问题。然而,实际工程中,管理环境变化万千,任何工程管理人员都面临如何把其他场所的工程经验成功应用于“本案”的创造性人工再造问题,所以要求工程管理人员能够对基本管理理论深入理解、活学活用、举一反三。如何在有限的学时内培育学生建立对工程管理先进理念和方法的正确认识,发掘学生的思维潜能,锻炼学生工程项目管理创新能力, 是课题研究的根本目的。 (一)引导深层学习 “深层法”(a deep approach) 是由著名教育心理学家比格斯(Biggs)教授在研究学生学习过程中总结出来的,该方法以理解思想和探寻意义为目的,关注各个论据的意义、要旨和相互关系,而不是词语、文本或者公式本身。针对高校学习情况进行的相关研究表明:深层学习法与高质量的学习结果有密切关系。如果学生有能力把课程中所学的知识融会贯通,并且懂得如何将这些知识及其相互联系用于新的学习环境之中,他们获得的学习效果要比没有能力这样做的学生好得多[2]。 高等建筑教育2013年第22卷第5期 肖磊,等土木工程管理类课程“深层学习”引导法教学实践和思考 管理类课程的一个显著特点是综合性强。比如:不能抛开施工项目管理而单谈合同管理,不能抛开合同管理而单谈造价管理,也不能抛开造价管理而单谈施工组织管理等。各门课程实际上是统一的整体,解决实际工程管理问题时往往是各门课程的综合运用,而这种综合运用恰恰应该是工程管理人员优秀技能的综合体现。其所涉及的知识有相当的广度,在有限的课时内,既要满足广度的要求,又要兼顾一定的深度,传统的讲授方法难以达到预期效果。 管理类课程的知识点就其表层含义来讲是不难读懂的,学生完全可以通过自学了解。教师讲授的重点是针对繁杂的知识点梳理逻辑关系,揭示逻辑内涵,并以典型案例为切入点,培养学生运用相关原理解释和分析实际问题的能力[3-4]。为此,引导学生开展“深层学习”十分必要。 (二)培育创新能力 创新能力是企业的优秀竞争力。所谓“创新”就是“创造和革新”,谈到管理创新,很多人觉得离自己很远,其实,管理创新包括两个层次:一是新观念、新构想的形成;二是已有先进观念和构想的运用。工程管理理论中有很多先进的理念、方法和技术可以很好地指导和支持现场工程管理的创新活动。根据笔者多年工程管理实践的体会,当前的现场工程管理仍然过多依赖于经验管理,很多先进的管理理念和方法仅仅在各种执业资格考试中受到关注,而真正将其运用在管理改革和管理创新实践的少之又少。其中重要原因之一是在实施过程中缺少一批既懂技术又懂管理的基层工程管理人员,因此,培育学生的工程管理创新能力尤为重要。工程管理创新能力是《高等学校土木工程本科指导性专业规范》对积极引导学生创新的基本要求,有利于学生尽快适应和参与现场工程管理创新活动,有利于学生达到建筑企业精细化管理所需人力资源的要求。 二、教学改革设计与实施 “如何引导学生深层学习”是教学改革要解决的关键问题。以此为切入点,从引导学生构建知识框架、鼓励学生参与课堂实践、改革课程考核评价方法等3个方面开展课堂教学改革。 (一)分析知识逻辑,构建知识框架 帮助学生将所学知识融会贯通,必须在课程设置和教学内容安排上下功夫。《高等学校土木工程本科指导性专业规范》为课程教学改革提供了及时的引导。该《规范》强调,专业教学的内容由知识体系、知识单元和知识点构成,与课程名称表达教学内容的方式相比,能避免课堂教学中知识的重复或遗漏。其中涉及工程项目经济与管理领域的优秀知识单元有3个,其中之一的工程项目管理涵盖8个知识点,分别涉及学院培养计划中的三门课程:工程项目管理、工程建设监理、工程招投标与合同管理。 1.基于PMBOK对知识进行分解与再综合 根据项目管理学科和其他领域的关系(如图1),把上述三门课程中融合三类知识的内容分解,分别归类,帮助学生理清各相关知识的源头,更有利于学生联系已有任务,找出所学内容局部与整体的关系。先分别站在管理学和项目管理学的角度,把管理学的一般知识和项目管理学的专有知识分解,然后在建筑工程应用领域的实践中综合运用管理知识和技术能力,让学生明白通用管理原理和技术在建筑工程项目管理工作中的应用途径。希望学生不仅是掌握一项操作技能或记住一些行业标准,更重要的是管理理念的建立和管理技术应用方法的掌握。同时,提高学生认识,拓宽学生视野。 2.运用“思维导图”构建知识逻辑树 借助“思维导图”工具(MindManager)构建知识逻辑(图2),利用其可视化的绘图软件,直观、友好的用户界面和丰富的功能,引导学生有序地组织思维、整合资源,合理安排学习进程。鼓励学生将其作为一种学习管理工具主动运用,从而提高学习效率,乃至今后的工作效率。 3.运用“霍尔结构模型”构建知识框架 工程项目管理具有显著的系统工程特点。由于学生自身知识构建能力有限,对工程项目管理课程涉及的相关知识往往了解得支离破碎,很难形成系统认知,从而影响其综合运用能力。因此,对某些具体任务,借助霍尔三维结构模型,构建立体化的知识框架,以便学生理解记忆。比如:对施工质量控制的问题,通过设计五维质量控制模型(图3),运用系统观来看施工质量控制所涉及的相关问题,并运用分层法对其进行分类,从而在貌似繁杂的因素中理清头绪、分清主次。学生对此很感兴趣,并且记忆深刻。 (二) 合理设计课题加强课堂实践 对理论的理解需要通过实践来深化,加强课堂实践是一种有效的途径。课堂实践形式的选择、组织和课题的设计是保证课堂实践效果的重点。 1.课堂实践的形式 笔者主要采用课前作业加课堂汇报讨论的形式。提前一周将要汇报讨论的课题、案例以及相关的参考资料发给学生,明确汇报要点,充分调动学生探讨知识的积极性。通过主动研读教材和其他参考资料,逐步培养学生独立思考的能力,而这个能力正是当前大学生所缺乏的[5]。以此引导学生摆脱知识灌输的惯性,积极尝试深层学习,积极尝试从管理角度认识建筑工程项目实施问题,激发学生工程综合管理的潜质,为几年后走上管理岗位奠定基础。 2.课堂实践的课题设计 课堂实践要想获得较好的效果需要合理的课题设计。课题必须面向实际,但绝不是简单地模仿实际操作过程,更重要的是要引导学生深入理解所学知识在实践活动中的作用和应用方法,把学习讨论作为对实践活动的一种领悟过程[6]。比如:在讲述项目组织时,提出“运用组织学原理设计一份项目组织策划方案”的课题。项目可以选择学生已有的经历,如文艺汇演、体育比赛等,再结合学习任务加深对基本原理和方法的理解。在讲述施工阶段质量控制时,设计了“运用五维质量控制模型设计桩基工程质量控制方案”的课题,在已有桩基施工技术知识的基础上,运用系统观看待桩基工程质量控制所涉及的相关问题。通过课堂作业和课堂汇报讨论的方式,活跃课堂气氛,提高学生学习的积极性,增强其参与意识。 (三)强调学习过程,改革考核方法 工程项目管理类课程传统考核采用选择、判断、简答、案例等题型。学生往往依靠考前强化记忆来通过考试,不仅占用大量时间,而且对所记忆的大量概念性知识点不能灵活运用,很难达到教学考核的效果。为此,笔者也尝试了改革。 1.加大平时成绩比重,强化平时考核 设置座位分。以平时成绩加分的方法鼓励学生坐在教室前三排,客观上促进学生参与学习和讨论。 设置汇报讨论分。对参与汇报讨论的学生给与表扬和加分,鼓励学生主动汇报作业,并积极参与讨论。 2.采用开放性试题和SOLO分类法评价学习质量 SOLO(Structure of the Observed Learning Outcome),即可观测学习结果的结构,由著名教育心理学家比格斯(Biggs)教授及其同事经过长期的研究和探索提出, 是一种以等级描述为特征的质性评价方法[7]。SOLO 的理论基础是皮亚杰的发展阶段学说。 SOLO 分类法的基本观点包括: (1)以研究学习质量为主要目的,从学习结果在结构上的复杂程度出发评价学生的学习质量; (2)关注认知过程, 而不仅仅是认知结果,分析学生针对某项具体任务的反应是描述学习进步和认知结构的最佳方法;(3)可以从能力、思维方式、一致性与收敛和应答结构4个方面对学生的回答分成不同的水平。 为了改变应付考试死记硬背的局面,尝试开卷考试,设置一定比例的开放性试题,引导学生组织教材中的相关内容,鼓励学生结合自己的认识,开放性地回答问题。依据“SOLO”分类法的原理,根据学生回答问题中所使用素材的数量来评价学生掌握工程管理类知识的量, 从学生回答中所表现的思维方式、一致性与收敛情况来评价学生掌握知识的情况,即运用基本原理认识、分析、解释工程实际的能力。 三、 教学改革效果评估 为了解教学改革的效果,设置了开放性的调查问卷,主要采用“自我评价”的方法[8](表1)。结果显示,相比往届学生,无论是学习兴趣还是学习成效都有明显提升。 表1 学习效果调查统计表序号调查问卷情况反馈所表达的主要观点人数1课程互动很有兴趣52 对思考问题及解决问题的能力有明显提高53对所学课程知识有基本的了解144对所学课程知识感到有明显收获35 开拓了眼界,对监理行业有了新的看法和认识17注:学生共44人,根据调查问卷情况反馈所表达的主要观点分类,分入一类后就不再计入其他类。 四、总结与反思 “引导深层学习,培养创新能力”是土木工程管理类课程教学改革的目标。从提升教学质量的角度,自主学习能力较强的学生,可以在这种教学方法中开拓视野、完善思维方式、锻炼综合能力。从因材施教的角度来看,由于相当一部分学生存在被动接受的思维惯式,短期内难以得到根本改善,对这部分学生而言,在缺乏课前预习和课后思考总结的情况下,很难适应跳跃性的教学方式,结果甚至不利于其对基本知识的掌握。 上述矛盾要求教师继续深入思考,在今后的课堂教学中仍应兼顾大多数学生基础知识传授的学习需求,而通过加强网络课程平台建设,以及开拓开放性实验教学的方法来“引导深层学习,培养创新能力”。另一个思路是从新生进校开始,即在各门课程中全面实施“深层学习”的引导教学,随着学业进展,逐步改善学生被动接受的思维惯式,为专业课阶段的“深层学习”奠定良好的学习基础。 土木工程类论文:浅谈如何发挥土木工程类高校在科教兴国中的作用 摘 要:科教兴国是我们党和国家重要的方针政策,高等学校作为科技人才储备的重要基地应发挥重要的作用。相对于其他类型的高校,土木工程类高校承担着为国家发展培养高素质的建设人才的任务,要从学科创新、师资队伍建设、严格教学管理等方面提高办学质量,为国民经济发展做出应有的贡献。 关键词:土木工程 高等学校 人才 科教兴国 一、引言 随着科学技术的进步,社会发展对人才的需求更加突出,面对激烈的国际竞争,国家提出了科教兴国战略,旨在科技创新方面为国家的发展提供强大的原动力。高等学校是国家人才培养的重要基地,而土木工程类高校是国家基础建设人才培养的基地。土木工程类高校涉及道路、桥梁、工业与民用建筑、水利水电工程、港口、隧道等众多的基础建设领域,这些领域的特点是对人才的需求量大,而且尤其缺乏相应的专业技术人员,所以充分发挥土木工程类高校的人才培养能力,为国家培养大量的专业技术人才,对科教兴国具有重要意义。 二、土木工程类高校在科教兴国中的重要作用 (一)研究型高校的作用 根据国家教育发展规划,确定了一批“985”、“211”等重点建设高等院校,力争在21世纪初有一批高等学校和学科、专业接近或达到国际一流大学的水平。研究型高校承担国家科技攻关项目,解决工程技术难题。这一类院校的特点是师资力量雄厚,要为国家培养创新型的科技人才,这类人才也就是我们经常所说的研究性人才。在开展本科教育的同时,此类高校更加注重硕士、博士研究生的培养,为国家培养高水平的科研人才。 (二)教学科研型高校的作用 国家的发展和经济的建设需要大量的专业技术人才,例如建造师、建筑工程师、建筑设计师、监理工程师、结构工程师等,教学科研型高校的重要任务是为国家培养上述高水平的工程建设者 。目前我国大量的高等院校属于教学科研型院校,师资力量没有科研型高校雄厚,但是又比高职高专的教学科研水平高,这一类高校的典型特点是有一部分科研人员有能力从事科学研究活动,又有一部分教师具有丰富的工程实践经验。如何充分发挥他们各自的才能很重要,对于科研型教师,学校应该减轻其教学任务,给予他们更多的时间进行科研工作,以便创造出高水平的科研成果。而对于工程实践经验丰富的教师,学校应该利用其特长,让他们承担专业课的教学工作,使学生在学校中便能学到将来实际工作需要的专业知识,实践表明,这一类教师深受学生们的喜爱,也提高了学生的专业技能。 (三)高职高专类院校的作用 国家的基础建设不但需要高水平的科学技术人员、高水平的管理人员,同时需要大量的具有专业技能的技术工人。我们国家过去一直忽略高等职业技术教育,造成的直接后果就是相比欧美发达国家我们的高级技术工人匮乏,所以高职高专院校应该充分发挥其培养技术工人的特长,为社会培养合格的技术工人,在科教兴国的战略中发挥基础作用。 三、如何为国家培养各类建设人才 虽然我们国家现在有多所土木工程类高等院校,每年也为社会培养大量的本科、专科、硕士博士研究生,但是由于部分院校盲目扩招,造成高校师资力量不足、管理松散、教学质量低下等后果,所以只有提高办学质量才能真正意义上为国家培养合格的建设人才。 (一)建立合理的人才培养模式 高等学校人才培养模式直接影响人才培养质量,学校应该统一规划,制定出科学的人才培养模式。 1.学校领导应当高度重视人才培养模式重要作用,校领导应作为人才培养模式制定的牵头人组成高效精干的班子从事此项工作,同时要在人员、资金等方面给予大力支持。 2.制定人才培养模式的班子成员中既要包括学校领导,又要有长期从事教学管理的老师,更要包括从事教学活动的一线教师和学工人员,他们更了解学生的情况。 3.人才培养模式的制定要建立在大量的调研基础上,要根据学校的实际情况,赴国内或者国外相应专业的土木工程类院校进行调研,这样才能了解当前国内外先进的人才培养模式以供参考。同时要到毕业生就业单位例如科研院所、设计院、施工企业进行调研,以了解当前社会对毕业生的需求情况,更加有针对性的制定人才培养模式。当然这个过程中也要和学生和教师进行沟通,了解他们对人才培养模式的意见。 4.人才培养模式一旦制定,就应该严格按照其要求执行,这样才能从制度上控制人才培养的质量。当然,已经制定的人才培养模式也不应该一成不变,应该随着实际情况的改变做出相应的调整。 (二)加强师资队伍建设 高等学校的优秀任务就是人才培养,而人才培养的关键是高水平的教师队伍,为此,应从以下几点加强师资队伍建设。 1.从观念上认识到人才引进、师资队伍建设的重要性。高校要发展,要培养人才就必须吸引能够培养人才的教师来学校任教。所以要充分认识人才引进乃发展所需,师资队伍建设上的投入物有所值。 2.对于师资力量不足的高校,人才引进是行之有效的办法。为提高科研水平,可以引进国内外专业领域的大师学者,这些学者的引进常常能带动一个团队一个学科的整体发展,这对学校科研实力的提升效果明显。为提高学生培养素质,可以从相应专业的工程单位聘请经验丰富的工程师、管理者定期或者不定期为学生上课讲学。 3.在人才引进的同时,要加强已有师资队伍的建设,根据学科发展的实际需要,将相关专业的教师派往国内外高等学校进行学习,以提高其教学科研能力。对于生产实践性强的学科可派相应的教师赴工程单位进行学习锻炼,进一步提高专业技能。 (三)提高教学管理水平 学校的教学管理水平将直接影响学校的教学质量,高效的教学管理是培养人才的保证。为此应该做好以下几点: 1.提高领导的教学管理水平。为了提高教学管理水平,要求由熟悉教学规律的人员领导教学管理部门,并不是所有的专业人士都可以从事教学管理工作,所谓术业有专攻,教学管理也是一门很大的学问,领导水平的高低对管理的成效影响很大。 2.配备精干的教学管理人员。教学管理虽然是管理工作,但是不能认为就是制定学分、登录成绩等简单的工作,要提高教学管理水平,人员的水平就得提高。某些高校把高水平人才的家属安排到教学管理这样的岗位工作是很不合适的。 3.严把教学关。所谓教学,就是教授与学习,应该意识到教与学同等重要,这就要求一方面专业教师要努力提高自己的专业技术水平和教学能力,同时教学管理部门也应该根据专业的不同给予专业教师充分的自由完成自己的教学工作,过分严格的要求反而会限制教师,这对提高教学水平是不利的。另一方面,作为学习主体的学生要充分利用宝贵的大学时光,努力学习,提高自己的能力,为将来毕业之后参加工作打下坚实的理论基础。这就需要全体教学和管理老师课上课下向学生宣传努力学习的重要性,同时学生自己也应该意识到努力学习是大学阶段最重要的任务。 4.倾听教师和学生的声音。如果想把教学管理工作做好,管理者就不应该坐在办公室里闭门造车,要不定期举行一些座谈会,邀请相关专业的教师和学生参加,将教师和学生反映的意见汇总,持续改进自己的工作。 (四)为学生提供广阔的锻炼平台 由于土木工程专业技术性很强,所以为了提高学生的专业技术能力大多数学校开设了大量的专业基础课和专业课,这样平时学生基本上把时间都投入在专业课学习上,但是社会需求不只是专业知识,它需要的是懂专业的复合型人才,所以专业课的学习,学校应该为学生提供广阔的平台展示自己的才华和锻炼自己的能力。 1.学校应该积极支持学生参加全国大学生数学建模竞赛、电子设计大赛、结构设计大赛等比赛。对于有兴趣参加比赛的学生,学校应派出专业的教师进行指导并组队参赛。这样既提高了学生的科技创新意识,同时也扩大了学校在专业培养方面的影响力。 2.丰富学生的课余文化生活。学校可以由主管学生工作的部门如学工处、分团委主办一些形式多样的主题活动,让广大学生参与其中,例如各种主题晚会、体育比赛。这样既丰富了学生的课余文化生活,不至于他们去网吧打游戏,同时也在活动中锻炼了学生的交际能力,这一点在学生踏入社会之后是很重要的。 (五)创造良好的实习机会 土木工程类专业是实践性很强的专业,这就要求学生打下扎实的理论知识基础,能够有机会将自己所学与实际工程相结合,这样学习效果会更好。大量的土木工程类专业毕业生踏入社会之前,普遍存在看不懂图纸、无法和生产实际相结合的问题,使我们意识到了问题的严重性。不过当前高校普遍遇到了实习难的问题,为了将来学生毕业之后能够更快进入工作角色,学校应该大力为学生创造实习的机会。为了能给学生创造良好的实习条件,学校应该与工程单位进行积极的沟通,建立适合学生实习的实习基地。这样就能使学生在认识实习和毕业实习的过程中学到实践知识。 四、结语 面对机遇和挑战,土木工程类高等院校应根据时展的需要,承担起历史给予他们的重任。首先不能只是表面上对国家和社会的需要积极响应,实际上仍然按照原来的思路故步自封,不思改革。其次,土木工程类高等院校在为国家培养合格建设者的同时也有利于自身的发展,可以提高其办学水平、科研能力,改善教师的工作条件和生活。最后,对于科教兴国,高等院校不能好高骛远,需要认清形势,根据自身的情况制定行之有效的方案,这样才能充分发挥自身的特点,最大限度为科教兴国战略做出应有的贡献。 土木工程类论文:土木工程类教师实践能力的培养与考核 [摘要] 土木工程专业的特殊性要求教师既要具备较好的理论教学水平,又要有较强的实践工程技能。然而目前土木工程专业教师中有实践经验的专业教师严重缺乏,教师对工程生产一线的施工管理、质量技术要求等专业知识了解不够,专业技能和实践教学能力很难适应培养高等技能型人才的需要,对这一问题产生的原因进行分析,探讨其解决的方法就显得尤为重要。 [关键词] 土木工程教师;实践能力;关键问题;实施方案;目标考核 改革开放以来,我国国民经济的持续高速增长,城填化进程日新月异、基本建设规模不断扩大,为我国工程建设提供了千载难逢的发展机遇,中国已成为世界上建筑业最活跃与最繁荣的地区,建设规模和速度高居世界前列,有着相当规模的高坝水库、大型港口、高速公路、大跨度的桥梁和高层大跨建筑都陆续建设,它不仅为社会创造了巨大的财富,也为社会提供了大量的就业机会。作为人才培养的高等院校,为土木建筑业输送适应社会需要的专业技术人才是当务之急。“工欲善其事,必先利其器”,要适应并能够承担社会对土木建筑业人才需求培育的重任,首先必须建设一支强大的面向土木工程实践的师资队伍。然而,以目前建工类学院的师资现状而言,距离社会对面向实践的土木建筑业人才培养的要求有较大差距,本文将对此进行探讨。 一、加强土木工程类教师实践能力培养的必要性 (一)具备实践经验的教师数量偏少 由于高校建筑类学院的青年教师大多数都是刚从学校毕业的硕士或博士,几乎没有教学实践经验,在课堂上很难把学科知识转化为教育知识,教学能力普遍比较弱。以笔者课题调研某学院为例,土木工程专业的专任教师有28人,其中35岁以下的青年教师有21人,占到专任教师的75%。这些青年教师中有“双证”和有相关企事业单位工作经历的只有5人,绝大多数教师没有参与过实际的工程单位的项目,没有经历过建筑项目一系列的实践锻炼。特别是青年教师,大多数是刚从学校毕业的硕士或博士,一毕业就走上大学讲台,在课堂上很难把学科知识转化为教育知识。实践技能型教师较少,而理论教学型人才却偏多,直接影响受教育者的实践操作能力,达不到本科教育人才培养目标的要求,具有“双师”素质的教师比例更低于实际需求,从而失去专业教育人才培养的意义。然而我们对此现象的关注度却很低,更多关注的是学生实践能力的培养和高职类院校教师的工程实践能力的培养。事实上,随着信息化和工业化融合时代的到来,作为培养高层次人才的高等院校,提高教师尤其是青年教师的社会实践能力和教学实践能力尤为重要[2]。社会实践经验和教学实践经验的缺乏,直接导致青年教师难以真正实现学术独立,在教学上,常常照本宣科,无法将理论知识与实践联系起来,难以让学生接受新知识,更无从谈创新。因此,积累社会实践经验、提高专业教学实践能力是青年教师教学能力培养的重要途径。 (二)专业教师与实验教师能力不均衡 近年来高校实验室的仪器设备和实验技术手段也在更新换代,精密仪器越来越多。这对于土木工程专业教师有着较高的要求,按照人才培养方案,有许多专业理论课程中安排了一定比例的实习课程。然而我们的专业教师普遍存在着实践经验不足,缺乏指导实验或实习的能力,而实验和实习指导教师又在专业理论方面功底不足,只能指导实验或实习,而不能胜任专业理论教学,单纯依靠实验指导教师,又无法将理论课知识融入到实验指导 中,这种状况不利于教学质量的提高。加之计算机技术的普及和使用,对传统的实验内容、实验方法、实验手段都产生了广泛的影响[3],对土木工程的专业教师要求更高了,既要把知识传授给学生,又要把先进的实用的技术让学生掌握,充分锻炼学生的动手能力、操作能力。如果专业教师不加紧进修实践知识,是难以胜任工作岗位要求的。 (三)培训管理制度建设不完善 在高校日常教学管理中,我们关注较多的是学生实践能力的培养,而忽视对教师社会实践经验和教学实践经验的培训,直接导致教师特别是青年教师难以真正实现理论与实践相合。同时学校也没有制定相应的措施,学校作为培养教师实践技能的主体,行之有效的培养制度是建设一支懂工程技术的教师队伍。但大多数高校建筑类学院都没有建立相关培训制度,也没有建立与企业合作培养教师实践技术的相关制度。 二、土木工程类教师能力培养的方法和考核制度 目前各高校在落实人才战略,加快建设具有教师资格和专业技术素质和能力的“双师型”教师队伍建设等方面都相继出台相关政策,目的在于提高教师的专业技能、实践教学和产学研究之间的结合水平。那么该如何培养土木工程专业“双师型”和教师实践能力,笔者认为可通过采取以下措施。 (一)建立完善的培训计划和方案 组织教师到建筑工程企业单位实践,建筑类学院应制订相关培训方案,有计划的选派教师在相关的单位进行挂职锻炼。事先确定好对口的企业和单位、进行组织选派,也可由教师本人根据本人授课性质与企业或相关单位直接联系,报学校和学院备案。以笔者所在学院为例,本学期将安排青年教师到建筑设计院、监理公司、房地产公司、造价公司、工程检测等单位进行为期半年脱产的专业技能训练。另外,应完善教师实践培训基地的建立。学院要加强建筑设计院、监理公司、房地产公司、造价公司、工程检测等单位相关单位合作,建立长期实践培训基地,保证青年教师有稳定的实训基地,更新教师实践教学的知识技能,提高青年教师实践教学的综合素质,并有计划地安排教师参加实践培训。 (三)出台相关的考核管理制度 目前青年教师大多数没有参加过建筑企业相关单位的实践锻炼。为此,学院出台了相关管理文件,要求凡1970年1月1日以后出生的教师必须申请报名参加挂职锻炼,并将这个要求作为今后教师晋升专业技术资格的必备条件,充分发挥职称评审的导向作用。对于参加实践培训的青年教师,我们出台了具体挂职锻炼的考核要求:一是对参加培训时间作了严格要求,即在一年内不能少于3个月;二是加强过程监控。学院将组织人员对参加培训的教师进行过程监控,培训结束后由培训单位给出评价鉴定;三是培训完成后的要求,即完成制作一套工程实践和撰写不少于2 000字的实践锻炼的总结报告。通过挂职锻炼、参加实际项目的具体工作,可以第一时间了解到自己所从事专业的最新技术等方面信息,在提高自己的同时,也能促进教学。 针对“双师型”复合人才缺乏的现状,把社会上相关专业的精英聘请进来,可弥补教师队伍实践经验不足的缺陷。比如说,我院建筑专业和模具专业就吸纳了社会上的高级工程师,经过二、三年的培养,他们都成为了本专业的相关骨干教师,在专业建设中取得了很好的带头作用[4]。 (四)实践培养的保障措施 学院根据需要,安排到相应的建筑设计院、监理公司、房地产公司、造价公司、工程检测等单位进行专业技能训练。通过专业实践,教师可以了解自己所从事专业目前设计、施工、监理等的现状和发展趋势,在教学中及时补充反映生产现场的新技术、新工艺;教师也可带着教学中的一些问题,向有丰富实践经验的工程技术人员请教,在他们的帮助下提高推广和应用新技术开发的能力。这种模式也为提高土木工程专业教师的“双师”素质,提供了最佳的实践途径。具体措施:一是由系主任作为本专业“双师型”教师队伍建设的第一负责人,负责拟定本专业教师工程技术培训计划,并组织具体实施。二是一般安排在寒、暑假以及教师无教学任务的时间进行培训。参加培训时间一般不低于3个月。三是专业课教师要积极承担实践教学任务,在指导课程设计、毕业设计和实训教学中,要结合实际,在建设专业教室(实训中心),过程中提高教师的专业实践能力和技术开发能力。四是加强校内、校外教师实践基地的建设,每个专业方向至少建立一个稳定的教师实践基地。 土木工程类论文:继续教育类土木工程专业实践教学质量保障机制研究 摘 要:继续教育是教育的重要组成,也是保障工程技术人员更新知识、掌握的新技术的主要方式。实践教学是工程类专业的重要组成部分,建立与完善实践教学质量保障体系,落实实践教学质量监控,是保障工程类专业继续教育质量的保证。本文结合井冈山大学继续教育类土木工程专业在实践教学质量保障体系的实践,从教学内容、规章制度、师资队伍、实验室和实践教学基地几个方面进行了讨论。 关键词:继续教育;实践教学;质量保障机制;探索;实践 工程类专业知识更新迅速,继续教育可以保证工程技术人员跟上时代步伐,在终身教育中具有不可替代的特殊地位和作用。继续教育类土木工程专业教育以适应社会需要为目标,以培养工程和技术应用能力为主线,构建学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征,构建课程和教学内容体系,重视学生的工程应用能力的培养。目标是培养符合市场需要的工程师,最突出的特征是具备较强的实践动手能力。要培养较强的实践动手能力,必须有一套科学合理的实践教学体系。 一、构建科学合理的实践教学体系 土木工程专业具有实践性强的特点,培养的学生应具备从事施工、设计、监理等工程能力。实践教学体系分别有各类实验、实习、设计和社会实践以及科研训练等多种领域和形式,这些是培养学生创新能力的重要环节,是专业课程教学的重要组成部分。土木工程的实践教学体系见表1。 继续教育类学生相对一般大学生的特点是有着一定工程实践经验,学习主动性和针对性强。从2007年起,井冈山大学继续教育类土木工程专业每年根据土木工程专业的发展情况,根据学生反馈意见,结合培养目标,对培养方案进行不断完善,加大实践教学环节,以适应社会新的需求。主要体现在:一是加大实践教学环节比重,实践教学内容从2007年的29学分增加到2010年的44.5学分,且实践教学内容还将继续增加,逐步实行本科教学3+1模式,即最后一年的学生在实践单位学习,真正做到理论和实践的结合,不断提高学生的动手能力;二是调整学时学分对应关系,将实践学时学分由原来与理论学时学分一致的16:1调整为32:1,加大了实践学时所占的比重;三是不断加大学生创新性实验计划项目申报的扶持力度,从2008年期学校每年资助50项大学生创新实验项目,每个项目从3000~5000元不等,从政策和资金上为大学生参与课外科技活动创造条件。 二、完善质量保障机制的规章制度 (一)制定程序文件 程序文件是教学管理的重要组成部分,包括各种有关教学的规章制度,教学过程记载等。从2007年开始,建立了齐全的实践教学计划、实践教学质量考核体系、教学大纲、实践教学指导书、实践记录、实习报告、实习单位鉴定表、实习成绩、实结等,用来规范各种教学行为,指导各种教学活动,对违规的以及未达到要求的教学行为起到约束作用。 (二)实施全程管理 实践教学过程管理是一个动态的过程,它的每一阶段都是相互关联、相互影响的。通过建立了不同层次的检查制度,对实践教学进行随时检查和监控。建立信息反馈制度,以征求意见、问卷和调研等形式,收集实习企业、学生、检查负责人和指导教师对实践教学的评价及意见,并认真分析,对后续实践教学提出改进建议。 (三)建立激励机制 为了让广大师生对实践教学有足够重视,适应实践教学体系的要求,建立一套有利于实践教学体系正常运行的激励制度。 三、加强实践教学师资队伍建设 建设一支具有较高技术应用能力的师资队伍,是实践教学体系能够顺利实施的重要保证。 积极鼓励教师从事生产实践,更新知识结构,增加实践经验。规定教师在企业工作期间,视同完成额定教学工作量。以为政策导向,鼓励和督促教师向“双师型”素质发展。到目前为止,拿到国家注册结构师、注册建造师等专业执业资格的老师占到全体教师的30%。 充分利用资源,建立一支相对稳定的来自行业的具有丰富实践经验的兼职教师队伍,对于保障实践教学也是必不可少的。聘任兼职教师是改善学校师资结构、加强实践教学环节的有效途径。兼职教师可以给学校带来生产、管理、科研第一线的新技术、新工艺及社会对从业人员能力素质的新要求,可以将丰富的实践经验传授给学生,同时还可以通过他们的纽带作用加强与企业的联系与合作。 四、实验室建设 专业实验室是应用型本科教育实践教学体系的物质保证,是实践教学体系的重要组成部分。建设高质量的专业实验室是培养高层次应用型人才的必备条件。 整合教学资源,加大资金投入,完成工程测量实验室、建筑材料、力学实验室、土工实验室和数字建造实验室等9个专业实验室建设,建设面积1000平方米,投资300多万。同时改革实验教学内容,减少验证性实验,增设设计性、创新性和综合性实验,使学生通过实践教学环节培养,不断提高综合素质。 五、实践教学基地建设 实践教学基地为实践教学提供了良好的、能适应岗位需要的、规范有序的实践场所。实践教学基地分为校内基地和校外基地校内实践基地建设。 (一)校内实践基地建设 加大投入,建立校级实验实践中心,争取升级为省级实践中心,中心全天向教师、学生开放。 对学生开放:一是实验、实训项目对学生开放,学生可根据教学进度以及自己的时间安排,进入实验或实训室,完成教学计划要求的实践教学环节。二是要保证学生创新需求,设计学生专用开发性实践活动空间,为学生参加大学生电子竞赛、挑战杯等活动提供条件。 对教师开放:一是为教师的科研开发工作提供研究条件和空间。二是积极鼓励教师从事实验和实训项目的研究与开发工作,不断充实实践教学环节内容,提高实践教学的质量。 (二)校外实践基地建设 校外实践基地在土木工程人才培养过程中具有举足轻重的作用。继续教育学生具有较好的社会资源,在校外实践基地的建设过程中,充分利用继续教育学生的资源,与校外实践基地建立良好的联系,可以丰富实践教学的内容,提高实践教学的档次,为技术应用能力和职业素质的培养提供良好的物质条件。井冈山大学建立10个校外实践教学基地,很好地完成了土木工程的现场实践教学,培养了学生的实践动手能力。校外实践教学基地的功能主要有以下几方面: 1.认识实习(见习) 认识实习主要是到施工现场进行参观性的实践教学过程。特点是让学生初步了解相关工序,教学时间短,教学方法以讲解为主,学生不需要动手操作。目的是使学生对相关理论有感性认识,加强对理论知识的理解和认识。 2.专题实习 专题实习是指在完成校内教学计划之后到独立的某项专题实习的教学过程。特点是教学时间长,目的是培养学生的综合素质和独立工作能力,完成某一专题的实习,对所学的课程进行综合检验。 六、结语 在井冈山大学继续教育类土木工程专业实践教学体系实践中,充分发挥继续教育类学生的主观能动性,取得了良好的成绩,保证了继续教育类土木工程专业毕业生的质量,受到学生和用人单位的好评。 土木工程类论文:土木工程专业施工类课程实践性教学环节的研究 摘 要:土木工程专业施工类课程传统的教学模式与社会实际脱节严重,在调查分析了国内多所院校土木工程专业的教学现状后,对该课程提出了实践性教学的思路,并采取多项措施改革教学方法,取得了较好的效果,为同类课程的教学改革提供了有益的经验。 关键词:施工;实践性教学;应用型人才 1 引言 施工类课程是土木工程专业重要的专业必修课。土木工程专业的任务是培养一线急需的高级工程技术应用型人才。毕业生今后去向主要集中在土木与交通工程行业的施工、监理、造价咨询、建设管理等部门,这些部门的工作内容要求毕业生能够科学合理编制工程施工组织设计和工程概预算,以提高工程管理水平,加强质量控制和投资控制。 为了适应社会对毕业生的工作要求,围绕三个思路“以职业能力培养为重点”,“工作中上手快、动手能力强”,“教学内容与社会需要同步”,开展了一系列的教学研究和教学创新,旨在通过该类课程的实践性教学提高教学效果进而带动相关学科的课程建设。 2 国内施工类课程的教学现状 施工类课程是和我国的经济性质和企业管理模式密切相关的。几十年来,我国的经济方式发生了从计划经济到商品经济再到市场经济的巨大变化,施工技术和工程概预算的内容不断更新,而该类课程在教学模式上并无同步的改革发展,具体体现如下: 1.纯理论教育模式。空对空的说教,学生对理论难以深刻理解和接受,对岗位需要的施工管理能力和预算编制能力严重欠缺。学生毕业后上手的时间需要6个月以上甚至更长,社会企业之间的竞争愈演愈烈,毕业生如此之长的上手时间难以满足社会需要。 2.教材更新严重滞后社会需要。调查了国内十余所高校土木工程专业的相关教材,教材所选的工程实例及原理性的内容,与当前工程实际严重不符,保守分析,教材内容至少滞后社会实际十年。 3.师资队伍的建设不能满足实践性教学的需要。由于进人体制的原因,高校难以接收到具有丰富工程实践经验的人才充实到教师队伍,这是国内众多高校在土木工程专业无法有效进行实践性教学的重要原因。 3 课程实践性教学的方向与措施 在深刻了解了该课程传统的教学模式之后,作者结合社会需要对该类课程进行重新定位。施工类课程是基本建设计划、招投标、设计、施工、监理等各项管理工作的重要基础。通过相关课程的学习,学生应掌握利用现代施工组织技术进行各个建设项目科学合理组织施工工作,掌握工程定额的查阅使用,熟练使用预算软件,合理编制建设工程概预算,为今后进入社会迅速进入职业状态打下良好基础。为此尝试对该类课程进行实践性教学,采取了如下措施: 1.通过大力引进具有实际经验的高级工程人才,建立一支年富力强的双师型教学队伍。 2.改变原来的枯燥的纯理论教学,用生动的工程实例来阐述理论,便于学生理解和掌握,能在工作中灵活运用所学知识。在讲究因材施教的基础上,利用实习让学生选择一座中型规模的桥梁工程和一栋中小型规模的房屋建筑工程作为实践性教学的实例,并将图纸发放到学生手中,作为补充教材。 3.引进目前企业界广泛使用的预算软件系统进行教学,提高学生使用预算软件编制预算的能力。 4.在理论学习和工程实例学习到一定程度时,按照工程实际的要求,安排4周的时间,要求每名学生完成施工组织和概预算的课程设计。在课程设计过程中,有指导教师进行指导,更重要的是要求学生广泛查阅大量资料,联系当前社会工程实际完成课程设计任务。 5.在日常的课堂教学中,除了把书本理论讲授给学生,还把工程图纸和预算的最新编制规则做重要的讲解,既让学生更深刻理解了有关理论知识,还提高了解决工地实际问题的动手能力。 4 课程实践性教学效果的分析 目前,本课程的教学改革推行了3年,受到了广大学生和社会用人单位的一致好评。随着本课程改革的不断深入,必将带动相关课程的连动,学生所学的内容不再与社会脱节,真正达到培养高级土木工程应用型人才的目的。 摆脱了传统的理论说教,课堂教学气氛活泼。 学生对“触手可及”的工程实例更感兴趣,对理论的理解更透彻,印象更加深刻。工作岗位需要的看图、计算、施工管理等动手能力大大加强。在学习过程中还把其他相关课程知识贯通理解,学生能够在学习中主动查找大量文献资料来解决工程实例学习中出现的各种问题,培养了学生的学习能力。 例如在造价课中引入目前工程企业普遍使用的预算软件进行教学,学生能够使用预算软件合理编制预算文件。学生在企业实习时,单位同事还以为是毕业几年的熟手,他们完全没有想到学生接受的是这样一种先进的实践性教学。 我院的学生广泛就业于我国的基建行业,包括房屋建筑系统、公路建设系统、水利水电建设系统、铁路建设系统等,主要从事具体的施工技术、管理、监理、工程造价等工作。 通过调查了解,目前社会上用人单位反馈的意见良好,普遍认为我院毕业生是非常实用的应用型人才,既掌握了较强的理论知识,更具备了较强的动手技能,所学的知识与社会完全接轨,很明显的特点是比其他院校的毕业生在工作中上手快,体现了教学内容与教学手段对社会的适应性。 5 实践性教学需持续改进的地方 土木建筑行业是我国的重要产业之一,在国民经济中所占比重较大,国家相关的政策法规不断更新完善,企业的管理模式不断变化,对人才的要求日益提高。如何适应新形势下对土木工程人才培养的需要,完善施工类课程的实践性教学工作,是一个值得继续探讨和研究的重要课题。通过该方向课程的实践性教学探索,认为有如下几个方面需要不断改进和加强。 1.坚持不懈地建立一支双师型教学队伍,使教师始终站在该行业的最前沿,这是培养高级土木工程应用型人才的关键。 2.为与社会接轨,需要不断加强对教学讲义和相关资料的改进,逐步摆脱教材的局限性,把最新的理论知识传授给学生,同时特别注重实践能力的培养,这是培养高级应用型人才,培养教学应重点把握的方向。 3.预算文件的编制早已脱离了以前的手算阶段而进入电算阶段,广大高校的土木工程专业应增加投入,配置相关的软硬件,供学生学习,以适应社会需要。 土木工程类论文:高职院校土木工程类专业“123”人才培养模式的探索与实践 摘要:高职院校土木类工程专业“123”人才培养模式的改革是创建具有高职特色人才培养模式的重要探索。硅湖职业技术学院推行土木工程类专业“123”人才培养模式的改革,摸索出土木工程类专业“123”人才培养模式的内涵、推行土木工程类专业“123”人才培养模式的目标和意义。其内容为优化课程体系,调整课程结构、重组课程内容、改革教学方法和手段、改革教学评价体系,逐步实现学生所学知识、技能和企业岗位需求“无缝对接”。 关键词:123人才培养模式;课程体系;教学模式 一、引言 关于人才培养模式的探讨,教育部在1998年下发关于深化教育改革,培养适应21世纪需要的高质量人才的意见》和2006年下发的《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中,将人才培养模式表述为“学校为学生构建的知识、能力、素质结构,以及实现这种结构的方式”。传统的学科型人才培养模式,导致培养的人才知识面较窄、专业素养和专业技能薄弱以及适应能力和创造能力不能满足地方经济发展需要和企业一线需求。因此,对高职院校土木工程类专业人才培养模式进行探索,具有重要的现实意义。近年来,硅湖职业技术学院对高职类专业人才培养模式进行了一些有益的探索和实践,本文就硅湖学院土木工程类专业开展的“123”人才培养模式改革进行系统地阐述。 二、土木工程类专业“123”人才培养模式的内涵 硅湖职业技术学院土木工程类专业“123”人才培养模式的内涵为:“1”是指高职特色完全学分制的体系下,以满足企业多样化人才需求和学生自身发展需求来确定的互交互融的课程体系;“2”是指实施典型工程案例平台下的项目化教学和双师联动授课的教学模式;“3”是指三层次实践性教学体系的构建。 三、推行土木工程类专业“123”人才培养模式的目标和意义 1.推行土木工程类专业“123”人才培养模式的目标。一是打造多样化的课程体系,使学生在保证主修专业培养质量的前提下,通过选修辅修专业、订单专业或通过跨类跨系跨专业选择多样化的课程,进一步加强人才培养的灵活性与个性化。二是改革教学模式,推行典型工程案例为载体、体现“教、学、做”一体化特点的任务引领、项目驱动教学模式,突出“职业能力训练”的中心地位,缩短“所学”与“所用”之间的差距。三是改革课程考核体系和教学评价体系,将课程考核体系由“理论考核”为主体向“形成性考核”为主体转变,将教学评价体系优秀指向由“老师讲得好不好”向“学生练不练得好”转变。 2.推行土木工程类专业“123”人才培养模式的意义。推行“123”人才培养模式改革可以发挥该模式在培养“多样化”、“复合型”人才上的机制优势,解决“所学”与“所用”的问题,真正实现学生技能与企业岗位需求的“无缝对接”,进而有力地推动和保障高职教育教学改革。 四、土木工程类专业“123”人才培养模式的具体实践 2007年,硅湖职业技术学院经江苏省教育厅批准成为该省首批学分制试点单位。2009年,学院在试行两年学分制的基础上,全面实施高职特色的完全学分制,制订了与学分制相适应的管理体制和运行机制,并着手进行了课程标准建设、体现工程过程的课程体系建设、体现“教、学、做”一体化的项目引领、任务驱动式教学模式改革。经过近3年的努力,土木工程类专业在人才培养模式的创新研究上取得了一定成效,积累了一定的经验。 1.构建学分制条件下的土木工程类专业“123”人才培养课程体系。通过与行业、企业共同合作,经过深入的社会调研,以及对岗位职业能力分析,打造主修专业的优秀课程体系和辅修专业、订单专业和拓展类课程的任选课程体系,促使人才培养规格由“单一型”向“合格+特长型”转变。通过优化课程体系,使学生成为“厚基础、宽口径、活方向”的创新复合人才,以满足地方经济发展需求,实现学校培养与用人单位需求的“无缝对接”。 2.以典型工程案例为载体的项目化和双师联动授课的教学模式改革,是将土木工程类专业优秀课程,围绕同一个工程案例进行课程教学设计和开展教学活动。项目化教学模式是将教学内容和要求转化为若干个有实用价值的工程项目,在特定的教学环境中,学生在教师的组织和引导下,围绕完成该项目而开展的从理论到实践的教学活动;双师联动授课教学模式是校企深度合作的产物,是指校企双方安排教师和工程技术人员共同讲授同一门课程的不同内容,来自生产一线的工程师主讲实践性较强或新材料、新工艺、新设备等内容。
道路设计论文:城市环线道路设计论文 1设计标准的选择 1)道路性质的定位。太原市环线道路规划为快速路,根据现行《城市快速路设计规程》要求快速路地面段由中央分隔带、快速机动车道、主辅分隔带、辅助车道、侧分隔带、非机动车道以及人行道组成,其道路宽度一般在65m以上,而主线连续性主干路,在地面标准段红线宽度可以控制在50m~59m,保证车道数与车辆正常通行的情况下,减少了道路红线宽度。由于受现状条件的影响,太原市环线大部分区段若按照严格的快速路标准,征地拆迁工作将十分艰巨,考虑工程的建设规模与经济性,环线道路按照主干路标准设计。 2)分层次选择不同交叉形式。四条环线道路所组成道路作为一个整体,在四条道路相交的节点,交通采用互通立交进行转换,对相交主干路采用主线上跨或者被交道路下穿的分离式立交形式,对于城市路网比较密集,相交道路相邻较近的路段采用主线连续上跨,根据路网及两侧用地情况设置上下行匝道,以增强跨线桥与地面路网之间的联系。 3)行车速度。城市环线主要把城市中大量的长距离、由快速需求的车辆作为服务对象,设计车速60km/h,既满足了主干路的通行需求,又为道路设计中各项指标提供了更宽泛的选择空间(同时也满足快速路的最低要求),决定了工程的建设标准,对建设的规模与投资起着至关重要的作用。保证了资金能合理确切的发挥作用与效益。同时可以减少与高架部分辅道、相交道路之间车速转换的加减速段长度,为车辆在环线与相交道路转换中提供了便利。 4)设计年限。设计年限包括计算交通量增长年限以及确定路面结构而采用的计算标准当量轴次的基准年限[2],《城市道路工程设计规范》中规定了城市主干路设计年限为20年。而在确定道路横断面车行道宽度时,远期交通量的年限是道路设计年限的指标。根据对太原市环线建设交通模型分析,近期中环道路建设后,胜利桥、长风桥及兴华街、胜利街、旧晋祠路、滨河东路、和平路、建设路交通流量明显降低。东西向的南中环与北中环,高峰小时最大单向断面流量分别达2435pcu/h;南北向的西中环与东中环,高峰小时最大单向断面流量分别达1475pcu/h,对南北、东西方向干道分流作用明显。环线远期交通量预测在预测末年高峰小时最大单向断面流量分别达9804pcu/h,根据交通量预测结果,设计年限20年的标准是比较适宜的。避免过长预测期中交通量增长率不确定带来的预测增长量过大或者过小的可能,同时也避免了预测期过短带来建设规模过小,节点方案选择不当的弊端。当然,随着太原市环线道路的建成并投入使用,设计年限的选择标准将得到进一步检验。 5)道路横断面形式。为了保证太原市城市环线道路交通功能的道路服务水平,保证较高的平均车速以获取道路断面最大的通行能力,道路断面的设计不仅需要考虑主线直行的连续快速,同时要尽量减少两侧的进出口设置带来的汇流车辆对直行车辆的干扰,解决好快速直行车辆与驶出、汇入慢行车辆以共存所需求空间,在道路断面中增加了集散作用的辅助道路。辅助道路一般是专供机动车出入环线以及为其他交通服务的道路[3],快速路的辅路需要与快速路主线分割,而太原市环线道路采用主干路标准设计,通过增加机动车道数目,在直线主线两侧增加相应的车道来汇集沿线单位车辆,在指定的出入口与主线直行车道分流、合流,同时也为公交提供交通服务,一般设计车速为40km/h,环线直行车道作为城市主路。在同一板块通过不同的交通工程措施如限速标志、标线等实现主辅道路的差异化使用及管理。太原市环线主、辅路的布置形式主要采用两种形式,第一种为平面展开即地面共板设计。具体布置为:10m人非共板(3m人行道+1.5m树池+3.5m非机动车道+2m机非分隔带)+17.5m机动车道(0.5+3.5+3.25×4+0.5)+4m中央分隔带+17.5m机动车道(0.5+3.5+3.25×4+0.5)+10m人非共板(2m机非分隔带+3.5m非机动车道+1.5m树池+3m人行道)=59m(见图1)。第二种为一层主线高架(或下穿),另一层为地面辅道分层布设。 10m人非共板(3m人行道+1.5m树池+3.5m非机动车道+2m机非分隔带)+11m机动车道(0.5+3.5+3.25×2+0.5)+8m中央分隔带+11m机动车道(0.5+3.5+3.25×2+0.5)+10m人非共板(2m机非分隔带+3.5m非机动车道+1.5m树池+3m人行道)=50m(见图2)。实际太原市环线道路是在两种大的形式下的混合型,设计是根据环线道路给定的红线宽度以及道路两侧拆迁等因素,充分论证后选定的。尤其采取主线上跨、地面辅道分层布设的形式是在现有用地、拆迁条件受限以及相交道路等级、密度等建设条件共同考虑下而选用,虽然高架投资大、对环境有影响,但是通过高架桥下的辅道可以充分的沟通两侧地块,方便周围单位及居民出行。道路中间带与两侧带:太原市环线道路地面共板段中间带均按4m,高架段根据桥梁下部需求设置为8m,两侧带在功能上不仅是道路机动车道系统与非机动车道系统的分界线和隔离带,同时还有控制道路两侧沿线单位、区域与主线连接出入口的作用,避免行人和非机动车进入,两侧带的宽度结合道路绿化要求以及城市设施如照明、公交站台、公共自行车等需求,在用地充足的情况下可以适当的加大宽度,但考虑城市土地的节约使用,两侧带的宽度应当控制在合理宽度。同时太原市环线道路两侧分隔宽度设置为2m~2.5m。 主路车道数及宽度:主要取决于交通量预测的流量,由于环线道路高架路建设工程量大,大部分为桥梁结构,加宽车道不仅结构难以处理,还需要现在预留用地及管线位置。因此太原市环线道路设计主线高架采用双向六车道是必要的,近期服务水平可以相对高些,随着时间的推移,城市车辆的增加,道路交通量及密度的增加,道路服务水平等级会相应变化,逐渐降低,为达到平均车速、服务水平与密度的最佳比例关系,在交通量预测末期,其最大服务水平应当控制在三级即稳定流状态,密度不大于32pcu/(km•ln),根据交通量预测太原市环路需要八车道~十车道,主线宽度14.25m~17.5m。 2结语 本文通过对太原市城市中环线道路设计的分析,结合城市环线道路的设计特点,从环线道路标准、交叉形式、设计车速、设计年限,横断面布置等标准方面进行了探讨,以上只是笔者对太原市环线建设设计中的部分总结,对于类似道路建设的标准选取仅供参考。 作者:郝世杰单位:太原市市政工程设计研究院 道路设计论文:山区风电场内道路设计论文 1道路设计规划选线 由于山区地形地质条件的变化,风机布置各异,道路设计规划选线应因地制宜,总体而言,根据具体的风场条件进行道路设计规划选线工作。在进行设计规划选线之前,应当首先确定项目建设规模、道路采用等级、主要技术标准等。场内道路的设计规划选线方式而言,大致有两种,“集中式”选定一条或几条线直接将所有风机串连;“分散式”先选定主线,再连接支线到各个风机;或两者兼而有之。龙塘山一期工程场内道路布置采用了“集中式”与“分散式”相结合的思路,尽量减少新建场内道路的开挖,利用原有道路实施。龙塘山一期风电场共安装33台风机,场内道路全长20.395km。场内道路分别编号为1#~33#线;1#线串连了10#、12#、15#、19#、20#、22#风机,此为“集中式”;同时1#线为主线,其余道路均为支线,此为“分散式”,且1#线控制着所有支线的起点高程,确定了1#线即控制了所有支线的坡度,最大限度保证了道路运输的功能要求。总之,山区风电场道路设计规划选线遵循“控制造价又能满足功能要求”的原则,最大程度优化道路设计,通过对场区地形的认真研究,选出最经济合理的线路方案。同时设计规划选线应充分利用现有公路与地物,减少征地,避开军事、基本农田、坟墓等敏感设施和建筑物。 2道路设计标准 目前风力发电机组单机容量主要为1.5MW和2.0MW两种,一般厂家都会给出《风力发电机组运输技术规范》,道路设计的标准需分析此规范后选定;山区风电场道路设计标准主要参照四级公路实施。山区风电场道路设计主要采用的要素:平曲线半径、最大纵坡、道路宽度等。(1)平曲线半径。四级公路平曲线最小半径采用30m,极限值15m;山区风电场道路的平曲线最小半径一般采用35m,且道路转弯处8~25m范围内不得有不可移动的障碍物;道路圆曲线半径小于或等于250m时,应根据风机叶片长度及运输要求设置转弯段加宽,在土石方工程量大的区域,加宽值应尽量取小值。道路加宽时,只加宽行车道,路肩宽度保持不变。道路平曲线半径在条件允许时亦可适当放宽,运输更加安全。(2)最大纵坡。四级公路最大纵坡采用9%,困难地段可增加1%;山区风电场场内道路最大纵坡采用12%,一般路段尽量控制在8%以内;便于运输车辆的正常通行,同时道路纵坡变更处,应设置竖曲线,竖曲线最小半径一般为300m,竖曲线设置还应满足叶片运输要求,以叶片不剐蹭地面和车底板不碰地面为基本原则。(3)道路宽度。四级公路可采用双车道或单车道;山区风电场场内道路原则上采用双车道,路基宽度一般取6.0m;地势平缓路段亦可采用单车道加错车道的形式,路基宽度可取4.5m;路基两侧设置土路肩宽0.5m。(4)路基路面。山区风电场场内道路路基路面应根据沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计,保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性。路基断面形式应与沿线自然环境相协调,避免深挖、高填对环境造成不良影响。一般情况下,土质路堑边坡,当其高度不大于20m时,坡率一般为1∶0.75~1∶1.5;石质路堑边坡,当其高度不大于30m,无外倾软弱结构面时,坡率一般为1∶0.1~1∶1。地质条件较差的边坡应适当放缓或辅以工程措施进行治理,作为专项进行处理。填方路基均采用土石回填,填石路基边坡坡率一般采用1∶1.3、填土路基边坡坡率一般采用1∶1.5。对于陡峭或高填方路段可采用衡重式挡土墙或护脚墙。路堤基底应清理和压实,路基压实度应符合表1的要求。山区风电场场内道路路面原则上以泥结碎石路面为主,基层采用15~30cm厚填隙碎石,面层采用12cm厚泥结碎石面层;特殊路段可采用加铺碎石或硬化路面的方法处理,防止车辆打滑。(5)路基排水。山区风电场场内道路路基排水应充分利用地形,根据线路走向、坡度等合理设置土质排水沟、截水沟和涵洞,迅速引排,防止水土流失堵塞沟涵和诱发路基病害。(6)沿线设施。视距不良、急弯、陡坡等路段应设置必要的标志,路侧有悬崖、深谷、深沟等路段应设置安全设施。 3施工注意事项 (1)高填方路基。龙塘山一期工程场内道路施工过程中,部分路段为高填方路基,需选用合适的填料,进行分层碾压。场内道路开挖料多为软土,石料较少,对碾压要求较高,选用适合的填料碾压就成为制约高填方路基的难点,最终通过对路基开挖料、风机基础以及周边料场开挖料的层层剥离选取,降低了填筑高度,严格控制碾压遍数,才圆满地解决了填料不足的问题。因此在规划设计选线时应充分考虑当路基开挖料不能满足填筑要求时需设置足够的取料场。(2)边坡开挖。龙塘山一期工程场内道路施工过程中,部分路段开挖边坡较为破碎,地质情况不明。此时应尽量避免高边坡的开挖,特别是减少在破碎段路基中开挖顺层边坡;同时在边坡坡顶设置截水沟,路基上顺势设置边沟与涵洞,将边坡来水迅速引排,避免雨季道路边坡冲刷失稳。(3)挖淤换填。龙塘山一期工程场内道路施工过程中,存在部分路段淤泥下沉的情况,需置换后方可保证路基的稳定,一般采用“抛填大块石、挤压淤泥”的方式进行处理,直至路基不再沉降;若继续沉降,则路线应选择绕避,避免不必要的处理带来建设投资的浪费。 4道路典型设计案例 通过表2汇总了近几年部分山区风电场道路设计方案,对道路设计主要参数进行对比。各风电场道路的差异是客观存在的,但好的方案一般都遵循以下设计思路。(1)风场道路布线设计结合现场实际,尽量连接成片,减少道路长度和穿越村庄的几率。(2)道路宽度确定考虑永临结合,一般满足大件运输要求控制。(3)减少砌体工程,尽量以挖填平衡为主,条件允许时可适当增加开挖量。(4)山区风电场场内道路长度基本与风机数量一致,平均1台风机需要1km支线道路连接。(5)路基开挖量大概在1~2万m3/km。(6)道路建设投资大概在50~100万元/km之间。 5结语 在山区风电场道路的设计施工过程中,通过对场区地形的认真研究,采用合理的标准进行道路设计规划,严格控制施工,遵循“控制造价又能满足功能要求”的原则,将使工程费用和进度得到有效的控制。 作者:赵康龙单位:中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司 道路设计论文:道路设计规划管理论文 论文关键词:园林道路;设计;规划 论文摘要:园路是园林绿地中的重要组成部分。园路的规划,直接影响到园林绿地各功能空间划分的合理与否,人流交通是否通畅,景观组织是否合理,对园林绿地整体规划的合理性起着举足轻重的作用。本文对园林绿地中道路的作用、类型、功能及原则进行了探讨,并提出了园路规划中应注意的问题。 园林道路是园林的组成部分,起着组织空间、引导游览、交通联系并提供散步休息场所的作用。它象脉络一样,把园林的各个景区景点联成整体。所以,它具有与人行道路相同的交通功能外,还有许多特有的功能和性质,了解这些能和性质,有助于更好的设计。 一、园林道路的作用 (一)划分园林空间 园路规划决定了全园的整体布局。各景区、景点看似零散,实以园路为纽带,通过有意识的布局,有层次、有节奏地展开,使游人充分感受园林艺术之美。中国传统园林“道莫便于捷,而妙于迂”、路径盘蹊”、“曲径通幽”等都道出了园林道路在有限的空间内忌直求曲,以曲为妙,目的在于增加园林的空间层次,使一幅幅画景不断地展现在游人面前。 (二)引导游览 园林无论规模大小,都划分几个景区、设置若干景点,布置许多景物,而后用园路把它们联结起来,构成一座布局严谨,景象鲜明,富有节奏和韵律的园林空间。所以,园路的曲折是经过精心设计,合理安排的。使得便布全园的道路网按设计意图、路线和角度把游人引导输送到各景区景点的最佳观赏位置。并利用花、树、山、石等造景素材来诱导、暗示,促使人们不断去发现和欣赏令人赞叹的园林景观。 (三)丰富园林景观 园林中的道路是园林风景的组成部分。蜿蜒起伏的曲线,丰富的寓意,精美的图案,都给人以美的享受。而且与四周的山水、建筑及植物等景观紧密结合,形成“因景设路”、“因路得景”的效果,而贯穿所有园内的景物。 二、园路的类型 园路的基本类型有:路堑型、路堤型、特殊型(包括步石、汀步、磴道、攀梯等),在园林绿地规划中,按其性质功能将园路分为: (一)主要园路 联系全园,是罗林内大量游人所要行进的路线,必要时可通行少量管理用车,道路两旁应充分绿化,宽度4-6m。 (二)次要园路 是主要园路的辅助道路,沟通各景点、建筑,宽度2-4m。 (三)游息小路 主要供散步休息,引导游人更深入地到达园林各个角落,双人行走1.2-1.5m,单人0.6-1m,如山上、水边、疏林中,多曲折自由布置。 (四)变态路 根据游赏功能的要求,还有很多变态的路,步石、订步、休息岛、礓、礤、踏级、磴道等。 三、功能与特点 (一)组织空间,引导游览 在公园中常常是利用地形、建筑、植物或道路把全园分隔成各种不同功能的景区,同时又通过道路,把各个景区联系成一个整体。这其中浏览程序的安排,对中国园林来讲,是十分重要的。它能将设计者的造景序列传达给游客。中国园林不仅是“形”的创作,而且由“形”到“神”的一个转化过程。园林不是设计一个个静止的“境界”,而是创作一系列运动中的“境界”。游人所获得的是连续印象所带来的综合效果,是由印象的积累,而在思想情感上所带来的感染力。这正是中国园林的魅力所在。园路正是能担负起这个组织园林的观赏程序,自游客展示园林风景画面的作用。它能通过自己的布局和路面铺砌的图案,引导游客按照设计者的意图、路线和角度来游赏景物。从这个意义上来讲,园路是游客的导游者。 (二)组织交通 园路对游客的集散、疏导,满足园林绿化、建筑维修、养护、管理等工作的运输工作,对安全、防火、职工电话、公共餐厅、小卖部等园务工作的运输任务。对于小公园,这些任务可以综合考虑,过于大型公园,由于园务工作交通量大,有时可以设置专门的路线和入口。 (三)构成园景 园路优美的曲线,丰富多彩的路面铺装,可与周围山、水、建筑花草、树木、石景等景物紧密结合,不仅是“因景设路”,而且是“因路保景”,所以园路可行可游,行游统一。 除以之外,园路还可为水电工程打下基础和改善园林小气候。 四、园路布局设计原则 (一)因地制宜的原则 园路的布局设计,除了依据园林建设的规划形式外,还必须结合地形地貌设计,一般园路宜曲不宜直,贵在合乎自然,追求自然野趣,依山随势,回环曲折;要自然流畅,犹若流水,随地势就形。 (二)满足实用功能,体现以人为本的原则 在园林中,园路的设计也必须遵循工人行走为先的原则。也就上说设计修筑的园路必须满足导游和组织交通的作用,要考虑到人总喜欢走洁净的习惯,所以园路设计必须首先考虑为人服务、满足人的需求。否则就回导致修筑的园路少人走,而园路的绿地被踩出了园路。 (三)园路的环绕性,切记设计无目的、死胡同的园路 园林工程建设只能感的道路应形成一个换状道路网络,四通八达,.道路设计要做到有的防矢,因景设路,因游设路,不能漫无目的,更不能使游人正在游兴时“此路不通”,这是园路设计最忌讳的。 (四)综合园林造景进行布局设计的原则 因路通景。同时也要使路和其他造景要素很好的结合,使整个园林更加和谐,并创造出一定的意境来。比如,为了适宜青少年好立宪的心理,宜在园林中设计羊肠捷径,在水面上可设计汀步;为了适宜中老年游览,坡度超过12°就要设计台阶,且每隔不定的距离设计一处平台以利休息;为了达到曲径通幽,可以在曲路的曲处设计假山、置石及树丛,形成和谐的景观。 五、园路规划中应注意的问题 (一)现代园林中,由于设计师或某些个人主线,将本身很美的自然地形埋成一马平川,使园路失去立面上的变化,或将平面堆成“坟堆”强硬的使园路“三步一弯,五步一曲”。 (二)园路布局形成有自然式,规划式和混和式三种,但不管采用什么园路形式,最忌讳的是断头路,回头路。除非有一个明显的终点景观和建筑。 (三)园林绿地规划中园路所占面积,比例不适应,造成交通不便,造成人们行路挤占绿地现象。如:北京西单广场是一个繁华的商业区中的广场,每天人流都很多,但其中设计中绿地草坪战坪占有很大的面积,园路穿插其中只占很小的比例,游人难免要踩踏草坪,影响景观效果。相反,某些规划设计中,又过多规划园路,形如蜘蛛网,不仅影响景观效果,同时给建筑投资也加大了负担,还于生态不利。 (四)某些园路交叉口设计不合理,夹角太小,未考虑转弯半径。人们为了方便,往往踩踏草坪。有些交叉口相交路数量太多(如四、五条),造成人们在路叉处无所适从的现象。 (五)某些园路在与环境的处理上,不是很适宜。如与园形花坛相切,建筑物入口集散广场处,相交路口偏重量一侧,道路与水体驳岸紧贴布置等。 结束语 严格执行规划规范,合理布置园路所占面积,满足园路功能要求。加强自身艺术素质及业务素质,避免矫揉造作,使道路规划设计真正体现功能美与艺术美的和谐统一。 道路设计论文:模块运输道路设计论文 1双层钢筋混凝土路面结构设计 1.1面板长度钢筋混凝土路面,在荷载相同的情况下,随着面板长度的增加,面板底部的弯拉应力及钢筋所受应力均小幅度增加。与板宽相似,板长又不宜太短。通过数值分析可以发现,板长在5m左右时,面板底部及钢筋所受拉弯应力较小,且随板长继续变短,面板及钢筋所受应力基本不再变化,故面板长度设为5m,路面端部及交叉口长度根据实际情况调整为4.5m或5.5m。 1.2板厚依据规范,二级重型道路面板厚度为220mm~250mm。在荷载相同的情况下,面板越厚,面板底部所受的压应力越小,为满足模块运输道路载重的需要,取模块路面板厚度为250mm。 1.3配筋模块运输道路面板纵筋及横筋均采用HPB2358mm的光圆钢筋,基层为素混凝土。3)钢筋网间距。下层钢筋网与底板间距越小,钢筋网的抗拉能力发挥越充分,钢筋混凝土面板的承载能力越强;上层钢筋网与顶板距离越小,钢筋与混凝土共同作用的效果越明显,越能有效抑制面层裂缝的发育。数值分析结果也表明,随着两层钢筋网间距的不断增大,混凝土面板及钢筋的所受拉弯应力急剧减小,因此,在保证混凝土保护层的前提下,应尽量增大两层钢筋网片的间距[2]。为最大限度的增加模块道路抗弯拉性能及抵抗路面开裂的能力,扣除每侧50mm的保护层厚度,设定双层钢筋网的间距为150mm。 2双层钢筋混凝土路面面板脱空错台预防 模块道路主要承担核电模块运输任务,核电模块属于高精密设备,如果路面板出现脱空错台等现象,可能对模块造成致命的损伤,因此路面设计时必须对此给予充分的考虑。错台是混凝土路面经长时间重压后出现的主要问题之一,修复费用高,并且很难从根本上解决,修复后短时间又会出现断板等问题,因此在设计、施工时都要格外重视。 2.1环境因素由于核电厂的特殊性,一般均坐落在沿海地区。沿海地区降雨量大,而混凝土路面不可避免的需要设置胀缝和缩缝,如果胀缝和缩缝在施工完成后处理不当或处理不及时,雨水很容易沿着这些缝渗入基层。雨水渗入基层后,在重载作用下形成较大的水压力,在车辆行驶过程中,高压水不断冲蚀基层,慢慢造成基层与面层间脱空,最终导致错台。为避免路面出现错台,施工过程中应及时对胀缝和缩缝进行处理。混凝土路面缩缝切割完成后,及时用聚氯乙烯胶泥填充,避免泥土、小碎石进入缩缝后影响灌缝质量。胀缝施工时,用塑料泡沫板做临时填充,待混凝土达到设计强度后,拆除泡沫塑料板,底部灌210mm的天然橡胶或氯丁橡胶,顶部40mm设置经过防腐处理的泡沫橡胶板。 2.2地基不均匀沉降核电模块重量大,如果地基处理不好,在模块运输车辆的反复碾压下,路面很容易因为地基不均匀沉降出现错台等问题。为防止地基不均匀沉降造成错台的发生,在设计上模块路从地基处理到上部结构设置均采取了有效措施。模块道路路基必须经过强夯处理,压实度达到96%,平整度达到(+10mm,-20mm)后,方可进行上部结构施工。面层以下设置3层结构层,分别为250mm压实度不小于96%的5%水泥稳定级配碎石层,250mm压实度不小于98%的6%水泥稳定级配碎石层及150mm的C15素混凝土层。同时,在纵向施工缝处设置拉杆(如图1所示),增强面板间的整体性,拉杆采用14螺纹钢筋,长度为700mm,置在板厚中间。 2.3交通量和载重交通量和载重是混凝土路面产生错台最主要的外在因素,交通量大、载重大,路面出现错台的可能性就高。在胀缝与缩缝处设置传力装置,可有效降低因交通量和载重产生错台的可能性。胀缝与缩缝均设传力杆,传力杆采用32光面钢筋,长度为500mm,设置板厚的中部;传力杆的一端应先涂防锈漆一层,然后涂以润滑油(油脂类矿物油),外面以塑料薄膜包住(或以塑料套套住),以便传力杆能在混凝土中自由滑动,膨胀传力杆涂油脂的一端应留出空隙30mm,以Q235B硬聚氯乙烯套管套住,空隙处油灰填塞,有套筒的一端应交错布置(见图2)。 3结语 本文对核电厂模块运输道路的路面结构设计及针对路面错台的设计做了详细的说明。核电作为清洁能源,是今后我国能源领域重点发展对象,模块运输道路的设计及施工质量对核电发展有着举足轻重的作用。为了使模块道路更好的为核电建设服务,今后需要我们对该领域进行更加深入和详细的研究。 作者:张占斌董培鑫单位:中建二局土木工程有限公司北京城建勘测设计研究院 道路设计论文:稳定性分析下的道路设计论文 1道路设计方案 1.1道路平、纵断面设计 道路全长369.078m,平面线形为直线。全线设变坡点1个,纵坡分别为2.486%、2.71%,竖曲线半径为2500m(凸型)。道路竖向设计标高基本都与规划标高一致,满足片区详细规划要求,同时主要技术指标均满足规范要求,高程系采用85国家高程基准。 1.2道路横断面设计 横断面设计以道路中线标高作为为设计标高,路幅布置为:7.0m(双向车道)+2.5×2m(人行道);其中,为保证正常排水,机动车道向外倾斜坡度为1.5%,人行道向内倾斜坡度为2.0%。 1.3路基设计 在软土地基上修筑路基若不加处理或处理不当,往往会发生路基失稳或过量沉陷导致公路破坏或不能正常使用,减少公路的使用寿命[2],因而路基的设计是十分关键的。对本道路而言,路基挖方边坡按1∶1放坡,填方按1∶1.5放坡,但在特殊路段,比如:①鱼塘路段:必须先将池塘水抽干,清除底层软土层,然后回填50cm中粗砂,最后按路基填筑要求进行回填土的分层回填和碾压;②松填土路段:根据地勘报告,道路沿线场平松填土方压实度不能满足路基压实度要求,故需对场平松填土进行翻挖再分层碾压(翻挖处理路段若有夹层种植土、垃圾土需完全清除再进行换填),翻挖后按路基填筑要求进行回填土的分层回填和碾压,以满足路基压实度等相关技术要求。 1.4路面设计 (1)路面结构设计。该工程所在区域道路自然区划为Ⅳ4区,属于闽浙沿海山地中湿区。根据要求,路面设计使用年限为10年,中等交通等级,地基回弹模量取30MPa。众所周知,行车载荷和自然因素对路面的影响是随深度的增加而逐渐减弱的;因而对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随着深度的增加而逐渐降低。为适应这一特点,城市道路路面的结构应该是多层次的。此外,道路两侧采用花岗岩路缘石密缝砌筑,直线路段路缘石长度为99cm,曲线路段采用异性条石,长度为30~50cm。(2)道路无障碍设计。为了方便残疾人通行和使用该城市道路,体现以人为本的原则,根据规范要求,本项目需在道路路段人行道、道路交叉口、人行过街设施、公交车站等设施处进行无障碍设计以满足视力与肢体残疾者以及体弱老人、儿童等出行的需要。 1.5雨水排水设计 排水设计是市政道路设计的重要组成部分。本路段雨水排水设计综合考虑了该地区地形地貌条件以及降雨强度等因素,设计将雨水自西向东排放,分别排入纵二路、总部七路、纵三路管道系统,随后沿横一路北侧明渠排入现状翔安大道西侧明渠,最终向北排入下潭尾湾。其中,排水管道按满流设计,管径DN500,最小流速0.75m/s。 1.6交通工程设计 交通工程的设计内容主要包括路段范围内交通标志及交通标线的设计。其总体原则为:以保障交通安全畅通、行车有序、低公害的基本设施为要求,本着“以人为本”的设计理念,按照道路交通工程的设计原则,为道路交通参与者提供正确、可靠、适时的交通信息为目的。本工程中,交通标志以及交通标线的设计均秉承着上述设计理念,在遵循国家及业内相关强制性标准的前提下,结合拟建道路的具体工程条件,尽可能地满足人们对出行的要求,以配合达到快速、安全的疏导车辆和行人的目的。 2路基稳定性分析 2.1有限元模型的建立 在软土地区修建城市道路,路基的边坡的稳定性问题是值得深入探讨的。本文基于有限元强度折减法,考虑复杂的地层条件,对填方路基的稳定性进行分析。鉴于所讨论的问题是对称的,此处可以只取路基某横断面的一半进行分析,坡顶地面超载取20kPa,建立有限元计算模型如图1所示。计算时采用15节点三角形单元模拟土体;网格划分采用细的粗糙程度,并在坡脚处做绕点加密处理,共划分了546个单元,形成4513个节点。 2.2计算结果分析 图3表示坡肩处水平位移随强度参数折减倍数(即计算安全系数)的发展曲线。从图中可以看出当折减倍数为1.940时,曲线接近水平,表明土的强度参数降低到该值,土体已经破坏,因而可取此时的强度折减参数为路基最终的安全系数,即1.940。同时,从图中也可以看到,最终的安全系数1.940要远大于软土边坡规范规定的1.2的安全系数,表明对拟建道路路基的设计处理可以保证路基边坡的稳定,从而确保该道路的安全稳定。图4所示为边坡破坏时的位移增量云图,从图中可以比较明显地判断出边坡最先发生失稳破坏的位置。与大多数素土边坡发生失稳破坏的模式相近,本路基边坡的潜在滑裂面为贯通坡顶至坡脚的圆弧形滑裂面,坡脚处会出现应力集中,施工时需要加强保护。 2.3填方高度对路基稳定性的影响 为了研究填方高度对路基稳定性的影响,现设五种不同的计算方案,各方案中路基的填方高度各不相同,而有限元模型的建立方法及参数取值均与3.1节所述一致,通过有限元强度折减法得到各方案下路基的安全稳定性系数如表5所示。图6表示路基安全系数随填方高度的变化曲线,从图中可以看出,随着填方高度的增加,安全系数逐渐减小,并且,其减小的幅度是越来越小的。这表明为了增强路基的稳定性,应该适当减小填方的高度,但是当填方高度本身较大时,减小其高度,安全系数变化不明显。 3结论 本文基于具体的工程实例,对软土地区某城市道路的设计要点进行了比较详细的分析,同时采用有限元强度折减法对路基边坡的安全稳定性进行了探讨,结果表明本文对拟建道路路基的设计处理可以保证路基边坡的稳定,从而确保该城市道路的安全正常使用。此外,分析研究表明路基的安全系数随填方高度的增大而逐渐减小,当填方高度较小时,减小较快,当填方高度较大时,减小缓慢。 作者:沈福单位:厦门翔安投资发展有限公司 道路设计论文:立交形式道路设计论文 1方案设计的原则 根据总体规划、南沙河沿岸道路的性质及在路网中承担的功能,结合本项目建设标准和特点制定了以下的路线设计原则:1)路线线位应根据道路红线和规划线位执行,需要避让拆迁或工程实施难度较大的路段线位进行局部调整。2)立交范围内合理采用技术指标,尽量减少拆迁,减少用地。3)保持平曲线形的均衡和连续,尤其是道路中段与相邻段落的衔接,以及平曲线位需要偏移处保持顺适,规划线位若存在小偏角和短直线应根据规范要求加以优化以满足要求。4)利用原有老路段可适当降低线形指标,避免对老路进行大幅度的改造。5)相交道路的线位应与规划相符,近期实施方案应近远期结合,预留远期实施的条件,近期接顺现状道路。对两侧的街坊出入口应结合本工程的实施予以交通组织,保证居民或企事业单位的正常进出。 2工程方案设计 2.1设计标准 1)道路等级:城市次干路;2)道路绿线宽:单侧30m;红线宽:单侧12m;3)主线设计车速:30km/h;辅道设计车速:20km/h;4)桥梁设计荷载:城—A级;5)桥下净空:机动车道净高3.5m;非机动车道净高2.5m;高架桥上跨青年路、双塔西街机动车道净高4.5m;6)地震设防烈度:8度,设计基本地震加速度为0.20g。 2.2方案设计 根据道路的性质定位,在设计标准上要保持“快速与连续”的基本特性,这就要求与相交道路采用“上跨或下穿”的方式通行。南沙河位于城市中心地带,采用上跨方式势必影响到城市的整体景观,而采用下穿方式则会对排水条件产生不利影响。而该道路的最大特点是在解放路与青年路之间河道北侧为迎泽公园,其作为太原市最大的综合性文化休闲公园,景观性要求高,这就要求在道路与景观两个方面找到一个平衡点,以利二者的共同协调。在各种因素综合考虑下,道路采用半互通立交形式下穿双塔西街(西)、新建路、解放路、并州路、东岗路、建设路、双塔南路;采用半互通立交形式上跨青年路、双塔西街(东),采用隧道形式穿越迎泽公园区间;采用分离式立交形式下穿北同蒲铁路、石太铁路、太行路。详情如下:双塔西街、新建路、解放路、并州路、东岗路、建设路:在节点处设下穿通道满足机动车、人非系统的直行需求,外侧设右转辅道与相交道路连接(见图1)。该方案的优点:沿线途经城市中心地带,景观性要求高,实施下穿方式不会破坏道路景观的整体性,且在下穿节点处设置小型泵站排入河道,以解决排水出路问题。解放路、青年路、双塔西街段:该段长度1030m,现状河堤高于两侧地形4m左右,根据沿线拆迁情况,设如下两种方案:方案一:南、北沿岸隧道起于解放路,终于解放路与青年路区间中段(公园区域东),然后道路上跨青年路、双塔西街,最终与并州路连接。直行车辆均采用右转辅道与相交节点联通。对于青年路、双塔西街两个节点距离近,相距240m,交通组织设计方案把两个节点作为一个交叉口考虑,仅在节点外侧设置辅道,由南向东、由东向北的交通流经由青年路与双塔西街交叉口转向实现。北沿岸隧道中段在迎泽公园处设置出入口,以满足公园车辆出入;南沿岸隧道中段在牛站西街设置出入口,以满足社会车辆出入。隧道顶部设置景观绿化带,其人非系统布置于景观带范围内,与开放式的公园浑为一体(见图2)。该方案优点:道路线形指标较高,高架桥的设置可减少沿线的拆迁。缺点:高架桥设置于城市中心地带,其景观性较差,人非系统在青年路及双塔西街节点处容易拥堵,交通组织性较差。方案二:南、北沿岸隧道起于解放路,终于双塔西街,该段长度1030m,隧道顶部设置景观绿化带,其人非系统布置于景观带范围内,途经节点设人行通道以满足人非系统直行需求。对于青年路、双塔西街两个节点距离近,节点之间无法设置右转辅道,仅在节点外侧设置,其交通组织方式同方案一。该方案优点:道路整体采用隧道的形式减少了对城市景观的影响,人车分流,交通组织性较强。缺点:由于河道存在弯急现象,隧道线形指标差,且长距离隧道须增设紧急停车带、管理用房及机械通风等设施,且增加拆迁量。北同蒲铁路、石太铁路、双塔南路、太行路:根据周围地形地势,采用分离式立交形式下穿节点。永祚寺路:该节点与南、北沿岸道路采用平面交叉。该段作为城乡结合部,结合周围建筑及地形情况,并考虑该区域范围以区域交通功能为主,故采用平面交叉形式。 2.3排水设计 2.3.1雨水设计标准暴雨强度公式:q=1446.22×(1+0.867lgP)(t+5)0.796。设计重现期:路面P=3年;下穿通道P=10年;综合径流系数:立交通道Ψ综合=0.9,其他Ψ综合=0.6。2.3.2设计原则1)根据排水规划,排水体制采用雨污分流制;2)合理确定汇水面积,尽可能采用高水高排、低水低排;3)雨水排除遵循分散、就近排除的原则;4)各下穿地道汇水范围内的雨水排除尽量考虑自排入河道,如无法自流排除,设泵站抽排;5)充分利用现有排水条件和设施,结合排水规划,统筹考虑;6)排水管线的布置以规划道路为载体,走向及竖向设计依据排水系统及道路纵向设计,尽可能做到排水顺畅、埋深适当、障碍物少、容易实施。2.3.3排水方案按照《太原市排水专业规划》,本次南沙河两侧道路的路面雨水分段就近排入河道,在建设路以东区域雨水重力流自排入河,在建设路以西,分别于双塔西街、新建路、解放路、东岗路(建设路与其合用)立交节点处设全地下式雨水泵站,泵站进水管接自通道最低点,通过泵站排入南沙河。 3存在问题 两个方案中均设有隧道,方案一隧道长度约500m,方案二隧道长度约1030m。根据《公路隧道通风照明设计规范》,对于方案一可不设机械通风,自然通风条件即可;方案二须设置机械通风,采用诱导型纵向通风方式,射流风机的数量设置满足火灾工况下隧道内通风,同时满足隧道稀释空气污染物和交换次数的需要,这就要求隧道净高在通风条件下满足通行,势必要加大净高尺寸,增加结构埋深。这样对两侧地形地势的衔接增加了设计及施工难度。且方案二中须增设隧道管理用房及紧急停车带等设施,这样对沿线两岸现有建筑势必会产生拆迁影响。 4结语 以上两个设计方案均满足设计规范要求,在技术上都是可行的,各有其优缺点。需要在以后的深化设计过程中从各项技术指标、工程投资、施工难度、拆迁情况以及社会反馈信息等方面进行深入细致的综合对比,以确定最佳设计方案,并对排水设计方案优化,以提供合理且可靠的排水出路,确保城市防洪防涝的安全。既满足道路使用功能,又不影响河道抢险防洪要求。 作者:高廷梁单位:太原市市政工程设计研究院 道路设计论文:沥青道路设计论文 1石排镇现状路网 石排镇现状城镇道路整体指标良好。已经形成由石崇大道、石排大道(镇区段)、东园大道、龙腾路、石横-石洲大道(镇区段)等构成的“一环两横两纵”路网骨架;但是道路建设级配不合理,城镇次干道建设滞后,导致城镇开发主要沿主干道进行,马路经济特征明显,城镇内部联系不畅通;道路系统建设不完善,存在很多断头路;支路直接进入主干道的主车道,干扰严重,静态交通组织较为混乱,对人行交通干扰较大[2]。近年来石排镇加大路网建设的投入,先后完成了一批道路的升级改造及道路新建,路网的完善对城市面貌的提升产生了积极影响,但道路材质的选用不当,严重加剧了镇财政负担。 2石排镇路面材质选择的原则 道路材质的选择,不仅关系道路的寿命、资金投入、还关系到日后的养护成本。材质的选择必须具备长远眼光,应根据当地的气候、地质结构、道路的设计标准、财政实力等因素多方面考虑。 2.1因地制宜 因地制宜选择道路材质,就是要结合前期的勘探资料,设计相应的路基工程,根据路基的实际情况,确定道路的材质。对于地基处理种类多,处理方法复杂的路面,由于存在处理不彻底或施工单位偷工减料的情况,往往造成路基的沉降系数较大,道路建成使用后,较容易产生形变,根据对比,此类道路适宜使用沥青路面。而根据前期勘探资料,路基工程简单的道路,适宜使用混凝土路面。 2.2景观结合 城镇道路不仅具备道路通行的功能,还具有门户景观的作用。如果道路工程不注重选材和质量,甚至影响招商引资,从而对地方经济产生影响。对于城镇主干道路,由于承担门户功能,日常车流量大,道路路面修复对交通影响大,宜采用修复后能快速通车的沥青路面;至于次干道、村级道路,选用水泥混凝土路面已比较适。 2.3成本核算 政府工程,花的是纳税人的钱,在项目立项开始,就应该考虑成本核算,既要办实事办成事,也要节约有限的财政资金。石排镇目前的财政历史欠账比较多,财政压力非常大。因此道路材质的选择,一定要要处理好财政资金紧张的矛盾。由于纯沥青路面,虽然施工简便,但需要铺设的沥青量大,而沥青路面原料的成本是混凝土的2倍,在路基情况允许的情况下,本人因为,应将混凝土与沥青相结合,先铺设混凝土路基,在在表层铺设沥青,因为铺设混凝土再铺设沥青材质,不但能提升道路的稳定性和使用寿命,而且能减少铺设沥青的厚度,节约沥青材质的使用量。二者结合,既能达到道路美观效果,更能很大程度地节约投资成本。要么就尽量选择混凝土,将道路通行功能放在第一位。使有限的财政资金真正用到“刀刃上”。 3结语 在目前的道路设计中,由于决策机制的不科学,道路材质的选择遵从科学原则并不多,有些甚至成为权力寻租的途径,刻意选择费用高的材料,进行利益输送。或者一味追求短期景观上的效果,导致后续维护成本的不断增大等等问题。选择适合于当地的路面材料,对于行政管理人员,尤其是决策者,是很值得思考和研究的问题。道路作为政府工程最常见之一,尤其要重视成本效益分析,不仅追求短期的外观,还要考虑日常的养护。只有全面考虑,才能执政为民。 作者:邓金旺单位:东莞市石排镇规划管理所 道路设计论文:沥青路面结构道路设计论文 1沥青路面结构组合类型选择时需遵循的原则 1.1综合排水设计的原则在对沥青路面结构进行优化时,要做好路面排水设计,这样可以延长路面的耐久性,也可以增强路面的承载能力。南方地区,由于夏季雨水比较多,如果路面排水设计存在漏洞,很容易造成路面积水问题。另外,设计人员还要合理布局道路周围的排水设施,需要充分考虑路面结构组合设计。另外,在进行路面改建施工时,也需要结合实际,对道路排水系统进行更改,提高路面的防渗性以及路基的承载能力,使沥青路面结构组合设计更加优质。 1.2增加路面结构层功能性的原则沥青路面是道路施工中常见的类型,沥青这种材料的性能比较强,在设计其层面结构时,要注意提高路面的抗滑性以及耐磨性,还要提高路面结构的抗剪性以及抗拉能力。由于道路暴露在外界环境中,所以自然气候因素以及车载作用力对其质量影响比较大,如果面层材料的强度不高,粘结力不强,则会影响路面的整体质量,还会影响其功能的发挥。面层的等级越高,其承受车载的能力则越强。在城市快速路以及一级公路设计中,由于交通量比较大,所以设计人员需要增强路面结构层的功能,要选择优质的施工材料,提高混凝土面层的质量。沥青结构层一般是由细粒式沥青混凝土作为表面层,中、粗粒式沥青混凝土作为中下面层构成,既可有效防水又可保证强度,所以,优化路面结构层设计,应注意确保路面的刚度以及稳定性。 2沥青路面结构组合类型之间的影响 2.1各结构层荷载应用分布特点路面在投入使用后,其各个结构层会受到荷载作用力的影响,而且荷载的大小随道路结构层的深度而递减,在不同的层面中,需要应用不同的施工材料,这些材料的强度会随道路结构层的深度而减小。所以,在设计路面结构层时,需要以强度自上而下的递减方式进行组合,这种组合类型在沥青路面设计中应用较为广泛,而且收到了较好的效果。在对路面基层进行施工时,要充分利用施工材料,按照就近的原则多利用当地材料,这样有助于降低工程造价。在对沥青路面的组成材料以及构件进行重新组合时,要分析材料强度随深度的变化规律,当路面结构层之间的模量相差较大时,要注意控制结构层间的拉应力,如果其差值超过材料的承受范围,则可能出现沥青路面结构层断裂的问题。根据以往设计经验,土基与基层的模量之比需要控制在0.08~0.40之间,而基层与面层回弹模量之比需要控制在0.3,道路设计人员,在对沥青路面结构组合进行优化时,要避免出现拉应力过大的问题,要根据不同的结构层,选择不同的材料,只有掌握好各结构层材料变化规律,才能设计出最佳的组合方案。 2.2各结构层特性以及相互影响沥青路面结构是由多种材料构成,在不同的层面上,需要应用不同的施工材料,这样材料的强度以及影响有一定差异。在组合的过程中,要注意其相互之间的影响,消除各结构层特性的不利因素,并采用有限的措施,对结构层组合类型进行限制。在沥青混凝土道路工程中,经常会用到石灰以及水泥这类材料,其受温度影响比较大,如果施工工艺存在漏洞,会导致路面出现大量的裂缝现象,所以,设计人员需要采取有效的措施降低基层材料的收缩问题,可以增加细料含量,还可以增大结合料的剂量,从而降低反射裂缝出现的概率。设计人员可以适当增加面层厚度、设置沥青碎石缓冲层、设置应力消散层或吸收层等;在潮湿的粉土或粘性土路基上,不宜直接铺筑碎(砾)石等粗颗粒材料。必要时可在路基顶面设土工布隔离层,以防止相互掺杂而污染基层,或导致过大变形而使面层损坏。层间结合应尽量紧密,避免产生滑移,以保证结构的整体性和应力分布的连续性。沥青面层与半刚性基层或粒料层之间应设置透层沥青,根据施工条件如多层沥青层次能否连续施工、施工期内是否多雨等采取相应的层间结合措施。 3结语 道路设计是道路工程中的重要工作,随着我国城市建设速度的加快,道路建设工程越来越多,人们对道路的质量要求也越来越高,只有合理优化沥青路面结构组合,才能保证道路的使用功能,才能更好的满足交通量增加对路面质量的要求。 作者:张琳单位:广东中天市政工程设计有限公司 道路设计论文:基于安全防范的道路设计论文 1道路设计出现的安全问题 1.1道路线形设计不合理线形设计是道路设计的关键,也是难点。线形设计重点包括直线设计、曲线设计及其转角度设计。1)直线设计。直线设计的重点在于把握长度。因为直线太短会使人觉得交通混乱、狭窄,影响道路美观,并且浪费成本;反之,直线太长由于长时间等物注视,却会引起驾驶员的视觉疲劳,使驾驶员注意力下降,最终导致交通事故。2)曲线设计及其转角设计。其要求是弧度与当地地形相符,弧度过大,与直线长度过长同理,也会让人产生疲劳感;弧度过小,与地形不符,不利于道路的保养,会缩短道路的使用时间。另外,曲线转角度也是影响交通安全的因素之一。经过大量实验证明,曲线角度不合理,会让司机产生急转弯的错觉,影响了司机正常行驶,从而产生安全问题。 1.2道路宽度不合理在道路宽度设计中,必须与城市的大小、车流量等相一致。道路作为基础设施,使用周期比较漫长,不容易更改。如果道路设计过宽,会给人们带来不便,也造成了不必要的成本浪费,对城市的建设产生不利影响。然而,如果道路设计过窄,又会产生交通拥挤,在交通高峰期会导致堵车,容易发生交通事故。 1.3道路与桥面宽度不一致在设计过程中,如果没有考虑到如桥等不可更改的地物,设计的道路宽度与桥面宽度不符,行人在桥上或桥下行走的秩序就会变乱,特别是没有交通信号灯的情况下,很容易导致交通事故。 1.4道路设计规划不合理,造成视觉误差道路设计规划很重要,规划既要符合当地情况,又要有利于当地发展。重要的是,与地物的搭配,如果不够协调,会给驾驶员造成视觉上的误差,这也是导致交通问题的原因之一。 1.5道路与河流相互矛盾由于受地形限制,部分道路会与河流相接,此时必须处理好道路与河流的矛盾,如果道路受到河流的侵蚀,会影响道路的质量,而道路工程由于比较复杂,且为一个城市发展的基础设施,所以不可能随时更换,那么不协调的设计会缩短道路的使用周期,从而易发生安全问题。 2道理设计出现问题的防范措施 2.1认真进行实地考察1)地形、地物的考察。在道路设计之前,设计人员必须进行实地考察,对相关地形地貌充分了解,以完成设计总概貌。2)相关地物的测量。由于道路要与城市的其它设施相匹配,所以,必须对相关的建筑进行准确测量,并准确记录,保证数据的可靠性和有效性。3)对当地的人文仔细观察。除了具体的勘测,道路设计初期,也要对当地的人文进行有效观察,了解所在城市的人口基数、车流量,以及预测十年以内的发展程度和建设方向等等。因为只有充分了解一个城市,才能设计出与城市相配套的道路,也只有掌握精确的信息,才能保证道路设计的质量。 2.2设计人员的自我提高1)提高设计者的技术水平。设计人员是道路设计的直接实施者,所以必须不断提高设计者的技术,最直接、有效的方法是定期对设计者进行相关培训,在培训过程中,除了对设计者技术的高要求,还有使设计者了解当前的最新信息,完善自我,以达到与世界接轨的设计水平。2)保证设计者的最佳状态。由于设计属于艺术范畴,即使道路的设计与其它设计有一定的区别,但是设计者的灵感与状态却对设计成果的好坏有着重要影响。因此,设计者在设计过程中,应端正设计态度,以良好的精神状态完成工作,这样才能保证道路的设计合理、准确。 2.3保证设计图纸详细、明确,切忌模糊1)保证设计图纸的内容详细、具体。由于道路工程建设周期特别长,参与人数比较多,所以在施工中容易产生众说纷纭的现象,可能发生在错误思想的指导下,道路建设的失误。所以设计者在图纸中的内容必须非常详细,且不会产生歧义,这样能够给施工提供便利。2)保证设计图纸数据的精确性。设计图纸作为施工者的指南针,对于长度、宽度、角度等,要做到数据精确,切忌模糊不清,这样才能保证建设施工工程的质量。 2.4建立完备的设计体系,充分发挥各部门职能道路工程的重要性不言而喻,道路设计工作不可能凭借一个人的力量完成。为了保证好的效果,应建立完备的设计体系,从实地勘测、图纸设计、及后期审核等要做到清晰明确,以充分发挥各部门的职能,分工合理、相互合作。5.5利用先进的科学技术随着科学技术的进步,其现代化手段应用于各个领域。作为道路工程的基础阶段,道路设计由于自身的高要求性,更应该引进先进技术。现代化手段不仅节省时间,节约成本,而且能保证数据的精确性,所以在设计中,尽量采用先进的技术。 2.6做好道路设计的材料规划道路设计规划中也包括材料的使用。众所周知,作为基础设计的道路工程,对其材料的使用也有相对较高的要求。首先,必须采用优质材料来保证在较长的使用时间内道路的可使用性。其次,选用的材料要适合当地的特点,如耐高温或高寒等。总之,有效的材料规划也是保证道路安全的原因之一[3]。 2.7保证设计后的有效审核由于受到各种因素的影响和限制,比如设计人员的工作状态和技术水平等,设计后的图纸难免存在个别问题,所以设计后的审核就显得尤为重要,在设计稿完成后,要保证认真审核,绝不放过任何一个问题。 3优化道路设计的意义 1)有利于提高工作效率。优化道路设计,保证施工前的基础准备,能够减少施工中的问题,为施工提供了便利性,能够缩短工期,提高工程效率。2)有利于节约成本。合理的设计与规划提高了材料和人工的利用率,降低了不必要的时间和物质损失,以达到减少消耗、节约成本的目的。3)有利于工程质量提高。设计是工程的基础,只有好的设计才有好的工程。对工程规模、进度、材料的正确规划,可以大大提高工程的质量。4)有利于城市美观。优秀的道路设计与城市相依,既是城市的基础设施,也是城市的装饰。合理、整洁的道路会给人一种美观、大方、舒适的感觉。5)有利于保证道路安全。优化道路设计,与当地形成协调、良好配合,尽量降低驾驶员的疲劳感,以达到减少交通事故的目的。 4结语 道路工程与我国经济发展是相互依赖、相互促进的关系。作为城市的基础设施,道路工程质量的保证有利于城市向着繁荣发展,反之,没有经济的支持,道路工程又难以保障。为了提高道路工程的质量,我们必须在各个环节全力以赴,尤其在道路设计过程中,要充分考虑各种安全问题,并对可能出现的问题加以控制和防范。 作者:孔繁春单位:秦皇岛润恒公路工程咨询设计有限公司 道路设计论文:基于人性化的道路设计论文 1、市政道路线形设计 市政道路的线形设计对于城市道路的交通运输状态和使用质量有着直接的影响。市政道路优美的线形设计,不仅能够使市政道路和周围的自然环境相融合,消除司机的疲劳感,而且还可以为城市道路的交通运输和出行提供便利、安全的条件。从安全性和景观特色角度来看,市政道路设计不适宜采用直接的短线和漫长的直线,最好采用大半径的圆弧曲线,除了交通性干道和主干线道路不宜设计过多的转折之外,一般的市政道路都可以设计适当的转折。在市政道路上,设计较大的曲线,使道路沿线两边的自然景色和建筑物有所变化,避免长直线型道路的乏味感和单调感,缓解司机疲劳,防止出现交通事故。从环境美观和人性化理念来看,市政道路空间的视点是运动的、连续的,整个空间有着连续不间断的首尾,由一系列变化的构图组成,因此市政道路设计要以总体规划为中心,充分考虑环境和人性化理念,优化市政道路线形:立体线形和平面线形。在线形组合时,首先,在视觉上要能够良好的引导司机的视线,特别是在挖方边坡、反向曲线和急弯等位置要注意诱导视线,避免遮挡物遮挡司机的实现。其次,使纵断面线形和平面相平衡,合理设计平曲线和竖曲线半径,增加均衡感。最后,合理设置市政道路的横坡度和纵坡度,确保市场道路排水通畅,避免在凹形竖曲线顶部和凸形竖曲线底部出现急转弯平曲线。 2、市政道路横断面设计 市政道路横断面设计,要确保行人和车辆的交通通畅和安全,充分发挥道路绿化带的重要作用,和市政道路的特点和性质结合起来,和道路两侧的建筑物和自然环境相协调,同时要充分考虑到市政道路排水系统,确保雨水的及时排出,满足地下和地上管线的埋设。综合考虑市政道路造价、减少噪音、绿化遮荫、行车速度、行车宽度、交通安全、道路等级等多方面因素,在一些大城市适宜采用三、四幅路,在中、小城市,更适合设计使用价值较高的单幅路。市政道路和公路最大的区别在于行人比较多,因此人行道是市政道路不可缺少的一部分。基于人性化的市政道路设计要重点考虑无障碍设计,做好无障碍出入口、缘石坡道和盲道设置,充分体现出对残疾人的关爱。同时,在确保人行道的密实度和平整度基础上,采用防滑的铺装材料或者地砖,将市政道路人行道铺装成具有城市特色的图案,提高人行道的美感。另外,近年来,渗水人行道被广泛的应用在市政道路设计中,渗水人行道使雨水逐渐下渗到路基底部的土壤中,在很大程度上补充了地下水,有效改善人行道两侧植物生产的土壤,并且还有一部分留在人行道中,利用太阳的蒸发改善人行道的气候魂晶,减少道路扬尘污染,具有良好的吸尘作用。市政道路的非机动车道路设计,要根据市政道路的实际特点,有针对性的解决当前道路存在的问题。当前,在我国很多城市都存在着不同动力性能的车辆混行的问题,严重影响了城市道路的正常交通,特别是非机动车在行驶过程中经常受到机动车和行人的干扰,出行速度和安全都受到影响。根据不同城市对非机动车道路宽度的使用和设计经验,其宽度比较适合8.0m,6.5m,5.0m。市政道路的机动车道路设计,按照我国现行的市政道路设计规范,可以按照波良可夫模型来计算车道宽度,综合道路交通情况、交通组成、车辆性能等因素确定参数。同时,随着各个城市私家小型轿车的数量越来越多,同一时刻路段的横断面和交通组成的车种构成比例不断的发生着变化,市政道路的横向安全距离要适当进行调整。 3、市政道路照明设计 道路照明系统是市政道路的重要组成部分,首先,道路是各种车辆和行人流动的基本载体,车辆和行人的交通行为都依赖于人们视觉对道路周围环境的正确认知,从而采取适当行为。当市政道路亮度过低时,人们的视觉会受到影响,辨识能力明显下降,从而容易引发各种交通问题。因此市政道路照明设计要满足我国城市的电力规划规范,采用节省能源、科学合理、技术先进的道路照明系统,为行人和驾驶员提供节能、经济、舒适、安全的道路环境。在市政道路照明设计过程中,要注意以下两个问题:其一,合理选择灯具、光源和灯杆。市政道路照明系统除了要满足道路基本的照明需求,要尽量满足景观要求,选用比较美观的灯型。市政道路照明设备可以采用拔梢钢杆,钢杆表面喷塑,内外热镀锌,灯杆壁厚要大于5mm,确保灯杆的抗弯能力。光源,要尽量采用透雾性好、使用寿命长、发光效率高的高压钠灯;灯具,采用能效利用率高、防眩光、半截光或者截光的优质产品,将电容器和整流器等出发元件都装在灯杆中。其二,合理布设路灯,合理设置灯具亮度、路灯高度和路灯间距,综合考虑市政道路的路面、路况反射特性,根据城市道路绿化隔离带和道路的宽度,可以采用中心对称、双侧非对称、双侧对称等布置方式。 4、结束语 基于人性化的市政道路设计,在保障市政道路基本的交通运行功能基础上,充分考虑到环境和道路的协调性,以人为本,增加市政道路的美感和舒适度,极大地提高城市局面的生活质量。 作者:陈肃明单位:林同棪国际工程(中国)有限公司 道路设计论文:城市主干道道路设计论文 1南内环至规划漪汾街长高架 南内环至规划漪汾街段长高架从南内环互通立交上跨小井峪西街、西华苑街、迎泽西大街、西矿街、玉河街、铁路线,跨过规划漪汾街后落地。主线最大纵坡3.5%,最小纵坡0.5%。辅路最大纵坡2.936%,最小纵坡0.3%。在与主干路交叉,进口车道渠化两个车道,每个车道宽3m,展宽段为80m,渐变段为50m,出口车道渠化一个车道,每个车道宽3.25m,展宽段为60m,渐变段为30m,有公交站台的地方考虑公交站台长30m。在与次干路交叉,进口车道渠化一个车道,每个车道宽3m,展宽段为80m,渐变段为30m,出口车道渠化一个车道,每个车道宽3.25m,展宽段为60m,渐变段为30m,有公交站台的地方考虑公交站台长30m。主线结构为预应力连续箱梁;标准跨径兼顾经济性与总体景观效果,连续梁为一箱多室的布置,分为五个室,梁的高度为2m,采用30m~35m普通跨径。本桥桥面宽23.5m。跨越铁路采用预制小箱梁结构,结构简支,桥面连续。跨越路口采用中跨50m~60m变截面预应力连续梁,连续梁结构为变高度连续梁结构。 整幅式标准段的桥墩为双立柱桥墩,双立柱桥墩带横梁。立柱断面为矩形,宽为1.70m,厚1.8m,系梁宽1.4m,外形为弧线形,高度从中间向两侧变高。顶部的立柱向外侧倾斜,增加了两支座间的间距。地面道路的中间绿化带8m宽,桥墩立柱外边线7m宽。双幅式标准段桥墩立柱形式采用带横梁双立柱桥墩,立柱断面为矩形,宽1.4m,厚1.6m,系梁宽1.2m,外形为弧线形,高度从中间向两侧变高。顶部立柱向外侧倾斜,增加了两支座间的间距。桥墩立柱外边线5m宽。桥台为钢筋混凝土桥台。1)迎泽西大街菱形节点。与迎泽西大街相交采用主路上跨迎泽西大街、辅路与之平交,通过上、下匝道实现交通转换。规范要求:匝道下来的地方到相交道路交叉口机动车停止线的长度宜不小于140m。上匝道的地方到相交道路交叉口机动车停止线的长度宜介于50m~100m。受两侧既有建筑物及地面桥梁高程限制,在该节点处西北匝道下来的地方至交叉口机动车停止线的长度为128m,东北上匝道地方至道路交叉口机动车停止线的长度为119m,西南象限长度为114m,东南象限长度为118m。迎泽大街南侧纵坡为2.5%,迎泽大街北侧纵坡为1.777%和1.6%。 在立交匝道处主线高架三车道,地面辅路三车道,匝道一车道。在交叉口处:进口七车道,分别为两个左转车道、四个直行车道、一个右转车道,各车道宽为3m。出口五车道,各车道宽为3.25m。车道比较匹配。2)铁路处节点。西中环与铁路相交道路改造前采用平交形式,道班路口窄小,多年来在该处阻塞交通严重,形成交通瓶颈,影响了全线的道路通行能力。本次设计主路车经高架桥上跨通行,辅路、非机动车及行人下穿西山铁路通行,在下穿引道范围,道路两侧增设地面辅路,解决立交范围内居民出行。跨越铁路采用预制小箱梁结构,结构简支,桥面连续。辅路结构形式为顶进式钢筋混凝土框构,东西两侧各为2孔,净宽均为8.5m+13m,净高:机动车道为5m,非机动车道为2.5m,辅道间总宽度为70.6m。 2兴华西街、石膏厂路跨线桥 兴华西街为东西向主干路,往西接至太古高速公路进出口,该流向交通量较大,往东接至胜利桥北大街,是通往市区的主要通道。规划石膏厂路为东西向城市次干路,是周围居民出行的主要通道。所以本次设计考虑主线在兴华西街与石膏厂路处一并上跨。辅路与兴华西街、石膏厂路平交,解决左、右转交通,方便与太古高速及市区的连接。在起桥段和落桥段均设置两条辅路,在与兴华西街交叉,进口车道渠化两个车道,每个车道宽3m,展宽段为80m,渐变段为50m,出口车道渠化一个车道,每个车道宽3.25m,展宽段为60m,渐变段为30m,有公交站台的地方考虑公交站台长30m。在与石膏厂路交叉,进口车道渠化一个车道,每个车道宽3m,展宽段为80m,渐变段为30m,出口车道渠化一个车道,每个车道宽3.25m,展宽段为60m,渐变段为30m,有公交站台的地方考虑公交站台长30m。 3与北中环立交 西中环和北中环相交处,西中环主路上跨接北中环高架部分,成为一整体,辅路平交。主线平曲线采用260m半径,最大纵坡3.5%。 4结语 西中环北段建成后,不仅方便了周围居民,而且带动了周围经济的发展。中环线的全线贯通,使太原市市民出行便利了很多,远距离的出行都通过中环线实现,大大的节约了时间,提高了生活效率。 作者:成小芬郝一果牛振龙单位:太原市市政工程设计研究院 道路设计论文:软基处理方法的道路设计论文 1选择软基处理方法的考虑因素 1.1土质条件不同的地质条件,选用的软基处理方法是不相同的,对于砂质地基,由于这种地质的性能相对来说比较好,一般情况下可以当做道路填土地基,当砂性液化现象严重时,可以采用振动固结、砂子加实桩等方法进行处理;对于粘土质土基,几乎所有的软基处理方法都能适用,但由于粘土对部分条件反应比较灵敏,如果触动,就会急剧的降低强度,因此,在处理粘土质地基时,要尽量减少对地基扰动;对于泥炭质地基,当泥炭层的含水率超过50%,泥炭层的初期强度比较低,压缩性很大,透水性相对比较大,当一次固结后,会发生沉降现象,可增加强度,为了减少残余沉降的现象,可以采用预压法、反压护道、砂子加实桩等进行稳定处理。 1.2地基构成当软土层浅薄时,沉降量比较小,滑动破坏危害性小,可以进行简单的表层处理;当软土层比较厚时,要根据处理目的和土质结构,采用合理的方法进行处理;当软土层含有排水层时,且软土层的厚度在3m-4m时,可以缩短固结排水距离,这样可以加速沉降,充分获得固结产生的附加强度,这时就不需要采用砂子加实桩,仅仅进行表层处理或者填土预压处理。 2道路软基处理方法 2.1PTC桩复合地基预制混凝土桩基具有装材质量好、施工简单、施工现场环境好、工程地质适应性强等特点,目前,我国生产的预应力管桩根据混凝土强度等级可以分为预应力混凝土薄壁管桩(PTC)、预应力高强混凝土管桩(PHC)、预应力混凝土管桩(PC)等几种情况。预应力管桩的造价比水泥土桩造价要高,承载力强,因此,在道路设计过程中,可以考虑桩土共同工作和疏化桩距的方法来进行复合地基的设计。 2.2道路软基浅层处理方法在道路设计中,当遇到土质比较好,但土层含水量比较大的软土地基时,可以采用表层排水法,表层排水法是指在填土前,在地面开挖沟槽,将地表水排除,从而降低地基表层的含水量;当地表土层为砂土或者亚粘土时,可以采用表层压实的方法进行处理,如果地表土层的含水率比较大,可以采用晒晾、搅拌石灰等方法进行预压处理和分层压实处理;当软土距离地面不深并且厚度比较薄的时候,可以采用砂垫层法进行处理,在软土地基上垫一层0.5m-1.2m厚的砂垫层,从而加强排水,加固地基,垫层的材料要根据实际情况确定;当表层为粘性土时,可以采用添加剂法进行处理,在粘性土中加入适量的添加剂,能有效地改善地基的压缩性能,提高地基的强度,常使用的添加剂有水泥、生石灰、熟石灰等。 2.3道路软基深层处理方法常用的道路软基深层处理方法有抛石挤淤法、排水固结法、水泥粉煤灰碎石桩等,抛石挤淤法适用于常年积水的洼地,地基排水施工不方便,表土呈流动,厚度小的石块能沉到底部,一般情况下,采用该方法进行地基处理时,需要花比较长的时间对沉降稳定进行观察。排水固结法能加速软土的固化,减小地基孔隙的排水距离、改变地基原有排水边界条件,排水固结法的排水系统是由竖向排水体结构和水平砂垫层组成。水泥粉煤灰碎石桩是采用水泥、粉煤灰、碎石等材料混合制成的,特别适合处理粉土、粘性土、砂土及自重固结填土地基的处理。 2.4双向水泥搅拌桩处理路基双向水泥搅拌桩是利用水泥、石灰等材料当做固化剂,利用特质的双向搅拌机在地基深处,对软土和固化剂进行搅拌,固化剂和软土之间会发生一系列物理反应和化学反应生成水稳定性强、整体性比较强,和其他软基处理方法相比较,水泥搅拌桩不仅能降低地基沉降,提高软土地基的承载能力,还能提高施工效率,缩短施工工期,加上双向水泥搅拌桩的造价比较低,因此,在道路软土地基处理中有十分广泛的应用。 3总结 软土地基问题对道路工程施工有很大的影响,因此,加强道路设计中软基处理有十分重要的意义。目前,在道路设计中,软基处理的方法有很多,并且各种方法都有不同的特点,在实际施工处理中,要根据当地的情况,选择技术可靠、安全经济的软基处理方法,从而为道路工程的施工质量提供保障。 作者:杜平单位:江西省吉安市城市规划设计院 道路设计论文:沙漠地区道路设计论文 1风蚀 1.1路堤当全年主导风向与路线走向正交时,公路迎风侧的路肩及边坡上部风蚀较严重,背风侧则较轻。当全年主导风向与路线走向平行时,公路两侧的路肩及边坡上部均易遭受风蚀。 1.2路堑路堑边坡的风蚀一般均较严重,风蚀程度则随路线与主导风向的交角而有所不同。当风向与路线平行时,两侧坡面多风蚀成条沟状;当风向与路线正交时,迎风坡面的局部地方则易被掏空成犬牙状。 2路线设计及要点分析 风电场内的道路是为了风电场建设及建成投产后的运行检修服务,风力发电机的位置决定了风电场内部道路的走向。结合沙漠地区特殊的地貌类型及风资源情况,风力发电机的布置基本以矩阵布置为主,从而决定了整个风电场道路布置的基本格局也是横平竖直的矩阵布局。 2.1总体选线原则内蒙古通辽某风电场东西长约12km,南北宽约8km,区域内为沙堆、沙垄及沙丘等风沙堆积地貌,植被稀疏、低矮。区域标高在260m~280m(1985国家高程基准)之间,相对高差较低。由于区域地形平坦,相对高差较小,周边无高大障碍物,所以对丘陵、山地风电场道路设计造成较大甚至是决定性影响的道路最大纵坡、最大纵坡限制坡长、转弯半径等道路设计技术参数对此种类型的风电场影响很小,并非需要重点考虑的因素。沙漠地区风电场道路设计所考虑的主要问题是沙埋与风蚀,两者当中又以沙埋为主。所以,沙漠地区风电场道路路线选择时应注意下列问题:1)在路线通过严重流沙地段时,要综合考虑施工、养护、营运等因素,做好方案比较。当路线绕行长度不多,工程量增加不大时,要尽量绕开严重的流沙地段,以免对风电场后期运行维护造成严重影响。2)路线要尽可能选择在沙害较轻的地带通过,如河岸、湖岸、盐渍土分布的地带,以及地下水溢出地带,大山或高地的前缘背风地带等。3)路线穿过流沙地区时,要注意用最短的距离通过,利用沙丘的背风面和风蚀洼地通过。4)路线走向要尽量与风电场的全年主导风向大致平行,这会减少很多的养护工作量,降低养护成本。5)路线平面设计时应尽量少用圆曲线,避免使用小半径圆曲线。当出现曲线段时,曲线段部分宜采用路堤方案,并将弯道外侧朝向全年主导风向。 2.2纵断面分析与路基横断面设计为减少沙埋对风电场道路造成的影响,在路线纵断面设计时应采用适当高度的路堤方案,不填不挖及路堑方案都容易积沙。当路线与全年主导风向正交时,随着路堤高度的增加,风速加强,因此,较高的路堤一般不会遭受沙埋危害;当路线与全年主导风向平行时,由于路堤较高,路基表面光滑,路基顶部风速较两侧沙地表面风速大,所以同样积沙情况较少;但是随着路堤高度的增加,风蚀程度也会加剧。路堤的高度不应低于0.3m,一般以1m左右为宜。同时,在沙丘起伏地区,路堤高度要比路线两侧各50m范围内沙丘的平均高度高出0.3m~2.0m。为防止路基风蚀,低路堤(不大于1m)的边坡坡度较缓,在1∶3~1∶10之间为宜,这样路基两侧可以不作或者少作防护工程措施,节约工程造价;而高路堤(大于1m)边坡坡度在1∶1.5~1∶2之间为宜,同时路基两侧需设置一定的防护措施,以防风蚀。当无法避免而产生路堑时,也应避免采用长度大于30m和深度大于6m的路堑。当路堑与风向正交时,路堑内风力减弱,路堑背风坡的风力减弱程度更大。由于路堑迎风坡对风沙流的阻挡,积沙形成较为迅速,积沙从背风坡开始,呈舌状向整个路基宽度蔓延;当路堑与风向平行时,一般堑内无积沙,只是进出口处形成漏斗形状的片状积沙,危害不大。路堑的边坡坡度越缓,积沙越少。为减少积沙,路堑的边坡坡度控制在1∶5~1∶10之间为宜,同时应使路堑顶部宽度L与路堑深度H的比值尽可能接近20~30的范围。路堑示意图见图1。 3路基防护 风电场运营年限较长,维护检修频繁,风电场内部道路的通畅是重中之重。除了在平面选线、纵断面设计及路基横断面设计时要考虑防治沙害外,路基防护也是不可或缺的防治手段。为防止路基风蚀,可以使用多种材料对路基进行防护,以保证路基的稳定和行车安全。 3.1柴草类防护使用麦草、稻草、芦苇、沙蒿、野麻及其他草类,将植物的茎杆砍成30cm~50cm的短节,沿路基坡脚向上每层按5cm~10cm的厚度层叠铺设、灌沙、捣实。这种防护方式材料来源较丰富,但使用年限短,用量较大。路基及路堑层铺柴草防护路基横断面图见图2。 3.2土类防护使用粘性土(塑性指数大于7)沿路基坡脚向上平铺、夯实,边坡处厚度5cm~10cm,路肩处厚度10cm~15cm。这种防护方式适用于路基的全面防护,效果好,但抗冲蚀性能差,如需增加抗冲蚀强度和避免干裂,还需添加一定比例的骨料,例如10%~15%的沙或20%~30%的砾石(体积配比)。路基与路堑粘土防护路基横断面图见图3。 3.3沥青防护使用80%~90%的风积沙混合20%~10%的热沥青,直接在边坡上平铺、拍实,厚度5cm左右。这种防护措施效果较好,但施工复杂,造价较高,容易遭破坏。 4路侧防沙工程 为了从源头上控制沙害,可以采取多种防治措施,主要有工程和植物两种措施。其中工程措施可以归纳为固、阻、输、导等四种类型,见表1。工程措施效果好,见效快,但投资较高。各种措施可以单独采用,也可以几种措施配合使用。为了使各种措施经济有效,必须有总体的布置,使路侧各种防沙措施形成一个完善的综合防护体系。区别于工程措施,植物固沙是防治沙害的根本措施,不仅可以降低风速,削弱和抑制风沙流活动,而且由于沙生植物具有发达的根系,还能固结其周围的沙粒,加之枯枝落叶的堆积,有利于有机质的聚积,促进沙的成土作用,改变沙地性质,使流沙趋向固定。植物起到全面固沙作用后,不仅大大减少了养护管理费,而且收益与日俱增,比任何工程防护措施都更为优越有效,有条件时应优先采用。由于风电场道路设计与施工经费仅占风力发电项目总投资的2%~4%左右,这也使得风电场道路建设在诸多方面必须考虑经济投资的限制,选择适合自身的沙害防治措施也显得尤为重要。 5结语 在我国“三北”地区,沙漠、沙地分布广泛,风能资源极为丰富,风力发电机组运行产生的经济效益较高。由于特殊的地形地貌,风沙活动对风电场道路产生了严重的影响。风电场道路在设计阶段就需要从平面选线、纵断面设计、路基横断面设计等多方面综合考虑,结合路基防护措施并选择适合自身的沙害防治手段,多管齐下、多种措施并用,力求减少沙埋、风蚀对风电场道路造成的危害,保证风电场的经济安全运行。 作者:关元渊单位:中国能源建设集团山西省电力勘测设计院 道路设计论文:施工过程的道路设计论文 1新老规范问题引起的变更 ××工程下穿隧道基坑支护工程原设计于2010年9月出图,采用钻孔桩+内支撑,搅拌桩+内支撑等多种支护形式,原设计按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)进行设计,由于多种原因,项目于2013年4月才开工。但新的《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)已于2012年10月1日起实施,新规程实施后,新规程对于软土深厚的基坑,要求增加按最下层支点计算基坑的稳定性验算和抗隆起验算。对比老版规程与新版规程,基坑的抗倾覆验算、抗滑移验算、整体稳定验算方面计算方法基本一致,标准稍有提高。但老规程是从支护底部验算抗隆起稳定性的安全系数为1.25(重要性一级);而新规程抗隆起稳定性的安全系数为1.80,标准提高较大。经过采用用新规程计算,本基坑部分段落按最下层支点计算基坑的稳定性和抗隆起验算不能满足要求。故需按新规程进行调整支护方案,对基坑的搅拌桩+内支撑改为钻孔桩+内支撑的方案,对钻孔桩+内支撑路段,采用加长钻孔桩穿过淤泥层的方式进行调整,对基坑两端采用增加水泥搅拌桩的方式进行止水。经过测算,钻孔桩:增加2500m,旋喷桩:增加9000m,搅拌桩:增加6000m,工程费用增加约500万元,造成比较大的变更(如表1)。 2各设计分项部门的沟通引起的变更 2.1征地线设计部门间或同部门同事间,因沟通不够,而造成设计上的变更,其实是最不应该,也是最可以避免的;××快速路工程越岭隧道,就是因征地用地线未与从事隧道设计的同事充分沟通,导致隧道顶仰坡及左右侧路堑放坡征地不足,但由于当地二次征地非常困难,故只能采用增加10m明洞的方式进行解决。 2.2预埋构件有些项目在施工招标时会拆分分为土建标、路面标、交通工程标等标段,但土建施工时却需先对一些预埋构件进行施工,如交通工程在桥梁的防撞栏需预留路灯底座,在隧道内需预埋监控设施(包括行人横洞、行车横洞、紧急停车带、疏散紧急电话和紧急电话等指示标志)、隧道供配电、隧道通风和隧道消防等设施的设备安装槽位及管道。如土建标没有相应图纸及数量,则需进行变更。 3设计疏忽或遗漏引起的变更 3.1高压线下的复合地基处理软基处理时,复合地基常用到的处理方法有:水泥搅拌桩处理、CFG桩处理、管桩处理等,但不管哪种处理方案,桩机机架都比较高,约有18~21m,若在110kV或220kV及以上高压线下施工,很难满足规范要求的6~8m的安全施工净空,故一般情况,高压线下设计都会考虑采用高压旋喷桩进行处理。因现场调查的不够详细,或者由于设计中的疏忽,净空受限下原设计未考虑采用采用高压旋喷桩处理,或者是虽考虑了高压旋喷桩处理,但未对高压线两侧最外边线进行测量,导致处理范围计算不足,都会造成设计上的变更,因旋喷桩的造价比较高,约为水泥搅拌桩的3~4倍,故经常会引起较大的造价变化。 3.2遗漏由于设计的疏忽,图纸中也容易对一些数量遗漏,如主线两侧匝道顺接前方平交口,受标高限制,主线需挖下做桥,则需算挖方;另外桥墩处若是旧路,则需先挖除旧路路面;或软基处理路段下是旧路,如采用深层处理,也需挖除底下的旧路;另外挖塘埂回填、拆除旧构筑物等也是较容易遗漏的数量。 4总结 通过以上的小结,可见设计图纸是一项非常复杂兼细致的工作,涉及面广,稍微疏忽就容易发生错误,除此之外,路线超高问题、说明与图纸对应问题、横断面与土方的问题、排水标高设计问题、桥梁标高问题,构件尺寸问题,配筋中钢筋漏项问题,钢筋长度问题,及其它数量表中计算问题等都是一些需要注意的方面;另外,桥梁桩位坐标的精准,也很重要的,若设计有误,施工单位又未能在施工时检查出,就很容易造成施工事故。 作者:熊祖志单位:广东省公路勘察规划设计院股份有限公司 道路设计论文:城区基础工程道路设计论文 1方法 (1)注重对道路整体格局进行设计。对于市政道路而言,对其整体格局设计有影响的因素是很多的。要做好整体格局的设计工作,就要将各种因素充分考虑进来。从客观的角度来看,①在对城市市政道路进行设计时,要体现其功能性特点。市政道路在设计的过程中,不只要注重美观,还要将其生活型以及交通性与游览性等功能体现出来。②在对市政道路进行设计时,要将城市特点充分体现出来。由于人们生活质量的提高,精神需求越来越多元化,要想使人们个性化的相关需求得到满足,设计人员要将城市的特点充分体现出来,尊重城市的先关历史,对城市的地形以及自然条件加以螽斯,将具有独特特点的个性化的具体城市形象建设起来。从客观状况看,为了保证城市中交通通行的整体能力,就要对土地资源进行合理安排与利用,对于不同车道和分隔带在断面上具体的比例进行优化。另外,还要对设计理论进行重视。在对工程设计理论进行重视的同时,还要正确认识到交通设计理论对市政道路设计的重要意义。对机动车道以及非机动车道还有人行道与路缘带等做好设计与规划,从而对市政道路做好整体设计与规划。 (2)对道路节点做好设计工作。要使交通运行得到保障,使流向不同的车辆能高速并连续与通畅地通过交叉口,就要对道路节点做好设计工作,这是一项不能被忽视的工作。道路节点设计是市政道路进行设计施工的一个重要环节,要想做好这一设计工作,在对其进行设计与规划时,就要对市政道路网具体的协调发展进行重视,并对市政道路进行设计的整体性进行重视,还要对市政道路系统和交通运输系统两者之间具体的车流量交换进行关注。始终保持以人为本与注重节约的思想,在对工程质量进行保证的基础上,要对市政道路做好设计工作,将人力以及物力还有财力等资源进行充分运用,防止出现浪费现象。结合城市具体的情况,将过往车辆具体的流量数据收集起来,并将交叉口的相关地理环境进行充分考虑,结合现有的相关交通规划,对道路交叉口做好设计,对不同主干道的边界以及交通进行保障,把因为交通问题给城市居民造成的影响降低。 (3)对横断面做好设计。对于市政道路中的横断面来说,机动车道以及人行道还有非机动车道与路缘带等都是重要的组成部分。要做好横断面的设计工作,关键就是要对上面的要素做好合理的分配。①结合通行能力以及行驶速度,在对土地资源进行节约的同时,将机动车道具体的宽度进行合理制定。②对道路具体的交通情况做好分析,然后对车道的数量进行合理调整。③对隔离带和不同车道具体的分配比例进行优化。④为了对环境进行保护,并保证行人与车辆的安全,对中央隔离带和绿化带的相关布置形式进行调整。⑤分期对道路现状进行改造。 (4)对绿化景观进行设计。城市道路中的绿化,色彩多变,绿地形式多样,景观效果丰富,对城市景观视线以及景观空间都有着重要的影响,还能对小气候进行改善。在对绿化景观进行设计时,要结合干道的具体类型,还要遵循美学特征,结合生态学的基本原理,对植物进行合理配置,突出其特点。在对绿化植物进行配置时,还要结合不同的地点,体现出其不同的特定。对于防护型干道来说,在对植物进行配置时,要选择像圆柏以及夹竹桃还有珊瑚树与雪松等具有抗污染以及隔离噪音和吸尘等作用的植物。这类植物不仅能隔离噪音以及有毒有害气体,还具有较好的观赏性。在对绿化进行设计时,要具有一定的立体感和层次感,主要的形式是从乔木群落逐渐过渡到小乔木群落以及灌木群落和草坪,这样能具有一定的景观效果,还能有一定的防护作用。绿地次干道一般来说都是蜿蜒曲折的,所以在对植物进行配置时,要保持疏密有致、高低错落的视觉效果,运用孤植树以及草坪还有花丛和灌丛等能够实现曲径通幽的良好效果。对于园林道路来说,其主路绿化代表的是园林整体绿化的风格与形象,所以,在对植物进行配置时一定要保持鲜明特点。 2结语 综上所述,市政道路设计在城市规划中占据着重要的地位,要仔细分析城市的实际交通量,站在规划与设计的相关角度,总结经验并改进不足,将设计中存在的各种问题进行有效解决,并对城市规划以及道路设计的要点进行准确掌握,使城市命脉更加通畅,更加精美。 作者:蒲平凡许国强单位:杭州市余杭区城市建设前期办公室深圳市西伦土木结构有限公司杭州分公司 道路设计论文:不同城市道路设计论文 一、山地道路设计的技术问题 山地城市道路地质条件比较复杂,地形多变,容易受到各种因素的影响出现各种安全事故,比如滑坡、泥石流等,再加上自然环境复杂,使得山地道路选线工作比较困难,道路交叉口较多,这样就对山地道路的设计技术提出了较高的要求。 (一)山地道路选线设计的技术首先,从道路选线设计来看,山地地形条件复杂,使得选线尤为困难。因此,山地道路在进行选线时要根据不同的道路等级和标准进行。对于快速路、主干路、次干路和支路来说,都要全面考虑地形地质条件,根据地形情况进行道路的设计工作。 (二)山地道路横断面设计的技术其次,从道路横断面设计来看,山地的道路横断面包括路堤、路堑、隧道等对中形式,因此在设计横断面时需要根据所在地的地形地势情况将车行道和人行道安排在不同的平面之上,并且设置绿化隔离带,对道路进行阶梯状布置,从而增大道路的铺设面积,方便道路两边与建筑之间的联系。 (三)山地道路路基防护设计的技术再次,从路基防护设计来看,由于地质地形条件的复杂性,设计人员在设计时一定要设置一定的防护措施,例如可以通过设计挡土墙来减轻土壤风化,还有在开挖时采取放坡的方式进行保护,在施工中需要结合当地的实际情况、勘察报告确定放坡系数等。 (四)山地道路排水设计的技术最后,从排水设计来看,在设计山地城市道路时,必须进行排水设计,建设相应的排水设施例如截水沟等防止水对道路结构造成破坏。 二、城市地下道路设计的技术问题 城市地下管线、地铁隧道以及地面建筑物、构筑物等对城市地下道路都会产生较大的影响,因此比起地面道路来说情况更加复杂。所以在进行地下道路设计时,设计人员更要掌握相关的技术要点,对地下道路设计中的各种设计都要加以高度重视。 (一)地下道路线形设计的技术首先,在地下道路设计技术中的一个重要问题就是线形设计问题,它包括平曲线中的视距问题,在地下道路设计时为了消除视觉上的偏差,要求采取必要的交通导行方案措施,以便缩短同向曲线之间的长度。 (二)地下道路排水系统设计的技术其次,地下道路应该设计出完善的排水系统,因为地下结构如果排水不及时就会直接影响到道路上的车辆及人员的安全,造成安全事故。因此,在道路设计时要在出入洞口出处以及地势较低的地点设计截水沟和集水池,同时还要设计反向纵坡,防止道路工程外的水流入地下道路中影响道路畅通。 (三)地下道路路面结构设计的技术最后,在进行路面结构设计时,要求具备完善的系统,包括排烟、消防、排水系统,必要时还要设置发生灾害时的报警信号系统等,确保在发生火灾等灾害时能够尽快组织人员撤离地下道路。由于地下道路受到侧墙的影响,在行车时会产生较大的噪声,所以必须在地下通道中设置相应的吸音设备和隔音设施来降低噪声污染,减少噪声对行人的影响,为行人、车辆以及停车场等营造一个舒适的环境。为此,设计人员可以利用具有阻止燃烧并能降低噪声的沥青混凝土面层,这样既能降低地下道路中火灾发生的可能性,又能将人员以及财产损失降低到最小,保证社会的稳定与经济的发展。 三、结束语 总之,在进行城市道路设计中,必须综合考虑各种因素,针对不同的城市道路采取不同的设计技术和方法,使得道路设计技术能够满足人们安全出行的要求,能够满足社会经济发展的需要。全文在论述过程中主要是针对城市山地道路和地下道路在设计时的技术要点进行了总结,希望对城市道路设计技术的完善起到一定的补充作用,为城市道路安全运营创造一个和谐良好的条件。 作者:彭泽宇单位:大庆油田天宇工程设计有限责任公司 道路设计论文:人性化道路设计论文 1无障碍中的人性化设计 现阶段,在城市发展中,对无障碍进行设计是最能将人性化设计体现出来。在无障碍设计中,不仅有盲道的布置,还有坡道的缘石与形式等,涵盖了公共建筑无障碍的出口设计,将设计者对残疾人的关爱体现得淋漓尽致,可以说这是社会的一大进步。不过,在无障碍设计还是存在一定的问题[3]。虽然当前很多城市都规划出了无障碍设施,但其不合理之处仍旧随处可见,而且还存在不完善的管理与较差的施工质量等问题。在一些缘石坡道、交叉口与人行横道之间因相互错位,而产生了随意停车以及盲道砖松动等现象,导致了公共建筑的无障碍设计同城市道路无障碍设计不和谐的情况出现。在这种情况下,残疾人在使用盲道时存在诸多障碍。因此,要想对残疾人的出行需求予以充分地满足,在设计无障碍设施时,不仅要让其具备一定的合理性,还要从施工、实际以及监理等多方面对质量进行较为严格的把关。最为重要的是,城市大型公共场所的无障碍设施需要一定要和道路的无障碍设施展开相互的衔接,使得无障碍设施真正地可以做到精益求精,同时,也使得残疾人在出行的过程中真正地享受到便利。 2人行道中的人性化设计 通常情况下,道路设计人员都希望人行道路铺装图案的设计可以更加美观,但是这些对于行人来说却不是很感兴趣[4]。作为城市道路的设计人员与建造者,首要考虑的因素就是人行道的平整度与人行道的密实度,而且对路面进行铺装时,要尽可能使用防滑的砌砖。这些才是行人最为感兴趣与关心的问题。有些情况下,人行道与车行道之间存在着比较大的高差。在高差大于0.5米时,设计人员不仅要对车辆的出入予以充分的考虑,还要对人行的树木与电杆进行考虑。因此,对人行道进行人性化设计时,设计人员可以在车行道与人行道之间通过挡墙将其分隔开来,在挡墙的外侧还可以将一定的装饰悬挂上去[5]。这样,不仅对人行道多功能方面的需求予以了满足,而且也节省了大量的土方量,能够有效地保护好树木。此外,高低起伏的人行道绿化与装饰等,在城市中也能展现出一种别样的景致。 3生活性街道中的人性化设计 在设计城市道路交通的过程中,在交通中,生活性的街道是一个比较复杂的路段,在这样的街道上,因为存在人车混杂的情况,非常容易出现各种交通事故。因此,生活性街道设计应该是城市道路交通设计部门密切关注的一大问题。在标线标志方面,设计人员应该对停车位进行合理的布置,保障交通不受任何的阻碍。此外,在生活性街道中流窜的车流与车速,在进行疏导时可以使用引导性与限制性的交通设施,使得车辆能够实现顺利同行。这样,行人的活动空间也就更多了。除此之外,还可以在道路的边缘地带或者中间设置一些树木。这些树木不但有助于梳理交通秩序,而且还可以从一定程度上对道路的整体美观度进行提升。 4交通性道路中的人性化设计 对交通性的道路进行设计,主要是对城市道路中的人行天桥、路灯以及候车廊进行设计与建设。在设计交通功能性的设施时,应该对偏向于车行的交通服务予以充分的满足。在设计路灯、人行天桥以及护栏等时,应该对间接明快予以足够的注意,使其功能能够凸显出来。同时,在设置交通标志灯与标线时,要尽可能地拥有一定的提前量,这样,驾驶人员便可以早一步对路面的实际情况进行了解。 5结语 综上所述,当前,我国的经济已经得到了跨越式的发展。在这一社会大背景下,各大中小城市在建设城市化的进程中,也应该适当地让其与时代的经济发展需求相符合。在建设城市化的过程中,对城市道路进行一系列的设计与规划是一项非常重要的工作内容。而且,在设计城市道路的时候,将一定的人性化设计理念体现出来,能够对整个城市的建设水平进行提升,在建设现代化城市中具有非常重大的意义。 作者:张勇单位:宜昌市城市规划设计研究院
电力工程施工论文篇1 1研究背景 电力工程中的施工技术。由于电力工程的分布范围较为广泛,因此在建设过程中时常因不同地质条件的约束而影响到地基结构的稳定性,在此情况下则需对地基土质进行相应处理,结合地基土质的实际情况采取与之相适应的土建施工技术加以处理,以此改善地基土质性能、增强地基结构的稳定性。就电力杆塔土建项目而言,电力杆塔的自重大、结构体系庞大,如若地质性能不达标,则会影响杆塔地基的牢固性,如若没有采取相应措施加以完善,那么在杆塔施工及后续使用过程中则极易收到外界不稳定因素的影响而出现倾斜、倒塌等问题,如此一来不仅会影响电力工程的运行质量,严重时还会引发安全事故,造成人员伤亡等现象。基于此,在电力工程土建施工中应重视地质问题的有效处理,及时改善不良地质,提高地基结构的性能指标,确保电力工程基础施工项目的质量[1]。一般情况下,电力工程地质优化措施同土建加固方式相同,常见的地质处理技术有灌注桩夯实地质法,但需要注意的是,为了保证地质处理的有效性,确保土建施工质量,在电力工程施工中应依照实际情况选择针对性地质处理方法进行操作,强化地质处理技术的适应性。 2电力工程施工中的技术问题 地质改善技术缺陷。在电力工程施工中,想要保证工程结构的稳固性,应对施工区域内的地质条件进行全方位分析,并对其进行相应处理。然而,根据电力工程土建技术的操作情况来看,部分电力工程的土建施工技术的操作水平不高,对于地质条件复杂及特殊地质等情况,无法进行有效应对,导致地质改善效果不佳,施工地基的性能指标达不到电力工程的建设标准。另外,在以岩石为主的地质条件下,岩石空隙较大、稳定性差,并不利于施工人员直接采取土建施工技术开展具体操作,就以往常见的浆液浇灌法来说,由于浆液浇灌较为集中,其作用力大多倾向于地质中一小部分的土体结构,无法对整个施工区域的地质进行有效改善,进而会影响到电力工程基础施工的质量,尤其对特殊及复杂地质的电力工程而言,更是在一定程度上增加了施工难度。防水技术缺陷。地下水位及水文地质条件也是影响电力工程土建施工技术操作质量的重要因素。在水文相对丰富的地质区域中,电力工程的桩基结构和土体在长时间影响下极易被地下水腐蚀,进而会降低工程地基结构的稳定性,影响整体电力工程的施工质量[2]。因此,为了降低水体对电力工程整体质量的影响,需要在土建项目施工中采取相应的水体防护措施加以处理,但传统单一的排水技术无法已经无法满足当前大规模电力工程的防水处理要求,虽然排水技术能有效排出积水,但土体本身含有一定水分,在处理环节仅将地下水排出无法增强土体结构的强度性能,还容易埋下安全隐患,影响电力工程的正常运营。 3应对的措施 全面改善地质施工技术。地质施工技术的应用质量是保障电力工程整体结构稳固性的关键,在全面提升电力工程土建施工技术的过程中应优先开展地质施工技术的改善工作,切实做好工程基础保障工作。针对地质环境特殊、山体结构复杂的施工环境,应加强现代化工程管理意识,有效利用换填土等现代化技术对区域地质进行处理。在对施工地质进行处理时,施工人员应对现代化换填土技术进行充分了解,确定其同传统单一的换填土法的区别。在具体操作过程中,电力工程施工人员应先整平施工场地,然后依照技术操作标准铺设一定厚度的卵石层,借助卵石层对复杂、特殊的地质结构进行空缝填补,以此增强区域地质的强度性能[3]。完成卵石层的铺设工作后,施工人员需将砂砾、细土混合料均匀铺设至卵石层上,进一步将卵石层的缝隙予以填充,如此一来通过双层换填方式改善不良地质,加强电力工程土建结构的性能参数,全面提升电力工程土建施工技术的操作效果。防水技术的应用。基于地下水位对电力工程的影响,在对电力工程土建项目的防水技术加以提升时,应先做好地质勘查工作,充分了解地下水位的变化情况和地基含水量等基本信息,同时结合实际情况对防水技术进行综合选择。施工人员可将传统排水技术同现代化防水技术相结合,由此在提升电力工程土建结构对水体的防护能力。对于地下水位上涨幅度较大的区域,施工人员可在合适位置设置暗渠或排水沟,及时将地下水和积水进行排出,避免水体继续上涨侵蚀地基钢筋,以防持续性降低地基结构的强度性能。在此基础上,施工人员可有效应用挤密法控制地基土中的水分,通过规范化操作将土体内含有的多余水分挤出,进而增强土体密实度,提升土建结构的稳固性。需要注意的是,在采取挤密法实施操作时,施工人员要合理控制操作时间,以防时间过久导致土体水分过于流失,也要防止时间太短水分存留过多的问题。另外,完成挤密操作后,还应对土体中的含水量进行详细检测,确保地基土质的各项性能参数均在标准范围内,以此强化防水技术的提升效果,充分体现出挤密法的效用价值。提升浇筑施工技术。地基浇筑施工技术的应用质量是评价电力工程土建项目施工质量的关键指标。当前,电力工程呈大型化、规模化方向发展,而基础设施的安装操作是保证电力工程长效运行的基础,而这类基础设施的安装及电力工程土建项目的施工作业都以混凝土结构为基础方能顺利开展施工操作。为了保证地基结构的施工质量,在电力工程土建项目施工中,混凝土浇筑作业需要一次性连续浇灌,由此才能强化地基结构的整体性,确保混凝土的浇筑质量。鉴于此,在电力工程土建项目施工中,施工人员要根据电力工程的质量标准、土建项目的设计指标、结合现场实际情况明确混凝土浇筑要求。在此基础上,选择合适的混凝土原材料进行严格配制,保证混凝土混合料的配制比例符合工程设计指标,确保混凝土混合料的各项性能均能满足电力工程土建项目的施工要求[4-6]。在实际浇筑环节,施工人员要严格控制混凝土的浇筑速度和振捣时间,以便有效应对突发状态,避免影响到混凝土的浇筑质量。此外,施工人员在开展电力工程土建混凝土浇筑施工技术时,应确保施工环境同混凝土浇筑技术、工序的相适应性,由此才能有效把控施工因素,减少不良因素对电力工程土建混凝土浇筑项目的影响,切实将电力工程施工技术质量管控工作落实到位,为顺利完成电力工程土建项目的施工任务提供可靠保障。 4结语 电力工程施工的重要环节中,施工技术是工程建设的第一生产力,在当前电力工程不断扩大建设规模的经济环境下,建筑企业应重视施工技术的有效应用,加强现代化工程建设意识,充分认识到施工技术对整体电力工程结构的影响,强化电力工程土建项目施工技术水平的提升。在工程建设环节,应以增强电力工程施工质量为目标,通过综合分析明确土建项目的施工技术操作要点,在传统施工技术的基础上有效结合现代化施工技术增强电力工程土建项目各施工技术的应用效果,全面提升各项施工技术操作水平,为电力工程长效运营提供可靠的基础保障。 作者:秦方迪 单位:江苏省送变电有限公司 电力工程施工论文篇2 因此,在建设火力发电厂时,必须建立健全的安全管理体系,对整个工程的施工过程进行有效的控制,通过对现有工程施工安全管理的分析,可以有效地解决施工中存在的潜在安全隐患,优化设备配置,减少工程造价,提高施工效率,符合现行建筑施工安全规范的要求。在研究过程中,需要以电力企业安全管理的角度出发,对影响电力企业安全管理的因素进行了分析,制定合理有效的安全管理办法。 1火力发电厂建设中的安全隐患分析 火力发电项目是一项系统性的建筑工程,其建设过程涉及到多个方面的协同与合作,除施工单位的施工组织安排以外,还包括施工单位的具体施工和第三方验收。与此同时,由于火电机组工程量大、工程设备多、结构复杂、投资费用高、工期长等特点,使得火力发电土建工程施工安全管理工作的难度较大,其影响因素主要有以下几个方面。 1.1管理因素作为电力建设“业主”的火力发电厂,其管理体制的失败将导致一系列的安全隐患。施工单位以业主提供的工程量清单为基础进行建设,即便是在中标后拿到了承包权,但作为建筑公司依然拥有对项目施工方案的绝对控制权。由于工作人员的随意性、操作人员素质低、没有资格的人员进入、监督管理不到位等原因,因此必须本着对项目负责的态度,对建设单位进行有效的资质审核。 1.2安全投入建筑工程吊装设备、人员安全防护措施、工地警告标志等,施工单位聘请、基坑工程施工、防雷击、易燃易爆物品的管理等,因安全投资不足而造成的安全风险。 1.3工序因素火力发电厂的建筑工程量很大,种类也很多,而且各个项目都是相互联系的,所以在工作的时候,要对作业区域进行合理的划分,对基坑的安全进行保护,这些都是非常复杂的,所以为了确保工程的安全,施工单位必须严格执行每个项目的内部施工程序,并确保各个项目间的工作程序。但是,由于施工人员对这一环节的重视程度不够,没有严格按照设计的工艺流程来进行操作,不但会造成工程质量问题,还会触发安全事故[1]。 1.4技术因素在火力发电厂的土建工程中,现场施工是保证工程质量、安全的关键。先进的施工工艺不但在成本控制、工程效率上得到了提高,而且在施工的安全性上也得到了提高。因此,采用先进的施工工艺既能减少工程造价,又能加速项目的工期,保证工程质量,又能保证施工的安全。先进的施工技术保证了建筑的安全,一方面可以减少对施工场地的环境要求,另一方面可以减少工程质量不合格的可能性,防止重复的返工和整改造成的安全风险。 1.5监理因素工程监理不仅要监督项目的质量,还要监督项目的建设安全。除规范工程建设项目的常规施工,在施工单位变更工程量清单时,特别要注意相应的施工管理方案,为了保证工程建设的安全,必须对潜在的安全隐患进行排查,并各方协调共同给出合理的解决方案。 2火力发电企业建设安全管理对策研究 2.1优越的管理体制(1)审核建筑工程单位的资质。首先是为投标阶段做好准备。近年来,随着我国建设项目数量的迅速增长,在巨大的利益驱动下,大量的工程项目公司应运而生,但由于缺乏健全的监督体系和信用体系,使得施工企业的资质参差不齐,为使施工程序的标准化、安全性得到最大程度的保证,施工企业要建立自己的诚信数据库,对施工质量、安全进行分级,绝不与缺乏诚信、不正规的施工单位进行合作。(2)建筑前的场地计划。如前所述,火力发电厂的土建工程施工周期长、工作量大、原材料、设备、施工场地多,在施工现场划分场地、调配资源(工程原材料的存储、大型工程设备的进场等方面)都要做好详细的计划,这样才能使工地得到最大限度的利用,减少不必要的人力资源调配,减少工程的安全事故。(3)施工用电管理。如果是临时用电工程,应当按有关规定组织施工,并将其送交有关部门,主要设备、工序应当登记;电源开关柜必须采用一系列的安全措施,如漏电保护等,电线要整洁、美观;在雨季时,要对接地和防雷设施进行检查,并对测试结果进行详细的记录,并作好记录[2]。 2.2先进的施工技术先进的施工技术是减少安全隐患的一种有效途径,因此,施工单位要加强技术研发和培训,尽早掌握先进的施工技术,以提高安全生产的安全系数。例如,改善混凝土结构的施工技术,提高电站建筑物的抗病能力。 2.3便捷的操控设备大型火力发电厂的建设需要大量的机械设备,要减少工程建设中出现的安全事故,一方面要加强对施工人员的工程技术培训,另一方面要增加基础设施购置的投入,方便的操纵装置能减少作业环节,并减少作业失误率。 2.4专业的作业人员很多安全事故都是因为操作者的疏忽或者管理者的松懈造成的,要想加强安全管理,必须对有关施工人员进行完善的专业训练和安全教育,强化安全生产责任制,增强工程技术人员的职业素质与责任意识,掌握突发事件的应急处置技巧,制定应急处置方案,降低安全隐患。 2.5实行必要的奖励和惩罚措施在该项目中,我们将按照里程碑的进度进行分解,将每个月的里程碑进度都细化到每个月的评价节点,并建立严格的进度评估制度,利用经济杠杆的调控功能,保证项目按时完工。 2.6安全监督网络例会在对施工现场进行监控的同时,还要建立安全监控网络,以达到更大范围、更广泛的多方参与,确保工程安全管理的透明性。安全监管网络例会作为一个很好的交流桥梁,传达施工安全文件、政策,了解施工进度、施工中存在的安全隐患,及时发现、处理,并定期进行检查、验收,确保工期的实时监控[3]。 3新型火电厂电气施工的安全保护措施 火力发电厂在进行电力建设时必须在工地周围设置围栏,防护栏可用来保护施工场地,可以避免不相干的人进入工地,以防造成安全隐患和事故等。 3.1本实用新型提供一种技术方案现在的防护栏栅栏的长度是固定的,在使用过程中不能进行折叠,在进行移动或搬运时,栏体所占用的区域很大,不便于移动和运输,从而降低护栏的使用效率,因此本文在火力发电厂的电力建设中,提出了一种安全防护设备。这种应用于火力发电厂的安全防护设备由两个支柱2,栅栏、两个防护网6,所述栅栏包括第二栅栏14和第一栅栏7,第二栅栏14和所述第一栅栏7之间设有两套折叠机构,折页机构可以在使用时将所述栏板折叠从而使得栅栏的面积减小;所述折叠机构包括圆形板11和连接板4,圆形板11与第一栅栏7相连接,当螺杆10的工作末端插入螺钉孔13中之后,第一栅栏7能够被紧紧固定,在所述连接板4上设有旋转轴12,在折叠过程中旋转轴12能够使连接板4绕所述旋转轴12旋转,并且所述联接板4能够垂直放置,在折叠时不会与第一栅栏7发生干扰现象,并且利用旋转轴12使连接片4和第二栅栏14可旋转地连接,第二栅栏14和第一栅栏7之间由两个组合页旋转地连接;在所述连接板4的内侧设有螺孔9,圆形板11的表面设有带螺纹的开口13,螺杆10位于所述螺钉9的内侧,螺钉10能够锁定所述展开的防护栏,提高所述防护栏使用期间的稳定性,螺钉10的工作端部穿过带螺纹的开口13的内侧,并且在第一栅栏7的前面安装有圆形板11,并且螺钉10和螺孔9之间用螺纹连接。采用此种折叠机构,能方便地将围栏上的栏板折叠起来,在搬运时可以缩短栏板的长度,折叠栏板可以减小栏板的面积,使得搬运或搬运时更为方便[4]。装置构造原理如图1、图2、图3所示。图1,图2,图3中:1、固定件;2、支柱;3、警示贴;4、连接板;5、内框;6、防护网;7、第一栅栏;8、固定板;9、螺孔;10、螺杆;11、圆板;12、转轴;13、螺纹口;14、第二栅栏。 3.2本实用新型的工作原理与操作程序本实用新型设备使用时,手持螺杆10向外旋转,随后螺杆10的工作端部与螺纹孔13分离,并将其自由端沿旋转轴线12向下旋转90°,此时可以绕着所述合页旋转所述栏体上的第一栅栏7,可使第一栅栏7与第二栅栏14折叠在一起,然后所述栅栏可以被移动或者运送,在需要时将栏体上第一栅栏7打开,然后根据以上所述的反向操作可以将第一栅栏7打开并锁住,这样就可以使用防护栏了。在防护网6受损时,将紧固板8的螺栓拧下,然后拆卸防护网6上的内框架5,然后,根据以上的反向原理,将新的防护网6上的内框架5进行安装。 4结语 总之,在进行火力发电企业的电力建设中,要根据实际施工情况,制订一套完善的安全管理方案,提高施工员工的安全意识,并对整个施工过程进行监控,以消除安全隐患,确保工程施工的顺利进行。 作者:李刚建 单位:四川广安发电有限责任公司 电力工程施工论文篇3 一、注重水利工程中的电力施工实际,阐述了地基施工的基本方法 在水利工程的电力施工过程中,地基施工是整个工程中最首要也是最重要的基础环节,高效的地基施工技术与优质的地基施工质量能够为后续的施工过程提供坚实保障。因此,在该书的开篇章节便对电力施工的地基施工技术及工艺流程进行了综合阐述。具体而言,地基施工包括导截流施工、基坑排水、地基开挖、爆破施工、岩基处理、土基处理等多个工程环节,且各个环节之间的衔接顺序与处理方式均会对后续的建筑过程带来显著影响。该书通过理论知识讲解的方式对各个地基施工流程及应用技术进行了细致剖析,可有效辅助读者构建知识体系、了解技术概要。 二、考虑水利工程中电力施工的业务场景,讲解了不同情境下的施工方案 在实际水利工程的电力施工阶段,针对不同的施工业务场景,工程人员常需要采用不同的施工方案及施工工艺,以充分应对不同场景下的业务需求与任务要求,如土石坝施工、混凝土坝施工、隧洞施工等。该书对不同情景下的电力施工流程进行了细致讲解,并针对性地阐述了各场景下电力施工技术的发展前沿。以混凝土坝施工为例,该书对工程所使用的混凝土生产与运输、模板施工、钢筋施工、脚手架施工、常态混凝土坝体施工、混凝土特殊季节施工、混凝土施工质量控制、混凝土坝接缝灌浆、混凝土坝温度控制等工程技术核心内容进行了展开讲解,为实际施工过程提供了重要的技术参考。 三、探讨水利工程中电力施工的细节流程,分析了具体的工程施工技术 该书对水利工程中电力施工的细节问题进行了拓展性探讨,并对具体的施工工艺及施工技巧进行了全面分析。例如,在水电站厂房的建设过程中,下部混凝土结构施工与上部结构施工会采用各不相同的施工方法,且对施工顺序有严格要求,这需要受到水利工程施工人员的重点关注,以保障工程的施工质量。综上,水利水电工程是现代社会建设与发展中必不可少的一类重要工程,其在保障水利电力资源调配、实现水利电力资源管理、完成勘测规划任务等多个方面具有重大意义。因此,该专业学生、研究人员及相关从业者应进一步加大对施工技术的研究与拓展,并逐步实现技术的升级与创新,为我国水利电力工程领域的发展做出实质性贡献 作者:陈磊 单位:重庆涪陵电力实业股份有限公司
材料化学论文:材料化学工程论文 1材料化学工程的概述 材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。 2新材料的开发 我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。 3材料化学工程技术的进展 材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。 4展望 材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。 5结语 材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。 作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处 材料化学论文:金属材料物理化学论文 1铁的相图图 与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。 2两组分液态完全互溶系统的相图 虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。 3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图 具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。 4相图在金属材料中的应用 4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。 4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。 5结语 相图在金属材料领域中起着非常重要的作用,本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂,通过提出问题,实例讲解和动画演示等多种形式组织教学,建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系,便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识,以期为学生正确理解和应用相图提供指导。 作者:孙红英 李占君 单位:安阳工学院 机械工程学院 材料化学论文:材料化学人才培养化学实验论文 1改变课程考核评价体系,注重实验过程考核 在无机化学实验教学考核的过程中,仅凭实验报告成绩和期末考试成绩,不能准确地衡量学生的实际实验能力。为了科学地评估学生的实验能力,需要优化传统的实验课程考核体系,建立全面的无机化学实验综合考核办法。将学生的课程成绩分为实验过程成绩、实验报告成绩、实验理论考试成绩,单项成绩不合格,则总成绩不合格。这种考核方式促使学生认真地对待每个实验环节,有效地提高了学生的综合实验素养。实验过程成绩是教师在指导学生实验过程中,根据学生实际操作情况给出的评价;实验报告成绩主要是根据学生的预习实验报告和实验报告书写、数据处理及分析等来评判;在实验理论考试中,除了常见考题外,还结合材料化学专业特点,增加了实验方案设计等考核内容,突出了综合实验能力和创新能力的考核,促进学生实验能力的全面发展。 2创建适合材料化学专业发展需求的无机化学实验教学模式 进入21世纪以来,材料科学发展愈加迅速,新材料、新技术、新产品不断问世,与此相适应,对材料化学人才培养也提出了新的要求。材料化学专业无机化学实验授课模式必需紧跟时展步伐,及时调整课程结构与内容,引入学科发展的最新成果,介绍学科内容中的多种学术观点及学术背景和发展动态,开阔学生学术视野,提高学生的学习兴趣。教无定法,教要得法。要使课程教学生动活泼,教师必须不断更新教学内容,创新教学方法与手段,增强课程教学的趣味性,促使学生积极参与,在实验中勤于动手、动脑,实现教师教学方式和学生学习方法的转变。 2.1采用多媒体辅助教学和建设实验教学网络平台 多媒体教学是利用多媒体软件对文本、声音、图像、图形、动画等信息进行处理,教师配合多媒体放映进行讲解,将教学内容用特技方法显现出来,能充分创造一个有声有色、图文并茂、生动直观的教学环境,从视觉、听觉等多方面给学生留下深刻印象。无机化学实验教学可以采用多媒体(视频)教学,它不仅教学信息量大,而且可以非常直观地演示实验操作和过程。随着现代科学技术的发展,有些实验可以采用多媒体技术进行辅助教学,如基本操作单元、仪器的使用等。这些实验项目信息量大,操作细节多,仅靠教师在课堂教学有限的时间内进行演示和讲解往往是不够的,而且总有学生没有注意到一些具体操作细节,因此,可以将这些实验演示制成多媒体课件或视频资料,放在课程网络平台上,学生可以不受时间、空间的限制,反复观看,自主地开展预习、复习。这样不仅增强了课堂教学的可视性,而且增加了教师演示的可再现性,延长了学生的学习时间,从而有益于提高学生操作的规范性,使实验教学得到延伸。 2.2将生产生活实例和教师科研项目引入实验教学课堂 不同专业对无机化学实验教学的要求是不一样的。我院材料化学专业的培养目标是培养具备材料化学相关的基本理论知识和基本技能的应用型高级专门人才。因此,学生必须掌握物质的结构与性质、性能的关系,这需要在教学中注意教学内容的层次性。在无机化学实验教学中,我们尽可能选择与专业相关的真实实验课题和实验样品,将生产生活实例引入实验课堂,营造实战氛围,做到知识性、实用性、趣味性的统一。同时,我们还选取了一些与生活息息相关的实验,如锂离子电池正极材料的制备、胶囊壳中铬含量测定等,这样的实验学生感兴趣,实验热情高,有助于学生综合能力的培养。为了进一步提高实验课堂教学质量,我们还在课堂教学中引入教师最新科研课题成果,使实验教学更加贴近科研实际,既丰富了实验教学内容,又增加了实验教学的先进性、新颖性,在加深学生对所学知识的理解和实验技能的熟悉时,还能培养他们的科研兴趣,提高理论联系实际的能力,对科研工作产生感性认识。 2.3实施开放性实验教学 在传统的无机化学实验教学中,学生往往处于被动地位,教师处于主动地位。从实验项目选择、实验方案选择、实验仪器与试剂选择,都由实验老师预先完成。在这种照方抓药的实验教学模式中,学生往往兴趣不高,应付了事。在优化实验教学内容结构的前提下,实行开放式实验教学模式,可以提高学生实验兴趣,强化教学效果。在学生自主的基础上,利用学生课余自由时间开放实验室,对于实验技能较差的同学,让他加强基本操作单元和基本技能的练习。在学生较好地掌握实验基本操作技能后,可以让学生自主选择一些设计型、综合型、应用型实验。在教师的指导下,学生独立设计实验方案,独立完成实验,并认真进行总结,以全面锻炼学生的实验能力和提高综合素质。 3结语 为了适应地方工科院校工程应用型人才培养的要求,无机化学实验教学改革一直在讨论和进行中。我们根据我院材料化学专业人才培养方案,对目前无机化学实验教学内容、教学方法和教学手段及考核方式等方面进行了改革,以全面培养学生的工程应用能力,适应经济社会发展对人才的要求。通过几年来的教学实践与探索,我们已初步建立一套具有可操作性的无机化学实验教学方法与体系,使学生在实际操作能力、实验方案设计、求真务实的实验态度、分析问题和解决问题的能力及创新能力培养等方面得到了良好的锻炼。 作者:李谷才 单位:湖南工程学院化学化工学院 材料化学论文:材料化学教学论文 1“两平台双能力”体系的内涵 基于中国计量学院材料化学专业的教育实践,在分析目前及今后本专业的社会需求和用人单位对材料类专业学生素质、能力等人才规格要求的基础上,对照政府和社会加快教学改革、提高高等教育质量的迫切希望,我们充分认识到实践和创新是专业人才培养的优秀,决定共同搭建分院专业培养学习能力的课程教学与培养实践能力的生产实验(校内综合性实验、自主创新型实验、模拟实验及校外实习等)两大平台,作为学生能力培养的有效载体。通过这两个平台的搭建,把材料专业学生培养为适应社会发展的应用型人才,提升学生的学习能力、适应能力、知识应用能力和专业发展能力。 2教学平台建设及管理体制 自主学习是新课程改革大力倡导的重要学习方式。学院以“厚基础、宽口径、重能力”的指导思想,遵循认知规律,遵照由提高动手能力到培养创新思维的宗旨,对原有教学课程体系进行了改革。除课堂正常教学外,搭建专业教学课程平台,实现教学课程资源网络化,促进学生独立自主学习习惯的养成和能力的提高。通过BB平台的课程建设,实现专业教学课程资源网络化。现在中国计量学院材料科学与工程学院推出了多门重点建设课程,例如《应用电化学》《材料表面处理》等,教师在充分掌握学生学习情况的基础上,针对大多数同学,课上按教学大纲讲授基本要求范围内的内容;对于能够进行更深度学习、对课程某方面需要进行知识面扩展的学生,在网络教学平台上呈现更多的学习资料、相关文献、实验视频、应用软件、学习网站等,方便他们自主学习、加深知识理解;最终针对学生个体差异,实现分层次教学,促进学生学习能力提高及知识的巩固。教学网络平台的所有课程,将对本专业所有学生公开,方便他们对教学资源的获取及问题反馈。 3实验平台建设及优化 大学本科教育中,实践科研反哺理论教学是重要研究课题之一。学生只有通过充分的实验及实践,才能更有效率地促进理论知识学习,提高教学改革效果。目前,主要在以下方面进行了实验平台的搭建及完善。 3.1实验内容的改革 首先,改变传统专业实验课程设置依附于理论课体系的横向模式,超越单门课程的范围,建立实验课程之间的系统联系,在原有实验课程的基础上设立相对独立的纵向联系的课程,形成纵横交叉的网状专业实验课课程体系,实现专业实验课程之间的纵向联系和贯通。其次,改变实验教学由单一课程和学生班级为单位的组织形式,形成交叉型的教学指导团队和兴趣型的学生学习团队。最后,根据实验教学内容,重新确定了基础实验、设计性实验、综合性实验、设计研究型实验4个层次结构。重点开发了几个培养学生综合设计能力和创新能力的实验,以及培养学生综合应用现论和方法的实验。在实验教学内容改革中,减少了验证性、分析性实验项目,增加了设计性、综合性、创新性实验项目。 3.2依据功能实验室条件,实现资源共享 高校科研平台往往拥有大量贵重实验设备,根据仪器属性,可巧妙设计实验教学内容,综合利用仪器,充分发挥仪器能效。部分科研设备课充当实验教学过程的资源。学生通过学会仪器操作,能掌握仪器基本原理和简单维护知识,进而提高学生动手能力,为以后从事相关专业工作打下坚实的基础。大部分从事教学科研的老师,课余时都有自己的研究课题。对于学生感兴趣的实验,学生可以积极参与教师的科研,甚至仪器设备熟练操作后,独立自主完成其中的一个实验环节,培养其科研的缜密思维及细致耐心、精确的实验操作能力等。目前,不少大三及大四的学生在指导教师的帮助下,承担了省级、校级、院级等科研项目,在综合利用实验室资源的条件下,获得了有效的实验成果,并在SCI收录的国际杂志及国内优秀杂志发表数篇论文。 3.3实验管理网络实时化 实验管理过程中,可通过网络平台管理,实现学生与教师的实验前、后的部分互动。对于学生来说,可在网上自主选择时段并预约感兴趣的实验项目,通过实验网络平台完成预习、学习、复习、提问等各项学习任务;对于教师而言,可以对实验教学的全过程实时监控,实现诸如学生网上分组、网上考勤、数据整理及分析、网上答疑等功能,从而使学生实验在老师的指导下有效开展。 3.4建设产学研基地,促进学生社会实践综合能力培养 中国计量学院材料科学与工程学院材料化学专业,主要以高性能磁功能材料与器件、先进炭材料、材料表面处理技术、化学电源等为研究对象,解决企业技术难题及生产中存在的各种关键性难题,满足区域经济发展需求,达到科研为地方经济服务的目的。我院与企业共建校内产学研平台3个、校外产学研基地21个,建立了材料类基础实验教学、专业实验教学、工程技术实践教学以及课外创新实验教学等课外实践教学平台。近期我院又与绍兴康健精密不锈钢有限公司全面开展产学研合作,共建“中国计量学院——绍兴康健精密不锈钢有限公司磁性材料研发中心”,在技术攻关、产品研发、平台搭建、奖学金资助等全方位的合作,支持和激励大学生开展科学研究和创新实践。在生产科研基地,要加强专业实践环节的组织和团队指导,让学生参与到协作单位实际的工程项目中,在教师和工程技术人员的指导下承担实际工程项目的设计和管理,让学生接触技术的优秀,使学生通过实战锻炼掌握工艺创新技能。 4结语 根据社会主义市场经济发展的要求,培养适应社会主义现代化建设需要的德、智、体全面发展,且具有扎实专业知识和实验技能的材料人才是推进材料领域发展的关键。通过认真研究国内外高校相关专业特点,探索并执行“两平台双能力”材料化学专业教学—实践体系的构建,制定并落实材料专业人才培养模式的具体实施方案,必定能够促使专业教学课程体系不断的完善,促进学生在实验实践创新平台培养的实践和创新能力不断提高。 作者:江莉李冬云金顶峰卫国英孙丽侠余云丹单位:中国计量学院材料科学与工程学院 材料化学论文:材料专业普通化学绪论课教学的重要性及其实践 摘要:普通化学是材料专业的一门化学理论基础课,内容抽象、理论性强。通过在绪论课教学中介绍化学发展简史、讲授材料领域学术前沿知识,使学生了解材料在人类文明进程中所起的作用,了解材料与化学之间的关系,从而提高学生对材料专业的认识,激发学生对学习化学的兴趣,增强教学效果。 关键词:材料专业;普通化学;绪论课;教学 普通化学是高等学校材料专业的一门重要的理论基础课。但由于授课对象是大一新生,学生们对于这门课程在材料专业中的基础地位与重要性,以及与所学专业的内在联系缺乏了解或认识不足。如何能让学生迅速了解化学与材料科学之间的密切联系,从而激发他们学习化学的兴趣,调动他们学习的积极性,是普通化学教学过程中面临的首要课题。 绪论课是普通化学课堂教学的第一课,在引导学生认识化学的重要性、激发学生学习化学的兴趣方面起着非常重要的作用[1,2]。对于材料专业的学生来说,最感兴趣的莫过于各类材料对人类文明、社会发展所起的重要作用。通过讲解化学发展简史、材料在社会发展中所起的作用,增加学生学习化学的兴趣,激发学生的学习热情。近几年,笔者通过对绪论课内容的不断更新完善,以及对多媒体课件的精心设计,使学生及时认识到学习化学的必要性和重要性,取得了良好的教学效果。现就绪论课的教学实践做几点总结。 一、从材料发展对社会进步的巨大作用讲述材料发展史,增强学生的专业自豪感和自信心 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,一种新材料的应用往往成为人类进步的重要里程碑。例如,历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代特征标志的。一种新型材料的研制成功,可以引起社会生活的新变化。如石器、陶瓷、铁、铜、玻璃、水泥、单晶材料、有机高分子材料等的发明与创造,都曾为社会进步提供了重要的物质基础。因此,可以说,没有半导体材料,就不可能有计算机技术;没有耐高温、高强度的特殊结构材料,便没有宇航工业;没有低损耗的光导纤维,也就没有现代光通讯;没有有机高分子材料,人们的生活也不可能这样丰富多彩。特别是到了现代,国际竞争日趋激烈,各国都想在生物、信息、空间、能源、海洋等技术领域占有一席之地。而开发这些高新技术的关键往往与材料的发展有关。 通过一个个生动鲜明的事例,让学生了解不同材料在人类文明进程中所起的巨大推动作用,增加他们对自己所学专业的自豪感;通过介绍材料在高新技术领域的价值及应用前景,激发学生学习材料科学的兴趣。同时,结合笔者的科研经历、科研体会,讲述一些新型材料设计合成的案例,激发学生的求知欲,增强学生的自信心。 二、介绍化学发展史,激发学生的学习兴趣,培养学生正确的价值观 人类化学知识的获得,是从认识自然现象开始的:动植物的腐烂、火山爆发、空气和水对物质的侵蚀等。远古时代人类通过摩擦生火和钻木取火等方法学会了利用火,不仅增进了健康,发展了智力,而且利用火能产生各种化学反应这个特点,开始了制陶工艺。制陶过程实际上就是在高温下,使粘土中的二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙、氧化镁等成分发生一系列的化学变化。制陶工艺不仅提供生活必需品,改进农耕工具,而且改善了人类的居住条件。人们逐渐走出岩洞,住进了砖瓦房,并用陶制农具开展农业生产。同时,人们从烧陶工艺中掌握了高温技术,并该项技术应用于冶炼铜矿和铁矿。如将铜矿石和木炭混合加热得到了金属铜;但纯铜质地较软,不利于制造工具和兵器。在冶炼铜时掺入锡、铅,可制得硬度很高的青铜。青铜器如铜币、编钟、青铜鼎的出现,推动了当时农业、兵器、金融、艺术等方面的发展,把社会文明向前推进了一大步。除了冶炼铜以外,人们用木炭不完全燃烧产生的一氧化碳,还原铁矿石中的氧化铁为金属铁。战国时期铁制工具如犁铧、铁D、铁锛等农具得到广泛应用,带动了农业和手工业的发展。这样,随着冶金技术的不断进步,生产工具的不断革新,在人类历史上相继出现了青铜器时代和铁器时代[4]。 此后到了炼丹术和炼金术时期。虽然炼丹家和术士的目的没能达到,但他们为化学学科的建立积累了丰富的经验。通过做原始的化学实验,发明了大批实验器具,制造出很多化学药剂,记录了大量的实验方法,写下了许多炼金著作。正是这些理论、实验方法、化学仪器以及丹术著作,开创了化学学科的先河。与此同时,人们对物质结构本质的探索与论证也从未停息过。但直到1661年英国化学家波义耳给元素下了明确的定义、1803年英国化学家道尔顿创立原子学说、1811年意大利化学家阿伏加德罗提出分子学说,人们才逐步认识到物质的组成、结构以及发生的化学变化,逐渐形成了完整的化学体系,化学才真正成为一门科学。 到了19世纪末,随着X射线和电子的发现,人们对物质结构的认识逐渐深入,打破了道尔顿原子不可分割的观念。此后,随着建立在卢瑟福有核原子模型、普朗克量子理论和爱因斯坦光子学说基础之上的波尔原子结构理论的提出,标志着现代化学的兴起;薛定谔方程的建立,更直接揭示了微观世界微粒运动的深层奥秘;而在量子力学基础上发展起来的化学键理论,使人类进一步了解到分子结构与性能之间的关系,大大地促进了化学与材料科学的联系,为发展材料科学提供了理论依据。通过化学发展史的介绍,使学生丰富化学历史知识,了解各个时期化学发展的标志性成果及对社会发展所起的巨大作用,由此激发学生学习普通化学的兴趣,为以后的专业课学习打下坚实的基础。 除了激发学习兴趣,化学史的讲授还可以给人以智慧,即尊重事实、追求真理的科学情感和态度,百折不回、锲而不舍的科学品德和情操,勇于探索、勤奋创新的科学精神和方法。如讲述诺贝尔这样的伟大科学家的奋斗历程、学术成就、品德修养,描绘科学家实事求是、一丝不苟的科学态度,锲而不舍、持之以恒的拼搏精神,对提高学生的科学素养会起到潜移默化的作用,更为重要的是,在这个过程中还可以培养学生优良的道德品质,以及正确的人生观和价值观[5]。 三、阐明材料专业只有以化学为基础,方能引领科技的发展,进一步激发学生的学习热情 材料是人类生存、社会发展、科技进步的坚实基础,是现代化革命的先导,人们把信息、材料、能源作为社会文明的支柱。如今,材料已成为与国民经济、国防建设和人民生活息息相关的重要组成部分。通过功能材料的设计合成,如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料等,制造各种高科技功能元器件。发展功能材料正在成为国家提高国际竞争力,增强经济实力,甚至是强化军事优势的重要手段。 当前,化学在推动人类进步和科技发展中起到了优秀作用。化学首先是基础的优秀科学,它不仅可以制造或创造出自然界已有的或不存在的物质,提供分析手段,还可以预测、裁剪、设计分子,揭示物质结构、性质和功能之间的关系;其次化学还在相关学科的发展中起了牵头作用,化学研究不仅带动了其他学科的过程研究(工业、农业、环保、能源),而且极大地带动了材料科学的发展。材料学科的发展、功能材料的设计,只有以化学为基础,才能合成出具有特殊物理性能、化学性能、力学性能等的功能材料。通过讲解材料领域的前沿知识,使学生了解材料与化学之间的密切联系,提高学生对学习化学重要性的认识,激发学生学习化学的热情,为材料专业课的学习奠定扎实的理论基础。 四、多种教学手段的综合运用,进一步改善教学效果 兴趣是学好知识的基础和保障,也是学生学习的源动力。为吸引注意力,提高兴趣,在课堂教学中,笔者运用多种教学技巧提高教学质量,改善教学效果。首先是充分发挥多媒体教学的优势。多媒体课件可以综合多种教学艺术效果,根据绪论课的特点,结合学生的专业特色,通过精心设计,恰当使用图片、文字、声音、动画等形式,充分发挥多媒体形象、直观、交互性强的优势,创造生动的教学氛围,增强趣味性,激发学习兴趣,达到最佳教学效果。其次,通过查阅相关历史及文献资料,以材料知识为主线,以化学知识为背景,通过讲授化学史上的中国人及中国化学史上的世界第一,激发学生的学习热情。最后,结合自己的科研方向和研究成果,讲授材料领域的前沿学科进展,让学生产生共鸣,拉近师生间的距离,提高他们学习的主动性。总之,通过多种教学技巧的运用,增加课堂表现力和感染力,从而有效地激发学生的兴趣。 普通化学基础理论教学是材料专业学生学习的一项必修课程,是培养专业人才的一个关键环节。培养高素质的合格人才,激发学生的求知欲,增强学生的自信心,培养学生正确的人生观和价值观,做好绪论课教学,至关重要。俗话说,“良好的开端是成功的一半”,“学贵刻苦、教贵善诱”。教师通过不断充实教学内容、渗透科研前沿、总结教学经验,讲授一堂重点突出、条理清晰、内容翔实,集科学性、历史性、趣味性、艺术性于一体的生动的绪论课,不仅可以培养学生对普通化学的学习兴趣,还将对学生专业课的学习以及综合素质的提高打下良好的基础。 材料化学论文:材料科学与工程专业物理化学课程教学改革的几点建议 摘要:物理化学是高校材料类专业重要的基础课程。介绍了石河子大学近几年来材料科学与工程专业物理化学课程体系中出现的一些问题,以及教学改革与探索的几点建议,包括教学体系的重构、改进教学方法、强化实验配套教学。以此为举措,推动提高教学质量提高。 关键词:材料类专业;物理化学;教学改革;建议 物理化学课程是高校化学专业最重要的一门基础课程,该课程内容丰富、前后连贯、逻辑推理清晰、理论性强,不仅可对化学、化工、环境专业学生开设,也可为生物、材料、食品、水建等专业学生设置。随着社会的发展和科学技术的进步,高等学校不断深化教学改革,全面提高教学质量,对物理化学学科的课程讲授和发展也提出了更高的要求。结合我校的实际情况,以及我们近几年在建设校级精品课程的探索与实践,重新审视材料科学与工程专业物理化学课程的教学内容、教学方法和教学环节,发现目前我校材料专业物理化学课程教学中还存在以下的问题: 1.现行的教学计划中,无机化学相关课程以及后续一些专业课,与物理化学授课内容中有一些重复之处。 2.教材中抽象理论太多,造成了学生对这门基础课程产生了比较枯燥无味的感觉;加之内容多,课时量有限,老师在课堂讲授中不能针对某一化学原理或原理推导过程进行深入的剖析和讲解。 3.与之配套的物理化学实验课,经常采用多个班级集中循环进行试验的模式,有时理论部分未讲授到,但实验课程因为循环时间到,又必须开始,即实验内容超前于理论教学的进度,或者理论课早已讲授完毕,而实验课程却推后进行,学生不能及时将理论和实验相联系,无法达到预期的教学效果。目前我校物理化学的实验内容,基本以验证基础理论为主,缺少综合性、设计性及性能测试试验,因此物理化学实验体系缺少培养学生创新思维的意识以及提高学生动手能力的舞台。 因此,需要积极推进课程体系改革,充实和更新教学内容、改进教学方法、丰富实验教学,从而全面提高物理化学课程的教学质量和效果。 一、优化整合相关学科内容,打破学科壁垒,构建新的教学体系 对于我校材料科学与工程专业,按照2013版教学大纲的要求和已制定的教学计划,其中包含的课程,如无机化学、无机非金属材料、催化作用原理、胶体与界面化学等专业课,它们都与物理化学课程密切相关,有些课程如催化作用原理和胶体与界面化学,直接是从物理化学的大体系中划分出去的。由于我院材料专业招生时间不长,而这些课程总是不同的教师授课,教师之间就授课内容未来得及进行充分的交流,经过几年的授课,发现同一知识点的简单重复难以避免。因此,建议课程组就这一现象,加强教师间的交流与合作,将这些课程的内容进行有效的整合,突破原来以学科和专业来划分的粗放型的课程体系,建立起适合于自己专业的有效课程体系,是目前我院物理化学教学改革的一项重要任务。 我校材料学科专业物理化学课程采用的是南京大学沈文霞主编的《物理化学优秀教程》第二版教材,主要的授课内容包括热力学(热力学第一定律、热力学第二定律、化学平衡和相平衡)和动力学部分(包括化学反应速率、电化学、表面现象和胶体化学),共56课学时,大学二年级上半年授课;而无机化学,同分析化学一起共48学时,无机部分主要讲授热化学(热力学第一定律)、稀溶液的性质、胶体溶液、化学平衡及化学反应速率;根据教学大纲的安排,胶体和界面化学、催化作用原理这两门课程各安排24个学时,在大学三年级下学期开展。通过几年授课,经老师观察和学生反映不难发现,以上所述这些课程,在知识内容上相互之间都存在着一定的重复性和交叉性。 针对课程内容重复的问题,为了避免盲目浪费学时数,有效改善不同课程之间的重复授课,充分利用大学课堂掌握更多的知识,使我们在课堂上的几十分钟内有效地完成教学任务,这里提议对材料系开设的几门相关课程教学内容进行整合,使每门课都有其侧重点,建议组建一个全新的教学体系,同时要照顾到这些学科知识的完整性和独立性。例如,讲授无机化学课程时,建议把化学热力学和化学平衡作为重点内容详细讲授,而其他内容,如电化学、相平衡和化学反应速率这些内容作为物理化学课程的授课侧重点。物理化学理论课程中的胶体、表面现象则可放在胶体和界面化学以及催化作用原理这两门课程中主要讲授,物理化学课程就不讲授这部分内容。这样既节省了时间,又突出了重点,不仅使教学内容独立而完整,还可以适当减轻因课时量小带来的物理化学的教学压力,弥补了物理化学课程内容多、课时少的矛盾,老师在授课的过程中再也不担心时间不够用而只能浅显的表述;对于学生来说,仍然是掌握了整个物理化学的原理,而且更加坚实。 二、掌握专业知识框架,改革教学方法 通过对物理化学课堂的观察,发现学生们刚开始对这门课还保持有神秘感,大多数同学对这门课还是很有兴趣的,加之从师哥师姐们那里听说这门课容易挂科,因此学生们刚开始上课的时候都很认真。但是随着课程的深入,部分同学开始松懈,开始排斥这门课程,以至于后来干脆放弃学习。经过细心调查分析发现,学生们在失去学习兴趣后,慢慢迷失在这门课程中。尽管老师在课堂上一再强调要理清楚各章节之间内容的联系,重点记忆关键结论,但大部分同学仍然做不到,不能掌握物理化学课程的知识框架,也没有选择性的记忆关键问题,总是被动地接受课堂上讲授的内容,甚至被很多的数学推导过程迷惑。而实际上这门课程内容衔接紧密,逻辑性很强。把各章节之间的知识框架理清楚之后,就坦然的接受和明白了各章的结论,也有利于知识点的重点记忆。在教学过程中,注重课程之间的联系,通过知识点的连接和相关内容衔接相关的课程,及时引导学生把所学的内容纳入到学科的框架中,帮助学生建立较完整的知识框架,不要迷失在盲目的理论推导中。 物理化学这门课理论性很强,内容较多而抽象,公式又多,学生接受很困难,这就对老师的课堂教学提出了更高的要求。为了能够进行有效的课堂教学,激发学生的学习兴趣,常把日常生活现象中涉及的物理化学原理介绍给学生。比如,举例高温下食物容易变质的问题,联系化学动力学的理论加以说明;讲解温度对反应平衡和反应速率的双重影响时,例举合成氨工业中如何选择最佳温度;涉及讲授表面化学的理论时,可以例举农民锄地能防止水分蒸发的现象,或者小气泡、液滴、呈球形的现象,加以解释后,学生就会对表面性质有清晰的认识;讲授渗透压的时候,联系渗透压的作用,提问为什么肥料用多了农作物会“烧死”?打吊瓶时为什么会感觉到疼痛?让学生带着问题听课,面对生活中各种现象去思考,多问几个为什么,自己到物理化学中去寻找答案,激发学生学习这门课程的兴趣,也就达到了提高教学质量的目的。 除此之外,在课堂上还可以采用小班讨论或者Seminar讨论式教学模式,以教师和学生为共同的教学主体,就某些共同关注的问题,在和谐的气氛中进行讨论,加强教师和学生之间的交流和沟通。课下,利用我校教务处网站的网络教学平台,与学生进行课下的交流和习题讨论、小测验等,与传统的课堂教学模式相比,它具有互动性、合作性、学术性的优势。 三、强化配套实验教学 实验教学在物理化学课程的教学中占有十分重要的地位,它与物理化学课程紧密配合,巩固和加深对物理化学原理的理解,提高学生对知识灵活应用的创新能力,还培养了观察和分析问题的能力。 为了避免实验课程超前理论课程,建议在学习完物理化学相关理论后,及时在学期后半学期开设实验课程。课程组已经设置独立的实验课并计算学分,如:配合表面现象,开展了液体表面张力的测定实验、粉体粒度分析实验;为了巩固反应速率反应章节的学习,开设蔗糖反应速率常数、乙酸乙酯反应速率常数的测定实验等。同时,也应鼓励学生根据所学理论,合理设计实验项目,开展综合性创新实验,增加设计研究型实验,根据设计实验的题目、要求等内容,让学生查阅相关资料,并利用学过的理论知识,选用相关的仪器、药品,分析实验中的难点和关键步骤等,自行完成实验内容、并上讲台讲授实验,以培养学生发现和解决问题的能力。 经过几年的探索和实践,我院化学化工学院材料专业物理化学课程的教学改革将有助于提高学校物理化学课程的教学质量和效果,促进了物理化学这门校级精品课程的建设和发展。 材料化学论文:应用型本科院校材料化学专业教学改革探析 摘 要:我国高等教育已进入大众化阶段,地方本科院校材料化学专业应以应用型人才培养为目标,突出地方特色,科学定位办学目标,优化专业课程体系,加强师资队伍建设,改革课程考核评价机制。 关键词:应用型本科院校;材料化学;教学改革 推进教育教学改革,提高教育教学质量和人才培养质量,是高等教育发展的优秀任务。进入21世纪以来,我国的本科教育进入大众化教育发展阶段,客观上要求多数本科院校转向以培养应用型本科人才为主。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》、教育部颁布的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》(高教三十条)等相关文件均指出:地方本科院校的办学应以科学发展观为指导,以地方经济社会发展对应用型人才培养的要求为导向,遵循高等教育基本规律,要深化教学改革,突出优势,强化特色,培养符合地方经济社会发展需要的应用型本科创新人才。因此,结合材料化学专业特点和应用型人才培养要求,优化课程体系,改革教学内容,突出专业特色,加强师资队伍建设,改革课程评价机制,推动材料化学专业的教学改革,是新形势下应用型本科院校的一项紧迫任务。 一、材料化学专业建设存在的问题 (一)办学目标不明确 目前全国各应用型本科院校中开设的材料化学专业,其专业建设并没有形成自己的办学特色,不少新建本科院校很多只是简单地照搬其他重点大学如“985”或“211”高校的材料类专业或者化学化工类专业的人才培养方案,并没有把其他高校的培养方案引进来后,根据本校本地区的实际情况进行充分吸收与相互融合,这样造成很多新建本科院校在专业设计上同质化现象越来越严重,学生所学习到的专业知识和技能越来越不能适应市场发展的需要。因此,目前应用型本科院校的材料化学专业在办学过程中普遍存在办学目标不够明确,办学定位缺乏一定准确性的问题。 (二)课程体系不合理 不同规格的人才培养需要有相应的课程体系来保证和支撑,课程体系是人才培养的总体蓝图,是实现人才培养目标的主要依据和手段[1]。总体而言,目前我国新建本科院校的课程结构不够科学合理,课程体系不够完整,教学内容相对陈旧。作为一门实践性很强的应用型学科,材料化学专业的课程体系应体现专业培养特色,综合考虑所设置的相关课程之间的有机联系,但目前各本科院校在课程体系构建方面存在以下主要问题:一是少数专业课程由于师资力量不够存在因人设课现象;二是专业课程的部分内容重复较多,学时分配也不够合理;三是专业主干课程缺乏系统性,理论课程的门数和学时偏多,实践课程的门数和学时偏少。此外,课程设置上必修课的比重较大,而选修课的比重较小,且缺乏整体的有机联系。总之,这些传统的课程结构设置不能体现学生创新精神和实践能力的培养,达不到应用型本科院校“宽口径、厚基础、强能力”的培养目标,不利于应用型本科创新人才的培养。 (三)师资力量薄弱 在我国高等学校序列中,地方高校占高校总数的90%以上,是我国高等教育的主体部分,地方高校师资队伍的建设与优化是国家“人才强国”战略的重要保障[2]。目前,各应用型本科院校的材料化学专业专任教师虽然人数不算少,但由于所处地域原因以及待遇因素,引进的高素质专业人才数量仍然偏少,不能满足本科院校新形势下的教学需求。与此同时,由于应用型本科院校大多是由专科学校升格而成,虽然升格以来引进了一大批具有博士或硕士学位的青年教师充实到教师队伍中来,但这些青年教师大多缺乏工程实践经验,这对培养应用型人才的高校而言,极大地影响教学质量,从而影响人才培养质量。此外,高层次人才是引领和带动学校学科建设和专业发展的“领头羊”,应用型本科院校不同程度地存在着高层次人才匮乏,尤其是学科带头人紧缺的问题,着力解决好高层次人才相对匮乏的问题是当前应用型本科院校持续发展和提升办学水平的迫切工作[3]。 二、材料化学专业教学改革的路径 (一)科学定位办学目标 应用型本科院校的办学目标要充分考虑本地区区域经济社会发展情况,积极挖掘特色质点,加强学生应用能力的培养,合理设置专业方向,形成与区域经济社会发展需要相适应、结构优化的专业办学特色。材料化学专业是教育部近年来新设置的一个专业,各本科院校应该明确本校的专业定位,结合本地区的实际情况,突出专业特色,科学合理设置专业办学目标。人才培养定位是高校实施教学计划的主要依据,明确自身定位、提高教学质量是高校办学育人的基础所在[4]。湖南人文科技学院材料化学专业应用型人才的培养目标应该是:培养德智体美全面发展,具有较高的思想道德素质、人文素质和良好身体心理素质,掌握材料化学的基本理论、基本知识和基本技能,了解材料化学领域的理论前沿、最新动态和应用前景,具有运用专业知识和技能解决实际问题的能力,具有较强的创新创业能力,能够在材料化学及其相关领域从事生产、应用开发和管理工作的应用型人才。 (二)优化课程体系与教学内容 课程体系是指一所大学根据本校制订的培养目标而设计的课程整体,课程体系不是简单的指课程设置,不同类型的学校,其课程体系也应当是不同的,这是创办富有特色大学的必要条件[5]。因此,应用型本科院校对本校的专业课程体系进行改革和优化时,既要突出本校的专业办学特色,又应体现应用型本科院校注重应用的特点。湖南人文科技学院的材料化学专业本次重新修订了人才培养方案,对课程体系进行了整体优化,并对相应的教学内容进行了调整,使之更符合专业办学特色和专业综合改革的要求。 1.优化课程结构 湖南人文科技学院材料化学专业根据市场人才需求宽口径招生,强化通识教育,培养综合素质,不断优化课程体系,在本次人才培养方案修订中将理论课程设置为公共必修课、专业必修课、专业限选课、专业任选课和公共任选课共5个课程模块。 第一,公共必修课主要是培养学生具有正确的世界观、人生观、价值观和较强的民主法制观念与较高的社会责任感,具有健康的体魄和良好的心理素质。公共必修课包括“思想道德修养与法律基础”、“马克思主义基本原理概论”、“思想和中国特色社会主义理论体系概论”、“形势与政策”、“大学生就业指导”、“大学生健康教育”、“高等数学”、“线性代数”、“大学物理”、“大学英语”、“大学计算机基础”、“大学体育”、“大学语文”等。 第二,专业必修课主要包括“无机及分析化学”、“有机化学”、“物理化学”、“材料概论”、“工程力学”、“工程制图”、“化工原理”、“材料科学基础”、“材料测试方法”、“材料制备原理”、“热工基础”等,目的是培养学生具有扎实的材料化学专业知识,具有较强的分析问题和解决问题的能力。 第三,根据企业实际和市场需求以及地方区域经济发展情况,专业限选课设置两个专业方向:陶瓷材料方向和能源材料方向。陶瓷材料方向开设“陶瓷工业机械设备”、“陶瓷工艺学”、“无机材料物理性能”、“特种陶瓷”等课程;能源材料方向开设“现代新能源材料”、“化学电源基础与应用”、“化学电源设计与制造工艺学”、“新能源材料与器件发展动态”等课程。 第四,专业任选课包括“金属材料概论”、“复合材料概论”、“专业外语”、“材料工厂设计”、“粉体工程”、“信息检索与应用”、“纳米材料”、“标准化概论”、“材料科学新进展”、“计算机在材料科学中的应用”等课程,学生从中任选6门课程学习。这些专业任选课的开设可使学生更多了解材料化学专业的理论前沿、最新发展动态及应用前景,了解与本专业相关的学科和边缘学科现状及发展趋势,从而可拓展学生的专业视野,为今后就业打下坚实而宽广的专业基础。 第五,公共任选课由学校其他系部开设,包括中华传统文化类、艺术素养类、科学素养类、应用技术类、教师教育类、其他类别类等六大系列课程,学生从中任选5门课程学习。通过该类课程的学习,可使学生实现文理科相关知识的交叉渗透,也是大学教育的努力方向。 为了突出专业培养特色,增强学生对企业实践知识的了解和熟悉程度,在材料化学专业人才培养方案中,我们从专业课程中选择其中6门体现专业特色的课程,组建校企联合授课模块,包括“材料测试方法”、“热工基础”、“材料工厂设计”、“材料科学新进展”、“材料产品技术概论”、“标准化概论”等。 2.合理构建实践课程类型 材料化学专业是一个与生产实际联系非常密切的应用性非常强的专业,在对理论课程整体调整和优化的同时,也必须重视实践教学课程,以提高学生动手能力以及分析和解决问题的能力。该专业的实践教学课程主要设置为校内和校外两个实践模块。校内实践教学模块主要包括公共实践必修课、专业基础实验课、专业实验课等。公共实践必修课主要包括“大学计算机技能训练”、“军事理论与训练”、“素质拓展教育”、“就业实践”等。专业基础实验课主要包括“无机化学实验”、“分析化学实验”、“有机化学实验”、“物理化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等。专业实验课主要有“陶瓷制备与性能实验”、“化学电源综合实验”等。材料化学专业的实验教学内容要充分考虑其科学性和系统性,既要强化基础实验课必须掌握的各项理论知识和基本实践技能,同时又要多设置一些综合性实验和设计性实验,减小验证性实验的比重,鼓励学生大胆创新,提高学生的综合设计能力、实践创新能力以及分析问题与解决问题的能力。校外实践课程主要包括“校企合作教育(一)”、“校企合作教育(二)”、“校企合作教育(三)”以及“生产实习”等,这些课程的开设可扩大学生的专业知识面,增加实践技能,同时可将所学专业知识应用到生产岗位,提升学生解决实践问题的能力,使学生得到系统的工程训练,成为更符合社会需求的应用型人才。 (三)加强师资队伍建设 材料化学专业应用性强,与企业生产实践联系紧密,因此要培养出高素质的材料化学专业人才,就必须拥有一支高素质的教师队伍。针对应用型本科院校目前的师资队伍现状,有必要重构师资素质,既要重视教师专业理论知识与学术水平的提高,也要注重在新形势下专业教师创新能力与实践知识的培养。笔者认为,可从以下几个方面考虑来加强师资队伍建设:一是鼓励教师进修攻读硕士和博士学位,进一步增强教师专业知识,全面提升教学理论水平和能力;二是加强青年教师的教育教学培训工作,重点对新进教师进行教学方面的长期培训,建立考核机制,同时完善老教师指导制度,以帮助青年教师过好教学关;三是确定2―3个专业带头人培养对象,通过3年左右时间的培养,遴选出本专业的带头人;四是可考虑选择5―7门专业主干课程进行重点建设,每门主干课程的建设周期为2―3年,加强教学团队建设,整体提升教师队伍的专业能力和教学水平;五是鼓励和遴选专业教师分期分批到相关企事业单位进行短期挂职锻炼(3―6个月),拓宽教师视野,增强实践知识与理论知识的结合,使教师的知识结构与能力结构得到进一步调整和充实,从而提高专业教师的实践动手能力和知识更新能力;六是聘请校外相关企事业单位的“双师型”人才为专职教师或兼职教师,充实到教学团队中,参与校内专业人才培养方案制订、专业课程教学等工作,提高教师实践能力的整体水平。此外,学校还可定期通过举办讲座等形式,邀请国内著名高校、科研院所的专家学者以及有实践经验的企业老总或者技术开发人员来校讲学,让相关教师能够更多地了解和熟悉本专业的最新研究进展,及时更新自己的专业理论知识和实践知识。 (四)改革课程考核评价机制 逐步建立“考核内容综合化、考核形式多样化、考核过程全程化”的多元型课程考核模式,以考核方式改革促进教学模式改革。首先,对于“材料科学基础”、“材料制备原理”、“工程力学”、“化工原理”等专业理论课程,改变期末考试的单一考核方式,可采取课程教学的过程性考核(如增加平时考核、期中考核等方式)和期末考核相结合,实行课程考核方式多样化;而对于专业性比较强的理论课程(如“复合材料概论”、“材料工厂设计”、“化工制图”、“专业英语”等),可实行半开卷或开卷考试,在考试内容上尽量多采用综合性试题来衡量学生对该门课程的掌握程度,侧重学生思维能力和专业知识综合应用能力的考核。其次,对于专业实验课程(如“无机化学实验”、“分析化学实验”、“化工原理实验”、“材料测试方法实验”等)的考核,如果单纯地以每次实验报告的成绩为依据进行考核,容易出现高分低能现象。可考虑采用平时成绩(占30%,包括出勤情况、实验课堂表现、实验报告等综合考评)、期末实验操作考试(占30%,包括对所随机抽中的实验项目的实验过程熟悉程度、操作规范度、实验结果等综合考评)以及期末笔试测试(占40%,包括对平时所有实验项目内容进行考评)等多样化考核对学生学习情况进行综合评价。最后,对“毕业论文”、“校企合作教育”、“生产实习”等实践课程,要细化考核指标体系,实行实践课程的全过程考核评价机制,加大平时考核的成绩比重,把对学生的平时考核与期末总结性考核有机结合,科学评价该类课程的实际教学效果。 材料化学论文:浅淡材料化学专业的高分子化学实验教学改革 [摘 要]高分子化学实验是我校材料化学专业学生学习的一门重要的实验课程,该课程既能使学生进一步理解和掌握理论知识,又能培养学生的动手能力及科研素养。通过让学生参与实验的准备工作、实验设计等活动,对高分子化学实验教学进行改革,激发学生的学习兴趣,提高学生的基本实验能力。 [关键词]材料化学专业;高分子化学实验;教学改革 《高分子化学》是有机化学的后续课程,但同时更是高分子材料科学的启蒙课程,是学生掌握高分子科学基本理论和分析、解决高分子材料加工过程中的问题的基础课程。考虑到我校材料化学专业的一个重要发展方向是高分子材料, 《高分子化学》被选为材料化学专业的优秀课程。高分子化学是一门以聚合物合成实验为基础的课程,聚合物合成实验教学有别于一般有机化学实验,但又是以有机化学实验为基础,它是培育创业创新人才的一个重要环节,是材料化学专业联系生产实际的实用性教学。高分子化课程实验教学相比于理论课程教学更具趣味性、实践性、复杂性、研究创新性。高分子化学实验教学在整个高分子化学的教学活动中起着重要的推动作用。 高分子化学实验教学属于课程内教学,开设的实验课程内容中有一部分能够很好地体现高分子科学的发展成果,学生的实践与创新能力在某种程度上能得到锻炼。但是仍然存在相当一部分验证性、认知性的实验,而且实验教学环节依然偏重于理论,注重高分子材料实用性的实验不多,不利于学生学习有关高分子材料的制备与加工。在学生进行高分子化学实验过程中,学生一般是按照已有的实验过程进行实验。实验前教师对相关实验重点、难点、细节等方面进行集中讲解,学生只需按照教师提供的实验过程,即可顺利完成实验。如此实验教学,不但阻碍了学生发现问题的能力、分析与解决问题的能力以及创业创新意识的提高,还使学生对教师产生依赖,并且抑制了学生的独立思考及创新能力的挖掘。 我校材料化学专业具有工科特色,和高分子材料专业比,材料化学专业的高分子材料相关课程的课时相对较少,开设《高分子材料化学》(《高分子化学》)、《高分子物理》与《高分子材料加工工艺学》,总共课时不到140学时。如何在有限的时间内,使我校的材料化学专业的学生既能掌握高分子科学的理论基础知识与学科前沿,又可以激发学生学习高分子材料的兴趣,是一个非常值得探讨的问题。 一、分配学生参与教师的前期实验工作 前期实验工作是实验顺利进行的前提条件。相比基础课程中的无机、有机化学实验,高分子化学实验有更多的实验前期工作需要准备,包括检修与调试反应仪器装置、玻璃器皿的清洗、配制溶液(如提纯单体、引发剂)等。粘附在玻璃仪器上的聚合物难以清除,学生在清洗玻璃仪器等设备的过程中,既懂得实验的成功来之不易,又能初步掌握聚合物的溶解性质。如聚苯乙烯单体中一般要加入微量的对苯二酚等阻聚剂,以避免溶液在储存、运输的过程中发生聚合(变质)。所以为了使实验顺利进行,缩短反应时间,开始实验前,在教师的指导下学生采用减压蒸馏的方法对单体(加入阻聚剂)进行提纯。这样,学生既加深了对阻聚剂阻聚原理的理解,又掌握了减压蒸馏的操作方法。通过积极参与实验前的准备工作,学生懂得实验的成功不仅取决于实验过程,而且与实验前期工作密切相关,从而更加重视实验教学过程。更重要的是,通过参与教师实验前期工作的准备,加深了对课堂理论知识的理解,熟悉蒸馏、重结晶等提纯化学物质的方法。 二、设计能激发学生学习兴趣的实验 调动学生学习主动性的一个重要举措是激发学生的学习兴趣。要激发学生的学习兴趣,设计的实验最好是学生既熟悉又陌生的内容。如尼龙66的制备实验,尼龙绳、尼龙袜子等,生活中很常见,但是如何在实验中采用己二酰氯与己二胺的界面缩聚来制备学生却不清楚,这势必将大大提高学生主动参与实验的兴趣。而且实验装置相对简单,一个烧杯即可完成。当学生将有机相与水相混合后,在两相界面马上就能看到一层聚合物薄膜的生成,而且该层薄膜拉出之后,又立即生成新的聚合物薄膜,可以连续不断地拉出,形成纤维状物质。实验操作不复杂,成功率高,过程新颖,操作明了,学生学习的积极性高。 三、注重开设实用、应用型实验 高分子化学实验教学为学生的创业、创新意识的培养提供了良好的环境条件,尤其是一些能结合实际生活的应用型高分子材料的制备,能使学生体会到高分子化学实验的实用价值,有利于激发学生走向的创业、创新。如在“聚丙烯酸型高吸水性树脂的制备”实验中,高吸水性树脂可用于日常生活用品如尿不湿等,由于该产物的实用性强,一方面可以提高学生动手实验的积极性;另外一方面也使学生深刻认识到高分子材料是一个与人们的日常生产生活息息相关的学科方向。类似的高分子材料还有粘接剂、涂料等,这些实验的开出将会使学生对未来从事该行业的信心倍增。 四、适当设计综合型实验 教材内高分子化学实验大多数是认知和验证型实验,学生只需要按实验参考书的步骤操作基本就能完成。如此实验虽然可以使学生的动手能力得到一定程度的提高,却不能使学生的综合能力、分析和解决问题的能力、创新的能力等方面得到合适的锻炼。综合型实验是内容和步骤较为复杂的实验,其中包含多个的知识点和基本实验操作,需要结合多方面的理论知识和技能,才能够顺利完成。综合型实验既能够训练学生综合运用所学理论和实践的技能,又能培养和提高其发现问题、分析问题、解决问题的能力。在综合型实验训练过程中,学生主动思考,敢于提出问题、分析问题和解决问题,学生的科学思考和创新意识获得很大的提升。 五、开设研究型实验 学生经过综合型实验的基本训练后,实验理论知识和专业实验技能都有了一定程度的提高。为了使学生了解高分子科学学科前沿、激发学生创业创新的动机,教师允许学生采取自愿组合的方式组成若干个科研兴趣小组。通过查阅文献资料,小组讨论提出实验方案,并与指导老师讨论方案的可行性,最后开展实验。结束时,上交实验记录由指导教师批阅给出评价,并讨论实验的得失。整个过程中,要求学生提交文献综述、可行性方案、实验报告或科研论文,锻炼写作科研论文的能力。显然研究型实验需要教师付出更多的劳动,为学生创造一个独立完成、接近实际科学研究的环境。研究型实验有利于提升学生分析问题、解决问题、独立工作、团队精神及创业创新等方面的综合能力。 六、改革实验成绩的考核方式 一个好的实验成绩考核方式要能够反映学生在实验教学过程中各个环节的表现。仅凭一份实验报告来评定学生的成绩是远远不够的,学生在预习实验、搭建装置、清洗仪器设备、打扫卫生等方面的工作都将得不到很好的体现,缺乏客观性和公正性。因此,可以借鉴无机、有机化学实验的考核方式,将实验成绩的评定方式细化:平时实验成绩60分,包括书写预习10分、统一服装5分、装置搭建10分、规范操作10分、卫生情况5分和提交报告20分;期末实验操作考试40分(随机抽取)。将实验成绩的评定标准在开课前公布,使学生不得不复习巩固所有开设的实验,从而达到熟练掌握各项实验技能的教学目标。 七、结束语 高分子材料作为我校材料化学专业一个重要的培养方向,《高分子化学》成为材料化学专业的优秀课程,直接影响《高分子物理》《高分子材料加工工艺学》等后续课程的学习。我校材料化学教研室已通过对高分子化学实验教学的改革,在激发学生学习高分子化学科学的兴趣,提高学生的实践技能、创新能力和创业意识等方面有所收获。2015年3月5日,全国人民代表大会第十二届第三次会议开幕,国务院总理同志在作政府工作报告中提及 “大众创业、万众创新”。今后,我们将秉成这一新理念,继续深入研究与探索,使高分子化学教学不断适应社会发展的要求,为培育更多材料化学领域的优秀人才做不懈的努力。 材料化学论文:量子化学在电致发光材料分析中的应用 【摘 要】利用量子化学半经验方法可以研究电致发光材料的电子机构、几何构型、光谱性质等等。可为电致发光材料的合成和选用提供诸多指导性建议。本文通过对最近量子化学在电致发光材料合成和分析的应用类文章进行了归纳总结,粗略地说明了量子化学在电致发光材料合成中所起的作用。 【关键词】量子化学;电致发光材料;合成 0 引言 有机及配合物电致发光(EL)和非线性光学材料在高新技术中的广泛应用,受到人们的关注并得到积极的研究[1-3]。近30年来,随着量子化学计算方法和分子模拟技术、以及计算机技术的飞速发展,对材料科学的发展产生了深刻影响。利用量子化学计算方法方法研究EL材料的电子结构和光谱性质,以全自由度优化几何结构为基础,计算化合物的电子光谱。对研究此类材料的性质及合成有指导性意义计算结果是实验结果基本吻合。本文主要介绍量子化学在EL材料研究中的应用及进展。 1 量子化学研究EL材料的方法及原理 就量子化学的几种计算方法来看,从头算法虽然有严谨的理论支持,能得到较好的计算结果,但是当遇到诸如酶、聚合物、蛋白质等大分子体系时,计算很耗时,其计算代价无法承受[4]。为了在计算时间和计算精度上找到一个平衡点。采用量子化学半经验方法AMI进行了理论计算包括构型优化、振动分析电子光谱计算。科学家们以从头算法为基础,忽略一些计算量极大,但是对结果影响极小的积分,或者引用一些来自实验的参数,从而近似求解薛定谔方程,就诞生了半经验算法。如:AM1,PM3,MNDO,CNDO,ZDO 等[5,6]。目前,对多类EL材料的研究大部分都是基于量子化学的半经验方法。 2 光谱性能的量子化学半经验计算 EL材料的发光颜色与材料的荧光光谱有密切的关系,荧光即是电子由第一激发单重态跃迁回基态所产生的降级辐射。目前对光谱性能的量子化学计算多半基于量子化学半经验方法PM3和AM1,先对化合物的几何构型进行了全参数优化, 得到其稳定构型,再进行振动分析,在此基础上利用单激发态组态相互作用方法(CIS)计算它们的电子光谱。 比如苏宇,廖显威[7]等人采用量子化学半经验方法PM3对三种黄酮类化合物的荧光光谱进行了理论研究。对各化合物优化后的构型作了振动分析,均未出现虚频率。在此基础上,采用单激发组态相互作用方法(CIS) 计算荧光光谱,所有计算结果与实验值基本吻合。廖显威,李来才[8]采用单激发组态相互作用(CIS)方法,分别计算了4 种稠环芳烃的电子光谱,选了801个组态进行计算,所得结果与实验值基本吻合。他们还对几种含氮芳烃化合物有机EL材料,对FL-4、 FL-7、FL-10 和FL-12的光谱进行研究,计算结果与实验值基本相符合。薛照明,张宣军[9]等用PM3/SCI方法计算了三个分子的电子吸收光谱,测定了三个分子的电子吸收光谱和荧光光谱(DMF溶液)。结果表明理论计算值与实验值相当吻合。高洪泽,石绍庆等利用量子化学半经验AM1及INDO/SCI方法研究了B与8-羟基喹啉的螯合(LiBq4)的电子结构和光谱性质,计算得到基态到各激发态的垂直跃迁能和振子强度,获得电子光谱。分析出由于配体中苯酚环、吡啶环对不同前线轨道的贡献不一样,所以在吡啶环和苯酚环上引入取代基会对光谱发生影响,为分子设计提供理论指导。 3 量子化学对EL材料结构的分析 结构与性能的关系一直是量子化学的主要研究领域,它涉及的范围非常广泛,从无机小分子、有机分子到高聚物和生物大分子,从人为设计的理想模型分子到实用的药物分子和材料分子等[10]。通过结构与性能的研究,人们可以逐类地对一些化学现象进行统一的解释,得出一般性的规律,进而预言一新的化学事实,指导设计新的实验。目前国际上关心的课题主要有:重要新型无机分子、有机分子和原子簇化合物的化学键本质的研究;重金属、稀土元素化合物的成键规律;(半)导体材料、磁性材料、光电材料等。 高洪泽,石绍庆[11]等通过量子化学半经验方法研究了蓝色有机薄膜电致发光材料LiBq4 电子结构,国外研究人员在这方面已做了不少努力,合成了很多类型的蓝色发光材料并且制备了相关器件[12-15],但多数都没有获得突出的结果。由于LiBq4体系相对分子质量较大,迄今未见有对其进行理论研究的报道.他们通过计算结果表明,各个喹啉环基本保持各自的面共轭结构。计算得到的稳定几何结构和的主要键长。为探讨其发光机理及B和Li 元素在其中所起的作用及M ―N键的共价性、离子性对发光的影响,为进一步探索合成与设计具有优良性能的蓝色发光材料提供理论依据和指导。 4 振动分析 判断分子是否处于稳定构型的一个重要方法是看它的振动光谱是否出现虚频率[16]。刘芳玲,张红梅[17]等对萘及其卤代化合物在B3LYP /6-31G水平下优化了4种化合物的几何构型, 在振动分析中,其振动光谱均未出现虚频率, 说明构型优化基本合理性。 5 前景与展望 近些年来虽然量子化学在研究和分析EL材料方面,解释了一些实验现象,揭示了不少前期未被理解的机理,甚至预期了一些结构性能关系。但量子化学的应用远不止这些。随着量子化学理论不断发展和应用领域的逐渐拓宽,研究方法的不断创新,今后将对电致发光材料的合成和选择提供更好的理论依据和指导。将量子化学与EL材料的性质分析结合起来,才能更好的选择EL材料的构成,合成性能更好的EL材料。 材料化学论文:浅析化学化工材料应用技术 [摘 要]目前我国国家经济发展迅速,随之,化学化工的发展在科学领域也呈现出强劲势头,化学化工材料凭借自己独特的优势不仅在工业生产中得到了广泛的应用,在人们的日常生活中也可以随处可见化学化工材料的身影。化学化工材料已经在各个领域范围内受到了人们的认可,化工材料的应用技术也日新月异,呈现出迅猛的趋势。随着化学化工材料的蓬勃发展,在科学领域不断出现新的学科和新的概念。本文就化学化工材料的应用技术研究为大家进行阐述。 [关键词]化工材料 科学技术 应用 随着化学化工产业的不断发展,各个行业对化学化工材料的应用也有了更为广泛的要求,如何在传统产业链中谋求创新和突破,也成为了化学化工应用技术发展的主要方向,目前,现代建筑业以及新型农业现代产业都对化学化工材料提出了绿色环保的要求。那么化学化工材料在现代建筑业以及新型农业现代产业中的应用具体情况是怎样的呢,现在本文一一阐述。 一、化学化工材料在现代建筑业上的应用 从2008年北京成功举办奥运会开始,世界开始进一步瞩目中国,同时,绿色化工材料也被人们更为广泛的认同。从某个意义上来说,绿色奥运的北京奥运会环保理念,拉开了绿色化工材料在我国建筑行业的应用新纪元。虽然奥运会短暂的过去了,但是绿色化学化工材料在我国的应用还有广阔的市场。 奥运会以来,在“水立方”等奥运场馆中采用的零挥发性有机化合物和低挥发性有机化合物水性涂料更为广泛的在现代建筑业中得到应用。其中水性聚氨酯涂料有着粘合持久、无污染、干燥快的性质,维护起来也更为容易,同时,水性聚氨酯涂料还具有阻燃性,防火性能首屈一指。在“鸟巢”钢结构中使用的氟碳涂料,也是值得现代建筑业关注的化学化工材料的一种绿色涂料。它不但耐溶剂、耐候,还有耐酸碱性的优势。并且其涂刷后性质高度稳定,无害无毒,是当之无愧的“涂料之王”。 谈到化学化工材料在现代建筑业上的应用,不得不说的就是隔热保温材料。像“鸟巢”建筑过程中采用的聚氨酯硬泡材料,其具有保温节能、防止噪音和绿色环保的功能。是现代建筑业中不可或缺的化工材料之一。同样,在奥运场馆座椅上采用的聚丙烯材料,具有阻燃和耐候的特性,同样可以实现回收再次利用。还有值得关注的膜材料。在“水立方“建筑上广泛使用的新型化学化工材料:乙稀-四氟乙烯共聚物。它主要用于膜材料,有着节能、保温隔温、自我清洁的功能。在控制温度方面,其节能效果更为显著,曾为“水立方”节省百分之三十的电能。对于新型建筑产业来说有突破性的建树。 应该说,化学化工材料的应用渗透到了整个现代建筑行业,在绿色环保节能创新方面给现代建筑业带来了新的春天。 二、化学化工材料在新型农业现代产业中的应用 随着社会经济的发展,人们在消费农产品时不再单单重视产品的质量和价格,而是更加注重对品味、特色和安全保健等感性的因素。因此,为了适应这一要求,新型农业应运而生,要想满足新型农业的要求,就要求化学化工材料在微生物肥和生物农药研发上进一步发展。然而农业生产并不是一朝一夕的事,也并不是满足了一代人就可以了,它是关系着我们下一代的发展问题。所以,持续性、发展性以及可循环性就成为了新型农业发展的一个重要特性。而要想能持续发展,与自然和谐共存,就需要化学化工材料应用技术着眼长远,从可持续发展角度进行应用和推广。 传统农药的害处不言而喻,因此绿色农药在新型农业中的应用就越来越为重要。“十一五”以来,加强环境保护成为新的主要目标之一。大力发展“安全、低毒、高效”的环保型农药,保持生态平衡,保障农业产品安全环保成为国家以及人民对农业的更新要求。从而,有机农药应运而生。有机农药中重要的一种腐殖酸类的农药作用更为突出,一方面,腐殖酸类农药产自大自然,并没有传统农药的毒副作用。同时,大自然有丰富无穷的资源,使得有机农药丰富广泛,是可持续发展的前提之一。另一方面,此类有机农药的经济效益可观,又无毒无害,所以深受现代农业好评。是发展前景大好的新型农药之一。 当然,要想农作物增产丰收,还需要一些促进农作物生产效率的有机农药。而这些增效方法可分为物理增效、化学增效、生物增效以及综合增效四类。物理增效,就是不改变农作物的分子,在农作物的细胞间进行各种性能的增效和提升。主要改善农作物的细胞通透性、渗透性和表面活性和粘着性等。化学增效,就是在分子间进行组合和作用,以达到改善农作物的生长形态的方法。生物增效,就是利用生物酶在农作物之间进行调整,进而增加农作物的生长效率。而综合增效就是利用以上各种方法,在不同要求下使用两个以上的增效方法对农作物进行增效生长,以达到增产增收的效果。 随着化学化工材料的不断发展,人们也在尝试将化学化工材料应用到生物菌剂中。在生物菌剂的应用构成中,研究在实验室内取得了较为明显的效果,但是当将这些研究完成的生物菌剂应用到农业生产的农田中,还是遇到了一些问题,因为农田环境对生物菌群的发展环境有所破坏,使得菌剂不能发挥在实验室中的效果。然而,当将化学化工材料与生物菌剂经过合理配比后,再应用到农业生产中,我们可喜的发现了生物菌剂的完美优势,从而完成了生物菌剂与化学化工材料的完美组合,对控制土壤中的农作物病原菌起到了显著的作用。 我国针对现代农业对农药的要求,通过农药企业在技术上进行创新和改革,以达到农业企业发展多元化。这也要求化学化工材料应用技术得到更为多元化以及多方面更为全面的研究,尤其是在现代农产品的生产方面,对化学化工材料的应用技术也要求更为系统和全面的研究和发展。现在,国家对农业化工材料应用和建筑化工材料应用越来越为重视,经过文章的深入分析,希望能对我国化学化工材料的应用和发展起到积极的影响。虽然现在我国的农药生产已经有了一百万吨的突破,但还是不能满足现代农业产业的需求,同时,进出口业务的发展,也使得化学化工材料的应用技术优势更为突出,在平稳中促进全国乃至全球化工化学材料的全面发展。 三、结语 在现代建筑业和新型农业的发展过程中,新型创新性化学化工材料得到了广泛的应用和重视,当然,在全球经济不断升温的今天,只着眼眼前的化学化工材料应用技术是远远不够的,我们还要不断的研究和实验,使化学化工材料的应用技术更为全面和多元化,应用到生产生活的各个领域,从而给我们的日常生活带来更为专业、健康的产品和服务。相信只要通过不断的追求和谨慎的研究,化学化工材料的应用技术一定会得到进一步的完善和升华。 作者简介 李俊闹(1994.1),女,云南昆明人,中南民族大学化学与材料科学学院2012级本科生,材料化学专业 材料化学论文:材料的制备及其光催化环境污染物降解的设计 摘 要: 通过水热法合成并使纳米粒子附着在表面,形成复合光催化剂,通过两种半导体材料之间的相互协同作用,提高复合材料的光催化性能及其光致稳定性。并通过XRD、TEM、XPS、FT-IR等表征方法对光催化剂进行分析;在可见光下以RhB (罗丹明B)和MB(亚甲基蓝)为目标污染物,高压汞灯为光源,评估复合光催化剂的性能,并运用XRD、红外、DRS等表征了其结构特征。通过实验可使学生初步了解纳米材料的基本知识,常用的表征分析方法,以及环境污染物降解处理方法。实验内容涵盖材料化学、环境化学、无机材料合成、仪器分析、光催化性能测试等方面。实验内容设置有助于培养学生的科研创造能力。 关键词: 环境化学 污染学习降解 随着全球对环境问题关注程度的日益提高,对从事环境研究人才的要求越来越高。 为了适应社会及经济发展的需求,培养理论实践相统一的应用复合型人才,要特别加强与重视实验教学。环境化学实验设计应反映新的科研成果,以提高学生的创新能力和科研能力,旨在使学生在实验教学中得到更好的综合能力训练。 近年来,半导体光催化技术在净化环境污染物领域的研究得到了广泛关注。因其独特的半导体能带结构和化学热稳定性,作为一种非金属型可见光光催化剂被应用于光催化领域,包括光解水制取氢气、光催化降解环境有机污染物和光催化合成等,引起国内外学者的广泛关注[1-2]。不仅廉价易得,而且其化学组成和能带结构可调控,因此成为光催化材料研究领域研究的热点。但是,单体材料仍然存在缺陷,为解决该问题,本文采用的复合改善单体的光催化性能。 1.实验部分 1. 1 试剂和仪器 2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪、三聚氰胺、乙腈、钒酸钠、硝酸银和亚甲基蓝(MB) (国药集团化学试剂有限公司);电子分析天平(北京赛多利斯仪器有限公司);Avatar360型FI-IR 光谱仪(美国Nicolet 公司);紫外可见分光光度计(岛津 UV-2450);X射线粉末衍射仪(D/max2500PC)。 1.2 光催化剂的制备 g-C3N4的合成: 称取一定量的2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪和乙腈放入反应釜中搅拌,然后加入三聚氰胺搅拌。将反应釜置于140℃烘箱中反应,反应结束后,反应釜自然冷却至室温。溶液离心分离,蒸馏水洗涤,干燥,所得粉末即为。 的合成: 将含有的水溶液超声后加入于25℃下搅拌。将准备好的NaVO・12HO水溶液逐滴加入上述溶液。搅拌反应后,溶液离心分离,蒸馏水洗涤,60℃干燥,所得粉末即。 1. 3 光催化降解实验方法 在可见光照射下,30℃条件下测量光催化材料的光催化性能。反应光源为模拟太阳光灯源。实验中,将光催化剂和MB (10 mg/L)或者RhB (10 mg/L)水溶液加入光催化反应玻璃瓶中,并通过循环水冷却消除热催化的影响。在光照之前,先将悬浮液在暗处磁力搅拌1 h,使MB (或RhB)染料与光催化剂混合均匀,达到物理吸附平衡。在光反应过程中,MB (或RhB)光催化剂溶液连续磁力搅拌,每5 min (或15 min)取悬浮液,离心去除光催化剂粒子,取上清液测试。使用岛津UV-2450分光光度计,通过测定最大吸收波长确定其浓度,MB (或RhB)的最大吸收波为664 nm (或553 nm)。根据朗伯-比尔定律,溶液的吸光度与浓度成正比,因此可用吸光度代替浓度计算去除率,以此为MB溶液的去除率。计算公式:降解率=(1-)×100%=(1-)×100%,其中C、C分别为光催化降解前后的浓度,A、A分别是降解前后的吸光度值。 2. 结果与讨论 经过XRD、IR、DRS表征发现,合成的为。光催化活性考察表明合成的具有较高的光催化降解活性。 学生在本实验过程中可以学习光催化剂的合成方法,巩固掌握称量固体、液体量取、催化剂洗涤等基本化学实验操作技能,并学习紫外可见分光光度计、红外光谱和DRS的操作方法。学习标准曲线建立的方法。材料的光催化活性最好,光照90 min后RhB的去除率达到85%,光催化降解速率常数最大,说明的存在能够显著提升基体的光催化降解性能。 3.结语 光催化技术已经在制氢、还原,污染物降解等多个领域具有广泛应用。半导体光催化剂是目前应用广泛的环境和能源保护功能性材料之一。本实验可以让学生了解环境污染物控制的新方法,使学生扎实环境化学基础知识的同时,能关注环境领域科技前沿信息, 将最新的科技知识融入基础知识学习中,提高自身的专业技能。 材料化学论文:材料化学教学内容存在的问题及改革趋势研究 摘 要:材料是社会现代化的物质基础与向导,是一切科学和技术发展必不可少的基石,是人类社会进步的里程碑。而材料化学是材料化学专业的基础课程和主干课程,是由材料科学与化学两大类学科交叉形成的。本文通过分析材料化学教学中存在的问题,针对材料科学学科特征和研究内容、任务,探讨了材料化学教学的改革趋势,希望能够提高材料化学教学质量,提高学生综合素质。 关键词:材料化学;教学问题;改革趋势 材料化学是材料化学专业的一门基础课程以及主干课程,是在化学学科、材料科学的相互交叉、渗透的过程中,形成、发展起来的,属于新兴的交叉、边缘学科。我们所采用的材料化学课程包括了晶体学基础、金属材料、有机高分子材料等等内容。材料化学的课程目的是为了使学生具有初步分析、解决材料中的化学问题的能力,通过该课程的学习,使学生熟悉材料的合成方法、表征手段,使学生掌握材料结构的基础理论,熟悉材料应用领域中的一系列知识,掌握材料性质与结构的关系等。并且为了培养学生的创新能力,通过对材料化学课程的系统学习,能够提高学生的综合素质。 1 材料化学教学中存在的问题 随着新材料、新技术、新理论等的出现,材料化学的快速发展要求教材不断更新,材料科学具有了新的生命力和发展前景。材料科学与工程技术日益融合,材料科学研究已经深入到源自尺度,发生了深刻的变化,并开拓了新的研究领域,如:微纳结构材料等等。并且材料化学是一门实践性很强的学科,作为教材,在日新月异发展的同时,需要具备基础性、前沿性和应用性特征。但是目前,教材对学科的原理、规律等难以阐明,缺乏较强的理化基础,根本无法适应学科的发展变化。一些大学毕业生就算具备很好的理论基础,也缺乏适应能力,后劲不足的缺点。对于材料化学研究的目的来说,教材具备应用型能够学以致用,目的明确;而教材具备前沿性,能够有利于学生较快地适应日后的科研工作,能够恰当地反映材料科学发展。随着科技的不断发展,新型材料的研发已经成了高科技中作为活跃的部分,从实验开发到工业应用,材料研究的周期大大缩短,因此,在材料化学的教材中,需要有意识的突出这一特征。另外,材料化学学科发展实践短,研究范围广,是一门新兴学科,课程参考教学资料少,存在本学科中的新理论、新技术不能及时充实到教材中的现象,对教材编著人员素质要求高,因此,材料化学课程教学内容要体现出与时俱进的理念,要进行很好的选取、改革和优化。 2 材料化学教学内容的改革趋势 2.1 材料化学课程教学内容的选取 在内容选取上,材料化学课程教学内容要根据两条原则。首先,材料化学课程教学的目标是“加强基础、突出应用、提高素质”,因此,要根据材料化学课程的研究内容和课程特征,处理好与其他学科的关系,材料化学专业的材料化学课程强调基础理论,适当地介绍一些传统材料,适当地加入一些内容,如:晶体理论、能带理论、热力学基础、金属结构近似模型等等。其中晶体理论包括晶体缺陷、X射线衍射基本原理、晶体结构对称性等等,不能有物没有理论,也不能有理论没有物理,并且还要适当的介绍一些新型功能材料结构、使用性能等。同时,还要突出其基础理论性,要与金属材料、高分子材料、无机非金属材料等联系起来又区别开来,突出材料合成条件、结构性能的关系。其次,要根据学校学科特点,遵循教学内容的选取原则,如:整体优化、精选内容、跟踪前沿等,根据教师的特长及科研成果,体现出课程内容的前沿性,实现课程内容的广度和深度,力求能够反映出当代材料化学新成就、新工艺等,让学生充分了解到材料化学发展趋势,如:纳米材料、能源材料等新材料,扩大学生的视野,培养学生的学习兴趣。 2.2 选取与优化材料化学课程内容的要求 首先,要了解化学在材料科学总的地位,熟悉材料化学的定义、材料类型、材料应用,了解与材料科学有关的期刊,了解新型材料的制备方法、功能、用途。材料化学结构理论要求掌握晶体结构的周期性、对称性概念与性质,主要包括点阵理论和晶体结构、原子结构等。要求要了解常见的对称元素系、疯子的几何构型等等,熟悉金属、离子化合物晶体,了解群的定义,常见分子点群,了解描述晶体结构的表达方法,掌握金属键能带理论、金属单质结构的近似模型,了解晶体学语言转变为化学语言等的方法,熟悉分子之间作用力等,了解不同化学元素等对材料性能的影响,了解不同材料的本质区别。材料化学合成原理与技术,要掌握材料制备技术,如:无定型材料的制备和晶体材料的制备等,熟悉无机材料制备基础理论,如:化学热力学、动力学等,熟悉高分析材料合成原理与方法。如:自由基聚合、高分子化学反应等。并且要熟悉晶体X射线衍射原理等等。其次,要加深理解各种传统材料结构决定性能的观点,熟悉几类重要材料,如:玻璃与陶瓷、聚合物等。另外,要熟悉纳米材料概念、技术等应用前景,了解光学功能材料、电性能材料等。 2.3 材料化学课程教学内容选取措施 一为了帮助学生顺利抵学习材料化学的基本原理,要重视由表入里、由浅入深的认知过程,处理好材料结构与性能、宏观与微观的关系。 二为了贯彻少而精、精而新、新而优的原则,在讲解课程基础知识的同时,要注重理论的连贯性,注意适当穿插新的研究成果,处理好课程内容更新与精选、更新与基础的关系,拓宽学生的知识面,注重其他课程和学科的渗透、促进作用。 三为了巩固学生学到的知识,要充分发挥例题习题的作用,使学生运用所学的知识去分析、解决问题。加强学生的练习,拓展并深化对基本概念、原理的理解,检查学生对课程内容的理解和掌握程度,提高其分析问题和解决问题的能力。 四为了训练学生演绎法和归纳法两种思维方式,要重视演绎法和归纳法的学习、运用,为化学理论提供一种思维体制,总结更新知识,培养学生观察、分析、推理等能力。 五为了提高学生的创新意识和综合素质,要注重理论联系实际,注重实验技能的训练,处理好理论教学与实验内容的关系,通过实验教学加深对原理的理解。 材料化学论文:建筑室内装饰装修材料化学污染及其防治对策 摘要:关于建筑装饰装修材料有害物限量,我国虽制定了系列标准及规范,但目前市场上的产品仍是鱼龙混杂,一般消费者很难鉴别这些材料或物品的环保程度,导致一些高污染的装饰装修材料、物品进入家庭,引发室内空气污染问题,危害居住者健康。 关键词:建筑装修;室内装修;室内污染;防治对策 一、建筑装修工程施工过程的特点 建筑装修工程指的是通过相应的施工操作,在原有的建筑物主体上添加一层装修层,实现建筑物的美观和整洁,提高建筑物业主的居住环境质量。在建筑装修工程施工过程之中,其主要是依托于建筑物的承重墙等结构主体的支持才能够进行相关的装修操作。而在装修的过程中,所使用的漆料和木板由于经过了相应的化学加工处理,很有可能含有甲醛等对人体有危害的气体,可能对人民群众的身体造成危害,在加工的过程之中,也有可能或产生粉尘,影响到人民群众的身体健康。 在建筑装修工程施工过程之中,由于建筑物的施工环境限制,整个建筑装修工程施工只能在一个有限的建筑物空间之内进行,这就很有可能发生建筑装修工程施工和其他建筑物施工过程的平行交叉施工,这就导致在建筑装修工程施工过程中会产生一些不安全的因素,导致一些质量问题的产生。与此同时,由于建筑物业主的具体要求不尽相同,这也就导致进行装修使用的过程中所要进行施工操作也不尽相同。除此之外,进行建筑装修工程施工的材料的类别也很多,这些材料所蕴含的各种物质可能造成对建筑物内部的污染的效果也各不相同,其可能含有的污染物的种类就具有甲醛、粉尘等物质。具体的说,就是在进行建筑装修工程施工的时候,建筑团队要选取不同的施工工艺来进行施工,在保证建筑物室内美观的基础上,保证室内的环境不受污染。 二、建筑装修材料中主要污染物及影响因素 1、涂料 目前室内装饰装修主要用到的有卫生间或阳台的防水涂料、内墙涂料和木器涂料。一般厨卫用的防水涂料主要两大类:聚氨酯类防水涂料和聚合物水泥基防水涂料,早期的聚氨酯类防水涂料因含有煤焦油或沥青,属于严重污染环境损害健康的产品,已经被淘汰,此外,聚氨酯防水涂料普遍使用的交联剂是莫卡(MOCA),也属于可疑致癌物,目前使用的新型聚氨酯类防水涂料为水固化型聚氨酯防水涂料以水为固化扩链剂,不需交联剂莫卡(MOCA),而且不含苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯酯等有害有毒溶剂,属于环保产品。另外,内墙涂料中以合成树脂乳胶漆为主,属水性涂料,内墙腻子的主要成分也属于无机成分,健康危害风险较低,但鉴于市场中很多淘汰工艺或禁用产品的盛行,需注意以下几点:第一、合成树脂乳胶漆属水性涂料,虽然环保性较溶剂型涂料高,但乳胶漆的添加助剂较多,注意表面活性剂、成膜助剂、防霉杀菌剂、防冻剂中是否含有禁用物质(烷基酚类、乙二醇醚和乙二醇酯、乙二醇)或强溶剂等;第二、内墙腻子主要为无机成分,严禁添加建筑胶(107、108、801、901胶水),以免带来化学污染;第三、防水涂料中目前使用的湿气固化聚氨酯防水涂料和聚合物水泥基防水涂料属环保型产品,严禁使用含煤焦油或含沥青的聚氨酯涂料。 2、胶黏剂 与涂料组成类似,胶黏剂也是以高分子材料为主料,配合各种固化剂、增塑剂、填料、溶剂、防腐剂、稳定剂和偶联剂等助剂配制而成。高分子材料有热塑性树脂、热固性树脂、合成橡胶、天然高分子物质等;溶剂有脂肪烃、酯类、醇类、酮类、卤代烃类、醚类等;增塑剂用的较多的是邻苯二甲酸酯类;固化剂种类有脂肪族多胺、芳香族多胺、芳环脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺、有机酸酐、咪唑类等;颜填料则包括氧化铁红、氧化铁黄、云母氧化铁、三氧化二铬等。根据胶粘剂的原料组成,造成室内污染的成分主要来源于溶剂中的挥发性有机化合物、有毒固化剂与增塑剂以及其他助剂等。 3、氨气 氨气是室内装修污染的污染源之一,是一种具有强烈刺激性气味的气体。建筑物的混凝土外加剂会造成氨气污染,有的建筑单位为了缩短工期,使用了高碱混凝土,这些混凝土中含有大量的氨类物质,随着环境温度、湿度等的变化,这些物质会还原成氨气,并从墙体中缓慢释放,进而造成室内空气中氨的浓度不断增高。氨气对人体的主要危害在于它会削弱人体的免疫能力。氨气被人体吸入后,会与人体血液中的血红蛋白结合,进而破坏血红蛋白的输氧功能,长期大量吸入氨气会出现流泪、咽疼、声音嘶哑、咳嗽、痰中带血、胸闷和呼吸困难等一系列呼吸道疾病。 三、室内建筑装修危害的防止 1、严控建筑装修工程施工材料质量 施工团队在引进施工材料的时候,要仔细地审查材料的性能,并根据工程的具体需要进行装修材料的选取工作。因为,只有保证了建筑装修工程施工材料质量满足相应的质量检验标准,才能够保证建筑材料之中所蕴含的的有毒害物质的组分控制在一定的范围内,才能够保证建筑装修工程的室内环境控制达到相应的水平。需要通过这样的方式,以有效地保证建筑装修工程的室内环境。但是,截止目前为止,我国还没有形成一个监督管理严格,价格符合统一标准的建筑材料市场,这就导致很多质量并不符合国家相关规定的材料的流入。这就需要建筑团队组织相关的专业技术人员,进行对建筑材料的严格检查,确保建筑装修工程施工过程之中使用的建筑材料都是性价比高、绿色无污染、符合可持续发展原则的建筑装修施工材料。具体地来说,就要求施工团队仔细审查建筑装修材料的规格性能、建筑装修材料的环保性能。针对目前越来越严重的环境污染问题,建筑团队在进行建筑材料选取的时候,必须严格遵守《民用建筑室内环境污染控制规范》的相关规定,使用绿色无污染的建筑物装修材料。在建筑装修工程施工过程之中,如果建筑团队想要更改施工的建筑装修材料,必须要申报监督管理部门,经过认可之后才能够更改建筑装修施工材料。 2、简化装修模式,增添绿色植物 家居装修应以实用、简约为主,过度装修会引发污染的“叠加效应”。绿色植物可起到净化室内空气的作用,比如芦荟、常春藤、龙舌兰、月季和玫瑰等,这些植物可吸收室内装修产生的有害物质。 3、进行必要的室内环境检测和空气处理 室内污染,其实是化学污染,所以,不能简单地凭气味感觉来判断,必须借助于专业设备由专业人员进行分析处理。装修后的房屋不要急于入住,应该先找室内环境监测部门进行检测,听取专家的意见,选择合适的入住时间。 4、建立健全相关的法律法规 通过立法的方式可使室内装修污染物的防治控制有法可依、有章可循。应从源头抓起,政府部门要加强装饰、装修材料质量标准的细化工作,各级质量技术监督部门应将建筑材料的环保性能作为一项重要内容,并加对大建筑材料违法行为的惩处力度。各级的工商、质量技术管理监督部门应加大联合执法的力度,在流通领域开展有效的监督管理。 结束语 室内装修造成的室内空气污染及其防治措施是一个常新的研究课题,室内装饰污染的防治应以事前控制为主,事后处理为辅,双管并重,双管齐下。通过施工团队和质量监督单位的共同努力,实现建筑装修环境的有效提升,保证人民群众不受装修污染的干扰。 材料化学论文:墙体涂层材料中化学成分的检测与分析 [摘 要]采用红外光谱、气质联用仪对一种涂料的化学成分进行检测分析,对涂料的红外光谱进行解析、综合定性,并用气质联用数据进行验证,确定出涂料的溶剂及基料。 [关键词]涂料;溶剂;红外光谱;气质联用;分析 随着现代生活水平的不断提高,对居室进行不同程度的装修在城市居民中已成为一种趋势。在装修中必然要用到大量的油漆和涂料,由此带来的室内空气污染问题也日益突出,尤其是涂料中挥发性有机化合物在室内不断释放,会引起不良建筑物综合征,其对健康的影响已引起了人们的极大关注。挥发性有机化合物主要存在于涂料的溶剂中,因此关注涂料溶剂成分就显得势在必行。 1 实验部分 1.1 实验仪器、设备及溶剂 分析采用Bruker公司的TENSOR27傅立叶变换红外光谱仪;HP6890GC-5975BMS型气相色谱-质谱联用仪(Angilent公司);上海安亭科学仪器厂80-28型离心机;甲醇:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯;二甲苯:天津市科密欧化学试剂有限公司,分析纯。 1.2 实验内容 1.2.1溶剂的鉴定 由于样品是液状涂料,考虑到其中含有一定量的溶剂或水,先对样品进行蒸馏,在圆底烧瓶中放入23.0g涂料样品,采用常压蒸馏装置,用电热套加热,缓慢升温,当外部温度计达到140℃时开始有无色液体馏出,该液体有芳香烃的气味,蒸馏得到的馏分共重7.3g,计算可知溶剂所占比例为31.7%。 蒸馏出的溶剂先进行有无水测试,结果显示溶剂中不含水。将溶剂的原样涂在干净、平整、透明的NaCl晶片上,做红外光谱,如图1所示。 图1所示的红外光谱反映该溶剂是一个混合溶剂,3030cm-1和1606cm-1分别为苯环的C-H伸缩振动和C=C伸缩振动,说明有芳香烃化合物;1377cm-1是-CH3对称变形震动峰,是-CH3的特征吸收峰,900~650cm-1有芳基的3种取代类型的数据,说明溶剂中可能含有领、间及对位3种二甲苯。1241cm-1为羰基的伸缩振动峰,说明溶剂中可能含有酸类或脂类。 为了证实溶剂的成分,采用GC-MS分析方法进行验证。GC条件:IIP-5MS5%PhenglMethySikloxane型弹性石英毛细管柱(30.0m×250um×0.25um),模式为恒定流量,初始流量为0.8ml/min,额定初始压力为55.227KPa,平均速率为34cm/sec,分流进样,分流比为125:1,分流流量81.1ml/min,进样口温度230℃。升温程序:初始温度40℃,保持2min,以2℃/min升至50℃,保持3min,再以2℃/min升至75℃,保持3min,再以2℃/min升至100℃,保持3min。进样量0.2ul。MS条件:EI源,离子源温度230℃;接口温度280℃;电子能量69.922EV;倍增器电压1152V;四级杆温度150℃;溶剂延迟0min;扫描范围30~400amu。按照上述实验方法对样品进行分析,获得了涂料溶剂成分的总离子流图,如图2所示。通过G1701BA化学工作站数据处理,检索NIST05谱库,确定样品的组成;采用面积归一化法计算出各组分的相对百分含量。 经NIST05普库检索,共鉴定出6种化合物,结果见表1。GC-MS分析结果证实溶剂系统由甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸丁酯等组成,证实了红外光谱图的分析结果。 1.2.2成膜物的鉴定 在离心管中装入涂料约1g,用二甲苯溶解,溶解的涂料做离心分离,将第一次离心得到的上层清液倒入干净的锥形瓶中待用。取下层浑浊液用二甲苯洗涤重复离心6~8次,始终无沉淀出现,说明该涂料无无机涂料,开始的浑浊为未溶解的涂料样品。将锥形瓶中的上层清液在红外灯下浓缩至少量,用甲醇做沉淀剂,得到成膜物的沉淀,过滤,洗涤,将沉淀烘干至恒重,称量得到0.58g。计算得成膜物的质量分数58%。将烘干的成膜物做红外光谱图,如图3.该谱图与红外标准图对照[4],可知该成分为短油醇酸树脂。1730cm-1、1602cm-1、1581cm-1、1283cm-1和741cm-1为醇酸树脂的特征吸收峰,其中1602-1和1581cm-1为弱的双吸收峰。 由此粗略判断该涂料为醇酸树脂涂料,但考虑到氨基树脂(由尿素或三聚氰胺与醛缩聚而成)和醇酸树脂可以混合成氨基树脂涂料,检查谱图中并无氨基树脂的特征值1552cm-1和815cm-1及908cm-1或849cm-1或826cm-1[5],所以可以判断该涂料为醇酸树脂涂料。 2 结论 该醇酸涂料的成膜物为短油醇酸树脂,溶剂为甲苯、二甲苯及乙苯等毒性较大的挥发性化合物。挥发性有机化合物(volatileorganiccompoubds,VOC)常见的有脂肪烃混合物、萜烯类、芳香烃类、醇类、酮类、醚类、醚醇类等,是造成室内空气污染的主要原因之一。有机溶剂大多挥发性有机化合物,装饰装修材料中的有机溶剂挥发到空气中污染空气后,可直接对人体造成各种严重损害,甚至中毒死亡。该涂料中的挥发性VOC比重较大不能用于室内装修。 材料化学论文:CeO2改性锂离子电池正极材料LiMn2O4的合成和电化学性能研究 [摘 要]采用高温固相法合成了锂离子电池正极材料LiMn2O4,并采用溶胶凝胶法在其表面进行了CeO2包覆。用XRD、SEM和循环测试分别对包覆后粉体的晶体结构、形貌和电化学性能进行了研究。结果表明:通过LiMn2O4表面包覆CeO2,其电化学性能得到显著提高。综合分析,当LiMn2O4表面包覆CeO2为3.0%时,其综合电化学性能最优,首次放电容量可达120.9mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 [关键词]锂离子电池;正极材料;CeO2包覆;LiMn2O4;性能 0 引言 目前对于尖晶石型LiMn2O4作为锂离子电池正极材料的研究较多,主要因为其具有无毒、价格低廉、安全性高等特点。但是尖晶石型LiMn2O4在充放电过程中会发生锰在电解液中的溶解[1],造成在反复的充放电过程中有明显的容量衰减现象,大大降低了电池的比容量及循环寿命。国内外研究表明,表面包覆可以有效地改善锂离子电池正极材料的性能。当前,包覆物质主要有C、CaF2、TiO2、Al2O3、Li3PO4[2~5]等。本文通过CeO2表面包覆LiMn2O4,研究不同CeO2包覆量LiMn2O4的结构、形貌、包覆量及电化学性能,分析不同CeO2包覆量LiMn2O4的循环性能。 1 实验 1.1 CeO2改性LiMn2O4的合成 采用高温固相法合成LiMn2O4,将摩尔比为1.05:4的Li2CO3(分析纯)和电解MnO2(分析纯)混合均匀,在800℃条件温度下保温9小时,冷却到室温,得到LiMn2O4正极材料。用合成的LiMn2O4正极材料作为包覆目标,Ce(NO3)2・6H2O(分析纯)为包覆原料,制备包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的正极材料。分别取计量比的Ce(NO3)2・6H2O溶于去离子水中,搅拌溶解后,加入一定量的柠檬酸溶解。再取2.0g的LiMn2O4加入到混合溶液中,在75~85℃下搅拌至水分蒸发呈凝胶状。将凝胶在100℃下真空干燥8h,再在750℃下热处理6h,得到包覆量为1.0%,3.0%,5.0% CeO2的LiMn2O4正极材料。 1.2 电池制备 将制备的正极材料与乙炔黑、聚四氟乙烯按70:15:15的物质量比均匀混合,配制成锂离子电池的正极,用锂片做负极, 隔膜为Celgard 2300,采用1mol/L的LiClO4/PC(碳酸丙烯酯)+DMC(碳酸二甲酯)+EMC(碳酸甲乙酯)(体积比为1:1:1)做为电解液,在德国M.Braun公司生产的LAB Master氩气手套箱内组装成双电极试验模拟电池。 1.3 材料结构分析及电化学性能测试 采用日本理学D max-RD12kw旋转阳极衍射仪进行XRD分析材料的微观结构,测试条件:CuKα辐射,40kV管电压,100mA管电流,扫速为8°/min;采用JSM-6390LA扫描电子显微镜分析材料形貌。电池组装完毕静置放置10h后,在室温下,采用CT2001A Land电池测试仪进行恒流充放电测试。以0.1C倍率进行恒流充放电测试,充放电区间为2.8~4.4V。 2 结论分析 2.1 LiMn2O4/ CeO2正极材料结构 由图1可知,当CeO2包覆量达到3.0%后,LiMn2O4的XRD图谱出现了CeO2的杂峰;随着包覆量达到3.0%,该衍射峰变得更强。但包覆后,LiMn2O4的晶格常数并没有明显的变化,说明CeO2在LiMn2O4颗粒表面是作为一个独立相存在的。 通过未包覆和包覆3.0%CeO2的LiMn2O4的SEM图可知,采用高温固相合成法制备的LiMn2O4颗粒尺寸主要在2~6μm之间,而包覆3.0%CeO2的LiMn2O4颗粒尺寸主要集中在3~5μm之间,其均匀度明显优于未包覆的LiMn2O4,有益于锂离子的脱嵌。未包覆材料的LiMn2O4单晶颗粒形成完整,单个颗粒呈现立方结构;表面包覆3.0%CeO2的LiMn2O4,样品颗粒均匀性较好,表面较为光滑,颗粒之间存在明显的边界,没有较大的团聚现象发生。 2.2 电化学性能 图2是包覆0、1.0%、3.0%、5.0% CeO2的LiMn2O4在室温条件下的首次充放电曲线。从图中可以看出,未包覆的LiMn2O4首次放电容量为125.0mAh/g,比包覆CeO2的LiMn2O4首次放电容量要高,这可能是包覆后材料未完全活化的原因。随着CeO2包覆量的增加,材料的首次放电容量有所减小,但减小幅度不大。当CeO2的包覆量为3.0%时,其首次放电容量显著减小。 图3是包覆0、1.0%、3.0%、5.0%CeO2的LiMn2O4在0.1C放电倍率下的循环性能。从图中可以看出,在室温下充放电20周后,未包覆的LiMn2O4容量衰减最快,为初始容量的81.3%。当CeO2包覆量从0增加到3.0%时,LiMn2O4的放电容量降低的幅度较小,但循环能力明显提高。当包覆量为3.0%时,其具有最佳的电化学性能,首次放电容量可达到120.9mAh/g,循环20周后容量保持率可达到94.0%。尽管包覆量为5.0%的试样也表现出较好的循环能力,但包覆较多的CeO2使得离子通过CeO2和LiMn2O4界面的阻力增大,使得其放电容量较低。综合考虑,CeO2最佳的包覆量为3.0%。 3 结论 (1)随着CeO2包覆量的增加,LiMn2O4的放电容量虽逐渐降低,但幅度较小,其循环能力明显提高,说明LiMn2O4表面包覆CeO2可显著提高它的电化学性能。 (2)综合考虑不同CeO2包覆量LiMn2O4的首次放电容量和循环性能,当CeO2表面包覆量为3.0%时,其具有最优的电化学性能,首次放电容量可达121.1mAh/g,在20周循环后容量保持率仍为94.0%。 作者简介:吕斌(1987―― ),男,陕西咸阳,助理工程师,主要从事锂离子电池正极材料研究。 材料化学论文:金属材料化学成分的仪器分析方法概述 [摘 要]金属材料化学成分的含量及形态决定着金属的性能,准确分析金属材料的化学成分对鉴别材料性能及用途起着重要作用。利用传统化学法进行成分分析存在着过程复杂、效率低下的缺点,本文主要介绍紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法、X射线荧光光谱法等常见仪器分析方法在金属材料化学成分分析中的应用。 [关键词]金属材料,化学成本,仪器分析 金属材料的化学成分是决定材料性能和质量的重要因素,现行国家、行业标准对绝大多数的金属材料都规定了其必须保证的化学成分,有的甚至作为质量、品种的指标。金属材料的化学成分分析依据分析原理和分析条件不同,分为化学法和仪器法。化学法主要根据金属成分的化学反应来确定金属材料的组成成分,这种方法能够准确定性及定量分析金属化学成分,但存在着试剂消耗量大、过程复杂、效率低下的缺点。仪器分析法则根据元素的的光学、电学等化学性质,利用分析设备为依托,准确快速地实现成分分析。随着仪器分析学科的发展和越来越多先进分析设备的问世,紫外可见分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、原子发射光谱法以及X射线荧光光谱法等仪器分析方法在金属材料分析领域应用越来越成熟。 一、 紫外可见分光光度法 分光光度法的原理是利用重金属与显色剂发生络合反应,生成有色的分子团,反应后溶液的颜色深浅与浓度成正比。在特定的波长下与标准样品比色检测。目前分光光度分析主要有两种,一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定,另一种是生成有色化合物,即“显色”,然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见区都有吸收,但因一般强度较弱,所以直接用于分析的较少。加入显色剂使待测物转化为紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定,是目前金属材料分光光度分析方法最广泛的手段。通过分光光度法,可测定金属材料中的Mn、P、Si、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti、V、Al、W、Nb、Mg等化学成分。与传统化学法相比,紫外可见分光光度法具有灵敏度高,仪器设备操作简单,操作便捷、快速的有点,能够广泛应用在各种金属材料的化学成分分析中,但是相比较于化学法以及其他仪器分析方法,存在着样品需要显色处理、准确度不高的不足。 二、 原子吸收光谱法 原子吸收光谱法是20世纪50年代创立起来的一种新型仪器分析方法,依据金属材料中被分析的目标元素能够吸收特定波长的特征谱线,根据特定元素对光吸收量的多少从而利用朗博比尔定律去进行定量分析,实现金属材料中元素含量的分析。该种方法能够实现金属材料中70多种微量元素的成分分析。分析灵敏度根据原子化方式的不同有所不同,火焰原子吸收光谱法测定的金属材料相对灵敏度为1.0×10-8~1.0×10-10g・mL-1,非火焰原子吸收分光光度法的绝对灵敏度为1.0×10-12~1.0×10-14g。原子吸收光谱法作为一种成熟且应用广泛的分析方法,应用在金属材料化学分析领域具有不可替代的优点:首先,该方法分析范围广,能够分析金属材料中70多种主次微含量的元素;其次,原子吸收光谱法采用的是锐线光源,减少了目标元素之外的其他元素光谱干扰,有利于得到更为准确的分析结果,测定微、痕量元素的相对误差可达0.1%~0.5%,这点在基体复杂的金属材料分析中尤为明显;再次,该方法具有良好的稳定性和重现性,精密度好,一般的仪器分析结果相对标准偏差为1%~2%,性能好的仪器可达0.1%~0.5%。第四,该方法分析的速度快,分析一个样品只需要数十秒至几分钟。基于以上优点,该方法已经成为金属材料化学成分分析的主要手段。但是该法也存在每次测试只能分析一个目标元素,分析多元素时样品用量大,以及只能分析液体样品,金属材料需要化学前处理的不足。 三、原子荧光光谱法 原子荧光光谱法是1964年以后发展起来的,是通过测量待测元素的原子蒸汽在特定频率能激以下所产生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量的方法。原子荧光主要有5种基本类型:共振荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、敏化荧光和多光子荧光。大部分仪器分析工作时使用的是共振荧光因其跃迁的概率最大且普通线光源即可获得相当高的辐射密度。原子荧光光谱法在金属材料化学分析中应用最成功的是金属材料中易形成气态氢化物的As、Sb、Bi、Se、Ge、Pb、Sn、Te和Hg等8种元素的痕量分析,到20世纪末,又增加了Cd和Zn两种元素。目前有些国家标准中已经将原子荧光光谱法指定为金属材料中个别元素分析的标准方法。原子荧光光谱法分析金属材料,具备以下几个方面的优点:1、分析元素能够与可能引起干扰的样品基体分离,消除干扰;2、与溶液直接喷雾进样相比,氢化物法能够将待测元素充分预富集,进样效率接近100%;3、连续氢化物发生装置易于实现自动化;4、不同价态的氢化物发生条件不同,可进行金属材料中痕量元素的价态分析。但是基于原子荧光光谱法的原理,能够形成气态氢化物的元素有限,所以原子荧光光谱法仅能够实现金属材料中部分元素的分析,而不能实现所有成分元素的测定,存在一定的局限性。 四、原子发射光谱法 原子发射光谱法与原子吸收光谱法相辅相成,是金属材料中无机元素定性和定量分析的主要手段。分析的原理是依据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线,对元素进行定性和定量分析。该方法分析目前最主要的仪器为ICP-AES,此类仪器可实现70多个元素的微量、痕量分析。与原子吸收光谱法不同,使用该仪器分析方法分析金属材料时,一个样品一经激发,样品中各元素都各自发射出其特征谱线,从而可以实现一个金属材料样品同时测定其中的多个元素含量。使用原子发射光谱法分析的试样,大多数不需经过化学处理就可分析,且固体、液体试样均可直接分析,若用光电直读光谱仪,还可在几分钟内同时做几十个元素的定量测定。对于批量金属材料的分析,体现出了快速和样品使用量较少的优点。原子发射光谱法的仪器大多都具备检出限低,稳定性及重现性好的优点,但也存在一定的不足,在金属材料分析中,由于各个元素的发射谱线众多,各个目标元素有时会出现相互干扰的情况,影响结果准确性;分析金属材料中主元素含量时,由于含量过高,分析的准确性会变差;该类仪器分析方法,只能分析金属材料中的元素含量,而不能分析金属材料中的化合物含量或者元素的形态;虽然缺点明显,但是原子发射光谱法还是以其无法比拟的优点赢得众多金属材料化学成分分析者的欢迎,成为金属材料化学分析的首选手段。 五、结语 使用仪器分析方法进行金属材料的化学成分分析,每种方法适用的样品类型以及分析的目标不一致,优缺点明显。如何根据金属材料的性质以及分析的目标选取适当经济的分析方法,才是做好金属材料化学分析的关键。随着化学分析技术的进步以及仪器性能的不断提高,仪器分析手段将会更加广泛地应用到金属材料化学分析中。 材料化学论文:基于晶体学的材料化学课程教学 【摘 要】材料化学是从化学的角度研究金属、非金属等多种材料的科学,课程内容涉及面广。以晶体学为主线的材料化学课程教学,通过对材料结构的解析和比较使学生明确各类材料在合成、性能和应用方面的异同,体现了基础理论和应用的结合。 【关键词】晶体学;材料化学;课程模块 现代科学技术赖以发展的各种材料主要以固态形式存在。按照基本粒子排列的有序程度,固态物质可以分为晶态、非晶态和准晶态。鉴于大多数材料只存在于晶态之中且晶态材料具有特殊的规则性,在近代自然科学体系中,通过晶态获得微观立体结构信息已成为极其重要的研究渠道。因此,晶体学是材料科学发展的重要支柱。 材料化学是材料科学的重要分支,是一门研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的科学[1-2]。在材料化学的课程学习中,对于材料结构的认识尤为重要[3]。本文结合本科教学实践,分析了《材料化学》课程的特点和存在的问题,阐述了以晶体学为主线的课程设计及教学方法。 1 《材料化学》课程的特点及存在的问题 首先,《材料化学》是材料类专业的重要专业基础课,课程内容多,涵盖了材料的制备、结构、性能及应用。从所涉及的材料来看,包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纳米材料、功能材料等。这就要求《材料化学》授课教师的知识面广,在内容组织上不仅能体现不同材料各自的特点,还要强调它们之间的联系。 其次,不同于《无机化学》等课程,作为一个较新的学科和课程,《材料化学》不具备经典、权威教材。目前,各大出版社的《材料化学》教材内容各不相同,有些甚至差别较大。此外,新材料的开发、传统材料的升级一直是研究热点。因此,材料相关的理论和知识日新月异。如何将新技术、新成果引入到《材料化学》课程中,做到知识与时俱进,是课程教学中面临的一个重要问题。 2 以晶体学为主线的《材料化学》课程教学 2.1 课程内容模块化 按照材料化学专业培养目标及山东科技大学人才培养的特点,材料化学课程选用李奇教授编写的《材料化学》作为教材。根据对本课程的理解,以晶体学基本原理为主线,将课程内容进行模块化整合,分为背景模块、晶体学原理模块、金属材料模块、无机非金属材料模块、高分子材料模块和学科前景模块。 2.2 课程设计及教学方法 背景模块主要介绍材料化学课程在材料科学中的地位、材料化学课程内容、学习目的及学习方法,结合实际例子(如摔不碎的纳米陶瓷刀,“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”――金属玻璃等)激发学生对课程的兴趣。 晶体学原理模块中以晶体的周期性和对称性为教学重点,结合宏观实例解释微观的概念和原理。鉴于晶体学原理模块内容较为抽象,在教学过程中采用多媒体与模型(主要是球棍模型)相结合的方式,通过对比教学加强学生对基本概念和原理的掌握。从晶体与非晶体的异同入手引出晶体的周期性和对称性,从晶棱、晶面和晶胞三个层次分析晶体的特点,结合X射线衍射完整讲解晶体学知识,引导学生构建完整的晶体学理论框架。 在学习晶体学知识的基础上,金属材料模块、无机非金属材料模块和高分子材料模块分别从三大类材料各自的结构出发结合制备方法引出材料的性能及应用。在金属材料模块的教学中,结合前期《无机化学》中有关金属晶体的知识,引出“等径圆球密堆积”的模型,从而分析金属单质一维、二维和三维密堆积的基本形式。为了使学生更好的理解二维密堆积中四面体空隙和八面体空隙的产生,在教学中将学生分成若干小组,每组发放一定数量的乒乓球(代表金属单质原子),请学生动手排出密堆积的形式。另外,准备已组合好的模型,让学生从不同角度观察二维密堆积,查找四面体空隙和八面体空隙的位置。通过二维密堆积的详细讲解和学生的动手组装,使学生更好的理解密堆积,为后续金属单质的三维密堆积和合金结构的学习打下良好的基础。 在金属材料中除了金属晶体之外,还涉及到准晶这一特殊的结构。与晶体的长程有序不同,准晶具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性。这部分的教学中着重强调准晶与晶体在结构上的不同,并由此引出其制备和性能的特殊性。 在无机非金属材料模块的教学中,引导学生从比较离子晶体与金属晶体的结构区别入手,结合球棍模型的组装,使学生掌握离子晶体结构的解析方法。着重强调离子晶体结构分析中以往学生经常出现的错误。例如氯化铯(CsCl)晶体的解析,学生在根据晶体结构示意图(图1)进行分析时往往得出其为体心立方结构,但实际上CsCl晶体应该是简单立方结构。该错误的出现是因为学生并未掌握离子晶体结构分析要点。在离子晶体的结构解析中,应首先分析负离子(或正离子)的排列方式,然后查找正离子(或负离子)的位置及其占据的空隙类型,最后分析正负离子的配位数以及每个晶胞中所含正负离子个数。只有按照这样的分析方式才能正确得出晶体结构。在学生熟悉无机材料典型的晶体结构后,引出无机材料的经典制备方法,并比较各种方法间的差异,由此得出材料的性能和应用。在晶态无机材料的教学中,穿插近代科研中比较热门的碳材料(如碳纳米管、石墨烯等)和分子筛材料,分析这些材料的特殊结构及由此衍生出的特殊性质和应用。例如,分子筛材料特殊的孔道结构使其具有择形催化性能并在石油化工领域中有着非常重要的应用。 另一方面,在无机非金属材料中还涉及到非晶态材料。教学过程中通过晶体结构的周期性和对称性,引出非晶态材料(如玻璃等)的结构特点,注重新兴非晶态材料(如金属玻璃)的合成及性能。 在高分子材料模块的教学中,引导学生总结高分子与小分子在结构上的差异,引出高分子的晶态、非晶态、液晶态和取向态。结合偏光显微镜对球晶的观察,使学生进一步明确晶态高分子与金属晶体、离子晶体等的区别。通过高分子材料的晶态没有小分子完善,而其非晶态的有序性却高于非晶态小分子,引出高分子材料具有小分子所不具备的特殊性能和应用。 在前景展望模块,主要从化学的角度针对材料的发展进行分析,使学生认识到材料的特殊魅力。结合材料化学的发展前沿,提高学生对材料学科今后发展趋势的认识,为学生成为材料专业技术人才奠定坚实的基础。 3 结语在材料化学课程教学中,以晶体学为主线将金属材料、无机非金属材料和高分子材料串联在一起。采用比较式教学、多媒体和模型相结合的教学手段,加深学生对材料结构、制备、性能和应用的理解和认识,提升学生分析解决问题的能力。
建筑工程结构探究篇1 1建筑结构设计的要点概述和分析 1.1整体分析对于建筑结构设计而言,主要指的就是结合建筑物各个构件的实际受力情况对建筑物进行合理的分析与设计,力求能够从结构设计层面入手保证建筑物结构具有较为良好的稳定性与安全性,这一方面保证了建筑物的整体质量,同时对于保证人们生活水平也会起到积极促进。建筑物施工完毕之后,必然要投入日常运营,此时建筑物会受到各种力的综合影响,不同作用力对建筑物结构稳定性所产生的效果也会有所差别,如果整体建筑结构设计水平没有满足国家相关标准要求与规定,那么就可能会因为个别构件承载力不足而导致其自身的作用力显著降低,导致建筑物的社会效益与经济效益受到消极影响。而在建筑物整体结构设计的过程中,减震设计是一项十分重要的内容,特别是近些年来我国接二连三发生了几起严重的地震地质灾害,也给建筑物产生较大影响。为了能够更好地防止自然灾害所造成的影响,在开展建筑物结构设计的过程中必须对减震设计给予高度关注与重视,尽可能地对建筑物所在地的地质情况加以详细的调查与统计,之后在进行整个建筑物结构设计的过程中,需要使用满足本地区实际需求的一系列减震技术手段,这种方式对于提升建筑物的抗震性能有积极意义,同时还可以保证建筑物后期使用时可以安全运行,为维护社会稳定创造了良好的基本条件与价值。在进行建筑结构设计的过程中必须要对整个建筑物中的各个危险构件进行详细设计,通过数据计算得到各个构件所能够承载的荷载极限值。在开展具体设计的过程中,必须要始终坚持稳定性与安全性原则,结合建筑物使用需求对其进行综合规划与设计。整个建筑设计的核心内容就是要保证建筑物结构具备良好的稳定性,这样建筑物在遇到外力的影响下,也可以具备良好的抵御能力,进而保持建筑物原有的使用状态,降低了外界作用力对建筑物产生的影响。在进行建筑结构设计的过程中需要综合考虑墙柱、梁板、楼梯等各个部件,这些构件不但是建筑物的框架组成部分,同时也是建筑物的主要受力构件。在建筑物整个受力体系当中,以上构件之间都会出现作用力相互传递的情况,因此会承受竖向或者水平方向的力作用,因此就对构件的抗震、减震性能提出更高要求与规定,只有保证了建筑物构件具有较高稳定性,才可以保证建筑物安全性能满足使用要求。 1.2结构控制结构整体控制也是一种十分常见的减震途径,其是在整个建筑物结构以及建筑形式都已经被得到了良好控制以后,设计人员需要从系统角度出发加强有效控制。在应用这种控制方式的过程中需要满足预期需求,最为关键的一点就是希望可以令建筑物内容所有构件自身的强度与延展性都可以满足建筑物所在地地震设计烈度要求。设计人员在设计过程中要充分考虑建筑物自身的实际特征以及具体使用用途,进而对整体结构加以合理控制,保证建筑结构在大地震来临以后可以体现自身价值,不断提高建筑物的稳定性。 1.3梁结构延性设计结构设计在建筑物设计中扮演着十分重要的角色,其中梁作为水平作用力的主要传递构件显得尤为重要,设计人员应当采取措施保证梁在受力作用下的挠度满足要求,保证其延展性满足要求,可以最大程度上抵御地震影响。另外,还应当合理控制梁两段的延性系数,这对于提升滞回曲线饱和度有积极价值。在进行设计过程中如果发现梁的跨高比率较低,那么此时梁自身的延性也会受到影响,梁在受力作用下的变形也会产生变化。如果在建筑物使用过程中梁体结构整体延性、强度没有达到实际需求,那么梁体在水平作用力影响下可能会发生破坏,进而影响整个建筑物的稳定性。对于这种情况而言,设计人员可以借助的手段比较多,例如可以在钢板链接位置设置水平缝,并在缝隙两侧位置设置钢板结构,并在其上开设螺栓孔,使用高强度螺栓连接。这种方法不但可以满足延性需求,同时还可以在刚度保持不变的前提下,最大程度上降低地震所产生的影响。 1.4柱的延性设计结合以往地震灾害之后的实地调研结果发现,如果建筑物受到地震作用力较小,那么一般柱不会产生较大破坏,柱子在地震力作用下,其自身延性也可以得到充分发挥。但是如果地震力较大,那么柱子自身的延性可能就会受到影响。所以,在对主体结构进行设计过程中可以适当地加装螺旋箍筋结构,一方面可以保证箍筋强度得以提升,另外还可以对已有材料配置进行不断优化,这种设计方式的好处就是可以提高建筑的整体抗震性能,因此结合建筑物实际情况进行合理开展柱子的延性设计是尤为关键的。 2建筑结构设计中的主要隔震措施 2.1建筑物地基要尽可能采用特殊材料进行隔震控制地基是地震对建筑物产生影响最直接的部位,同时也是地震作用力最直接的作用区,因此关键所在就是要不断加强地基的基础设施,力求能够获得良好的隔震效果,这也是最便捷、最直接的手段。对于建筑物隔震而言,主要指的就是对建筑物部分基础设施进行特殊化的处理,可以铺设一些垫层实现对地震作用力的逐层削弱,进而减轻地震对建筑物所产生的破坏作用。这种方法虽然是一种比较传统的方法,但是其作用效果却十分理想。这种方法的原理就是通过减弱地震波的影响,通过中介物质不断地削弱地震波能量,进而实现对建筑物的保护作用。在我国建筑历史发展过程中,甚至曾经还有人使用糯米作为原材料设置建筑物基础部分,力求可以减轻地震对建筑物所产生的损害,虽然这种方法听上去可能不靠谱,但是在当时的历史情况下,也是一种比较良好的技术创新,而且研发人员也已经认识到了地基材料选择应当具备一定的黏着性,只有借助这种方式,才能够获得较为良好的隔震效果。而随着我国科学技术水平发展速度的不断加快,越来越多先进的材料被使用到了建筑物地基建设当中。而经过不断的研究与试验,一些研究学者发现沥青作为一种特殊材料,将其应用到建筑物地基当中,会获得较为良好的减震效果。 2.2建筑物层间隔震的主要措施分析对于一些正在进行改建的老旧建筑物而言,也需要对其进行隔震设计,一般情况下所使用的都是层间隔震的方式。这种方法的施工可操作性较强、较为便利,因此被广泛地应用到了工程施工领域。而与建筑物基本物质设置隔震装置对比而言,层间隔震的效果并不是十分理想,而且减震作用范围也比较小,因此层间隔震的方式的方法很难能够大规模地应用到建筑物设计结构当中,与其他方法对比而言,其所可能产生的减震作用也不是十分理想。这种方法更多情况下所依靠的还是设置在建筑物结构各个层间间隔的减震设施对地震能量进行逐渐吸收与削弱,进而减小地震对建筑物所造成的危害程度,但是整体效果并不是十分好。 2.3建筑物结构悬挂隔震悬挂隔震结构也是目前比较常见的一种隔震构造,其是将建筑物大部分或者整个建筑物悬挂起来,在建筑物构件受到地震力荷载冲击时,地震的能量就不会传递到已经经过悬挂处理的结构,进而达到减少损坏、传递能量效果,对于这种结果而言,一般比较常用于一些钢结构当中。但是这种设计模式对结构设计人员的专业知识要求较高,需要将建筑物主体框架与子结构框架充分结合在一起,这种结构及时在地震来临时,子结构框架也不会受到地震荷载影响。从其主要原理上看,就是在地震荷载来临之前主框架会随着地震波方向产生摇摆,但是框架与主框架之间是能够进行灵活运动的标杆,因此地震能量在达到各个构件之后,就已经受到了一定的削弱与简化,不会直接传递到建筑物主体结构当中。这种结构设计方式的主要优势就是具有良好的隔震效果,同时对于降低建筑物损伤也起到了积极帮助。但是这种结构设计方式的整体成本造价比较高,大量的钢结构将会导致整体工程的施工成本出现不断降低情况,因此通常情况下被使用到民用建筑结构当中。 2.4其他常见隔震设计手段对于建筑减震设计而言,就是希望能够最大限度地令建筑结构在建筑物当中具有良好强度。通过以上论述可以发现,可以选择的减震结构设计方法比较多,在选择具体方法过程中应当结合整个建筑物的具体使用要求。但是在具体设计时,可能会出现某个部位延性或稳定性不理想的情况。为了解决这个问题,在设计时就可以从两个角度出发对建筑物特点进行研究,进而保证建筑结构减震设计效果满足实际需求。所以,减震结构谁应当被进行大范围的推广,在不同类型的建筑物结构当中都进行合理使用。(1)吸震设计。对于这种设计方式而言,是结构安装过程中所选择的一种比较特殊的方式,另外还可以在建筑物当中安装附加结构,该结构可以适当地吸收地震力所产生的能量,这种方式可以缓解建筑物所产生的损害。一般情况下目前比较常见的做法就是在适当位置预留分隔缝,通过内外筒之间所产生的吸引作用对地震能量加以有效吸收,保证建筑物的使用安全与寿命。(2)阻震设计。对于这种方式而言,笔者认为可以适当地增加阻尼器的数量,阻尼器在地震来临之后可以有效降低地震所产生的能量,降低地震荷载所产生的振动效应。如果阻尼器自身的性能比较理想,那么对于缓解地震作用力有积极意义。一般情况下,对于高层建筑结构而言,可以在高层框架核心筒体连接位置增设弹簧钢杆摩擦减震器等。(3)隔震设计。隔震设计在最近几年也受到了人们的关注,也是目前比较常用的一种设计方法,其主要原理就是在整个建筑物的防震结构位置合理设置隔震层,通过这种结构降低地震能量的影响。在进行隔震设计过程中应当明确较为阻震特征,使用这种方式的主要作用在隔震层当中安装特殊材料。(4)结构的动力优化设计。无论是在进行结构设计还是在减震设计当中都应当结合实际情况对结构加以合理优化,例如在选择吸振器过程中应当综合考虑相关参数以及具体的安装位置,这些都是需要关注的重点,只有通过这种方式才可以保证结构具有良好的合理性。以下就将框架减震墙结构作为研究对象对结构优化的相关问题加以阐述与分析。对于框架结构而言,在遭遇中震时,塑性铰仅仅是出现在梁结构的两段,而在遭遇大震时则会在柱子根部出现塑性铰,最终形成梁式侧移结构,因此无论是在任何情况下节点都始终处于弹性状态。而对于抗震墙结构而言,在中震时塑性铰仅仅是出现在梁结构的两段,只有在遭遇大震动情况下才会在墙体根部位置产生塑性铰。而从地震实际情况以及试验所得到结果中可以发现,墙体一般是先于框架破坏。 3结束语 综上所述,在开展工程建设的过程中,工作人员结合建筑物所在地地震烈度情况合理开展减震结构设计是十分关键的。可以使用的减震方法有很多,但是不同设计方法有着各自的优势与不足,因此笔者认为设计人员一方面可以结合建筑物具体情况选择合理的减震设计方法,同时也可以将几种不同方法综合结合在一起,真正实现趋利避害,进而获得比较理想的减震设计效果,不断提升建筑物的整体稳定性,保障人民生命财产安全。 作者:时德瑞 单位:重庆长厦安基建筑设计有限公司济南分公司 建筑工程结构探究篇2 1项目概况 沙县城东幼儿园建设项目位于福建省沙县城东天后、城市至尊项目西侧,整个建设内容和规模为:校园规划用地面积为6725m2,规划建筑面积为4950m2,主要建设3层教学综合楼1栋,班级活动场所、室外景观及活动场所、道路及管网等教育配套设施。开办12个教学班,可容纳360名学生就读。整个工程结构具有一定的复杂性,在实际施工中,经常面临各种施工难点问题。沙县城东幼儿园建设项目示意图如图1所示。 2建筑主体结构工程施工操作关键点 2.1技术重难点在结合建筑主体结构工程施工需求的基础上,实现对钢梁结构和屋盖悬挑结构的规范化、合理化安装,施工人员在实际施工期间,通常会面临各种施工技术难点,为此,施工人员要确定工程安全施工的目标,并将各种先进、新型装备科学、有效地应用到工程中[1]。例如:钢梁工程在进行施工期间,经常会用到大量的履带吊装置进行施工,增加施工工作量和施工操作难度,为了解决这一问题,施工人员要结合现阶段工程施工需求,加强对建筑主体结构的构建,并科学、合理地应用各种新型施工技术。 2.2钢结构施工钢结构施工作为建筑主体结构工程的重要施工内容,为了保证钢结构施工质量,施工人员要严格遵循施工质量把控原则,完成对精品化工程的科学打造,并将数字化技术科学、有效地应用到钢结构施工中,确保整个工程施工向数字化、智能化方向不断发展[2],另外,在进行钢结构施工期间,施工人员要重视对BIM技术的应用,确保整个工程施工工作落实到位。例如:通过利用BIM技术,构建建筑模型,通过利用这一可视化筑模型[3],确定一套行之有效的工程统筹施工方案。在BIM技术的应用背景下,确保施工人员结合实际施工需求,选用合适的方法和设备,全面地了解和掌握整个主体结构和施工作业开展情况[4],便于后期对施工作业进度的实时化、有效化监控,从而提高工程施工效率和效果。另外,在进行施工期间,施工人员要借助BIM技术,全面地分析和挖掘全生命周期相关数据信息,为主体结合设计工作开展提供重要的数据支持,确保工程施工管理向智能化、精细化、高效化方向不断发展。 2.3混凝土工程施工技术混凝土工程施工技术作为建筑主体结构工程施工中常用技术,在实际应用中,要结合本次施工作业需求,加强对混凝土原材料质量的有效检验和把控,及时更换不合格的材料,并提出相应的优化材料选用方案。现阶段,工程施工所使用的施工材料主要以预制混凝土为主,并确定出合适的材料配合比,确保施工材料达到最佳状态[5],使得工程施工质量得以大幅度提高。另外,在进行混凝土浇筑施工期间,施工人员要结合实际施工需求,严格按照所制定好的浇筑施工方案,全面地把控和落实每个施工细节,确保混凝土浇筑的均匀性和合理性。在此基础上,还要做好对混凝土工程施工温度的科学控制,避免因温度控制不合理而降低混凝土整体浇筑效果。例如:为了保证水化热控制效果,施工人员要尽可能地降低水泥的添加量,此外,还要采用降温处理的方式[6],避免混凝土因温度过高而出现裂纹现象。此外,当混凝土浇筑作业结束后,施工人员还要从洒水、覆盖等环节出发,做好对混凝土的保养工作。 2.4钢筋工程施工技术钢筋工程在实际施工中,要保证所选用的钢筋质量达标,从而确保建筑墙体的稳固性。首先,要优先选用高质量的钢筋材料,此外,要与供应商积极交流和沟通,然后,从供应商中采购经济性高、质量达标的钢筋材料。在采购钢筋期间,要全面检查其结构、尺寸等规格参数的合格性[7],确保所采购的钢筋材料能够完全符合相关技术标准,避免因钢筋材料不达标而影响后期正常使用。其次,在使用钢筋期间,施工人员还要加强对对钢筋尺寸规格的科学调整和控制,并选用合适的连接方式。 3建筑主体结构工程施工技术应用质控策略 为了充分发挥和利用施工技术的应用优势,缩短工程施工周期,保证工程施工质量,施工人员要严格按照如图2所示的施工技术应用质控流程,不断地简化工程施工流程,提高工程施工质量。 3.1实施技术标准化管理为了进一步提高建筑主体结构工程施工操作的规范性和合理性,施工人员要严格按照相关技术标准,做好对工程施工各个环节的把控,确保施工技术应用效益和应用优势得以充分体现,同时,还要结合工程实际施工需求,全面地分析所使用施工技术的重点、难点,并提出一系列行之有效的优化方案,确保工程施工质量和效率得以大幅度提高。此外,还要做好对技术指标的制定和完善,确保工程标准化管理工作落实到位,使得施工作业能够有章可循、有据可依。另外,在正式进入施工之前,要做好对相关实际技术交底工作,确保所有施工人员能够全面地了解和把握技术应用要点和应用方法,并针对施工作业中遇到的技术问题,选用合适的技术应用方案,不断提高工程施工作业实施效果,最后,为了提高工程施工作业操作的规范性,还要组织专业技术人员全面地检查施工现场,确保钢筋绑扎、混凝土工程施工技术浇筑等施工作业落实到位。 3.2贯彻技术精细化管理在开展建筑主体结构工程施工期间,通常会用到大量的新技术、新设备,为了提高施工技术的应用效果和应用价值,施工单位要做好对施工技术的精确化管理。首先,在应用新技术期间,要制定和优化新技术应用方案,并借助动画模拟技术,将新技术交底工作落实到位,此外,还要加强对施工人员技术知识培养,不断地提高他们的专业技能和技术水平,确保施工安全风险降到最低。避免因施工人员掌握新技术不全面、不充分而降低工程施工质量。在使用新工艺开展施工工作期间,施工人员要在保证施工材料达标的前提下,利用所制定好的技术应用标准,做好对施工设备的维修和保养,从而延长施工设备的使用寿命。 3.3搭建技术应用信息化管理平台为了实现对建筑工程的规范化、科学化管理,施工单位要引导相关部门和专业技术人员全面参与到建筑主体结构工程施工工作中。目前,建筑工程在实际管理中,经常出现数据信息分享不及时、共享不高效等问题,为了解决这一问题,专业技术人员要结合实际实践工作经验,做好对技术应用管理平台的科学搭建,充分发挥和利用信息化技术的应用优势,在此基础上,还要根据建筑主体结构设计需求制定和完善主体结构设计标准,并借助信息化平台,向各个部门人员发送和共享所制定好的主体结构设计标准,确保施工人员严格按照这一标准开展施工工作,从而提高施工工作操作的规范性和合理性。最后,还要将二维码和其他信息化系统搭建和部署在工程施工现场,确保施工人员通过扫二维码的方式,及时地获取和了解工程施工图纸信息以及相关施工技术指导信息,为促进工程施工工作能够正常、稳定、有效地开展,提高工程施工社会效益和经济效益创造了良好的条件。 3.4做好结构施工现场的监督检查建筑主体结构工程在实际施工中,要全面检查和清除施工现场可能存在的安全隐患问题,不断提升建筑施工技术在主体结构工程中的应用价值和应用效益,此外,还要设置专门的工作小组,由工作小组负责监督和检查工程施工现场,从而及时、有效地了解和掌握施工作业开展情况。另外,还要不断强化工程施工作业操作规范性[8],并组织专业人员及时地分析和讨论施工技术应用难点,然后,提出一套行之有效的施工技术应用方案,确保建筑主体结构工程施工质量得以显著提升。 4结束语 为了进一步提高建筑主体结构工程施工质量和效率,施工人员要在落实化精细化管理工作的基础上,切实保证混凝土工程施工技术、钢筋工程施工技术等各种施工技术应用效果与效益,此外,还要根据施工技术操作要点,将施工技术科学地应用到信息化管理平台的搭建上,并全面化监督结构施工现场,确保施工现场的安全性和有序性,以达到降低工程施工成本、缩短工程施工周期的目的,使得施工单位的知名度和影响力得以大幅度提高,为后期科学开展建筑主体结构工程施工工作打下坚实的基础。 作者:瞿宜思 单位:福建省二建建设集团有限公司 建筑工程结构探究篇3 1钢结构的优势 1.1构件性能优、使用便捷钢结构构件的整体质量较好,与其他材料的融合度较高,它们的弹性性能在所有建筑材料中最为理想。此外,相较于其他建筑工程结构构件,钢结构构件的安装和使用也更加便捷。在生产加工方面,钢结构构件通常在工厂内部完成加工后便直接运送至施工现场进行组装。这种处理方式,不仅能够缩短施工周期,避免给施工区域的环境带来较大的负面影响,还完全符合文明施工、绿色施工的要求。 1.2造价成本较低在建筑设计领域,钢结构的应用能够在保证建筑工程安全性、可靠性的前提下,有效地控制成本,保证企业的经济效益。与传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构的成本更低。另外,钢结构的重量轻于钢筋混凝土,这有利于减少运输费用。此外,因为钢结构施工具有便捷性,所以采用钢结构能够加快施工进度,有利于减少人工成本。 2钢结构设计原则 2.1保证结构的稳定性在设计钢结构时,设计人员必须加强与相关部门的联系,同时深入了解业主的需求与施工方的技术水平,综合考虑各种影响因素,加强对现代信息技术的应用,从而提高设计方案的可行性与科学性,避免数据出现误差。此外,为进一步保证钢结构的稳定性,设计人员可利用BIM(建筑信息模型)等先进技术或软件进行辅助设计,实现设计方案的最优化。 2.2坚持“强柱弱梁”的原则一旦发生地震,建筑就会承受极大的外界应力,这种应力会严重破坏建筑物的梁柱结构。若柱结构损伤较大,则极有可能导致整个建筑坍塌。为此,设计人员必须按照“强柱弱梁”的原则落实钢结构的设计和建造工作。实践证明,坚持“强柱弱梁”的设计原则可在一定程度上减小柱结构的荷载。在工程中,设计人员可以将塑性铰安装在梁结构上,从而避免在地震发生时,柱结构首先受到冲击。因此,这一设计原则符合建筑抗震设计的要求。通常,在地震灾害发生时,柱结构坚持的时间越长,建筑物的整体稳定性就越好,就越不容易发生变形、坍塌等问题,进而更好地保证人们的生命财产安全。 2.3全面分析斜柱的受力情况当前,我国建筑行业正保持着迅猛发展的态势,形状不规则的建筑逐渐增多。这类建筑在给大众带来新奇感的同时,也对斜柱的应用以及钢结构的稳定性提出了更高的要求。设计人员除了要在设计图纸上明确标注斜柱的位置外,还应充分考虑其受到的水平荷载和垂直荷载,进而在此基础上科学计算出该构件的压力值。受力分析越全面、越准确,钢结构设计方案就越完善,斜柱的受力就越平衡。 3地震灾害对钢结构的影响 结合实际情况来看,在面对强震时,建筑物通常会陷入强度有余而刚度不足的困境。在多次地震后,钢结构也会出现明显的损伤,其表现形式如下。第一,结构坍塌。当钢结构竖向刚度分布不均匀时,楼层承受荷载的能力会受到不利影响。在这种情况下,楼层就会出现明显的薄弱层,最终导致结构坍塌。第二,梁柱节点破坏。笔者分析实际情况后发现,这种破坏形式的出现频率非常高,其主要原因可能是钢结构的自身缺陷。在实际施工过程中,螺栓连接不牢固、钢筋焊接不合理等问题,使梁柱节点普遍存在受力不均匀、应力集中等问题。在这种情况下,如果梁柱节点受到地震力的冲击,那么钢结构就很容易出现开裂、脱落等问题。第三,竖向支撑整体或局部失稳。竖向支撑主要为建筑结构提供较大的侧向刚度,并在面对强大地震力的冲击时支撑建筑结构。通常,竖向支撑需要承受较大的轴向力,并且一旦轴向力超过临界值,就会出现局部失稳的情况。出现这种情况的主要原因是梁柱翼缘的截面尺寸不合理导致构件扭曲。第四,柱脚破坏。出现这种情况的主要原因是柱脚埋置的实际深度难以满足建筑结构的实际需求,而一旦面临较大的水平力,柱脚将会因抗剪力分布不均匀以及外界各种因素的影响而出现拔出或者破碎等问题,进而影响整个建筑结构的稳定性。 4钢结构抗震设计要点 4.1优化建筑抗震性能在对建筑结构进行优化设计时,设计人员首先需要重点考虑钢结构的抗震性能,这是因为钢结构的抗震性能通常直接决定着整个建筑结构的稳定性和可靠性。所以,为了能够从根本上提高建筑结构的设计水平,延长建筑的使用寿命,设计人员必须合理优化钢结构的抗震性能,为后续工程的顺利进行打下良好的基础,从而提高工程建设质量。此外,在建筑工程的设计环节,设计人员应明确工程的建设目标,同时深入施工现场进行实地考察,为后续的设计工作积累参考数据,从而保证设计方案的可行性。需要注意的是,在进行钢结构设计时,设计人员还需要及时更新设计理念,进一步优化钢结构设计方案,最大限度地提高整体结构的抗震性能,进而从源头上降低地震灾害对建筑结构的影响,为人们营造更加安全、舒适的居住环境。 4.2施工材料选择施工材料是建筑工程的物质基础,合理选择施工材料是提高建筑结构抗震性能的关键。当前,建筑市场上有各种各样的施工材料,它们的质量参差不齐。因此,在采购施工材料时,采购人员必须全面了解不同产品的具体性能和质量。在施工材料运抵施工现场后,管理人员应采取抽样检测的方式来保证施工材料的质量和性能。此外,管理人员还应根据施工材料的类型来分类保管,以免影响其使用性能。总之,相关人员只有从采购、质检、保管等多个环节着手,不断加大管控力度,才能更好地保证建筑工程的建设质量。 4.3抗震计算方式地震作用计算是结构抗震设计中的重要一环,也是进行构件断面设计的基础。在对钢结构进行抗震计算时,设计人员大多采用振型分解反应谱法。但如果钢结构的整体结构形式较为特殊或复杂,那么设计人员需要采用时程分析法进行补充计算。在具体的设计环节,设计人员需要根据当地的抗震设计要求进行合理设计,然后结合建筑工程的实际情况以及该地区的地质结构进行优化设计,从而全面保证钢结构的安全性。需要注意的是,对于甲类、乙类建筑,设计人员还需要进行内力计算,调整抗震措施。 4.4相关节点设计(1)柱脚节点设计。一般情况下,柱脚的形式可分为外包式、埋入式和外露式。在高层建筑中,设计人员应优先使用埋入式柱脚,因为这种柱脚可以直接埋入基础(基础梁)内部,且锚固效果较好。但是,受到钢柱的影响,基础钢筋施工难度较大。所以,在确定好柱脚埋藏深度后,设计人员必须根据建筑工程的具体建设需求以及受力情况,准确计算出相关参数。而对于建筑高度不高、抗震设防烈度较低的建筑,设计人员可以采用外包式柱脚。外包式柱脚对基础钢筋施工方面的要求较为宽松,多用于单层建筑。(2)节点设计。一般来说,节点主要采用铰接和刚接这两种方式。①铰接。在使用铰接来连接钢柱节点时,设计人员主要利用栓柱将梁腹板和柱翼缘连接在一起,从而为栓柱两端提供足够的转动能力。在具体的连接过程中,设计人员需要注意控制好连接端板的厚度,以保证梁端和钢柱之间存在一定宽度的缝隙。同时,设计人员还需要保证计算假定和构造要求相一致。②钢接。在此环节,设计人员需要采用全焊接或者栓焊混接的方式来连接梁柱节点。这种连接方式简单便捷,能够很好地保证各个结构的安全性。在对钢结构进行抗震设计时,设计人员通常需要采用“强节点、弱构件”、在上下翼缘添加盖板、增加楔形板等方式来增加焊缝的整体厚度和长度,从而保证各个构件在屈服状态下不会轻易遭到破坏。 5结语 总而言之,科学、合理的钢结构设计方案能够有效提高建筑结构的安全性和稳定性,延长建筑结构的使用寿命。因此,设计人员必须充分认识到抗震设计的重要性,加大研究力度。在实际工作中,设计人员应结合施工现场的实际需求,加强对相关节点设计的重视程度,同时做好施工场地、抗震类型、施工材料的选择以及相关计算工作,从而增强钢结构的抗震效果,为人们创造良好的居住空间。 作者:孙杰 王飞
企业管理系统论文:建筑施工企业管理系统论文 1施工企业集成化综合管理系统 当前建筑行业信息化发展普遍落后,其重要原因是施工企业自身是一个复杂系统,在信息化发展过程中存在“重实施、轻规划,重技术、轻管理”的现象。特别是未经过系统分析,建设出的系统与实际管理脱节,造成一个个信息孤岛,未切实发挥其应有价值;平台建设后,缺乏应有的运行管理机制,最终造成各应用人员疲于应付,系统形同虚设。集成化管理是在系统工程的基础上,把信息论、系统论与工程论有机结合的一种整体化管理模式。这种“集成”不是有关知识门类及各个部门的简单叠加,而是以系统工程为基础,实现知识门类的有机融合,经过各个部门的重组所形成的一个新的有机体,其整体功能远大于各个部分之和,是工程项目管理建立和实现知识管理的一种有效途径。当前,工程项目管理集成化管理研究方向有:①项目全生命周期管理;②项目全要素成本管理;③全面一体化管理。基于集成化管理思想对施工企业业务环境进行全面分析,构建集成化的企业综合管理系统。可将施工企业复杂系统中各个独立的要素统筹纳入企业综合管理系统,使每一项管理活动都能在最优的框架下进行;监控优秀业务过程,降低业务风险;基于数据分析进行系统、业务优化,实现决策数据化,提升决策水平。 2施工企业集成化管理模型 施工企业作为独立运营企业,其经营业务建立在行业法律法规规范、质量体系、环境与安全体系、企业自身运行体制(制度、流程)、施工技术与工艺基础上等。作为工程项目管理主体,其涉及的业务活动过程有招投标过程、施工合同实施过程、分包与供应合同实施过程、现场人、材、机管理过程、施工工艺流程、施工活动的组织管理过程等;其经营活动的目标包括成本、进度、质量、安全;其对外业务单位包括业主、分包商、供应商、监理、各政府主管单位等。利用集成化管理思想,从施工企业的业务关系、管理目标、管理过程、生产要素等维度进行综合系统分析,构建了施工企业集成化管理模型。 3系统建设 3.1系统架构 基于施工企业集成化管理模型,针对郑州一建集团管理实际,构建了综合管理系统建设规划,并确认本期建设系统范围与边界、各系统之间的集成关系,如图2所示。郑州一建集团企业综合管理系统建设的原则:①标准化基础数据;②标准化流程;③集成化应用。综合管理系统建设目标:①资源整合;②风险管控;③决策支持。本期建设的企业综合管理系统,包括为:门户网站、人力系统、OA办公系统、项目管理平台、档案管理系统、财务系统等子系统。下一步将在各业务子系统的基础上构建知识管理系统、商务智能系统等。本次建设的各系统的功能与范围如下。 1)门户网站根据不同的浏览类型可定制化显示不同内容;提供手机网站功能;并提供各内部业务平台访问入口。 2)人力系统分层级进行人员招聘、员工管理、员工招聘、自定义绩效管理、薪酬管理等。可实现对人员绩效、单位绩效的任意维度分析。 3)项目管理系统包括经济类业务(投标、施工合同管理、专业分包、劳务分包、机械设备管理、物资管理、成本管理等)和非经济类业务(技术管理、质量管理、安全管理、环境管理等)。实现对工程项目生命周期业务的整体管理,并对影响工程的重大经济类事项或非经济类事项进行预警。 4)档案管理系统对工程竣工资料进行管理;对单位、个人重要绩效等事项进行记录;实现对各类纸质、电子资产的管理。 5)财务系统实现对集团各类经济业务、项目核算业务的会计核算,并对会计核算结果进行多维度分析。 6)OA办公系统公司办公驾驶舱、员工学习生活园地。具备工作计划于总结、会议室管理、车辆管理、审批业务;并且集成各平台的待办、重要报表数据;各层级单位均可子定义本单位的门户平台,进行本组织层级的员工文化建设。各系统之间的重要集成关系如下:①所有系统均从人力系统中关联账户、人员、组织结构等信息;②人力系统自动关联办公系统、项目平台中个人、单位考核指标;③OA办公系统集成各类常用报表数据及重要链接;④档案系统对各系统需要归档内容进行管理;⑤系统开发接口,目前可集成Project,GCL2013,Office等。 3.2分步骤、分期开展系统开发与实施工作 根据各系统依赖关系,确定各平台建设的先后顺序及模块业务启动顺序,保证平台业务正常进行。建立项目组运行机制,考察并选择内外部项目组成员及平台开发与实施应用推广范围。建立了以周为单位的周计划、周总结、周沟通等制度,及时监督开发实施过程中业务冲突项并解决。平台建设以业务及需求梳理为前提,必要情况下进行流程再造。信息化系统实施难度的大小与公司业务规范、标准化程度有很大关联。标准化、流程化程度越高,实施难度越低,实施效果越好。平台实施与应用推广,充分发挥以点带面、标杆作用,从而让大家在看到美好前景的基础上跟从项目组的计划开展各项工作。 3.3做好培训,构建平台的运行机制 以公司内部实施团队为基础,逐步构建平台运行机制:制度保障(平台运行制度、平台操作手册)、内部团队(内部讲师、业务应用分析人员)等,从而形成良性平台运行机制,保障平台建设能够实现预期目标。 4系统应用效果 基于集成化管理模型,合理设计信息要素,将各项管理工作过程进行信息登记,满足各级管理要求。从业务管理角度,通过对历史数据的存储、分析,挖掘业务系统优化价值;从决策者角度,可提供更直观、形象的多维度数据展示形式,便于科学决策。 1)构建多层级管理架构施工企业,一般是2级或3级及其以上组织结构。各层级在各业务系统中因所处层级的不同,关注的业务点均不同。郑州一建企业综合管理系统将集团各层级管理需求纳入平台,使各单位、各岗位人员根据业务需要充分参与系统、各司其职。 2)标准化基础数据、业务流程,加强数据集成,提升协同效率基础数据的标准化、共享使用,保障了数据的唯一性与关联性,实现信息“一次录入,多次使用、共享使用”,例如供应商基础信息、合同信息、价格信息等。通过对各级业务流程进行梳理,严格管控用章、资金等业务风险;并针对各业务单位的特殊情况,提供个性化流程配置。基于标准化数据、流程的逻辑关联,可实现业务联查分析;并且各业务平台之间通过接口进行数据集成汇总,减少重复工作,为多维度综合分析提供支持。提供手机终端审批,便于工程项目现场、出差期间办公;使用即时通信工具、手机短信提醒等,实现对重要事项的多方式告知。利用全方位、立体式的综合管理系统实现协同办公、高效管理。 3)实现了对工程项目全生命周期管理,精细化工程项目成本管控风险,提升施工技术水平与资金运作效率通过企业综合管理系统,构建工程项目全生命周期管理。工程项目投标、项目内部立项;各类现场物流、人流、信息流的流动;各层级工程质量、安全等的监督;各种外部对接;工程竣工资料等,在企业综合管理系统中均得到体现。将工程项目全过程、全生产要素、内外部业务关系对接等全部纳入平台,实现信息的集成管理;并将项目管理的各级管理职责在平台中具体化、标准化、流程化。通过对过程、要素、全员的动态记录与监控,实现项目的精细化成本管控;基于各种生产要素的精细化成本核算体系,实时监控项目运营成本,定期的成本分析,便于核查盈亏的具体原因,从而不断地从施工技术、管理方法上去改进,提升企业的项目管理水平、资金的运作效率;通过对重点项风险指标的客观定量考核,实现风险预警。 4)实现对各级单位、个人的全方位绩效评估企业综合管理系统可以集成记录组织、个人的各类评价指标、活动等。从而基于多维度KPI指标,实现对各层级组织单位、个人绩效的量化评估。开展组织绩效的分析,便于平衡组织权力,通过不断的优化组织结构,提升沟通效率,保障各项工作的有效监督、有序进行。个人绩效分析,不仅可以为员工个人职业生涯规划提供充分依据和明细路径,而且便于管理者做好计划与分工,解放管理者时间。进而有利于组织及个人目标的实现。 5结语 本企业利用集成化管理思想构建的综合管理系统,实现了企业各个层面和各方面的综合集成,利用科学、系统、合理的制度,保障全员参与,但集成化综合管理系统的建设是一项长期的、动态的系统工程,只有用发展的视野将各项思维、方法贯彻到企业中心工作中,才会立足于行业前列,本企业还需要随着优秀业务的变化及时更新与调整,以适应不同时期的需求。希望本项目的实践能够为其他同类型同规模企业提供参考。 作者:周明军 李遐 单位:郑州市第一建筑工程集团有限公司 企业管理系统论文:物流企业管理系统论文 1保税区物流管理企业系统设计分析 为了推动保税区内我国的物流管理企业先进程度,在原有技术水平上创立新型的管理系统势在必行。 1.1系统框架设计 如图1所示,该系统主要包含四个重要部分,包括物流管理信息系系统、物流监控系统、物流网站以及数据交换平台。在此基础上利用WebServices技术,对所有物流数据进行汇编与技术化处理,从而实现终端数据的贡献,并实现不同用户数据之间的交换,实现跨平台数据传输服务。 1.2系统结构分析 1.2.1物流管理信息系统物流管理信息系统是在C/S的基础之上建立起来的,其主要对象是物流总部与各分支部分之间的信息交流,并实现信息交互。它是物流系统的优秀部分,也是系统结构的指挥中心。该系统的目的在于是将不同结构部分内所包含的信息进行技术化处理,包括数据信息进行初步的采集,利用不同的传输渠道实现信息流转,最终完成数据的变更,从而将有效数据公布出来,它是物流公司给管理层进行整体性统计与指挥的系统结构。该信息系统内部包含下设的子系统,是在总系统下对不同物流信息进行管理的系统。可以完成对物流信息的初步的统计,并针对不同的物流信息进行规划与收集,从而完成数据的入库、出库等,根据不同的物流信息安排车辆运输,实现对车辆的调度与派送,同时,在此系统结构内部还配置了相应的客户跟踪系统,实现对货物的跟踪,为财务部提供可供就算的业务量。 1.2.2物流网站物流网站是建立在B/S模式基础基础之上的,它是整体物流公司的门户,主要功能在你与实现对外宣传,承载了交流信息,并利用浏览器实现在数据平台上将相关数据进行交互处理,从而保证个人、企业与客户之间信息交互与透明。物理网站可以建立在Web服务器之上,并利用互联网与局域网,将不同客户的信息与物流信息传输到中央数据处理中心上,这样就可以完成对物流信息的贡献,从而为客户提供在线提交功能。同时,利用互联网门户为个人提供相应的功能,并对实时更新物流新闻。 1.2.3物流监控系统物流监控系统是借助C/S模式建立的,它配置GPS卫星系统,将物流数据信息传输到卫星设备上,在通过专用数据传输渠道数据发射到车载GPS独立设备上,从而实现对物流的追踪,并配合物流监控调度中心对物流信息进行现实性监控,调度中心是建立在GPS服务器以及Map服务器基础之上建立起来的系统。在运载车辆上配置GPS移动设备,将物流信息间断性传输到GPS服务器上,并通过代码分析,实现车辆的定位,在利用专业的信息传输渠道,将实际信息传输到MAP服务器上,借助GIS空间分析系统,制定最合理的配送线路。物流中央信息处理中心根据物流信息与实际运载路线状况分析最合理的运输路线,设计最佳合理配置方案。 1.2.4数据交换平台根据物流空间的本身体质,与不同物流业务的需求,建立Web环境下的物流空间信息系统多层体系框架结构,是一种整体性的数据交换平台与数据交换模式,最终实现不同物流信息在数据系统内部,利用不同的物流信息传输渠道来完成数据交互,它是一种规范性的XML文档。数据交换平台是建立在总系统之下的单独运行系统部件,它嵌入在物流管理信息系统与数据服务器之间,并对数据进行处理,可以完成对不同物流单号的确认与委托。信息被搜集进入数据库后上传至数据服务其中,可以利用数据交换平台与Web服务器进行简单的数据交换,主要表现在用户在线信息的传输与浏览。该系统主要利用C/S以及B/S模式,并实现二者的相互结合建构起信息交流框架,其设计是通过WebService技术实现的,通过对不同数据进行处理与收集,完成数据的传输,并在信息凭条内部将不同的信息进行内部与外部的相互传输,在信息平台内,完成不同的数据的传输,相比利用互联网进行数据传输,其效率更高,准确性更好,并具有内部保密性。在该系统内部,不同的数据之间的交换都需要建立在不同的网点之上,即利用不同网点对区域内的数据信息进行采集处理,并配合使用外部信息进行比较分析,因此,网点主要功能在在于将不同的物流信息进行汇编,其处理的数据资料庞大,因此,目前内部有一定程度的因访问量巨大而造成数据传输缓慢的问题。 2结论 综上所述,随着国家经济的发展,在保税区内部的建立新型的物流企业信息管理系统是推动我国经济的必然选择,也是国家走向国际化发展道路的必经之路,因此,应该借助相应的信息化手段来进行合理有效的发展,是目前我国物流企业发展的方向。 作者:林鑫单位:同济大学软件学院 企业管理系统论文:小议供电企业管理系统 1、构建管理系统的主要工作 供电企业资产全生命周期管理系统的构建,应该要把财务管理看作一个重要的环节,使用信息化的方法,从企业的整体进行考虑,进行统筹规划,充分利用有形资产,把生命周期成本降到最低,让企业的价值最大化。主要工作有:(一)增强管理对于供电企业资产生命全周期的强化管理,要进行系统性的建设。这要求各级领导充分重视资产管理,明白资产管理的意义及重要性,改变固有观点,通过制度建设进行资产管理流程再造,让各个部门既分工明确,有能有效协作,并且将资产管理的质量作为业绩考核的一项重要指标。在供电企业内部的资产管理,是从上到下的信息反应过程,收集与集中,政策的落实力度决定了这个过程是否顺利,因此对于资产做出全生命周期的管理,有关的职能管理部门应该要做好本部「刁工作。可以建立相应规章制度,增强管理与协调,制订以及颁布整体的工作方案。管理资产的具体事宜,应该要把资产信息及时传递到各部门,方便落实。如果资产信息得到更新,也应该及时反馈到各个部门。在各个部门的互相协调、努力配合之下,才能做好资产管理工作。(二)构建信息化平台如今建立信息平台是一种常见做法,在企业成熟的资产管理中常常会见到这种信息平台,一般包含多项功能,比如管理文档、管理资产、管理库存、管理工单、管理项目、管理决策等等功能。对于信息系统管理的选择,可加人相对先进的管理概念,但是也不能完全抛弃旧有的管理生产模式。所以在建设企业资产全生命周期的过程时,最好根据资产管理信息系统的成熟平台特征,使用先进的开发方法和成熟的工具,在这个基础上肉进行进一步的开发,增强关于资产管理的内容,这样才更加符合供电企业业务管理的要求,还可以适应企业的发展以及变化。(三)使用编码企业应该要做好对于资产的编码工作,还应该对于信息进行建档,因为资产的品种比较多,数目庞大,因此要想顺利完成这项工作需要借助计算机的条码技术。首先应该要建立相同的条码规定。然后依照建立的规定对每个需要记录的资产进行记录,记录了相关信息以后,才可以进行资产管理。使用固定条码可有效检查出账实是否相符,记录提高工作准确性以及工作效率的方法。此外,条形码应该是唯一的,不但要记录下资产的种类名称,日期等固定的信息,还要对错误进行修正,并且可防伪。经过采集数据能够对扫描所获得的数据来进行归纳与整理,对资产的动态来进行管理。(四)提升员工素质供电企业员工的素质得到提升,有利于供电企业资产全生命周期管理系统的构建。因为这种系统的构建,也是更新管理的理念以及实践,这对于旧的管理以及分工也有一定的影响。所以,应该通过各种方式来提高工作人员的综合素质,提高工作人员的分析判断能力、以及操作能力,争取造就一个专业素质高的队伍,这样才可以为供电企业资产全生命周期的管理过程奠定良好的基础。 2、系统主要板块 在供电企业资产整个生命生产周期中,管理的过程通常包含下面这几点:(一)分析替换成本资产引进,并且分析资产的替换成本,在运营成本中占有大部分比例。通过正确的视角,对于资产管理重新规划,可以节省成本,也可提升产品的服务效率,让生产的安全情况以及环境得到改善,这一点与收益同等重要。资产的使用部门提出相应申请,相关部门应该对申请进行分析讨论,最后给出统一的、专业性的意见。不管要做出怎样的更改,都应该提洪一定的数据作为支持。(二)签订合同并录入数据库和供货商所签订的合同,应该把和合同有关的资料都输人信息数据库中,包括上文所提到的唯一条形码。在这之后,合同的执行部门应跟踪产品的生产进度、工程的进度,让交货的一系列安排得到落实,最后完成调试验收,在正式得到有关资产的所有权以后,把有关数据记录到数据库中。有时一些在建工程被记录为固定资产,也应该依照规定让数据进行自动转化,记录到固定资产中。前期积累的一些信息,有利于加强管理,也对以后的分析以及决定有着重要的帮助。(三)对资产的编码资产的使用状态不可能一成不变,都会发生变动,比如停用、出租等等。当发生这些变化时,应该要及时的把数据库进行更新,各个部门的管理人员在给这些资产进行粘贴标签时都应该要按时检查这些标签是否完好,如果发生破损应该及时进行更换,在盘点资产时,最好使用条形码来进行管理。管理人员可依据这些卡片及资料文档建立维护计划,然后交给各个部门审查。或依照上级部门的指令,构建关于维护的计划。资产管理员应该要在规定的时间之内对这些物品进行核查,然后再把检查结果报告给仁级,来进行分析决策。(四)有计划地维修以及维护资产管理部的工作人员应该根据数据资料,制定一定时期的维修检查计划,尤其是对于一些安全等级比较高的重要的设备,这样才可以有效降低风险。这项计划可以给资产的使用部门,当作下发维修工作单的根据。在完成实际操作过程后,管理负责人可以把所收集的关于维修的记录及时输人数据库,然后把结果进行备案,这样可以方便分析与统计。(五)计划性以外的维护工作资产的维修不可能总在计划之内,还可能出现很多意外状况,当意外故障出现时,要及时的进行维修或者更换。这时可以由使用部门提出申请维修,或是更换。资产管理人员必须要给予相关意见。当申请被批准,且对资产的维修完成之后,这些数据也应及时进行备案,方便下次查询。 3、固定资产使用管理基本准则 (一)统一领导,分级管理固定资产由领导统一管理,各级再按照隶属关系进行管理的管理模式在供电行业存在已久,并且取得了较好管理效果。此种管理模式在执行管理时条理清楚,可以避免发生混乱清况。(二)归口负责,责任到人在对固定资产进行管理的过程中,应该做到权责分明,把管理工作任务分摊到具体的员工身上,保证每个环节都有负责人。这样安排既有利于管理工作的进行,也有利于管理工作责任的划分。(三)合理配置,效益优先固定资产数量有限,应该依据单位的实际情况以及生产经营的需要来进行分配,这样才有利于实现固定资产使用效益的最大化。 4、总结 供电企业资产数目庞大,管理步骤也相对复杂。供电企业如果想构建一个较为完善的资产生命周期管理系统,就应具有系统思维,站在生命周期管理的高度上,根据先进理念,让信息实现共享,实际业务与管理价值得到极高的统一,最终让资产的使用达到最大,这样可以让企业更好地发展。 作者:张婕单位:云南电网公司昆明供电局 企业管理系统论文:鉴于SOA重构企业管理系统讨论 摘要:信息时代,企业结构的复杂性和地域的分布性使得将各类信息集中起来协同工作变得十分困难,而基于网络平台,采用SOA技术构建信息系统可以信息具有目的性、可扩展性、具有联合协作性的架构具有更大范围共享。结合SOA技术特点说明利用SOA建立企业管理信息系统的优势,探讨了企业管理信息系统之重构方法和步骤,以促进企业管理水平的提升。 关键词:管理信息系统;SOA;系统重构;信息集成 一、传统管理信息系统难以适应现代企业管理的需求 信息化带动了企业的高速发展,尤其是中小企业不间断的信息化投入使许多企业拥有了一定数量、不同目标的信息系统,在业务应用模式和工作方式上都有了本质的变化。由于多种的原因,企业内部各信息系统之间以及企业外部各信息系统之间存在许多不相适应的地方。为提高信息系统的运行效率,系统重构逐步成为企业关心的内容。传统管理信息系统和现代企业管理不相适应的地方主要有以下几个方面: 1.需要增加新的功能。早期的管理信息系统(即MIS)通过采集、加工和整理数据提供信息的查询和形成统计报表。随着管理的进步和规范,原有的工作方式,即信息加工流程,可能发生变化;大量的信息经加工和整理后,除了提供查询和统计外,现代信息管理还要求提供自动计算和辅助决策支持。因此,原有的系统功能需要经过必要的修改和扩充。 2.现代企业管理对数据提出了更高的要求。早期的MIS在数据的正确性、有效性、一致性和安全性方面缺乏全面的考虑。一个完整的事务可能由于系统的异常而中断,从而破坏数据的一致性;由于对数据的访问缺少有效的安全措施和权限控制,可能会造成数据的失窃或破坏。现代信息管理要求对数据的正确性和存取的安全性有更严格的保证措施。此外,现代信息除了采集传统的字符、数字、日期等数据类型外,还包括图形、图像、声音等多媒体数据。 3.现代企业管理要求更大量的数据和更大范围的信息共享。早期的MIS常常是小规模操作,数据不能实现有效的共享。在一个单位内部常常表现为不同的部门各自运行不同的系统或软件,同样的数据库分别储存,而且常常存在着差异和不一致。数据的重复存放不仅浪费计算机资源,它所带来的数据不一致性还往往引发管理上的负面效应。另外,有一些系统虽然也能实现少数用户的共享,但系统在多用户方式下缺乏有效的并发控制,而现代信息管理要求管理更大量的数据,在企业级通过网络实现大范围的信息共享。 4.传统管理信息系统存在先天不足。在组织管理上,很多组织都是未经充分规划而创造的,或者虽经规划,但随着外部环境的变化,组织结构等经过多次调整,系统结构早已发生变化;在技术方案论证上,MIS建设的平台选择,包括硬件、操作系统和数据库管理系统等方面,缺乏综合的考虑和前瞻的眼光;在应用设计上,限于设计人员的水平或者责任心,在系统功能设计或数据库设计方面不符合现实需求。由于上述原因,就可能使MIS在建立之初就潜伏着危机。 二、利用SOA建立企业管理信息系统的优势 采用SOA架构就成为企业的最佳选择。SOA即Service-OrientedArchitecture,就是面向服务的架构。它是一种以通用为目的、可扩展、具有联合协作性的架构,所有流程都被定义为服务,服务通过基于类封装的服务接口委托给服务提供者,服务接口根据可扩展标识符、格式和协议单独描述。 1.便于集成现有系统,SOA体系结构可以基于现有的系统来发展,不需要彻底重新创建系统。原有的功能模块可以通过Web服务接口来封装和访问,采取SOA框架可以将各种业务服务构造成现有组件的集合。如:当其他部门使用这种新的服务只需要知道它的接口和名称,服务的内部细节以及在组成服务的组件之间传送的数据的复杂性都对外界隐藏了。这种组件的匿名性使企业能够利用现有的投资,从而可以通过合并构建在不同的机器上、运行在不同的操作系统中、用不同的编程语言开发的组件来创建服务。 2.便于重复利用业务服务,已经创建的业务服务不必与特定的系统和特定的网络相连接。服务是独立的,服务间的通讯框架使得服务重用成为可能。对于业务需求变化,SOA能够方便组合松耦合的服务,以提供更为优质和快速的响应。第三方企业信息系统允许服务使用者自动发现和连接可用的服务,并通过对服务使用者的验证、授权,来加强安全性保障。 3.提高了系统开发速度,在所有不同的应用程序之间,基础架构的开发和部署将变得更加一致。现有的组件、新开发的组件和从厂商购买的组件可以合并在一个定义良好的SOA框架内,这样的组件集合将被作为服务部署在现有的基础构架中,从而成为了重复使用的架构元素。当需要新的企业进入,可以直接对现有服务和组件进行新的创造性重用,大大缩短了设计、开发、测试和部署产品的时间,可以在最短时间内投入使用。 4.降低了系统开发成本,Web服务库成为采用SOA框架的第三方企业信息系统的优秀。直接使用这些Web服务库来构建和部署服务将显著地减少软件开发成本,提高开发人员的工作效率。研究表明,一般系统的接口开发费用占到整个开发费用的33%,最高的竟达到了70%,因为重用和敏捷设计使得在SOA中,接口的重用会节省费用60%。通过采用SOA框架和服务库,为原有应用程序增加服务和创建新的服务的成本大大地减少了。 5.便于改进业务流程,SOA清晰地表示服务业务流程,这些业务流程通过在特定业务服务中使用组件的顺序来标识,这给企业提供了监视业务操作的理想环境。 6.流程的控制是依靠构成业务服务的组件重组来实现的,这将进一步允许改进业务流程,提高效率。重用现有的组件大大降低了在增强或创建新的业务服务的过程中带来的风险。三、重构管理信息系统的方法和步骤 现代管理信息系统是一个具有高度复杂性、多元性和综合性的人机系统,它全面使用现代计算机技术、网络通信技术、数据库技术以及管理学、运筹学、统计学、模型论和各种最优化技术,为经营管理和决策服务。这要求构建企业现代管理信息系统要具备系统的思想和遵循一定的步骤。 1.选择成熟的标准和技术实现。(1)利用数据中间件提供的适配器服务,连通企业现有应用系统,屏蔽不同应用系统复杂的技术接口和通讯协议;(2)将复杂的数据格式转换、业务逻辑等,封装成服务,通过服务总线提供服务消费功能;(3)利用强大的Java服务功能,对流程进行梳理和编排组合,构成更大粒度的合成服务和流程服务;(4)采用消息中间件保证分布式的异步可靠消息传输;(5)将创建的服务和可复用资源,使用资源中心进行集中存储,以方便管理及团队协作开发;(6)使用内部集成的服务总线,对服务消费进行寻址路由、通讯协议转换及服务质量保障等,降低了服务消费者和提供者之间的耦合性。 2.构建服务的基本模块和面向对象的应用开发一样,在实施SOA的过程中,所要分析的目标就是业务流程和针对业务流程每个环节的服务,尤其是一些原子服务。 (1)在分析现有系统基础上从头开始编写服务。这一种选择适合现正在开发全新系统或者改写应用软件的公司。这样可以通过通盘考虑服务,让可重复使用机会最大化,但往往需要较大的投入。(2)将现有代码改写成面向服务。这种服务提供组件的松散耦合,并使用独立标准接口,建立SOA体系结构:服务使用者、服务提供者和服务者。服务者是服务发现支持者,主要提供接口。服务提供者:将自己服务和接口契约到注册中心,服务请求者:通常称为客户端,它根据接口契约来执行服务。(3)对现有的应用或者流程加以“封装”,为它们提供Web服务接口。主要对企业内部业务流程的封装,使企业内部的业务流更加完整流畅,不同业务流程之间实现无缝链接,企业之间业务封装,使整个企业供应链业务流程更完整。(4)获得的服务。包括企业内部的套装应用和系统(如大型ERP、CRM)随带的Web服务支持功能,或外部企业提供服务执行的功能。 3.构建SOA应用系统企业实施,SOA是个分步走的过程,也是分阶段的,具体到实施每个应用系统的时候也是这样。无论是新建系统,还是对原有系统的重构,都需要我们根据需求分析建模的结果去构建、部署、整合、使用到管理服务。 (1)在建模阶段,可以定义业务模型或流程、软件模型和SOA模型。之后就可以创建一组服务,这组服务可以与已的通用接口一起重用;(2)在部署阶段,开发人员可以提取创建的服务,并把它们放在一个可执行、可管理的环境之中;(3)在使用阶段,根据软件模型来装配应用程序,并且测试其软件质量以及非功能性需求,比如性能、可伸缩性等等;(4)管理阶段是一个长期的过程,在这个阶段中,可以监控并管理安全性和使用,以及在许多与可能已经为SOA制定好的服务级协定或策略相对应的方面比较其性能。 总之,对现有信息系统的重构,要在做好总体规划的前提下,对于信息化建设基础比较薄弱的企业,应选择从初级的办公自动化平台开始,逐步到协同办公平台的建立,进行初期的系统重构;对于信息化建设基础比较好的企业,应通过企业门户平台的建设,进行进一步的系统重构;而对于信息系统已经相当完善的企业,应通过数据重构平台的建立和应用集成,实现对整个信息系统的重构与优化。 企业管理系统论文:企业管理系统分析论文 1企业管理柔性评价指标体系的建立 企业是个由多要素、多层次所构成的具有经营过程和管理过程的人造微观经济系统,而企业的管理系统则是由企业的组织结构、人力资源、经营方式、生产技术等多方面组成。企业管理系统的柔性就是要使企业管理各要素在一定的环境条件下,按照企业管理内部运动的规律,进行有效组合,从有利于发挥这些要素的功能及提高系统整体管理的柔性。这里为了方便下面的讨论,将企业管理系统抽象为:企业再造、技术创新、市场营销、企业文化四个部分[3]。 1.1企业再造企业再造的是企业经营模式的调整,这为企业实现柔性管理提供了机会。企业再造的优秀是以重整业务流程为突破口,以完整性为出发点,将原来支离破碎的业务流程再合理地“组装”回去,通过业务流程重组,过去僵化的管理体制被打破,组织内部的冲突和扯皮现象减少,员工拥有了自主权,积极性极大提高。即企业再造是在更高层次上确定企业如何对市场做出反应,如何识别潜在市场与创新市场,并在这种识别与创造中重新定位企业在市场中的角色。企业再造的目的是把企业变成一个学习型组织,增强企业从员工个人到整个组织对瞬息万变的环境的适应能力[4,5]。企业再造包括企业战略的柔性、组织结构再造的柔性、制度创新的柔性和业务流程再造的柔性。 1.1.1企业战略的柔性。在经济全球化和信息化的商海中,企业需要从战略目标制定、规则调整到战略实施都贯彻柔性化的理念,才能在运营中表现出很强的应变弹性。柔性的战略观念能使人们以一种更能适应复杂环境变化的管理来迎接新时代的挑战。这种新的战略观念主要是企业要主动适应经济社会环境的变化;要真正以满足消费者(客户)的需要作为组织的战略目标;增强组织利用新技术的弹性;加快新产品开发迅速进入新的生产活动领域,抓住有利时机,抢占新的市场等[6]。 1.1.2组织结构的柔性。由于传统组织管理模式决策周期长,信息交流渠道不畅,不能灵活多变地适应市场需求,建立柔性管理组织结构势在必行[6]。近年来,企业组织结构出现了扁平化、工作团队、网络化、虚拟化的发展趋势。扁平网络化的组织结构比层次结构更具有柔性,它能够通过改变内部结构来适应外界环境的不同要求,表现出极强的应变能力。同时,这种组织结构为组织内部成员提供了自我完善的发展空间和支持条件,人员的主动性和积极性得到了极大的提高,组织的运行成本也会大大降低。 1.1.3制度创新的柔性[3]。制度创新在于以充分的产权和制度设计来降低交易费用。从制度创新的角度来看,制度创新所导致的产权重新安置和制度设计的效率要通过企业柔性管理模式-优化资源配置的效率得以展现。企业要不断改革,在改革中创新,在创新中改革。这样才能使更新、更完备的企业制度和体制继续被创造出来,也只有这样,企业才能适应现代经济全球化、网络化运作的要求。 1.1.4业务流程再造的柔性。所谓业务流程是指一组逻辑上相关联的业务活动,企业依靠这些关联活动来实现预定的目标。重整业务流程,就是要从整体流程出发,先考虑企业从投入到产出的总过程,找出目标,然后重新分析不同业务流程以及同一业务流程中的各环节的内在关系,进行优化组合,以实现企业管理的最大柔性。 1.2技术创新技术创新的基本概念是指某项新产品从设想、研究、开发、工程化、商业化以及销售一系列技术活动的综合。在国际经济领域中,以技术创新为优秀的技术的柔性,越来越成为决定生产力发展水平的主要因素。提高技术的柔性,才能提高企业技术创新的能力。从总体来说,企业技术柔性主要包括自动加工系统柔性,物流系统柔性、信息系统柔性和软件系统柔性[7]。 1.2.1自动加工系统柔性是指当作业发生变化时,加工不需要进行特别的调整能完成多种操作的能力。还可分为设备柔性、工艺柔性、作业柔性、路径柔性等。 1.2.2物流系统柔性是指在加工过程中,采用不同手段将多种物料在设备之间转移的能力。它能提高设备利用率,降低在制品库存,并缩短生产周期。 1.2.3信息系统柔性是指对加工和运输过程中所需各种信息收集、处理、反馈,并通过计算机及其它控制装置对设备实现分级控制的能力。 1.2.4软件系统柔性是指企业用计算机进行有效管理的能力,包括设计、规划、生产控制和系统监督等软件的柔性。 1.3市场营销随着市场竞争的加剧,迫使企业越来越注重市场营销,促使企业提高市场的柔性,使企业在激烈的竞争中处于不败之地[3]。市场营销的好坏,决定了企业总体效益的高低,只有搞好市场营销,提高企业对市场的柔性,从而加速商品的周转和销售,减少产品积压以及资金的占用,加速资金回笼,从而促进企业的经济步入良性循环轨道中去。其中主要包括绿色营销的柔性、服务营销的柔性、知识营销的柔性、网络营销的柔性与文化营销的柔性[8]。 1.3.1绿色营销的柔性。绿色营销的基本含义是企业通过营销活动,在获取利益的同时,在生产经营活动中的每一环节都应该考虑到消费者、环境及社会的利益。绿色营销是企业今后发展的重要方向,是实现可持续发展的保证。企业要适应绿色大趋势,以提高企业及其产品的市场形象和竞争力。 1.3.2服务营销的柔性。服务营销是指通过取得顾客满意和忠诚来促进买卖双方相互有利的交换,最终获得适当的利润和公司长远发展。实施服务营销是企业提高竞争力和适应力的现实要求。在竞争日益激烈、技术与经营方式纷纷被仿效的今天,服务对企业市场竞争力的提高更是有着独特的作用。 1.3.3知识营销的柔性。知识营销代表了一种先进的营销理念,是指企业在产品推销的同时,向社会传播与产品有关的知识、技能,让公众不但从直接的物品使用中受益,还从企业那里得到文化、知识等熏陶。它提倡掌握科学方法,通过向顾客传播知识与技能,变潜在的消费群体为现实的顾客来提高产品的市场占有率,从而获得利润。知识营销将会为企业带来无比广阔的发展前景。 1.3.4网络营销的柔性。网络营销是因特网发展日益成熟的直接结构,是网络技术发展的新方向。它的出现极大的改变了商务模式,带动了经济结构的变革,对现代经济活动产生了巨大的影响。企业作为经济活动的主体,网络营销对企业各方面都产生了重大的影响。随着电子商务时代的到来,企业要充分利用网络时代所带来的机会,努力开创营销管理工作的新局面。 1.3.5文化营销的柔性[8]。文化营销是通过有意识地发现、培养或创造某种优秀价值观念来达到企业经营目标(经济的、社会的、环境的)的一种营销方式。文化营销是站在主动利用文化环境因素的角度,把文化与营销看作一个整体来研究,使文化渗透到产品、品牌及企业形象中,形成一种全新的经营理念。 1.4企业文化一个企业的工作方法、工作部署、工作业绩和效率与企业文化紧密相关。企业文化既是一种柔性管理方式,又是一种以文化为载体的管理理论。同时,它又作为一种管理工具,参与竞争并在竞争中致胜的手段。企业文化柔性的优秀是企业价值观念及经营理念在动态环境下的不断创新,企业中各利益主体的观念和利益也相应经历调整过程,以期形成相应的企业使命和有利于柔性管理的氛围,即企业文化的柔性越强,就越有利于柔性管理的实现[5]。因此,如何加强企业文化建设,是提高企业的柔性管理的一个重要方面。主要包括企业的精神文化、制度文化与物质文化[9]。 1.4.1精神文化的柔性。企业的精神文化在整个企业文化系统中处于优秀的地位,它是在企业的生产经营活动中,受一定的社会文化、意识形态影响而长期形成的企业的领导和职工共同信守的基本信念、价值标准、职业道德等,包括企业精神、企业价值观、企业目标等。 1.4.2制度文化的柔性。企业的制度文化规定了企业成员在共同的生产经营活动中应遵循的行为准则,实际上是对企业职工和企业本身产生规范性和约束性影响的部分,主要包括企业工作制度、责任制度和特殊制度三方面。 1.4.3物质文化的柔性。企业的物质文化是由企业员工生产的产品和各种物质设施等构成的器物文化,它主要包括企业的厂房、工艺装备和产品等,它们是群体价值观的物质载体。 2企业生产系统柔性评价——层次分析法 层次分析法(AnalyticalHierarchyProcess,简称AHP)是美国运筹学家萨蒂教授于20世纪70年代提出的一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法。它将复杂的问题分为若干层次,逐步分析,可将人的主观判断用数量形式表达和处理,也可以防止对某类问题出现前后矛盾的主观判断[10]。几十年来,它成功地运用于社会、政治、技术和经济等各个领域,取得了许多成果,它也适用于对企业管理系统柔性的分析评价。 使用层次分析法首先要把复杂问题分解为称为元素的各组成部分,再把这些元素按属性分成若干组,形成不同层次。同一层次的元素作为准则对下一层次的某些元素起支配作用,同时又受上一层次元素的支配。处于最上层的通常只有一个元素,它是分析问题的预定目标或理想结果,称为目标层。中间的层次包括实现目标所涉及的中间环节,称为准则层。最低一层为实现目标可供选择的各种措施、方案或体现各准则要素变化的指标,称为措施方案层或指标层。在我们这个问题中,目标层为评价企业管理系统柔性,准则层则B表示影响企业管理系统柔性的因素,每个要素的变化又可以用若干项指标来反映,即准则层C,方案层D为不同企业的管理系统。根据我们对企业管理系统的分析,建立其递阶层次结构模型。 建立层次分析模型之后,我们就可以在各层元素中进行两两比较,构造出比较判断矩阵。层次分析法主要是人们对每一层次中各因素相对重要性给出的判断,这些判断通过引入合适的标度用数值表示出来,写成判断矩阵。判断矩阵是层次分析法的基本信息,也是进行相对重要度计算的重要依据。 为了避免决策受个人业务水平的限制,常使用专家评比法或德尔菲法等建立判断矩阵中的相对权重。对两两比较构造出的判断矩阵,要检验其一致性,若不满足一致性条件,则要修改判断矩阵,直到满足为止。另外,在不同时期应根据当时情况重新判断,以使分析结果更符合实际情况。 首先利用专家评比法建立准则层B各元素对目标层A的相对权重,得到的判断矩阵为4×4阶矩阵。根据算术平均法得到准则层B的层次单排序,即单一权重向量,同时这一权重向量也是准则层B的组合权重向量,记作W′=(W1,W2,W3,W4)T。 从上可以看出,运用层次分析法对企业生产系统柔性进行评价具有很大的灵活性和主观性[11]。这是因为,对不同的柔性目标,不同的管理决策者以及不同的企业生产系统,柔性类型的相对权重会有很大的差别,因此构成的判断矩阵就各异,这完全取决于管理者或专家的经验、主观判断以及特定的环境。因此,即使对同一企业生产系统,其柔性评价可能也会不同。其次,生产系统柔性递阶层次结构的建立是否科学和切合实际,对其评价结果是否符合实际有极大影响。企业生产系统柔性递阶层结构的建立一是要考虑问题求解的需要,不同问题其递阶层次结构也将有别;二是取决于管理者和决策者对企业生产系统柔性的认识程度和把握程度。 3结语 柔性作为管理系统所应具有的重要特征,它是作为应付动态多变的市场需求的重要手段,它对提高管理系统的适应性和稳定性至关重要。与以往对管理系统柔性的概念性、框架性的研究相比,本文研究的结果更具有现实意义和可操作性,使对企业管理系统柔性构成要素和整体柔性的评价更加切实可行,为评价管理系统基于柔性的竞争力、分析和改善管理系统的功能提供了有效而实用的方法。 企业管理系统论文:新型中小型印刷行业企业管理系统的设计 摘要: 本系统采用的是“互联网+印刷行业+企业管理+电子商务”模式。与现有印刷行业的管理系统相比,本系统将电子营销、客户关系管理CRM融入到现有的ERP管理系统中,从而实现了客户、营销、生产、仓储、物流的多元化管理模式。 0 引言 随着电子互联网技术的飞速发展,传统行业受到的影响越来越大。传统印刷行业正处于整合、换代的时期,虽然印刷技术的发展愈来迅速,但是管理营销模式仍处于相对落后的状态。中小型印刷企业承接的绝大多数客户订单,都仅限于中小型批量,而非大企业能承接到印制出版物、报纸、大型期刊的大型订单,同时中小型印刷企业也存在资源有限的问题,因此对于中小型印刷企业而言,多元化企业管理系统将会最大程度地整合企业资源、降低管理成本、拓展客户资源。 1 可行性分析 纸质传媒在生活中随处可见,虽然互联网技术的发展日新月异,但是人们对纸质传媒需求并未因此降低居民反而更倾向于使用高质量的纸制品,如包装、笔记本等,不再是各大商家以宣传为主的各种传统制品。高质量纸制品的制造工艺繁杂,导致中小型企业因资源的匮乏无法独自完成大量订单。据调查研究发现:目前中小型印刷企业模块化的情况非常严重,每个印刷厂仅经营单一工艺纸制品,所以企业的整合以降低制造成本是非常必要的。 行业竞争的逐渐加剧,导致企业利润降低,使得中小型印刷企业的发展日益艰难。调查发现中小型印刷企业的管理模式存在很大问题,虽然已普及使用ERP管理系统,但是这种系统带来的效益并不高。ERP系统人工输入的部分,缺少系统本身运算管理,而仅仅是作为生产单的管理、财务审核的凭证,除此带来的是错误的蝴蝶效应。这远远无法达到印刷企业的需求。 目前,印刷企业已经与电子产业密切结合,但是与互联网的交集并不多。在当今电子商务的环境下,客户更倾向于在互联网上寻找印刷企业,而不是通过厂家的传统各种营销手段来选取厂家。本系统融合ERP、CRM、电子商务等技术,加强了企业与互联网之间的相互结合、与客户的联系,可以整合各中小印刷企业的资源,这将使中小型印刷企业在当今互联网时代获得重生。 2 系统架构 系统设计总图如图1所示,主要分为资源管理、销售/客户管理两大模块。资源管理模块包括生产管理、仓储管理、财务管理、设备管理、人力资源管理等。销售管理与客户管理作为整个项目的重点,单独从传统的ERP管理中提取出来作为两个个主干的一部分。销售管理的主体是电子商务,包括企业网站、连接各销售平台等。客户管理主要是由客户APP等构成。 3 传统ERP模块的改进 3.1 生产管理 生产管理就是对整个生产过程的管理。当新/老客户来询价时,经报价双方谈好价格,然后确认订单开始进入到生产阶段;或者客户已经在公司有过订单、购买公司给出的已经计价的套餐,则直接确认订单进入生产过程。整个生产过程包括印前设计、确认、出板、印刷及后续步骤。生产过程管理是对整个生产流程的监控,以确保每个订单自生成到结束的每个环节都没有错误。 3.2 仓储管理 中小型印刷企业中,由于人员缺乏以及场地租金问题,造成原材料存放混乱、半成品及成品处理不及时等一系列问题,为解决类似问题,本系统针对中小型印刷企业的特点做出了一些的更改,将所有的物品出仓、入仓、存储位置都进行相应的记录。当半成品、成品超出存放时间会进行警报。 3.3 财务管理 财务作为企业的重中之重,一定马虎不得。整个财务管理涉及应收账款、应付账款、成本、工资、银行对账、各类报表等部分。统计销售部门产生的订单,记入应收账款文件;统计采购及生产外包产生的费用,记入付账款文件;由印刷所用时间、耗材使用等统计得来运营的成本,记入成本核算文件;工资管理是由人事部门计算基本工资,结合每个人的奖惩产生工资单等,并产生明细记录于工资文件中;银行对账后所有明细资料存入相应的对账文件。整个系统中财务所涉及的明细都需将原件扫描存入数据库中,每种文件由系统调用数据库自动生成相应的报表,这样使得财务账单明确、出错几率小。 4 CRM客户关系管理 客户关系管理主要分线下和线上两大部分。系统为了加强印刷企业的线上功能,将原本需要人员电话、现场服务的内容提炼到网页/客户端。线下部分由销售人员和客户面对面的交流组成,每次的行为记录在数据库中。线上部分由APP和网店组成。如图2所示,客户APP为客户提供了在线实时交流支持、订单查询、企业动态、订单追踪和自动报价服务。这些是客户所需要的内容、同时企业动态和实时交流促进了企业与客户的交流。 5 系统特色 自动印刷报价模块独立于各个系统模块,但又与每个系统模块相辅相成。它根据其他系统模块提供的数据,进行相应的运算,而实现自动报价。相比于现有的印刷报价而言,拥有更高的自动化程度、更丰富的报价内容以及更好的报价体验。 普通印刷报价仅包括单一的报价过程,缺少灵活性。本系统设计的自动报价模块如图3所示,具有弹性的价格/种类推荐、成本核算和生产计划/交货时间预计等优点。这方便客户了解订单耗时、不同搭配等需求,同时也满足了企业明确生产链、自动安排订单排序、成本核算等需求。本模块通过提高系统的自动化程度,既兼顾客户体验,又注重到印刷企业的需求。 5.1 环节简介 5.1.1 传统报价过程 基本的印刷报价过程是由客户发起的。客户提出需求后,销售部门开始计算价格。对于中小型印刷企业来说,大多数由人工手算或者普通的印刷报价小软件计算得到。计算得来的价格由销售部门告知客户。往往一次的价格并不能达到客户的需求。例如:客户也许会有不同种类的需求方案,客户每一次变换需求价格就得重新计算一次,直到满足用户所有的需要才能进入下一个环节。 5.1.2 自动拼板 在基本的印刷报价过程中,由于客户所需产品的数量、尺寸不同,可以进行拼板操作以达到节约成本、加快印刷速度的目的。但是传统的印刷报价过程中往往是对照印刷开本进行估算产品所需要用的纸张开本。这造成了纸张的极度浪费和印刷成本的增加。本系统特有的自动拼板功能将省略计算纸张开本步骤,使原本繁琐的计算过程变得简单。 5.1.3 推荐报价 推荐报价就是在本身的报价外,还会输出变换一定报价条件后的价格。这样的设置既可以让客户了解到除本身需求之外的报价数据,视情况改变订单需求,也可以在客户不明确或者需要了解不同条件时,自动输出根据需要变换后的价格。这样就节省了反复多次报价的过程,方便客户了解全面的价格,从而根据需要选择适合的价格。推荐价格是在客户输入完产品要求后,与报价计算同时进行的,在用户输入完产品要求后,输入需要变换的条件,当不输入时则由系统自动设置。接着系统计算客户输入的明确价格,并同步计算用户拟更改某些条件后的价格,然后将所有计算结果输出到显示界面。如果用户确定其中一个作为最终的要求,则进入订单提交环节;如果所有的条件都不能满足需求,用户可以选择更改变换条件,或者重新输入产品要求重新开始报价,直到客户确定某一报价,进入下一关节,也可以直接放弃本次报价。 5.1.4 生产安排(订单耗时预计) 传统印刷报价只能提供产品价格,无法预估生产时间。本系统的生产管理模块将计算并记录每个生产环节所需要的时间,根据每个订单的具体情况进行生产时间的统计,从而预估订单的开始制作时间和结束时间。由于企业每种设备数量的不同,可以组合多种生产设备链,同时产生不同的时间花费。综合所有的因素就会产生最多和最少时间耗费。这样客户就能够明确知道产品生产的时间,也方便了企业对生产的安排。 5.1.5 成本估算 以往的报价中只有报给客户的价格。但是对于每一个订单的成本都没有进行核算,因此对于某一个单独订单而言,只有相对于出厂价的利润,而没有印刷企业自己的利润。这对于印刷企业来说是一个缺陷。本系统将纪录各环节的成本,当订单产生的时候,系统自动计算使用不同生产链时所花费的总成本,并推荐花费最低的生产链作为默认的生产链。同时可以用于错误订单的盈亏核算,使得账目更加明确。 5.2 详细流程 报价流程如图4所示,程序首先判断是不是全新的订单,如果不是则进入旧订单再生报价,否则开始新的报价过程。 全新的报价过程先由客户在网页或者APP端输入报价需要的数据,比如纸张类型、印刷品种、数量、页数等不同需求,产生一系列不同的报价条件。整个报价过程使用当型循环,当所有不同的报价条件全部执行完后进入下个步骤。系统先将所有的条件种类进行排序,然后进入循环流程。进入循环后首先确定条件种类,然后进行尺寸的计算。 手提袋的例子如图6所示,此图展示了手提袋的实物图和其平面展开图,根据其展开图的逻辑使用图5流程进行平面展开尺寸计算和进行拼板操作。拼板操作为了使产品在固定印刷机面幅下,能最多数量的印制,以节省成本。 在进行拼板后,不同的拼板尺寸要选用不同的印刷设备,以保证不同的印制面幅都被计算,而不出现错误。再次进入循环后,首先要确定的就是生产线安排,这样不仅可以预先模糊地了解订单完成时间,还可以计算不同生产线的不同成本,使得利润最大化。 生产计划流程也是使用当型循环结构,遍历所有涉及到的设备。完成生产计划的安排,首先调取整个订单所涉及所有设备现有的生产安排,这就了解到每个设备最早能够开始处理本订单的时间。接着根据每台设备的性能估算每道工艺在各个设备上花费的时间。然后预计开始时间和花费时间,可以得到结束时间。将所有时间进行整合,即可得到订单完成的近似时间。但是由于每种印刷物品种类的印制流程不同,如果仅仅按照时间先后顺序进行生产,则会造成生产的浪费。所以需要经过生产统筹算法,对整个生产进行细化安排。生产计划的完成给印刷企业明确了实施步骤,减少了出错概率,使得订单有条不紊的进行。 进行生产计划安排(如图7)之后,进入产品价格的计算和成本的估算(如图8)。产品价格是由每道工序加工成本及材料成本累加后再加一定比例的利润所得。首先由每个订单数据整合出的单位变量内的消耗成本。成本的估算由单位变量内的消耗成本与每个变量乘积后累加所得。成本的估算使得每笔订单的利润明确,而且在订单出错返厂再造时可以用来核对盈亏,同时也给财务审计带来便利。 到此整个全新报价计算过程结束。当开始进入的不是全新报价的过程,而是老客户,则选择之前的订单再次进行报价,报价程序就跳过尺寸的计算,直接进行之后的生产计划安排、价格算、成本估算三个步骤。因为再生的订单目的性明确,往往不需要再进行推荐。 经过报价计算之后,得出与一系列初始条件相对应的价格、时间估算表单,供客户进行选择。如果客户满意其中一种则随即生成订单,将此条数据存入数据库,并且将相关信息反馈至其他部门系统,进行再一步的操作,至此报价流程结束。 6 总结 本文详细分析了当前印刷行业中中小型印刷企业的生存现状。根据分析的结果,系统时构建了自动报价等一系列针对印刷企业的模块。这充分降低了印刷企业的管理成本、提高了工作效率;同时与互联网的结合带来了更广的业务范围。拥有这些特点的ERP系统从多方面解决了当前中小型印刷企业生存的窘境。 企业管理系统论文:数据挖掘在通信企业管理系统中的应用 【摘要】 通信企业客户数量多、数据存储量大、响应及时性要求高,其数据仓库对基于大数据的挖掘需求强烈。基于上述需求,提出数据挖掘在应用的方法,用以提高其运营效率。 【关键词】 数据挖掘 大数据 通信企业 应用 通信企业具有客户数量多、数据规模大、数据及时性需求高等特点。应用数据挖掘技术对通信企业收集到的数据进行建模可以帮助企业对现有的运维、计费、市场中的运营进行深度研究,得到系统存在的问题、用户支付情况等信息,为企业改善自身系统提供新的支撑。具体来讲,通信企业可以通过数据挖掘技术实现系统故障管理、系统计费管理和用户管理。 一、数据挖掘在故障管理系统中的应用 1.1 网络故障管理系统概述 故障管理是通信企业网络管理的重要组成部分,故障管理是否有效直接关系到整个网络的可靠性,其目的是迅速发现和纠正整个网络的告警故障,维护网络的可用性。通常需要对故障时间点附近所有告警进行分析才能够发现故障的根本原因,数据呈现告警数据库巨大、数据具有关联性和告警数据的关联性只能反映系统当前状态等特点。故障管理系统的特点决定了使用关联模型不仅可发现告警数据的关联性还能够高效地更新和维护已经出现的数据和数据间的联系规则。 1.2稻萃诰蚍椒ǖ挠τ 1.2.1 重复项增量挖掘 重复项增量挖掘是关联模型应用中的一个基本问题。由于并非每条告警都表示某故障的根本原因,需要对告警数据进行规则处理,将多个告警合并成一个包含更多信息量的告警,以便确定反应故障根本原因的告警,从而对故障进行定位。然而对所有数据进行分析处理数据量过大,导致系统效率低下,因此需要通过设置反映需要监测的告警数据频繁程度的支持门限实现重复项增量挖掘。支持门限增大算法效率会提高,但会减少处理的告警项目;支持门限减少算法执行效率会下降,但可以处理更多的告警项目。因此需要针对用户需要不断调整支持门限,并采用不同算法来对数据进行处理。当需处理的数据为日常事件、常规数据时,可采用CHARM算法,使用混合搜索策略跳过树的多层进行重复项搜索,提高搜索效率;若处理故障性数据时,通常采用BODHI算法,通过数据间的关联和削减,确定关键数据,然后判断系统故障节点[1]。 1.2.2 告警增加时增量挖掘 随着告警数据增加,已有挖掘结果也会受影响,此前所用模型可能不再适用。为保证规则有效性需要及时应对数据更新带来的变化,但若每次都不利用现有结果而重新发现所有数据,将会造成巨大浪费。 本文发现,若每次增加相同数据集,则支持门限越小,性能提高越显著;若支持门限相同,则数据集增加量减少,性能提高越显著。此时可采用PADMAN算法[2],该算法复杂度取决于支持门限以确定的重复项个数,而跟数据量大小关系不大,在支持低门限条件下,算法对稠密数据库性能改善更为显著。从重复数据项中发现关联规则的经典算法是APRIORI规则产生算法[3],其可从重复数据中发现所有满足支持门限和置信门限的强关联规则。 二、数据挖掘在计费管理系统中的应用 2.1网络计费管理系统概述 计费管理也是通信企业网络管理的重要组成部分,计费管理的有效性直接关系到通信企业计费结算业务是否能够平稳开展。计费管理主要提供账单查询等各种收费报表的查询统计,为企业各种服务决策提供数据支持。随着计费管理越来越多的业务数据和网络数据,需要对数据进行全方位的提取和分析,进而进一步分析用户行为,并定期总结用户流量信息。 2.2 计费管理系统中的数据挖掘方法 2.2.1 关联挖掘 应用关联模型发现诸如IP端口使用频率,IP端口和数据包之间等网络IP流量之间的关系。正常行为下,IP-端口的对应关系是多种多样的,数据包的大小也不固定;若应用关联挖掘模型测出某IP-端口使用率非常高而数据包却不大,则有可能是网络攻击等异常行为。此外,关联挖掘可根据IP-端口对应和数据包的使用频率更变网络策略。如“10k-100k,d-80”说明80端口使用率较高,大量用户在浏览网页,可据此调整网络策略[4]。 2.2.2 序列挖掘 通过建立时序模型,连接挖掘项目和时间,对在线人数、在线记录、发送帧数、发送字节数、接收帧数、接收字节数等时间相关联数据进行处理。时序模型通过自身的时间和度量值构成二维曲线反映网络情况。正常行为下,曲线都是平稳有规律性的;曲线出现抖动、暴增、骤降等,都可以看为不正常行为,可据此判断有网络故障或存在入侵行为[5]。 2.2.3 分类挖掘 分类挖掘可以帮助网管人员根据用户购买的不同业务属性判定用户喜好。分类模型可组合二维及以上的筛选浏览,并可进行细化和汇总,进行多重统计工作[6]。 三、数据挖掘在用户管理系统中的应用 3.1用户管理系统概述 通信领域竞争日趋激烈,企业除需面对同行之间的竞争,还要面对OTT企业的进入。企业亟需应用数据挖掘分析客户数据,按照客户价值、离网倾向、产品需求和服务需求等多个维度分析客户信息,建立一个良性的交互平台系统,进而有效改善运营商服务水平、改进客户关系、提升企业竞争力。 3.2用户管理系统中的数据挖掘方法 3.2.1 用户细分 用户细分通过分析用户、潜在用户的特征,根据用户个体特点、消费特性及用户价值的不同将现有用户及存量用户分解,确定不同的用户等级并描述。该过程把消费群体分成多个细分群体,同一细分群体内的用户具有相似性。通过用户群体分析,可对用户行为做出预测。RFM分析法[7]是管理用户分析的基本方法,可用于用户特征细分。细分用户主要基于用户的消费行为,有近量、频度和消费和三个变量。通过用户细分进行用户消费解析,运用累计的信息分析用户价值,对用户流失、用户满意度、贡献值、响应度、客户附加需求等做出预测,提升用户监管水平,提高用户满意率,指导企业研发销售。 3.2.2 精准营销 通过用户细分了解用户需求,把产品和用户需求正确连接起来,再通过适合的营销方式销售给客户。应用数据挖掘实施精准营销的流程[8]主要包括用户数据库搭建、主表设计、用户分析、特征刻画、用户开发、销售策划、目标用户选定、营销活动准备、营销活动和评估改进等环节。 四、结束语 综上所述,本文针对当前通信企业所面临的机遇和挑战,结合客户规模大、数据量大、数据及时性需求高,争日趋激烈的特点,提出应用数据挖掘方法提高企业运运营效率。提出数据挖掘算法在故障管理系统、计费管理系统和用户管理系统这三类系统中的应用,能够为电信企业解决现存问题提供支撑。 企业管理系统论文:企业管理系统的优化建议探讨 【摘要】我国当前是经济市场为主导的经济体制的发展模式,这种市场化的经济发展模式推动着企业的发展,而企业的发展应重视企业管理系统的优化。文章将针对企业管理系统进行深入的探讨。 【关键词】企业管理系统;内部控制环境;外部经营活动;企业运营结构;优秀竞争力 企业的健康可持续发展是与我国的整个国民经济发展的趋势有着密不可分的联系,尤其是在当前国家宏观市场经济为主体的发展背景下,企业自身的发展更是在激烈的市场竞争中有了发展与前景的危机和挑战。对此,必须做好企业系统管理,对企业内部实行理论与实践的双向控制管理,才能对企业的整体组织架构以及生产运营的模式框架进行更加周密且符合市场经济发展需要的发展目标的制定,并结合当前我国经济发展实力以及经济全球化的发展趋势,做好对企业内部管理系统的不断优化,才能在理论研究和实践活动某种意义上存在共性和可借鉴性,从而更好的促进企业的可持续健康发展。 一、企业管理系统内涵的解析 对于企业管理系统的优化工作,其根本要从当前我国面临的经济发展时代的大背景为基础来进行。企业要从更加客观、立体以及全面的视角和立场来对企业整个管理系统的结构进行考虑和分析,从而使得企业的管理系统能够在正常有效的运作下促进企业的各部门职能和作用的发挥。另外作为进行企业管理系统的优化提升所涉及的企业内部与外部的内容较为广泛,企业不能仅仅将这种管理系统的工作集中凝聚在企业某一项管理中,例如避免将所有管理提升优化的作用和职能的发挥集中在人力资源或者单一的财务管理这一方面,但如果企业的财务管理的信息直接源于业务本身,在某种程度上会有助于提高财务管理的工作效率,但反过来讲,如果企业仅仅把管理系统的作用发挥在采购管理上,那么只能实现企业采购管理信息化和提升企业采购团队的整体业务水平;另外如果企业只是把管理系统应用在生产管理上,那么只能对企业分析市场行情和缩短产品生产周期产生一定的积极作用;如果企业只是把企业管理系统的作用发挥在销售管理上,那么就只能单纯对销售管控起到一定的作用;通过以上说明,如果企业只是把企业的管理系统做在企业发展的某一项单一的管理项目中,则从总体而言不会给企业带来强大的竞争力,必须通过协调企业中各方面、各部门的管理内容,并将这些协调统一起来,才能实现对整个企业经济效益的提升管理效果的增强,也只有这样,企业所能周转的资金流动量才足够充分,并减少库存的积压,降低产品生产成本、缩短产品生产周期、提高产品生产质量等目标。 二、对企业管理系统进行优化提升的必要性 随着我国经济社会的快速发展,企业也随之得到了发展的动力和机遇,所以企业的业务也开始日益广泛和复杂,在当前为了应对这种企业发展的需要,必须对管理系统进行优化和提升才能适应和满足当前企业发展的需要。尤其是当前科学技术的快速发展,给企业的生产和业务发展都带来了改革和变化,这就要求企业必须对整个管理系统进行重新规划和升级优化,规划设计出更加能够促进企业管理和发展的业务流程,以此达到对企业在生产、业务发展及业务流程重组、组织结构等方面满足企业对外发展的需要。而其中所涉及到的企业业务流程重组包括对企业在业务流程上的完善和改进,这将直接关系到企业业务健康发展的一个重要因素。因为只有对企业这些内容进行管理的优化和改革,才能在当前激烈的市场竞争中赢得发展和突破的优势和地位,并不断给企业在未来业务发展中降低可能发生的发展风险,因为在科学技术和社会趋势的不断变化和进步过程中,企业发展中的多项内容都在不断的进行改革和优化升级,如果企业原有的组织架构和内部管理制度已经不能适应社会和经济发展的步伐,那么就会对企业整体运营发展造成风险。所以企业要重视管理系统的优化和改革的工作,并根据实际发展的需要对各部门、各人员以及业务发展结构进行重组和资源配置的重新升级优化,并重视人的权利,才能更好的使得企业得到一个更加稳定和可靠的可持续发展。 三、优化企业管理系统 (一)做好企业内部控制环境与外部经营活动的协调统一管理 企业的内部运营体系是一个动静结合的过程和状态。这是因为企业本身的发展是需要通过企业的生产经营活动的完成并最终接受企业运营结果的评估和检验,然后通过实施者加以修正和完善,再进行新一轮的运转和循环才能实现,所以这就体现了企业的动态性;而这种动态性的企业运营是需要制造一个企业发展的环境和条件才能实现,这即是企业的静态性表现。这两者之间的互相存在并相互作用才使得企业的发展运营得以开展。而企业内部控制环境的效果如何,则是直接关系到企业运营活动控制的实施效果,所以这种动态性是静态所直接关联着的关键。如果企业忽略了对企业控制环境的管理优化,只是对具体生产经营活动进行管控,那么就会产生不相协调的管理问题,也就无法从根本上达到有效防范风险和提升经营效率。所以作为企业,要从静态和动态的协调性出发进行管理,做好组织架构的调整和企业文化氛围的培养,从而使两者得到协调优化和改善,在此基础上,并针对企业的优秀生产经营活动设计相应的内部控制措施,另外则是根据制度规范要求构建内部控制流程体系。 (二)结合实际情况对企现内部管理系统进行合理评估 任何企业的运营与发展都必须有规矩和管理制度才可得到稳定发展。因此,企业要建立管理系统的制度和规范,并针对原有的制度和体系进行更进一步的完善,来促进企业的发展,这就要求通过企业当前运行的情况来制定相对应的规章制度,选择恰当的管理人员来对当前公司的运营结构进行管理和补充完善,并基于已有的制度和体系,建立更加有利于当前激烈竞争的环境下企业的运行模式。并对当前企业发展存在的管理系统方面的疏漏和不足进行修正和弥补。同时要充分做好员工的思想统一工作,让他们意识到企业业务和内部结构管理规划的重要性,并激发和调动企业员工的积极性,让涉及企业管理系统的每个员工都能按照制度和规范制度形式,从而达到企业整体管理系统更加健全和完善,促进企业可持续健康发展。 (三)加强生产运营结构的实施管理和应用管理 在企业的不断改革发展中,要主动针对企业发展的现状进行调整,企业上级领导也要与各部门进行联合商讨,并在集合各部门意见的基础上,做好整体企业管理系统的规划和设计,并形成最终的统一意见。此外,对于企业在发展中在业务和生产方面的任何变动,也要上下级进行有效沟通,并对这个过程中可能产生的变动和整体影响进行反思和分析,而且企业管理人员须对企业新的合作和项目进行密切跟踪,及早发现问题、及早提出问题解决的方案。 (四)从实际出发,注重企业运营结构和管理制度的健全完善 在企业的业务发展中,如果在企业的组织架构和内部管理制度的运行下,开始对企业整个生产、运营和业务的发展造成一定影响时,就要采取重视和慎重的态度,一方面要对企业运作的效率性以及实际经济效益的收益性进行考虑,同时更为重要的是对内部管理体系重新进行评估和完善。对于一个规模较大的改动,为了检验新系统的有效性,事先进行模拟运行和测试是一个必不可少的步骤。另外,对于企业的商业模式发展也要在管理系统的基础上进行相应的改变和优化,达到内部管理系统的协调、统一。 (五)重视人在管理系统中的优秀作用力 通过对企业进行管理系统的优化,其方式必须是在当前已有的科学技术和社会发展的背景下来进行科学合理的系统管理,其管理的根本优秀目标是以人为本,只有这样才能实现从实际出发,并落实贯彻我国的全面、协调、可持续发展的目标,另外,企业的管理系统要做到统筹兼顾,从全局出发,然后做出科学的判断和结论。例如在企业进行管理系统的优化过程中,对企业中采购部分的管理内容,要从企业采购管理链的全局出发,不能片面的看待。而这种采购供应链的管理又要归根到采购的原材料开始,然后进入到中间过程中所生产出来的产品以及最终通过原材料完成的产品,以此来连接生产完成后的产品通过销售平台来送到消费者手中的一个管理过程。这个过程的采购管理是将供应商、制造商、分销商、零售商、客户贯通连接起来形成一个统一的整体,然后再通过对物流、资金流、信息流的合理统筹调配实现客户对产品的满足。在这条采购供应链的过程中,其实也即是一个增值企业经济效益的过程,给这条链上的相关企业带来了丰厚的收益,实现企业经济效益,这也是企业的根本目标,同时也是维系这条供应链赖以生存的基础,并以此来不断增强企业的优秀竞争力和发展的实力。 四、结语 综上所述,企业管理系统是利用信息化管理手段实现对企业资源的统一科学调配的有效方式。企业要从多方面进行协调综合考虑,并结合当前企业发展的实际情况来进行管理系统的优化完善,从而真正增强企业的优秀竞争力。 作者简介:海宁(1988-),女(回族),河南开封人,中国人民大学在职研究生,研究方向:企业管理。 企业管理系统论文:基于生产加工过程的企业管理系统研究 摘 要:指出生产过程管理系统主要研完的内容是与产品生产直接相关的各项活动的工作方式,包括企业的主生产计划,CAD,CAPP,MES和底层撞制系统,实施该系统的目标是使企业生产过程成为一个有机的整体,并能优化生产计划与调度,保证产品的供货期,提高企业的竞争力。 关健词:生产过程 制造执行系统 管理监侧 0、引言 当今世界已经进入了信息时代,以信息技术为主导的高技术为制造业的发展提供了极大的支持,推动着制造业不断地向前发展,并深刻变革着人类的生产制造理念。在我国,伴随着国家“863”计划的深人展开以及CIMS(计算机集成制造系统)应用示范工程的实施,以CIMS为代表的先进制造技术已经广泛地为生产制造业所接受,也越来越多地被应用到生产实际中。实践表明,计算机集成制造技术对于提高制造企业的技术创新能力、缩短产品开发与制造周期、减少消耗和降低成本、增强企业的市场竞争力等具有显著的作用。 1、系统需求 美国先进制造研究机构AMR(AdvancedManufacturingResearch)于90年代提出一个企业集成模型,该模IV中企业结构主要有三个层次:计划层、执行层和控制层和计划层(主要包括MRP/ERP等):强调企业的计划性。它以客户订单和市场猫求为计划源头,充分利用企业内的各种资源,降低库存,提高企业效益,是企业级的CIMS.即上层CIMS, 执行层(主要是制造执行系统MES):强调计划的执行。通过MES把MRP/ERP与生产现场的控制系统有机地集成起来,是车间级的CIMS.它与控制层统称为底层CIMS,控制层:强调设备的控制。包括PLC,数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等的控制。 2、总体模型 随着对CIMS的深人研究,以及对机械加工企业进行广泛调研。我们提出了一个生产过程管理系统的模型:管理与产品生产直接相关的各项活动,包括MRP/ERP的主生产计划系统、CAD、CAPP、MES和底层控制系统,使生产过程成为一个有机的整体,并能优化生产计划与调度,保证产品的供货期,提高企业的竞争力。 3、功能模块 3.1、主生产计划(MPS)模块 主生产计划是制造企业的组织生产的关键部分,企业的所有工作都是围绕它来进行的,该模块的主要功能表现在两个方面:一是编制企业的主生产计划,把产品生产大纲的任务在全年中合理搭配,并做好生产进度上的安排,通过编制MPS,要求尽可能实现均衡生产和均衡出产,以保证充分合理地利用企业的生产能力和资金的有效运转闭。二是将主生产计划分配给MES,并监控MES的执行情况。 3.2、车间作业计划与调度模块 车间作业计划与调度模块是MES的优秀,是保证生产任务顺利完成的关键。它的主要功能是根据主生产计划(中期计划.包括任务种类、数量及交货期),以及车间内的资源能力,自主编栩每一个生产周期(周、旬、月)的作业计划,在实际情况和可用资源发生变化时,及时进行调整,重新进行调度,保证按时、按量、优质地完成生产任务。 3.3、电子工票与工况数据采集模块 接收车间作业计划与调度系统下达的生产指令,反懊工作地人员的生产任务执行信息。接收生产单元中出现的影响生产任务执行的各种故障信息。并尽快向企业生产协调系统、ERP系统和质盘管理系统反映生产和产品质量情况,使问题得到及时解决。 3.4、工具管理模块 工具管理模块的主要功能是优化车间的工具管理,提高制造执行系统的可靠性与生产效率,为企业的连续生产提供准确的工具信息,保证加工设备的高效利用。同时,作为基础数据之一,为生产计划调度人员、工艺设计人员等提供必要的工具信息。 3.5、设备数据管理模块 设备数据属于MES中的基础数据之一内容包括设备编号、设备名称、设备组号、设备型号、工作地编号、加工能力、计划利用率、工位数等有关设备的基本信息以及设备在车间的布置情况以及利用情况,为车间作业计划与调度、生产加工等环节的提供数据支持。 3.6、绩效分析模块 通过对信息的汇总分析,以离线或在线的形式提供对当前生产级效的评价结果。 3.7、质童管理模块 通过质盘管理模块,实现高效的质量信息传递、过程和工艺设备的自动监视和测最、产品的监视和测量、参数的分析和调整等。实现在线实时过程质量控制,对过程进行调整以预防出现不合格的产品。 4、实施目标 通过在机械加工企亚实施生产过程管理系统,可实现以下四个目标. (1)联接主生产计划CAD,CAPP,MES与底层控制系统,使之成为一个联系紧密的生产过程整体。 (2)优化生产计划与调度,保证零件按计划进行生产加工,保证产品能够按照供货期及时供应用户。 (3)现生产过程的实时监控,适时调整生产过程; (4)实现企业底层的信息化。 5、结束语 MES是当前CIMS研究的重点内容,生产过程管理是MES的一个发展和延伸,本文所研究的生产过程管理模型主要应用于离散行业的机械加工企业。 通过研究和实施生产过程管理系统,必将丰富和完普CIMS的理论,为企业的生产管理提供新的思路。 作者简介: 蒙引红(1983.11―)女,2006年毕业于西安工业大学机械设计制造及其自动化专业,本科学历,现在西安华晶电子股份有限公司工作,长期从事质量工程师和质量体系管理工作。 企业管理系统论文:浅析新一代企业管理系统的设计应用 【摘要】 企业管理方式随着社会的发展向信息化靠拢,新一代企业管理系统的开发,给企业各方面的管理带来了巨大的好处。本文首先研究了企业管理系统的设计工具,设计理念和设计内容,其次阐述了新一代企业管理体系在企业管理中的应用。 【关键词】 企业管理 系统 设计 应用 0. 引言 新一代企业的管理对自动化和高效率提出了更高的要求,新型企业管理系统的开发,在管理模式和工作方式上有了巨大的进步,员工利用内部网络平台进行工作中的沟通交流和信息共享,对公司上层的命令快速反馈,从而有效地提升了员工的工作效率,降低了管理者的工作量,企业的管理水平也得到了很大地提高。 1. 企业管理系统的设计 1.1设计工具 企业管理系统的设计是基于软件工具来实现的。主要工具包括:采用B/S结构中的Mvc模式,采用ASP,Microsoft,Access,Dreamweaver作为主要开发工具,使用struts进行构架,使用JSP技术做出表示层,使用J2EE分布式多层体系设计标准信息管理系统的业务层,使用tomcat为服务器,使用Jav和Jbdc实现对数据库的连接,通过Session会话技术跟踪用户的操作状态及实现页面的转换功能,对于需要对用户设置不同访问权限的,数据要实行授权访问。 1.2设计理念 首先,企业管理系统设计时以Mvc模式实现逻辑,客户端向服务器提交http请求,然后载入属性文件,选择对应的目标action,将控制权交给RequestProcessor. Mvc模式需要编写一系列的代码实现,如登陆模块代码有:jave,web,log in jsp,action,struts-config等。其次,为保证管理系统的高效运行,需对其进行配置和调试,对web数据库服务器和服务器进行编程维护,配置合理的log信息。 1.3设计内容 1.3.1数据库的设计 数据库是企业管理系统的优秀,设计内容为: (1)依据企业管理中项目的处理需求,对应数据库要设计的内容及功能如下: a.用户表: 主要用于保存用户信息;b.员工信息表: 主要用于保存员工信息;c.部门信息表: 主要用于保存部门信息。 (2)企业管理系统主要通过系统ER图实现对员工的管理工作,通过对系统需求分析的研究,对涉及到的用户信息、员工信息、员工类型信息、部门信息进行管理。 1.3.2功能模块的详细设计 企业管理系统是对企业中的员工进行管理。换言之,通过对企业员工信息管理来提高企业的生产效率,最终达到企业不断发展的的目的。 企业员工信息管理系统是针对企业中所有员工的一个信息管理办公平台。办公平台主页功能模块主要有下列几个:(1)登录模块:主要有管理员、上级及普通员工的登录;(2)注册模块:用户注册登录时的用户名和密码等信息;(3)员工管理模块:管理员或上级登录后,对员工信息进行增加、删除、修改、查询等操作。 2. 新型企业管理系统的应用 新型企业管理信息系统,应用于很多公司的管理平台,用户可以在此平台上了解企业的信息,进行日程规划,处理业务工作等,本文以某企业的办公协同管理系统为例,分析其具体的应用。 2.1日程管理的应用 员工通过图文展示功能,能清楚地知道自己的工作安排,同时,和客户管理模块、项目管理模块等协同运作,让员工可以高效地调配自己的工作安排,员工可以在日程管理中给自己、上级及同事安排工作计划,还可以在线新闻、通知等。 2.2人力资源管理的应用 企业的人员管理、公司的组织机构、人员信息、职务权限、工资都在这里进行管理,其他的部分功能,比如出差任务的安排,员工请假等工作流程等。在此系统中,所有的人力资源信息的建立和维护都可以在一张卡片上得到体现,这张卡片将所有与当前人员相关的信息全部汇总在一起,再与人员参与的其它工作及信息相链接,获得最详尽的数据。 人力资源工作中的培训管理、招聘管理、考核制度、合同管理等等,企业管理系统同样有相应的应用。 2.3知识管理的应用 企业员工在知识管理中可以新建自己的文档,成内部新闻,作为知识库的信息与其他员工共享;在管理范围内对公司制度、公文等文档进行审批工作;员工可浏览标题,批次性地阅读新文档;有些没有权限查看的文档,可通过文档的订阅来进行阅读,文档所有者可在订阅审批流程中批准或退回没有文档查看权限的订阅者的订阅请求。 2.4客户关系管理应用 企业管理中的客户关系管理十分重要,员工可通过系统新建客户资料,建立多个客户方的联系人,做好客户记录的维护,包括客户的地址信息、邮件发送、客户销售机会管理、合同管理、客户价值评估等。 2.5工作流程的管理应用 员工可新建流程,发起留言,也可以跟踪流程的处理情况,查看待办事宜、已办事宜、办结事宜并进行批量提交,当员工出差时,还可进行流程,由他人对流程进行处理,对需要关注的流程可设置短信提醒和邮件提醒。 2.6项目管理应用 企业管理工作就是由一个个项目组成的,系统中对项目管理的应用有项目的分析报告、修改记录、项目信息共享、项目搜索、预算的管理、项目经费情况管理等。 2.7资产管理应用 资产的管理是企业的综合保障,资产的管理、领用、调拨、借用、减损、报废、维修、变更、归还等都可在系统中进行管理,公司的车辆使用也可通过相应流程进行申请。 3. 结束语 新一代企业管理系统模式的应用效果是非常显著的,企业的各项管理都得到了提高。我国对企业管理系统的运用还处在初级阶段,这对企业管理系统的设计开发、拓展创新提出了更高的要求,在原有的基础上,加强关键技术的研究与应用,促使系统的复用性、可扩展性和维护性能大大地提高,更加有效地作用于企业的各项管理制度中。 企业管理系统论文:基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统研究 摘 要:随着计算机技术的不断发展,J2EE与SOA等面向对象为企业提供服务的技术不断被提出,并且应用在各个领域,但是在餐饮业中应用的相对较少,本文以餐饮企业管理系统为背景,利用物联网的技术摆脱传统餐饮管理中由于信息反映不够及时导致管理滞后的现象,并对基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统进行了研究,让其与计算机技术有效的结合在一起,提高企业服务质量。 关键词:餐饮企业管理系统,J2EE,SOA,WEB技术 中图分类号:TM769 1 J2EE、SOA与WEB技术的概念 1.1 J2EE的概念 J2EE指的是一系列的技术规则和方向,各种组件由服务架构与技术层次共同组合而成,并且由相同的规范构成,这有利于它在不同的开发环境中相互兼容,摆脱了企业以前后台无法相互联系、信息无法及时传递、企业与企业之间无法有效沟通的困境。并且J2EE的开发比较方便,具有可伸缩性,比较灵活与稳定。 1.2 SOA的概念 SOA的全称为面向服务的体系结构,它的本质模型也是一个组件,它可以利用不同的协议于端口把不同的应用功能相互连接起来,并且端口使用的是同一种编程语言,如此一来,便可以在不同的服务应用程序中通用,实现操作系统的应用。 1.3 Web技术的概念 Web服务技术是目前比较流行的新型技术,它可以实现不同服务间的互通,并且实现数据的相互调用。而SOA技术与Web技术相辅相成,前者给后者提供了应用框架,后者主要负责技术的实现。它像用户提供某种功能的服务,让用户在访问时可以更加灵活自由,并且拥有高度的集成性。 2 研究基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统设计 2.1 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统要求 想要建立餐饮企业管理系统,引进先进的管理理念,必须围绕信息化管理平台,形成一套有利于自身企业发展的管理模式,通过各类数据的综合,让企业管理更加科学与规范,并且在经营过程中更加有效率[1],餐饮企业管理系统必须满足以下几点: (1)可靠性。餐饮企业管理系统登录的用户过多,会导致系统的崩溃,所以构建基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统时必须要拥有可靠性,可以在大量的访问量面前做到应对自如,并且能够准确处理数据与传输数据。 (2)可维护性。基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统必须容易更新,因为餐饮业的发展迅速,一个时间段的产物不足以满足后续的发展,所以企业的管理时刻需要更新,在对管理系统进行扩充时不需要将所有程序完全替换,而只需要在原来的应用上添加需要的新应用即可,这样使更新更加方便快捷。 (3)简单易用。系统的功能设计要简单易用,功能齐全,用户以及企业工作人员在使用过程中减少因为操作复杂而产生的错误,从一方面也保证了企业数据的可靠性。 (4)安全保密。企业管理中数据的安全性需要得到保证,这关系着企业的发展与稳定。所以系统的安全保密性需要得到保障,防止数据泄露,就要做好数据库访问以及高层应用的安全保障。 2.2 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统模块 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统需要以下管理模块: (1)供应链管理模块 供应链指的是采购、销售、库存、品质等管理,可以通过各个过程中的数据统计,进行分析,来提升预判的准确性。 (2)财务会计管理模块 财务会计管理模块指的是帐目、财务报表,预算等数据。并且可以保留相关凭证等数据。并且可以根据各类数据自动生成相关财务文件,让管理者一目了然。 (3)成本管理模块 可以根据各项数据,提供成本管理预算等信息,满足企业的需求,从企业的发展中分析需求,降低成本。 (4)物品采购模块 办餐饮企业需要餐具以及食材,已有的库存、采购需求和相应费用等数据可以满足餐饮企业物品采购的需求,给企业提供便利,提高运营效率。 (5)人力资源管理模块 每一个企业都需要人力资源部,负责解决招聘,培训,薪资等问题,企业管理系统中有人力资源管理功能,在数据库中能够保存员工信息,工资情况,入职时间以及职位等信息,有利于企业的统一管理。 2.3 基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统的技术应用 基于SOA架构的餐饮企业管理系统拥有同步和异步这两种调用模式,同步模式往往会受到外界的干扰因素影响,所以通常我们使用的是异步模式来实现调用。业务组件都是采用J2EE的技术构造的,并且提供了相应的接口给用户使用。利用该技术可以很好的满足系统的要求,让系统持久稳定的运行。整个系统由表示层、控制层、业务层与数据库层构成,而J2EE是表示层所使用的架构,Web service是控制层主要运用的优秀技术,业务层与数据库层则分别使用了EJB技术(J2EE技术的一种)与SQL技术。整个系统的优秀还是采用J2EE为基础技术,SOA为构架的餐饮企业管理系统[2]。 Web层主要由Web前端控制,将数据进行分装,并且由固定端口进行传输到达业务层,由J2EE技术中的EJB技术构建了不同的Web service并且符合Web2.0,用来完成同步以及异步的操作,还要执行数据进入数据库的封装以及相关数据的储存。最后一层数据库的主要功能是完成对数据的修改与储存,并且保证并发操作进行时不影响数据的准确性。主要的数据访问只停留在业务层,而数据库层用来处理以及存储相关数据,确保访问与后台无关,如此一来,也可保证数据的安全性[3]。由于表示层相对简单,可以与控制层相互合并,使用者在Web页面上的输入位置提交一个请求,服务器收到以后,根据识别转发给需要完成的服务应用,最后由相关功能应用返回所需的结果,再由控制器将结果转移到需要的页面,最后在浏览器上显示出页面自动生成的HTML。另外,使用业务代表,可以降低业务之间的耦合性,提高数据传输时的安全性,有效处理问题的发生。应用J2EE的SOA可以有效的让数据更加持久。该餐饮管理系统是在J2EE与SOA大平台下构建的,并且利用了MS SQL service与windows 2003 service等开发环境。 本文从基于J2EE的SOA餐饮企业管理系统进行研究,研究了SOA的开发技术与J2EE的构架,并对餐饮企业管理系统的所需模块进行了切分,建立在Web服务的基础上,使用松散耦合的J2EE构架和SOA结构实现管理系统的运行。 作者单位:梧州学院,广西梧州 543000 基金项目:2012年梧州市科学研究与技术开发计划项目:物联网技术在梧州餐饮信息平台建设的应用研究(项目编号:201201025-3)。 企业管理系统论文:绩效管理在企业管理系统中的应用 根据目前国内企业绩效管理的现状及其存在的问题,有针对性地提出绩效管理系统的构建体系,以实现组织和个人的利益最大化。从而认证出,“公平”不能成为组织中公认的原则,在组织中若无适当的淘汰制度,常会因小仁小义而搁浅了进化的历程。十八大以来,市场化改革的不断深化和竞争的日趋激烈,将促使国内企业进一步加强管理创新,提高绩效管理的水平。 工欲善其事,必先利其器。从观察国内众多企业,特别是上市企业的发展脉络,可以发现,提高企业管理的绩效水平,不是没有办法,而是在优化管理制度的基础上,找到真正有效的绩效管理工具,这样一来,管理就不再是不可传的艺术,不再是天赋的才能,而是一门可供研究和传授的科学。绩效管理就是卓有成效的现代人力资源管理工具。所谓绩效管理,是指各级管理者和员工为了达到组织目标共同参与的绩效计划制定、绩效辅导沟通、绩效考核评价、绩效结果应用、绩效目标提升的持续循环过程。在更高层次的绩效管理里用关键绩效目标(KPI)和平衡记分卡表示。 1.国内企业绩效管理的意义 绩效管理不仅能有效地调动组织与个人的积极性和创造性,而且能持续地提高管理水平,成为企业不断向纵深方向发展的重要议题。 《孙子兵法》曰:“兵者,国之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。”商场如战场,同样是慈不掌兵!一个领导者,如果一味“非常仁慈”,往往会事与愿违,对公司、对个人都产生不利影响。生产和管理的特性决定了国内企业绩效管理具有特殊性。国内企业绩效与我国宏观经济走势密切相关,通过科学合理地实施绩效管理,可以及时发现组织中存在的问题,也可以使内部人才得到成长。 绩效管理促进管理流程和业务流程优化。所谓流程,就是一件事情或者一个业务如何运作,涉及因何而做、由谁来做、如何去做、如何传递等方面的问题。机构臃肿,人浮于事,也会造成组织整体不协调,效率低下。在绩效管理过程中,各级管理者都应从公司整体利益以及工作效率出发,在提升了组织运行效率的同时,逐步优化了公司管理流程和业务流程。 2.国内企业绩效管理的现状及其存在的问题 在宏观上我国行业总体状况不容乐观。一方面,我国各行业结构尚不合理,部分行业需要大量投资;另一方面,由于我国还没有建立起完善的市场机制,行业盈利水平仍然不高,需要国内企业进一步加强绩效管理,实现企业绩效的提升。 微观上缺乏现代企业绩效管理理念。我国部分国内企业还未树立起现代绩效管理理念,没有建立起系统的绩效管理体系,不少国内企业管理者还没有认识到绩效管理是实现企业战略的重要工具。在管理中缺乏战略指引与文化支撑,考核过程一盘散沙;盲目追求指标量化,时髦方法华而不实;反馈机制不健全,难以奏响共鸣曲;相关领导不支持,人力资源部门孤掌难鸣;相关措施不匹配,管理方案被迫流产。 3.建立绩效管理体系的保证机制 针对国内企业绩效管理中存在的问题,建立绩效管理体系的保证机制至关重要。绩效管理体系主要包括以下方面: 构建企业目标管理体系。针对国内企业的特点,采用目标管理是一种比较合理的方法。实施战略性目标管理是提高企业绩效的有效途径,通过企业管理目标的制定,将目标层层分解,最终落实到具体部门和岗位,人人各司其责、各负其责,避免了互相推诿现象,提高了企业的效率,增强了执行力。随着企业战略的改变,绩效管理系统也应随时进行调整,这样才能及时引导员工个人行为向企业目标的转变,才能有助于实现企业战略、增强企业凝聚力。 实施科学的绩效管理考核方法。国内企业人员可以分为管理人员、专业技术人员、领导干部、工人等几个层次,各个层次的工作目标和岗位要求不尽相同,因而完成工作所需的知识技能、责任和态度以及经验的程度和广度是有差别的,评价要素也各不相同。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http://总第522期2013年第39期-----转载须注名来源绩效评价的方法可以采用企业负责人经营业绩评价法、目标管理、关键绩效指标、平衡计分卡等方法。对于部门负责人可以选择目标管理、关键绩效指标、平衡记分卡方法。对于基层员工采用关键事件法、目标管理法、平衡记分卡、关键绩效指标法、360度评估法等绩效指标。 加大企业文化的导向作用。优秀的企业文化不仅能使员工产生使命感和责任感,而且能激励员工积极的工作,使员工对未来充满憧憬,反之,会使员工产生消极,悲观厌世,甚至自杀。文化是“道”,它贯穿企业发展始终又潜行于企业各个细节和制度中。文化无形却又比有形之物更具有力量,是“理念制胜”时代企业的优秀。要加强企业激励导向,加强对领导的监督与约束,建立权利与义务对等的关系,强化民主建设,加强干部的世界观、人才观的教育,引导职工形成正确的价值观等。 4、加强劳动定额管理 加强企业劳动定额管理是提高企业绩效管理水平的必要途径。当前,加强企业劳动定额管理应做好以下几个方面: 发挥好各级政府的导向和服务功能 。新的市场经济体制和现代企业制度的确立,使劳动定额由政府行为逐步转变为企业行为。政府应由过去的“管制”者变为“服务”者,并要借助政府的权威,充分发挥其优势,通过各种方式为企业提供信息和咨询服务,积极引导企业加快转换生产经营机制,推动企业劳动定额管理工作健康发展。 强化劳动定额管理意识。劳动定额管理是企业管理的基础,是直接为降低劳动消耗服务的,它对降低产品成本、提高经济效益有着十分重要的促进作用。企业作为劳动定额标准的直接实践者,如果缺乏积极性,定额管理工作就寸步难行。因此,必须要转变全体职工的观念,充分认识劳动定额管理的极端重要性,进一步强化“定额管理出效益”的意识,把定额管理工作抓紧抓好。 制定切实可行的劳动定额管理制度。配备专职定额管理机构和人员,制定出科学合理、符合实际的定额管理制度,实现劳动定额管理机制与公司内部分配机制有机结合。要根据各个工序的特点,全面把握资源配置、生产组织、劳动用工的关系,确保管理制度科学严密,符合航空仪表制造企业的生产实际。 强化对定额管理的评价与分析 。建立科学的定额水平统计分析评价体系,通过定期评价和分析,全面掌握生产计划、工段、工组、职工实际的定额水平,找出影响定额管理的因素,进一步采取技术和组织措施,重新组合生产要素,优化生产流程,改进管理水平,提高劳动效率。定额管理工作绝不仅仅是定额管理部门和管理人员的事,而是全体职工共同的工作。定额标准的制定、贯彻执行、考核、修订完善都要广泛听取职工意见和建议,取得大家的支持,促使定额管理工作不断加强。 正如德鲁克所说:“组织的目的,就是让平凡的人做出不平凡的事。20世纪,企业最有价值的资产是生产设备;21世纪,企业最有价值的资产是人。管理是社会机构的器官,变乌合之众为组织,化人们努力为绩效,不断地进行自我审视,强调开放的文化,形成一种管理的内力,完善和提升绩效管理加快整个行业的市场化进程。 (作者单位:辽河石油职业技术学院经济管理系) 企业管理系统论文:惩治和预防腐败体系融入企业管理系统的途径 摘要:总书记在党的十八大报告中指出:“反腐倡廉必须常抓不懈,拒腐防变必须警钟长鸣。”全面加强党的思想建设、组织建设、作风建设、反腐倡廉建设、制度建设,确保党始终成为中国特色社会主义事业的坚强领导优秀。坚持为群众办好事、办实事,倡导勤俭节约、勤俭办一切事业,反对奢侈浪费,以求真务实作风推进各项工作。本文结合企业的改革与发展,就企业深化反腐倡廉工作谈几点认识。关键词:教育机制;反腐倡廉;企业管理 一、构建反腐倡廉教育长效机制 形成反腐倡廉教育长效机制,就要做到常抓不懈,警钟长鸣,始终保持一个有影响度的反腐倡廉宣传声势。 (1)、内容上突出主题。以科学发展、企业和谐为中心,加强理想信念、道德修养、廉洁勤政教育。利用廉政党课、集中学习、专题培训等方式,让党员、干部能够和风细雨地经常听到反腐倡廉的声音,增强法律意识、纪律意识和廉洁从政意识。反腐倡廉宣传教育面向广大党员,而重点对象是党员领导人员和关键、敏感岗位的党员。要以定期上课的形式,针对性地对一些重要岗位的党员进行廉洁勤政的专题培训,重点开展对新任领导干部廉政专题教育,对重点岗位人员的集中纪律教育。 (2)、形式上更加灵活。改进教育的方式方法,使反腐倡廉教育更加贴近工作实际,更有吸引力,更具震撼力。注重发挥正面典型的示范作用,充分利用先进典型开展正面教育。综合运用社会上的案件通报、案例剖析、反面典型警示教育片等多种形式开展警示教育。公司党政主要领导利用干部会议场合,进行五分钟的现象点评、个别提示、侧面提醒,发挥上级“点”的作用。纪委在处理信访、干部考察中所反映的倾向性、苗头性问题,以及干部容易犯错的环节和时间,采取个别谈话、上岗前廉政教育等措施,帮助干部构建思想道德防线,增强干部内在的约束力和教育的有效性。 (3)、载体上更加丰富。进一步拓宽教育的覆盖面,让勤廉理念深入员工。把党风廉政教育同建设和谐企业文化,营造健康向上、廉洁从业、“廉荣贪耻”的企业廉政文化氛围结合起来。广泛依靠群众,开展喜闻乐见的勤廉文化活动。利用集团互联网, 将党员、干部学党章、学法律的体会在网上学习栏目上登载, 共同探讨廉政文化建设的途径与方法,促进互动交流,入耳入脑。以勤廉文化为重点,让广大党员干部在思想上筑防线,在行动上廉洁自律。 二、形成反腐倡廉教育企业特色 近年来,企业按照反腐倡廉的要求,在制度建设上,贯彻执行党风廉政的工作机制。主要有: 1、礼品登记上缴制度。 2、“三必谈”谈话制度。 3、党风廉政监督员制度。 4、廉洁自律情况自查报告制度。 5、干部述职述廉制度。 6、中层干部廉洁自律承诺制度。 这些机制的运行,从一定程度上有效地加强了对干部廉政勤政的监督,规范领导人员的从政行为。按照总书记在十八大报告中指出:“严格执行党风廉政建设责任制。坚决查处大案要案,着力解决发生在群众身边的腐败问题。不管涉及什么人,不论权力大小、职位高低,只要触犯党纪国法,都要严惩不贷”的明确要求,形成了一套符合中央统一要求又具有企业特色的制度体系。 ⑴、建立“三重一大”集体议事制度。以落实“三重一大”制度为重点,把廉洁从业要求寓于企业管理制度和流程中,实行对事权、财权、物权、人权的关键环节和重点部位的用权行为的约束,突出对权力规范运作的监督制衡。对于重大决策、重要干部任免、重要项目安排和大额度资金的使用问题,坚持集体研究讨论,避免与防止个人或少数人擅自决定,确保重大决策不失误、重要人事任免不偏袒、重要项目安排无疏漏、大额度资金使用无风险;完善资本运营、项目投资决策程序以及产品销售、物资采购、工程招投标等管理制度和运作程序,建立投资项目后评价制度和重大投资管理责任追究等一系列制度;围绕企业生产经营决策的重要环节,制定集体决策操作规程,并根据企业自身特点制定细化管理规定 ,着力做到职权、事权明确,并按照制度流程操作。 ⑵、完善廉洁从业人员行为规范。结合《国企领导人员廉洁从业规定》与企业自身工作实际,建立简明、清晰、便于记忆、针对性强,又便于操作的“管理人员职业诚信操守”。“管理人员职业诚信操守”内容包括管理人员廉洁承诺、职务消费、业务招待费使用及管理、个人重大事项报告等。同时把执行“管理人员职业诚信操守”作为考察、考核、奖惩的重要内容和选拔任用的重要依据,纳入党风廉政建设责任制的责任内容,列入班子民主生活会必须对照检查的重要议题。还要把“管理人员职业诚信操守”的主要内容纳入《员工职业行为规范》之中,就“违反“管理人员职业诚信操守”的行为” 单列一节。对违反廉洁从业规定的各种行为,根据情节轻重,予以责任追究。 ⑶、形成党政工齐抓共管的优势。企业健全“党委统一领导,党政齐抓共建,宣传部门主管,纪委组织协调,工会发挥优势,职工群众积极参与”的企业勤廉文化建设的领导体制和工作机制。推进勤廉文化建设要融入中心,服务大局,培育“廉洁从业、诚信守法、行为规范、道德高尚”的理念,营造反腐倡廉的氛围和环境,促进和保证企业又好又快发展。要进一步加强组织领导,从建设社会主义优秀价值体系、建设和谐文化、满足职工群众精神文化需求、创新反腐倡廉教育的高度,提高企业勤廉文化建设重要性的认识,通过制度建设,扩展廉洁文化成果,形成勤廉文化建设的领导体制和工作机制。 企业管理系统论文:新时期企业完善企业管理系统的有益探索 摘要:新时期,经济市场体制改革不断深化,企业之间的竞争也逐渐加剧,尤其是在全球经济一体化进程不断深入过程中,我国企业更是需要创新思想,强化企业管理力度,构建完善的企业管理系统,以应对来自国内外企业竞争的危机,提高自身的管理水平,为企业在经济市场站稳脚跟奠定坚实的基础。本文主要针对新时期企业管理系统构建中存在的问题进行探讨,并提出完善企业管理系统的策略,以供企业管理人员参考。 关键词:新时期;企业;管理系统;完善策略 随着信息技术、网络技术、计算机技术、数字技术等的不断发展,为企业的发展提供了坚实的技术基础,但是,技术的发展与运用,也加剧了企业之间的竞争,这给企业带来了巨大的挑战。因此,企业希望不断发展就必须认识到自身管理中存在的问题,并结合先进技术构建完善的企业管理系统,从而有效解决企业管理问题,提升企业管理效率与水平,规范企业各项经营管理活动,不断提高经济效益、社会效益与生态效益,使企业能够在激烈的市场竞争中,保持良好的发展势头,实现可持续发展的目标。 1 企业管理系统构建中存在的问题 现阶段,我国很多企业已经构建了管理系统,并发挥着管理系统的优势,提高了企业管理质量与效率。但是,一些企业管理依然会受到传统管理观念与管理方法的影响,制约着管理系统作用的全面发挥,从而未能有效地提升企业的管理水平。 1.1 企业构建管理系统,是为了更好地管理企业经营发展活动,从而促进企业的发展。这是需要企业管理人员进行统一规划,并实施适宜管理手段才能够完成的。但是,一些企业在构建管理系统过程中,存在着认识不足、盲目管理的问题,比喻流程过于繁复或条块分割等,从而导致企业管理系统的构建与企业实际相脱离,无实际应用意义,甚至管理风险增大,不利于企业管理效率的提高。 1.2 管理系统是需要相关安全软件与功能软件相配合,才能提高管理系统应用的效率。尤其是在信息技术不断更新的今天,企业更是需要不断强化软件功能研究,以保证管理系统运行的安全性与可靠性。但是,部分企业依然采用传统的系统软件构件管理系统,而未考虑软件的适应性,对安全软件的应用效率也不理想,导致系统维护较难,容易出现系统漏洞,增加管理系统运行风险。同时,不适宜的管理系统也将严重制约企业管理水平的提高。 1.3 企业管理人员是保证管理系统有效运行的主体,其综合素质直接影响到管理系统优势的有效发挥。然而,一些企业并未意识到提高管理人员综合素质的重要性,没有在管理制度中增加适宜的人员培训制度,从而导致企业管理人员专业技能、职业道德、信息素质、法律素质等方面参差不齐,难以协调工作,不利于管理系统软件的开发与创新,也不利于企业管理效率的提升。 2 新时期完善企业管理系统的策略 新时期,信息技术、网络技术等的发展,促使世界经济向着全球化方向发展,企业之间的竞争逐渐加剧,我国企业不仅要应对国内企业的竞争,同时还要应对来自国外企业的市场竞争。在这种形势下,企业要想在市场竞争中站稳脚跟并获得更多的市场份额,改革企业管理模式、创新企业管理手段将是一条关键的途径。所以,企业管理人员提出构建企业管理系统,并提高企业全员对管理系统的认识与重视,以便合理运用管理系统,达到提高企业管理效率与质量的目的,为企业的经营发展提供管理基础。 2.1 企业管理系统是企业内部管理的关键手段,同时也是企业与外界联系的重要途径。企业的业务流程直接关系到管理系统各项功能的有效发挥,因此,需要企业管理人员提高重视,优化企业的业务流程。良好而科学的业务流程能够有效地提高业务完成效率,同时也可以促进企业管理系统的运行质量。因此,企业在完善管理系统过程中,需要对企业的业务流程进行详细的分析与科学的重组,尤其是对一些较为复杂的业务更是需要利用信息技术对其进行重新分析与思考,设计出科学的业务流程,做好部门工作人员的认识工作,并在实践运作中不断改革,降低业务流程改进的风险,以便达到优化业务流程与组织结构的目的,为管理系统的完善奠定基础。 2.2 企业经营管理过程中,项目开发和运营是企业获取经济效益,实现企业规模扩大、发展生产经营的目的。因此,项目的管理也是企业日常管理工作中最为重要内容之一。企业构建、完善管理系统过程中,对项目的管理可以采用适当的方法(如项目工作分解结构方法,即是将整体的项目分解成为小项目,这些小项目多是以分级树形结构为主,由简单到复杂,由粗分到细化,从而达到便于管理的目的),制定详细、动态的项目计划,并在不断执行计划过程中,来实现对项目的管理。企业管理系统下的项目计划,最大的特点即是它具有动态性,是可以根据实际情况进行科学改进与调整的,因此,管理人员需要对项目计划的关键点做标记,以便保证项目目标不会出现偏差,同时,管理人员利用管理系统相关操作功能,优化项目管理,确保项目优质、高效完成或营运。 2.3 任何系统的开发,都需要有一定的硬件与软件支持,企业管理系统也不例外。因此,在企业完善管理系统过程中,需要对相应的硬件设备与软件进行优化与创新。尤其是功能软件与防御软件更是需要得到足够的重视,以便保证管理系统功能的有效发挥,提高管理系统的安全性与可靠性。目前,较为常用的系统防御软件多为金山、瑞星、Symantec等杀毒软件,这些软件能够在一定程度上阻止计算机病毒的入侵,但是,对于一些系统本身的漏洞,则起不到修复功能。所以,企业需要在管理系统运用用户验证技术、漏洞检测与修复技术等,降低管理系统运行的风险,从而提高企业管理系统运行的有效性、可靠性与安全性。 2.4 在管理系统得到企业决策层的充分认可与支持基础上,企业需要完善内部控制制度与管理制度,尤其是人才培养与激励制度,这样才能不断提高企业管理人员的综合素质,更好地运用管理系统,提高企业管理水平。因此,在明确经营管理目标的前提下,根据实际情况,企业将有针对性、有计划性地培养管理人员,对其进行专业管理技能训练以及信息能力培养,提高管理人员的专业能力、计算机操作能力、创新能力、协调能力,实现管理人员思想理念、愿景与能力的统一、协作与胜任,从而规范管理工作,创新管理方法,积极开发更有效的系统软件,消除人为因素的不良影响,不断完善管理系统,提高管理系统运行的有效性。 3 完善企业管理系统的重要作意义 企业运用管理系统进行各项工作的管理,不仅达到提高管理效率与水平的目的,同时也可以有效地降低企业经营管理成本。根据调查显示,企业运用管理系统,可以有效降低库存投资,库存周转率提高5倍;制造成本降低12%;停工待料减少60%;管理人员减少10%;生产能力提高10%等,提高企业经济效益、社会效益与生态效益。 4 结语 总而言之,在企业经营发展过程中,企业必须认识到管理的重要性,积极分析企业管理中存在的问题,找到提升管理水平的切入点,并将先进的信息技术、网络技术、计算机技术与数字技术等应用到企业管理中,构建完善的企业管理系统,将企业的管理与企业的发展融为一体,优化企业管理结构,发挥企业管理系统的优势,促使企业各个部门都能够参与到企业管理中,从而促进企业管理效率的提升,缓解企业在经济市场中的竞争压力,实现可持续发展。 企业管理系统论文:试论企业管理系统化和情势控制 摘 要:企业管理内容丰富,已构成一个大系统,包括管理基点、境界、定位、原则、准则、心态、需求、行为,都需要加以规范。作为管理者还需具备辨别是非能力、控制情势能力和平衡协调能力。 关键词:管理系统化 内涵与要求 情势与控制 一、管理系统化的内涵与要求 企业管理内容丰富,已构成一个大系统,包括管理基点、境界、定位、原则、准则、心态、需求、行为八个方面。 一个基点。管理应以“人性管理”为基点,经营企业就是经营人,人性管理是最有效的管理。每个人都渴望得到满足、尊重、肯定、实现人生价值。 两种境界。人生有两种境界:一种是舍,一种是得。舍得舍得,有舍才有得。曾经有这么一件事,一个老板让手下的一个老木匠建造最后一栋房子。老木匠想:反正是最后一栋了,随便应付下吧。房子建好后,老板对他说,你为我工作了这么多年,这栋房子就送给你吧,老木匠后悔莫及。所以,懂得舍与得,人生的运气就不会太差。 三层定位。对于不同层次的管理者要有不同要求:高层管理者要求通才,有事业心;中层管理者要求专才,有进取心;基层管理者要求干才,有责任心。 掌握三层定位要避开三个盲区:茫—迷茫:无目标、无方向、无思想、无梦想;盲—眼瞎耳聋:不看,不听,自我封闭;忙—“心”忙:过于忙,心就会停止跳动。 四化原则。标准化,把重要事项形成标准化的管理制度和管理流程,有效提高工作效率和工作准确性;书面化,将标准化的制度、流程和方法通过书面形式形成模板,便于记忆和沟通;透明化,形成各子公司、各部门、各层次员工充分透明的制度体系和文化体系;简单化,把复杂事务和管理制度流程简单化,便于培训和操作。 五位准则。定位:管理者既要明确和摆正自己的位置,又要努力发挥个人专长,创造更多的价值。到位:任何组织和个人,做人、做事都要做到位,杜绝形式主义,每一次都要做好。补位:强调团队作战能力,而不是个人。若在团队中发现领导、同事或者下属的不足,要主动提醒或者配合,把事情做好。越位:强调两层管理:越位检查而不是指示;越位汇报而不是请示。换位:要站在对方的角度思考问题,己所不欲,勿施他人。要学会包容和理解,退一步海阔天空。 六种心态。积极的心态:积极的人像太阳,照到哪里哪里亮;消极的人像月亮,初一、十五不一样。开放的心态:思想开放,心胸开放。正向的心态:做正确的事,做好事、做善事。正直的心态:懂得什么该做,什么不该做。公司规定去做的必须要做,公司没有规定的尽管大胆去做。公平的心态:持平常心,做自在人。感恩的心态:感恩对你一生最重要的两个人:爱你的人和你的领导。对别人傲慢就是贬低自己。 七种人性需求。充分信任:信任既是一种感觉又是一种情感,更是对人的肯定。相互尊重:人与人之间交流需要建立在尊重的基础上,没有尊重就没有包容。给予机会:成大事者,都是机会加能力,有了机会又有能力事业定能成功。懂得授权:授权不是放权,授权要进行监督。只有授权才能做出成绩。学会关怀:关怀是一种爱,也是一种美,关怀是对人的最高荣誉。实现公平:对管理者而言,公开、公平、公正三者之中,公平最重要,只有一视同仁,公平对待下属才能形成有效指导。有效激励:激励是爱护下属、满足下属,有了激励,才有希望。 八大行为。一是认同文化:文化是思想的源泉,文化是发展的根本。二是充满激情:激情是做事的动力,有激情才能有发展。三是善于思考:人的成功85%靠智慧,15%靠技术和能力。四是以身作则:你想让下属怎么做,就必须先做给下属看,下属才会信服你,尊重你。五是计划明确:没有计划的行为是盲目的,没有行动的计划是无效的,一个好的计划是做事成功的一半。六是行动迅速:一个方案定下来即使是错的也要立刻执行,在执行中改进。在今天,时间是最大的成本,绝不能拖延。七是检查督导:在吩咐下属去做一件事后,必须要跟踪指导。只有这样才能有效促进结果的快速形成。八是激励下属:一流的激励出一流的成绩,同时,激励需要经常化。 二、管理者应具备辨别是非、控制情势、平衡协调能力 作为管理者,对素质与能力的要求是很高的,其中辨别是非的能力、平衡情势的能力和平衡协调的能力,都是不可或缺的。辨别是非的能力可以保障作正确的事,控制情势的能力可以避免工作失去理性而导致失误,平衡协调的能力可以最大限度地发挥人财物的优势,把工作做的更好。 1.要提升辨别是非的能力。在企业生产和生活中,是与非,对与错,善与恶,单从表面上看,有时并没有严格的明显分别,“是”有时隐藏在“非”中,“非”有时也似“非”而“是”;“对”有时与“错”交织,“错”有时也含有“对”的因素。有人为了作恶有时表面行善,有些善举一时也许不为人所知。种种类似的问题,在周围的生活中,都是经常存在着的。但是,无论表象多么华美,只要善于洞察事物的内在本质,就会尽可能避免被假象迷惑,尽可能多地辨别出是非、对错和善恶的区别,从而在对矛盾的判断中作出正确地抉择。作为企业干部,应该有这个辨别是非的能力,只有这样,才能带领大家做正确的事,才能把正确的事做好。 2.要提升控制情势的能力。在平时的工作生活中,面临着一个控制自我、控制情势的问题。管不好自己是废物,控制不住局面是庸才。一个人能控制住的自己情绪,不因情绪波动而影响工作和自己周围方方面面的关系,就需要不断发展和完善良好的情商;一个人要控制住工作的局面,不使局面失控,就要学会把握全局、预测事物的发展趋势、正确处理生活和工作中遇到的各种问题,在控制与反控制中找到解决矛盾的有效途径和和谐的平衡点。企业干部,一言一行都事关自身形象,所以必须时刻注意控制自己的情绪和工作局面,只有避免情势失控现象,才能真正成为一个理性的人,完善的人,对企业和社会有所贡献的人。 3.要提升平衡协调的能力。平衡协调也是生产力。生产力的哲学概念是人们征服自然、改造自然的能力,其中有人的因素和物的因素,而人是生产力中最活跃的。既包括由先进知识和技能武装的人,也包括掌握了先进技能的人。协调工作的前提是尊重人,尊重主导协调工作方向的人。放下架子,俯下身子,不厌其烦的说明情况,阐明事由。在协调进程中,力求以理服人,尽可能地让事实说话,用数据论证观点。协调工作的内功在平时,立足平时的交往和做人、做事,认真做好日常协调,关键时刻才能无往而不胜。准备充分是做好协调工作的基础。对要协调的问题,提前深思熟虑做好预案,有备协调,才能避免盲目。协调切忌高高在上、旁若无人,或者看不起他人,藐视协调各方,否则即使准备多日的协调也会付之东流。协调是一门高超的艺术。会因人而异,因事而异,因时而异,但只要开动脑筋,因地因时因人制宜,一切问题都会迎刃而解。
市政道路与桥梁设计方案的合理性会对其施工建设产生直接的影响,甚至还会给交通行业发展以及网路建设带来负面作用。基于社会经济的进一步发展,人们逐渐提高了对于交通与出行的需求,所以要想确保道路与桥梁工程项目的安全,就应强调工程项目设计的重要性。由此可见,深入研究并分析市政道路与桥梁设计的问题以及应对措施具有一定的现实意义。 1市政道路与桥梁设计的问题阐释 1.1设计方案缺乏合理性 市政道路与桥梁工程项目在施工建设的过程中,不断优化设计方案的合理化,能够在根源处增强市政道路与桥梁工程本身的耐久性能和安全性能。然而,目前市政道路和桥梁工程项目设计方案并不完善,问题集中表现在以下两个方面:一方面,设计企业内部设计工作人员没有准确地把握设计工作细节,且不具备统筹思想。长此以往,市政道路和桥梁工程的安全隐患也逐渐突显出来[1]。另一方面,设计工作人员在开展设计工作的过程中,难以有效结合设计工作和施工环节,使得设计的方案内容和施工的过程严重脱节。 1.2设计规范缺失 因当前市政道路与桥梁工程项目的发展速度相对较快,特别是施工材料、工艺与技术更新不断提升,使得相关法规完善工作难度不断增加。其中,新型材料与工艺的更新换代周期明显缩短,导致法规更新的速度难以与行业发展趋势相适应。在这种情况下,会导致某施工阶段设计没有法规作为约束。与此同时,市政道路与桥梁工程项目的设计工作会涉猎诸多学科门类,而且设计工作在细节方面的要求也十分复杂,所以法规规范需要明确规定细节方面的问题。在施加过程中,只有对市政道路与桥梁工程项目的设计法规加以完善,才能够增强设计工作的耐久性以及安全性[2]。对设计法规规范的不断优化也是设计工作人员开展相关工作的重要参考依据,在市政道路与桥梁工程设计质量提升方面发挥着不可替代的作用。 1.3设计共振问题 事物本身都具备自身的频率,根据市政道路与桥梁设计工作的发展历程可以了解到,其共振效应控制质量在市政道路与桥梁稳定性、安全性方面的作用不容小觑。根据诸多历史事件都了解到因共振效应而引发坍塌事故发生的几率最高,出现了人员伤亡和经济财产损失的现象。在本质角度分析可以发现,市政道路与桥梁自身类似于汽车与工程机械共振,如果两者的频率无限接近,那么振幅会显著强化,导致桥梁和桥面自身负担增加[3]。在这种情况下,若无法及时将负担消除,必然会引发不可估量的安全后果,严重破坏市政道路和桥梁。 1.4防撞问题 在市政道路与桥梁防撞设计方面,伴随私家车保有量的增加,导致交通压力也明显增加,直接提高了意外事故发生的几率。基于此,要想有效规避市政道路和桥梁的意外事故发生,就必须要不断优化防撞设计水平,而这也逐渐发展成市政道路与桥梁设计工作的重点内容。 2有效应对市政道路与桥梁设计问题的措施 2.1设计规范的不断健全 一方面,应及时更新设计法规内容,在规范要求中合理地融入全新的技术与材料等相关要素。另一方面,要科学化地完善设计细节问题,保证市政道路与桥梁设计工作更加全面且完善。对于市政道路和桥梁工程项目的设计,应有机结合施工和规章制度,强调新型技术、材料以及工艺的合理运用,使设计工作更加规范。在此基础上,市政道路与桥梁工程项目的施工企业,也要适当地优化设计工作标准要求,确保工程施工质量得以提升。 2.2共振问题的解决 其一,市政道路与桥梁设计的时候,应对共振效应消除以及控制给予高度重视,尤其是减震器设计结构的应用,能够达到控制自身频率与振幅的目标,使得共振源共振幅度以及频率不断下降,实现控制的有效性目标[4]。只有这样,才能够在根源处减少共振效应发生几率,保证在结构层面实现震源的控制目标。其二,在实际设计的过程中,应借助多元化的截面结构控制共振效应与共振波频率、振幅等,进而构成干扰和阻碍。正是因为既有结构发生了改变,所以共振基础条件下降,使得共振控制效果随之增强。在市政道路与桥梁共振波传播形式转变的基础上,使得共振效应控制效果明显提升。 2.3防撞问题的解决 在市政道路与桥梁出现碰撞事故的情况下,通过对防撞措施的应用能够强化吸收冲击的效果,使得工程项目被损坏的程度得以下降,全面优化市政道路与桥梁工程的安全性与稳定性。而在防撞设计工作贯彻落实的基础上,有必要对气候影响因素加以考虑。借助直接构造方法,使得设计水平全面提升,增强桥梁桥墩自身的防撞能力,使船舶撞击力得以消除[5]。在这种情况下,桥墩水平抵抗力也会不断强化,增强桥梁本身的稳定性能。值得注意的是,这一设计方法不涉及额外工程建设,因而承包量减少,建设效率明显提高,使施工企业获取了更为理想的经济效益。此外,在设计间接结构的作用下也能够达到防撞的目的,特别是墩外墩的设计方法,在桥梁桥墩的外部设置出其他桥墩,能够使撞击力得以分散,提高了防撞的效率,但需要投入大量的成本。为此,在选择这一措施的时候应当综合考虑实际的施工状况。 2.4强调荷载情况 近年来,大部分运输企业为创造更为理想的经济效益,会在运输中发生超载情况。特别是社会经济水平提升的背景下,国内汽车的拥有量显著增加,对市政道路与桥梁工程项目设计以及施工质量的要求不断提高。在这种情况下,市政道路与桥梁工程项目荷载情况明显改变[6]。基于市政道路与桥梁工程项目体系的完善化发展,项目使用的时间也得到了明确规定。所以,市政道路和桥梁工程设计工作也一定要正确认知以上问题所带来的影响,强调设计工作荷载情况,在对结构受力性能与材料性能优化的基础上,及时处理超载的问题。 3结束语 综上所述,市政道路与桥梁工程项目是城市建设的重要内容,也是城市和周边区域的联系纽带,所以逐渐成为建筑工程项目的重点内容。在市政道路和桥梁设计工作质量不断提升的背景下,能够使其耐久性以及安全性不断提高,创造更为理想的经济与社会效益。为此,在设计道路与桥梁工程项目的过程中,必须要与国内工程项目经验相互结合,对国外经验与做法加以借鉴,以桥梁设计思想以及结构机制为出发点,对结构耐久性与安全性展开系统化地研究。通过上文对市政道路与桥梁设计问题的研究,提出了必要的应对措施,以供参考。 参考文献 [1]刘杰.市政道路桥梁设计分析及存在的问题研究[J].价值工程,2013(30):64-64,65. [2]邓博文.市政道路桥梁设计分析及存在的问题与对策研究[J].四川建材,2017(5):119-120,126. [3]李雪祥,柏玉龙.市政道路桥梁设计分析及存在的问题研究[J].低碳地产,2016(9):418-418. [4]刘佳佳.探讨市政道路与桥梁设计存在的问题与应对措施[J].建材与装饰,2017(32):267-268. [5]陈宜钦.市政道路桥梁设计分析及存在的问题研究[J].中国科技纵横,2016(15):78-78,81. [6]沈军平.市政道路桥梁设计分析及存在的问题研究[J].建筑工程技术与设计,2014(15):521-521,857. 作者:窦广陵 单位:上海千年城市规划工程设计股份有限公司西南设计院
工业设计论文:互联网时代工业设计论文 一、互联网时代,工业设计师所提供的服务不再仅仅是产品的外观设计,而是参与产品从物理实体操作到虚拟操作的综合设计过程。 传统意义上的工业设计,其工作的优秀内容是产品造型设计,并伴随着产品功能的创新和改良,以至于人们提起工业设计时会自然地联想到产品的外观设计。沙利文“形式追随功能”的名言就由此而来。互联网的迅猛发展颠覆了这一传统定义,使工业设计的内涵极大丰富起来,设计师的任务也发生了巨大改变。在互联网时代,由于信息化的迅猛发展,智能化已经逐渐走进人们的生活,较为复杂的人机交互已成为设计中的重要组成部分。产品与人之间的关系已经不是简单的物理按键操作关系。随着信息技术的发展,这种趋势在将来还会更加明显。在这种情况下,工业设计师所需要考虑的不仅仅是产品如何美观,更要考虑产品如何好用。这种好用,不仅是指传统意义上强大的功能,而且包括了易于认知、易于使用、高度容错。在互联网时代的信息化背景下,对产品的物理实体控制,越来越多地被虚拟操作或“软操作”所替代。“好用”已经不仅仅是某些实体零件,如开关、档位等的使用,更多包括了人机交互的内容,是对整个操作体系的要求。比如常用的智能手机,物理实体按键已经很少,大部分的操作要靠触屏操作来完成,这对系统架构、界面设计等提出了更高的要求。工业设计师必须参与到系统架构和界面设计中,深入研究用户的使用习惯和对界面的审美要求。比如苹果手机之所以风靡全球,不仅仅是靠简单的外观设计,更多的是依靠其操作系统的设计;而诺基亚的失败绝非实体造型的失败,而是操作系统的滞后所致。互联网时代的“产品”定义也已发生了变化,虚拟产品越来越多,工业设计的范围已经延伸到大多数的虚拟产品领域。众所周知,Iphone、Ipad、Imac等产品取得了巨大成功,但是这种成功绝不是仅仅建立在产品的外观设计上,而是依靠苹果公司成功的操作系统设计。Ios操作系统简介界面、人性化的架构才是其产品的优秀竞争力。其实这些设计也已经是现代工业设计中的一部分。在这样的背景下,工业设计师的工作内容更加丰富,对虚拟系统的设计成为他们工作的重要组成部分。事实上,在领衔的企业中,工业设计师也确实做着这样的工作。由于人机交互深入到大部分的工业产品中,互联网时代的工业设计师的工作内容优秀正发生着变化。其主要任务从单纯的产品造型过渡到参与产品操作系统、界面的综合设计中。 二、互联网时代的工业设计师必须更加具有人文情怀,更加重视用户体验,重视与消费者的换位思考。 随着人们物质条件和生活品质的不断提高,其对产品的使用体验要求也在不断提高。已经从原来仅仅满足功能即可上升到不仅要有全方位的功能,更要有愉悦的使用体验。市场经济使产品之间的竞争十分激烈,使用体验成为判断产品好坏的价值优秀。在这种背景下,工业设计师必须学会换位思考,真正站在目标用户的角度,拥有更高的人文关怀,才能赢得消费者的信赖。传统意义上的工业设计师,一般要求应该具备艺术修养、审美修养和专业技能,能够设计出大多数人认为“美”的产品。当然,也要考虑消费者的感受。但是,用户人群的使用体验从未像互联网时代这样受到重视,也从未成为工业设计价值的优秀。市场经济使产品实现某项功能不再是最大的问题,好的用户体验才是问题的关键。这对工业设计师是一个新的挑战。强大的社会生产力是互联网时代到来的物质基础。拥有强大生产体系的现代社会,能够生产的产品数量早已不是问题,关键是产品带给人们的使用体验。现今,每个人都可以成为一个信息终端,可以十分便捷地接受和自己对产品的使用感受,并使这些信息迅速以指数级的速度传播出去。没有好的使用体验的产品就会被迅速淘汰。鉴于此,设计师应该成为一个具有高度人文情怀的人,迅速获取目标人群的需要,并把这些应用到自己的设计中,以便设计出成功的产品。 三、互联网时代的工业设计师要更加重视和回归传统文化,在传统文化的土壤中汲取营养,做出既有鲜明中华民族文化特色,又有现代意识的作品。 当今工业设计的信息化和国际化的趋势已不可逆转。然而,越是国际化、信息化,人们越重视和反思传统文化的回归。中国拥有灿烂且独具特色的文化,这是再超前的技术也无法替代的,也是其他国家所没有的。传统文化是一切中国工业设计师的设计之根,因为最民族的才是最世界的,融入中国传统文化也是中国设计领域的优秀竞争力之一。由于工业设计产生于西方,至今西方发达国家仍然在引领工业设计的潮流,如果我们去拼“国际化”“现代主义”,只能永远跟在别人身后。重视和学习传统,同时结合现代设计,才是中国工业设计在世界取得一席之地的根本。我们所拥有的灿烂文化恰恰是我们最珍贵的财富。只有从自身的文化中不断发掘,才能不在模仿他人中迷失。最好的设计不是模仿他人,而是不断完善自己。只有坚持文化传统、文化自信,才能真正让中国的工业设计独立而强大起来。 四、在传统工业设计师了解和热爱艺术的基础上,要求互联网时代设计师对艺术的潮流、社会热点和流行趋势更加敏感,反应更加快捷。 在互联网时代到来之前,信息的传递速度相对滞后,产品开发的效率也较为低下。互联网时代从根本上改变了这一情况,人们对艺术潮流、社会热点、流行趋势等信息可以非常方便地获取。在这种情况下,工业设计师要想设计出成功的产品,就需要对这些信息更加敏感,设计的过程也必须更加高效。很多社会热点,其流行过程是非常短的,如果不能及时把握,就会错过良机。互联网时代的社会热点传播速度更快,参与人数更多,参与的阶层更为广泛,更具有“草根性”。这些热点往往能够实现“爆发性”的传播,迅速被人们所津津乐道,抓住了这些热点,并且应用到设计中,能够迅速引起消费者的注意,吸引他们的眼球。把握好社会热点和流行趋势,可以取得事半功倍的效果,是一种“借力”,也是设计师获得设计灵感的捷径。但是这种效果必须以设计师敏锐的把握能力和高效的设计过程为前提,如果不能做到这一点,就难以取得实效。 五、互联网时代的工业设计师要能够把握多种多样的设计灵感来源,使个性化的设计大量涌现。 互联网时代使多种文化和思潮相互交汇。这既是设计师的机遇,也是挑战。个性化的选择给了设计师更多的机会,使其有了更多的设计灵感来源;同时,由于对个性化的追求,青年一代看待产品的目光更加挑剔。在这种背景下,工业设计师要迅速了解和研究互联网时代的消费特征,适应个性化的需要,使思维始终处于动态变化的状态,紧跟乃至引领消费的潮流。 六、结语 总之,随着信息化的迅猛发展,人们已经进入了“互联网时代”。在这样一个前所未有的时代里,信息的传播效率、人们的生活方式、产品的流通方式等都在发生着变化。面对这样的变革,传统的以产品造型设计为工作优秀的工业设计师,其服务内容和素质要求也更加综合化。 作者:侯可新 单位:湖南工艺美术职业学院 工业设计论文:云环境下工程设计与工业设计论文 1工业设计与工程设计及其衔接问题 1.1工业设计与工程设计 1)工业设计主“外”,工程设计主“内”工业设计关注更多的是产品的外形,功能的设计规划,基本相当于设计蓝图。而工程设计则是把设计蓝图变成实物的途径,加上后续的制造,蓝图即可变成实物产品。 2)工业设计重“感觉”,工程设计重“技术”工业设计研究优秀是人—产品—环境之间的相互关系及作用,关注的是人能用产品做什么,产品会对人带来什么感觉与影响,与环境的作用等;工程设计研究的优秀是如何把某一产品变成具体的工程图纸以便生产,需要工程技术理论与经验。 3)工业设计人员与工程设计人员思维方式及知识结构不同由于关注点不同,工业设计人员要具备较强的想象力、创造力及表现力,来表现产品的外在形式;但工程设计人员需要更多的逻辑推理能力及运算能力,来实现产品的内在结构及功能实现。知识结构方面,从我国过去的教育体系来看,工业设计与工程设计大都是分割开来的,两个领域互不理解,造成了工业设计与工程设计衔接困难。近年来,教育体系上虽有改善,但是专业教育依然存在本质区别。 1.2设计衔接的重要性 产品开发过程中实际成本估算如图1所示,对于产品生命周期有限而又竞争激烈的产品来说,延迟六个月上市的产品损失是可怕的,大约占据所有利润的33%;如果不得已而必须降价10%,则会损失15%的利润;若超出成本10%,损失大约是4%,研发成本高出50%,总利润才降低2%。由此可见,在以上因素中,损失利润最大的因素是没有按计划准时完成任务,产品开发中任何环节延误开发周期都会造成很大的损失。由此可见,工业设计和工程设计的确存在专业鸿沟,但是,产品是特定的,是工业设计和工程设计结合的产物。如果工业设计与工程设计的衔接不畅,会造成严重后果: 1)衔接不畅会直接影响产品的开发周期,增加产品的开发成本。 2)衔接不畅会造成工业设计与工程设计的不一致。不一致表现在产品效果图在实际工程设计及后续加工中加工不出来或者成本太高;或者工业设计人员和工程设计人员对某些形态特征理解不同,造成产品效果图与实际产品相差甚远,最终影响产品质量。工业设计与工程设计衔接的程度高低,直接影响着产品的品质、产品推向市场的时间,最终影响着产品的生命力。 1.3传统设计中不利于衔接因素探讨 1)工业设计人员设计中缺少工程技术知识与经验支持,造型产品不利于后期制造加工受思维方式及知识体系影响,工业设计人员往往把精力集中在标新立异的产品形态上,在此过程中,工程技术人员没有及时参与进来,或者工业设计人员缺乏与工程技术人员沟通,有可能造成产品的某些特征过于异形,加工代价高昂或者难以加工;也可能由于受力、刚性等问题造成产品的结构无法顺利实现产品的功能,致使设计方案反复修改,延长产品开发周期。 2)计算机技术在设计衔接应用中还不够成熟现代产品设计及制造依赖于计算机技术。目前工业设计师设计产品所采用的软件系统与工程设计师所采用的软件系统大部分都是相互独立的,软件系统之间数据沟通还不能无缝衔接,产品形态转换工程中有部分数据丢失,偶尔会造成设计概念的“走形”。 2设计衔接应对措施的提出与探讨 随着云技术的出现,云制造与云设计的概念被相继提了出来并逐渐得到应用,产品的设计及制造更加依赖新技术,云设计系统与云制造系统整合,为设计衔接铺平了道路。 2.1云设计概念 所谓云设计应当是面向云制造,融合现代设计、信息化制造、云计算、物联网、智能化、绿色化和情感化等技术于一体的产品服务设计。云设计是现代设计的一种新模式。 2.2云制造概念 云制造是一种利用网络和云制造服务平台,按用户需求组织网上制造资源(制造云),为用户提供各类按需制造服务的一种网络化制造新模式。云制造技术将现有网络化制造和服务技术同云计算、云安全、高性能计算、物联网等技术融合,实现各类制造资源(制造硬设备、计算系统、软件、模型、数据、知识等)统一的、集中的智能化管理和经营,为制造全生命周期过程提供可随时获取的、按需使用的、安全可靠的、优质廉价的各类制造活动服务。 2.3云环境中工业设计与工程设计衔接探讨 工业设计所侧重的功能划分、产品外观形态、材料、装饰,工程设计所侧重的产品功能实现、运行原理及结构、工艺公差装配力学校核等,在云环境中,可以将以上相关因素通过以下三个方面的相关优化进行较好的融合。 2.3.1设计方法方面 1)采用面向装配(DFA)、面向制造的设计(DFM)面向装配与制造的设计要求设计人员在设计前期要全面地考虑下游设计,同时利用工程技术元素来创新产品的造型,利用外观结构的创新带动产品造型的创新,这不仅有利于提高产品可靠性、可维护性、美观性、用户友好性等,而且更利于设计与制造的衔接。 2)以产品材料为工业设计和工程设计的衔接点进行设计材料是产品的物质体现基础。工程设计人员考虑的主要是材料的硬度、强度、表面特性等,然而工业设计人员对材料的力学与化学性能只是感性认识,他们主要考虑的是材料肌理对产品形态的感觉。在产品设计中,工程设计人员与工业设计人员对才材料的认识、选择统一起来有助于提高产品的造型美、可靠性、可加工性。 2.3.2设计工具方面 CAD技术及云技术的发展,使得工业设计相关软件和工程设计相关软件结合更加紧密,为工业设计和工程设计的衔接打下了坚实的基础。当今世界先进的工业设计软件Alias能够支持大型工程软件UG、CATIA、Pro/E等的数据信息,产品设计模型可以直接被工程设计软件读取,降低或者避免模型转换过程中的数据丢失,工业设计人员设计的产品模型就不会被工程设计人员在产品形态方面产生误解,而且能够针对具体模型进行沟通,及早发现设计中存在的问题,降低设计过程中反复修改的成本,异地协同设计得以实现,设计衔接会更加顺畅。 2.3.3设计人员知识方面 工业设计与工程设计衔接不畅的最直接表现就是相关人员在设计过程中沟通、认识存在差异。在云环境中,丰富全面的知识资源以及方便快捷的即时沟通,可以使得工业设计人员轻易搞懂工程设计人员的思路及想法,工程设计人员同样即时理解工业设计人员的理念,形成无差异认识,避免设计冲突。 3结束语 计算机及互联网技术发展到如今,云才是真正资源共享的优秀。我们研究云设计及云制造会发现,工程设计与工业设计脱节的根本原因即是资源信息流通不畅造成的,在云环境中,通过设计与制造资源的共享,设计方法与设计工具基于云理论的改进,强化设计人员的有效沟通,即可使工程设计、工业设计顺利的衔接起来。 作者:李立伟 吴超 朱茹敏 单位:郑州轻工业学院机电工程学院 工业设计论文:我国工科类工业设计论文 一、基本技能——结构和透视 工科类工业设计专业手绘教学通常要求学生先修与之密切相关的素描课程,为专业针对性更强的产品手绘打下结构、透视、构图等基础。素描表达可以体现形体的光感、量感、色感、质感、虚实感、空间感和节奏感等,但鉴于课程学分的局限性和学生接受能力的限制,工科类先修素描课程以设计素描培养为主,培养学生学习立体造型形态表现的规律,启发学生掌握对心理物象的视觉表达能力。素描课程以技术性的强调、结构的表达和对透视的认识理解为主要内容,学生需要后续的一系列专业手绘课程系统教学。这里强调的是,只有正确掌握了物象的结构和透视表达,才是一切创意表达的根本。 二、手绘技法教学中的“摹”的作用与不足 工业设计专业产品手绘是通过手绘技术手段,直观而形象地表达设计师的构思意图、设计目标的表现性绘画。随着手绘表现技法的不断变革,计算机辅助设计基本取代手绘,用于制作精细的视觉效果,手绘表达以说明性画法为主,辅助线、爆炸图、结构分析、场景辅助说明等都出现在手绘图中。设计师记录突发性创意思维,形象地传达工程图样、加工工艺流程等。在手绘作品中,设计师的设计意图一目了然,更有助于系统设计思维的建立。因此,“摹”通常是针对现有优秀产品的,这样不但可以拓展学生的眼界,丰富学生的表现手段,而且比单纯的技术训练具有更强的针对性。这里的“摹”除了对优秀手绘作品的临摹,也包括对现有产品的实际写生。 1.“摹”在手绘教学中起着重要作用 第一,有利于学生在临摹的过程中学习优秀的表现技巧和优秀作品的风格及语汇。特别对于绘画基础薄弱的工科类学生来说,这是一种迅速见效的方法。产品内部结构的分析是学生的学习难点,临摹作品中已提取出准确的内结构线,可直观地指导学生学习理解复杂曲面的转折及表现方法。如图1中,产品表面分析出的内结构线直观地表达了产品的形体走向,并且丰富了画面效果。手绘产品初学者还可以借助一些工具,如用硫酸纸拷贝优秀手绘作品,最直观地学习其构图、外轮廓线、内结构线和色彩及整体绘画感觉。第二,有利于学生理解三维空间中深度空间转化为二维空间的方法。工科类学生因缺乏对素描课程长时间的深入训练,对深度空间的理解受到观念印象的限制。教学中教师提供优秀临摹作品时可有针对性地强调这方面的练习。如,教师提供30度角观察产品的范例,强化训练学生理解深度空间中物体实际长度在转化到二维平面中时产生了缩短效果。如图2立方体手绘表现中,立方体ab点间的距离随着角度的不同,发生缩短变化。第三,有利于培养练习者的观察能力和手绘转化能力。学生面对优秀的产品写生,就创意而言仍停留在“摹”的层面上。学生通过写生学习优秀产品的设计创意,在平面临摹的基础上自主提高观察能力,练习三维空间的转化、实际产品结构转换、手绘线条表达及材质色彩的转换,如图3为优秀学生作业。 2.“摹”的不足 第一,平面作品的临摹过程是由平面到平面再到关系,缺少了三维空间转化分析的练习。第二,实际的产品写生可以加强三维空间的转化训练,但仍是以“摹”为目的的练习,缺失了创意设计的训练,导致工科类学生存在创意阶段手绘能力相对较弱的现象。 三、“摹”与“创”的结合教学 “创”是手绘训练的最终目的,临摹学习为熟练地表达创意服务。手绘教学中以“摹”为基础结合创意训练不失为两全之策。第一,简化造型。一切复杂的曲面造型都可以简化为最基础的几何形态。几乎每件产品都可以被分解重构,研究物体各部分是如何连接的,它的相关细节是什么,从而可以概括出构成它的最基本的造型。理工类学生具有逻辑思维较强的特点,更易于理解、掌握产品的功能结构。另外,如何拆分和简化物体,也是基本的手绘法则之一。教师应在学生临摹和欣赏优秀作品时引导其分解产品结构,达到同时学习技法和训练设计创意的目的。第二,由基本形进行加减法发展为扩展形。手绘作为一种思维传达的载体,更多的是在于思维的再现及扩张。在基本形上进行简单的元素不同位置的加减,是人脑进行积极思维、探索设计外在表征,连续性的思维可促成方案的多样性,直接影响着学生创新思维的扩展。对一件优秀作品的原型展开再设计训练,结合理论联系实际、教学点评等方式,可检验并提高学生的设计实践能力。第三,教学中提供产品实物及手绘表达的示范作品,推动学生理解实际物象向结构线条、色彩、质感表达的转化。信息化时代,大量优秀手绘书籍和网络资源随处可寻,但仍需要教学工作者进行归纳整理,或自行编绘,为学生提供产品实物和手绘表达双重参考资料,以增强学生对结构的把握,以促进学生学习实践课题项目的设计流程和设计方法。对产品实物的全方位观察,有助于学生主观分析现实中不存在的产品内结构线,以此检查产品形态表现正确与否。另外,在优秀产品中必然有产品细节,每个细节必然有它存在的意义及功能,这样产品的诠释才是完整的。在单纯临摹草图时,学生往往忽视细节。对现实产品进行观察时,应更为突出细节,这样产品手绘效果便得以全面展示。第四,加强三视图转换立体效果的训练。一方面,教师在课程中设立专题训练,提供现有产品的三视图,引导学生以基本几何体为起点,结合加减法的扩展,逐步由三视图转化为立体形态,促进学生建立虚拟空间思维,独立完成概念呈现与形象化的过程。另一方面,教师提供立体透视效果图逆向训练、立体形态转平面三视图训练,通过此类专题训练进一步加强学生的空间虚拟思维能力。第五,结合练习各种不同类型的产品。形式上由简到繁、由易到难、由小到大;形态结构上由规则抽象形产品(无机形态)到自由抽象形产品(有机形态),再到具象形产品,逐步增加练习难度。学生在练习中直观地看到自己手绘能力的提高,建立手绘表达的自信心。 四、结语 手绘的系统教学需要多方面的合理配置,文章仅以手绘教学方法为例进行探讨。增强工科类工业设计专业学生手绘创意能力的教学方法改革只是一个方面,建立各个层面强化创新思维的教学体系才是必不可少的。如,注重手绘类课程的安排时间和手绘能力表现程度的衔接,培养学生的自觉性,使其养成良好的手绘习惯,避免盲目追求表现效果,合理布置作业量,校企结合教学,等等,都需要与专业后续课程相结合,以此强化学生的应用型技能培养。 作者:谢玓 丁治中 单位:河海大学机电工程学院 工业设计论文:交叉课程模式下工业设计论文 1.国内外工业设计专业教育现状 类似的变化也逐渐影响着中国的设计教育和实践。在设计教育上,根据国务院学位委员会[2011]8号文件的新修订后的《学位授予和人才培养学科目录》,设计学已经成为一级学科。近年来,包括清华、同济、湖南大学、广州美院在内的不少国内设计学科领先的学校都在尝试涉及学术和机构多方面、多层次的改革。其中同济大学创意设计学院借成立学院的时机参照全球一流设计学院的教学体系制定了一套相对成熟的教学大纲,老牌的设计院校如清华美院和广州美院由于新兴设计院校追赶的压力,也在课程结构和教学方法上进行了大规模的调整。在设计实践上,现代企业面临着从产品到服务、从功能到体验的新的竞争策略的要求,很多面临竞争压力的企业都在积极探索设计对企业产品创新和价值创造上的支持,寻求各种与院校的产、学、研合作模式,培养设计师、设计咨询、横向课题合作等等。近些年虽然出现了关于用户研究、设计和商业、管理、可持续发展、服务设计、社会创新等新兴研究课题,但它们往往被孤立在整体设计学科体系之外,当前的设计教育主体仍然停留在产品本身的造型设计或造物艺术形态上,促使毕业后学生对产品设计的认识只停留在外表形式的“学院派”,而不是从根本上反映出产品设计真正以人为本注重从多学科交叉特征的科学方法使外在的型与内在属性能融合一起。另外尚缺乏对不同层次设计教育的重点和盲点的认识,目前从本科到研究生侧重于产品设计的基本设计原理及专业技能的培养,而缺乏对实践(本应该是专业硕士的一个培养重点)和学科本身(研究型硕士或博士)的反思。 2.设计专业的研究趋势 设计的对象、环境和要求的变化对设计学科提出了新的挑战,尤其是设计对象或任务的复杂性提高了对设计师系统地认识问题、分析问题、解决问题的要求。反映在设计教育上,新的时代对有着半个世纪设计教育积累的工业设计、艺术设计专业提出了有更高的要求,突破传统的教学结构和教学手段,以学科的交叉、整合来提高学生整合资源的能力、解决复杂问题的能力、探索创新的能力是设计教育发展的新趋势。另一方面,设计学已经成为一级学科,证明社会已经认可了这门学科的地位和价值,而要充分地发展其社会作用,就需要建立设计学科包括定义、范畴、和方法论等内容的相关专业理论体系,而交叉课程体系下的实践型创新教学活动是创造新知识,推进专业发展建设的主要途径之一。 3.工业设计教育存在的主要问题与解决思路 由于当前工业设计专业规模的扩张、教学科研的强调以及电脑专业技能的过分介入,有必要进一步改革当前教育中重理论轻实践的严重弊端。由注重知识传授向注重实际创新能力培养的转变,由注重学科系统性向注重大设计、综合性的转变,大力加强专业设计实践教学的改革和建设,以表达与实现技能训练为基础,以综合素质培养为优秀,以成果的展示与评价为主线来构建工业设计交叉课程体系实践教学模式。当前工业设计教育培养的学生与企业需要的人才存在较大的差距,这在一定层面上反映出了当前高校教育的症结。通过与企业、公司等机构中的交叉课程体系实践型教学,使学生在掌握设计的同时能够紧跟市场的需要,创造出实用、商品化的产品。同时也使学生能够具备国际视野和较强创新思维能力、良好的沟通与协作能力、持续学习和研究能力,以更好地面向产业的综合设计服务和商业转化等多元创新的需要,培养时展和社会市场迫切需要的、更具创新思维和综合能力的创新人才。当前高校教育仍部分保留着灌输式教学,教师只管把知识灌输给学生,并没有足够的考虑学生的兴趣与社会需求。通过交叉课程体系实践教学模式,从以教师为中心转向以学生为中心,增加设计型、应用型、综合型和创新实践型的实验项目,以适合当今社会需求的课程内容的确定,跨学科师资的配置和校企合作基地的建设。 4.交叉课程与实践型教学的主要特点 学科的交叉,有助于培养学生分析、解决复杂问题的能力。在切实保证基本教学要求的同时,从以教师为中心转向以学生为中心,增加提高型(包括设计型、应用型、综合型)和创新研究型的实验项目;建立时间、空间、内容“三维”开放的公共运行管理机制,以满足不同个性、不同水平、不同时间安排学生的需求,充分发挥学生的学习自主性和积极性。学习过程丰富能够激发学习兴趣,将原先分散在各门课程的少学时实验,按照课程优化组合,形成独立完整的交叉学科综合专题设计,进行从课堂汇报、设计报告到实践成果的综合评定成绩,完善了实践课程的系统性,提高了实验教学的效率与质量。校企联动,有助于产学研合作,培养学生对社会的适应能力。通过探索工业设计实践教学体系改革的模式,结合专业特色,依托江苏省实验教学示范中心——产品设计艺术实验教学中心,让学生从进入大学开始即接受多种形式及正规的设计训练和实践活动。例如:海尔的冰箱设计项目与食品学院合作,科沃斯的智能机器人与物联网合作,以及设计管理的项目与商学院合作等平台的建设及实验,以推动以学生以中心的自主研学,培养了学生的国际视野、创新精神和综合实践能力,以促进学生的学习能力、实践能力、创新能力与设计应用能力协调发展。交叉实践型课程体系,有助于定向人才的培养与职业定位。交叉课程体系实践型创新教学促使学院与企业的零距离沟通,使学生走出课堂,在设计的思维方式上起到创新和推广的作用,同时也满足企业需求逐步实现企业向江南大学工业设计专业人才的“订单式”培养,增加学生就业率。交叉课程体系以培养定性、专项创新型人才为目标,提高学生以交叉实践课程为特征的设计理念及团队建设和实务能力,培养具有较强科研实践能力和创新创业能力的工业设计专业领域的领军人才。 5.工业设计专业实践型交叉课程教学模式 5.1工业设计交叉课程体系 课程内容组织与体系建设以产业发展和社会需求为导向,构建相应的“1+2+1”教学平台和课程体系。在保持设计学科科学性与系统性的基础上重构课程结构,实行1年设计基础课程、2年专业知识和技能课程、1年专题研究课程。目标是培养面向产业的具有综合设计服务思维和商业转化意识的多元创新人才。师资队伍培养与人才建设以传统工业设计教学团队、跨学科教师团队以及业界知名设计总监等优质教师资源引领教学,推进教师教学、研究与设计创新项目相结合,整合并共享课程内外教师研究项目和社会科研的各种教学资源和经验。目标是通过优秀典型资源统合研究型教学,提高学生创造性地发现问题、解决问题的意识和思维能力。创新课程内容改变以往以具体产品类别为研究和设计范畴的定式,突出课题研究与社会问题前沿趋势相联系,突出在跨界与合作中的创新产品研发为企业的下一阶段转型发展提供有创新价值的预研成果。目前在老龄化社会产品开发、智能物联网家居产品、个人健康医疗与服务体系、儿童成长与教育、低碳交通出行工具、文化产品创新发展等领域开展了较为深入的课题研究。从2011年至今,江南大学工业设计专业研究团队在交叉设计与实践相关的课程建设中,针对部分课程做了新的教学内容和教学方式的调整,如“产品开发设计”课程、“专题研究与实践”课程以及“工作室”课程的指导上强调不同专业之间的交叉与合作,强调设计的跨学科、跨领域合作、强调设计与产业需求的对接。 5.2工业设计专业实践型交叉课程教学模式 教学模式探讨以学生为中心,坚持教学与科研相结合,以教学平台支持科研项目,以科研成果反哺教学活动。由以教师主导的、传授知识和技能为特征的教授型教学转向以学生为中心的、具有互动特征的师生开放探讨的研究型教学。目标是培养学生创造性的思维、积极的学习态度、创新精神和实践能力。课程教学创新模式的设计注重设计思维的启发式训练,让学生走出课堂,面向社会,让企业专家走进课堂,参与教学环节,将设计的思维方式进行推广,影响企业,让更多的企业人员参与到设计的过程与环节之中,满足企业需求的定向人才培养,将课程成果与产业转化对接,将学生综合素质培养与企业人才需求对应,教学环节相比原有的教学方式要更加跨学科、跨领域、多维度、立体化,教学成果更具有原创性,更具社会价值与意义。校企合作基地的建设依托部级特色专业、江苏省重点交叉型设计学科、江苏省普通高校哲学社会科学重点研究基地、无锡国家工业设计园等优势教学资源、雄厚科研平台和完整的实践体系,确立“实践创新,教学与研究并重”的本科教学理念。目标是让每一位学生参与到实际的项目中来,在学习的中了解社会的需求。通过与相关具有前沿创新领域探索的企业合作,深化课程内容改革,增加课程实践教学环节,丰富教学手段,整合不同专业领域优势资源,为学生提供完善的合作教学平台。已经建成的平台和基地有:江南大学海尔创新中心、江南大学科沃斯机器人研发中心、江南大学新日电动车研发中心、江南大学飞鱼设计产学研基地、江南大学上海汽车集团产学研基地等。企业需求定向人才依托典型企业的合作项目,培养学生相应的能力,为定向企业后备干部储备高素质人才。目标是在保证教学课程体系完整的前提下,培养具有高适合度的定向人才。通过与相关企业的合作逐步形成相对稳定并具有长期研究价值的课题内容,已经开展的并产生一定成果的课题包括:海尔健康厨房产品系统整合设计研发、海尔健康饮食科学解决方案、海尔智能空气管家设计研发、海尔冰箱食品保鲜研究课题、科沃斯家庭安保机器人产品设计研发、科沃斯儿童娱乐机器人产品设计研发、科沃斯儿童教育机器人产品构架及内容研发、上汽荣威产品品牌延伸设计开发、新日老年人助力车产品研发、新日学生车产品研发、中粮集团磨粉机系列产品研发等。 6.结论 工业设计专业实践型交叉课程教学模式有利于进一步完善工业设计课程模式和人才培养体系;有利于多学科交叉发展,团队合作建设;有利于产学研合作的展开与深入;有利于加强工业设计专业的学科竞争力。本研究对于工业设计课程体系和交叉型实践人才培养的整体发展是一种有益探索,具有重要的参考价值;研究思路和成果对国内其他院校的工业设计学科,在专业建设、教学改革、师资队伍建设、人才培养和科学研究等方面的有着示范和借鉴作用。 作者:曹恩国 邓嵘 张寒凝 单位:江南大学设计学院 工业设计论文:职业技能竞赛高职工业设计论文 一、高职工业设计教育中教学竞赛存在的问题 1、忽视行业企业竞赛 近年来,随着社会对技能型人才的大量需求,为此产生了各种各样的职业技能竞赛,并出现白热化现象。众多高职院校对部级或省级、市级举办的,具有官方性质职业技能比赛给与过多关注,并投入大量资金、人力物力及实验设施,认为官方等级的荣誉称号分量重,有利于提升院校知名度,便于院校的招生宣传工作等一系列目的,这种带有功利性竞赛心态,严重违背了职业技能竞赛的比赛意义。因此降低行业企业竞赛的参与积极性,不利于校企合作的深化发展。即使参与了业竞赛,认为获奖的荣誉分量轻,对院校没有实质性帮助,因此会在竞赛经费、实验设施等方面降低支持力度,这种重视官方级竞赛,忽视行业企业竞赛的态度违背了高职教育理念,不利于学生市场就业竞争能力的培养,这种缺乏企业行业竞赛技能型竞赛,会对校企合作产生诸多影响。 2、工业设计参赛的积极性低 院校学生在职业院校所有的学习科目、实训项目等都是为以后职业发展道路奠定基础。积极参与、踊跃报名各项职业技能竞赛,在比赛中总结经验、提高技术能力,发现自身不足,在以后的学习、培训中采用具有针对性的强化训练,提高就业竞争力。近年来,职业技能竞赛的参赛人员并无明显增加,甚至导致有些竞赛项目因参赛人员少等缘故,无法组队。另一方面,学生缺乏对企业工业设计技能竞赛的深刻认识,不了解竞赛对于自身的意义,导致大部分学生并不热衷于各个项目,缺少参赛积极性。这种状况的出现不利于选拔职业技能强、职业技能扎实的优秀人员;除此之外,一些学生对工业设计竞赛不重视,抱着不端正的态度,不遵守比赛纪律,怕吃苦的态度,对自身的主观能动性严重缺乏。 二、参与工业设计职业技能竞赛的意义 1、健全技能竞赛制度 所有的工业设计教学项目均是围绕以人才培养为中心,在这也竞赛中打造以人才培养的理念,把学生从对荣誉的关注度转移到对工业设计职业技能的重视。对于国家举办或省级举办的官方性竞赛以及行业企业举办的职业技能竞赛给与相应充足的支持,结合学校工业设计教育理念、学院特色有选择性的参与职业技能经常赛。以学生以后的职业发展道路来说,其行业企业竞赛更有利于职业道路拓展,通过这种形式,提前接触工作岗位,了解实际工作流程,有利于学生零距离就业。目前,随着社会对高技能人才的大量需求,许多企业加快了与高职院校的合作步伐,许多官方性质的职业技能竞赛项目,不仅仅局限在了国家、省市单位,现如今逐渐由行业企业和高职院校承办。因此,进一步促进了参与高职院校行业企业竞赛的积极性。 2、营造了学院学习氛围 各种工业设计职业技能竞赛,促使学生掌握的大部分技能提供了一展才华的机会,通过竞赛培养学生团队合作精神、提升眼界、锻炼抗压能力、增长技能知识,发现并在以后的学习中积极弥补自身技能的缺陷。行业企业技能竞赛有利于对专业技能的实际运用,对提升他们的综合素质具有重要作用。提前接触工作环境,拓展了职业发展空间,提高了职业竞争能力,通过对自身能力的针对性训练,为以后在岗位的适应能力奠定了良好基础。从这一层面来说,对调动学生参与积极性、技能学习的全面性具有重要意义,不仅营造了良好的学习氛围,更有利于教学理念的实现。 3、深化指导工业设计教师的专业性 学院教师对学生技能水平的高低具有重要作用。因此在教育工作中,直接推动了指导教师的专业技能的发展,自由教师自身熟练掌握各项技能以及教学方式,才能高效的发挥教学工作,易于学生对专业性质高的学科理解、掌握。许多企业岗位要求的技术能力,在职业技能竞赛中都有体现,这需要指导老师帮助学生分析当下就业形势及要求所具备的岗位职业能力。全面了解竞赛项目、规则、注意事项等做好赛前准备,这既是对指导教师的考验,也是对学院学生应变能力、适应能力的考验,促进“教学相长”的良好面貌的形成。促进社会对教育的支持与关注,为高职院校的技能人才给与高度认可和接纳。 4、促进了高职院校的改革 各种高要求、高标准的工业设计技能竞赛,对职业院校的教育管理制度提出了更高的要求。例如对于以往的教学理念已不能满足当代教学水准,让学生仅仅掌握书本知识是不够的,因此注重实践教学,重点培养学生理论知识与动手能力相融合的教学特色;在工业设计课程专业的选择方面,逐渐重视学科的应用型、岗位实用性;结合行业企业的人才需求,采取针对性的教学内容,及时调整教学策略,规范教师队伍,提升教学能力等方面具有重要价值。 三、结束语 工业设计职业技能竞赛不仅促进了校企合作、人才培养、教学改革,也是对教学质量的检验。促进了职业发展空间,提高了职业竞争能力,促使学生职业能力的全面提升,对当代职业教育发展、实践理论具有深远影响。 作者:赵娜 吴瑕 单位:浙江省金华职业技术学院 工业设计论文:交叉课程教学模式下工业设计论文 1.国内外工业设计专业教育现状 类似的变化也逐渐影响着中国的设计教育和实践。在设计教育上,根据国务院学位委员会[2011]8号文件的新修订后的《学位授予和人才培养学科目录》,设计学已经成为一级学科。近年来,包括清华、同济、湖南大学、广州美院在内的不少国内设计学科领先的学校都在尝试涉及学术和机构多方面、多层次的改革。其中同济大学创意设计学院借成立学院的时机参照全球一流设计学院的教学体系制定了一套相对成熟的教学大纲,老牌的设计院校如清华美院和广州美院由于新兴设计院校追赶的压力,也在课程结构和教学方法上进行了大规模的调整。在设计实践上,现代企业面临着从产品到服务、从功能到体验的新的竞争策略的要求,很多面临竞争压力的企业都在积极探索设计对企业产品创新和价值创造上的支持,寻求各种与院校的产、学、研合作模式,培养设计师、设计咨询、横向课题合作等等。近些年虽然出现了关于用户研究、设计和商业、管理、可持续发展、服务设计、社会创新等新兴研究课题,但它们往往被孤立在整体设计学科体系之外,当前的设计教育主体仍然停留在产品本身的造型设计或造物艺术形态上,促使毕业后学生对产品设计的认识只停留在外表形式的“学院派”,而不是从根本上反映出产品设计真正以人为本注重从多学科交叉特征的科学方法使外在的型与内在属性能融合一起。另外尚缺乏对不同层次设计教育的重点和盲点的认识,目前从本科到研究生侧重于产品设计的基本设计原理及专业技能的培养,而缺乏对实践(本应该是专业硕士的一个培养重点)和学科本身(研究型硕士或博士)的反思。 2.设计专业的研究趋势 设计的对象、环境和要求的变化对设计学科提出了新的挑战,尤其是设计对象或任务的复杂性提高了对设计师系统地认识问题、分析问题、解决问题的要求。反映在设计教育上,新的时代对有着半个世纪设计教育积累的工业设计、艺术设计专业提出了有更高的要求,突破传统的教学结构和教学手段,以学科的交叉、整合来提高学生整合资源的能力、解决复杂问题的能力、探索创新的能力是设计教育发展的新趋势。另一方面,设计学已经成为一级学科,证明社会已经认可了这门学科的地位和价值,而要充分地发展其社会作用,就需要建立设计学科包括定义、范畴、和方法论等内容的相关专业理论体系,而交叉课程体系下的实践型创新教学活动是创造新知识,推进专业发展建设的主要途径之一。 3.工业设计教育存在的主要问题与解决思路 由于当前工业设计专业规模的扩张、教学科研的强调以及电脑专业技能的过分介入,有必要进一步改革当前教育中重理论轻实践的严重弊端。由注重知识传授向注重实际创新能力培养的转变,由注重学科系统性向注重大设计、综合性的转变,大力加强专业设计实践教学的改革和建设,以表达与实现技能训练为基础,以综合素质培养为优秀,以成果的展示与评价为主线来构建工业设计交叉课程体系实践教学模式。当前工业设计教育培养的学生与企业需要的人才存在较大的差距,这在一定层面上反映出了当前高校教育的症结。通过与企业、公司等机构中的交叉课程体系实践型教学,使学生在掌握设计的同时能够紧跟市场的需要,创造出实用、商品化的产品。同时也使学生能够具备国际视野和较强创新思维能力、良好的沟通与协作能力、持续学习和研究能力,以更好地面向产业的综合设计服务和商业转化等多元创新的需要,培养时展和社会市场迫切需要的、更具创新思维和综合能力的创新人才。当前高校教育仍部分保留着灌输式教学,教师只管把知识灌输给学生,并没有足够的考虑学生的兴趣与社会需求。通过交叉课程体系实践教学模式,从以教师为中心转向以学生为中心,增加设计型、应用型、综合型和创新实践型的实验项目,以适合当今社会需求的课程内容的确定,跨学科师资的配置和校企合作基地的建设。 4.交叉课程与实践型教学的主要特点 学科的交叉,有助于培养学生分析、解决复杂问题的能力。在切实保证基本教学要求的同时,从以教师为中心转向以学生为中心,增加提高型(包括设计型、应用型、综合型)和创新研究型的实验项目;建立时间、空间、内容“三维”开放的公共运行管理机制,以满足不同个性、不同水平、不同时间安排学生的需求,充分发挥学生的学习自主性和积极性。学习过程丰富能够激发学习兴趣,将原先分散在各门课程的少学时实验,按照课程优化组合,形成独立完整的交叉学科综合专题设计,进行从课堂汇报、设计报告到实践成果的综合评定成绩,完善了实践课程的系统性,提高了实验教学的效率与质量。校企联动,有助于产学研合作,培养学生对社会的适应能力。通过探索工业设计实践教学体系改革的模式,结合专业特色,依托江苏省实验教学示范中心——产品设计艺术实验教学中心,让学生从进入大学开始即接受多种形式及正规的设计训练和实践活动。例如:海尔的冰箱设计项目与食品学院合作,科沃斯的智能机器人与物联网合作,以及设计管理的项目与商学院合作等平台的建设及实验,以推动以学生以中心的自主研学,培养了学生的国际视野、创新精神和综合实践能力,以促进学生的学习能力、实践能力、创新能力与设计应用能力协调发展。交叉实践型课程体系,有助于定向人才的培养与职业定位。交叉课程体系实践型创新教学促使学院与企业的零距离沟通,使学生走出课堂,在设计的思维方式上起到创新和推广的作用,同时也满足企业需求逐步实现企业向江南大学工业设计专业人才的“订单式”培养,增加学生就业率。交叉课程体系以培养定性、专项创新型人才为目标,提高学生以交叉实践课程为特征的设计理念及团队建设和实务能力,培养具有较强科研实践能力和创新创业能力的工业设计专业领域的领军人才。 5.工业设计专业实践型交叉课程教学模式 5.1工业设计交叉课程体系 课程内容组织与体系建设以产业发展和社会需求为导向,构建相应的“1+2+1”教学平台和课程体系。在保持设计学科科学性与系统性的基础上重构课程结构,实行1年设计基础课程、2年专业知识和技能课程、1年专题研究课程。目标是培养面向产业的具有综合设计服务思维和商业转化意识的多元创新人才。师资队伍培养与人才建设以传统工业设计教学团队、跨学科教师团队以及业界知名设计总监等优质教师资源引领教学,推进教师教学、研究与设计创新项目相结合,整合并共享课程内外教师研究项目和社会科研的各种教学资源和经验。目标是通过优秀典型资源统合研究型教学,提高学生创造性地发现问题、解决问题的意识和思维能力。创新课程内容改变以往以具体产品类别为研究和设计范畴的定式,突出课题研究与社会问题前沿趋势相联系,突出在跨界与合作中的创新产品研发为企业的下一阶段转型发展提供有创新价值的预研成果。目前在老龄化社会产品开发、智能物联网家居产品、个人健康医疗与服务体系、儿童成长与教育、低碳交通出行工具、文化产品创新发展等领域开展了较为深入的课题研究。从2011年至今,江南大学工业设计专业研究团队在交叉设计与实践相关的课程建设中,针对部分课程做了新的教学内容和教学方式的调整,如“产品开发设计”课程、“专题研究与实践”课程以及“工作室”课程的指导上强调不同专业之间的交叉与合作,强调设计的跨学科、跨领域合作、强调设计与产业需求的对接。 5.2工业设计专业实践型交叉课程教学模式 教学模式探讨以学生为中心,坚持教学与科研相结合,以教学平台支持科研项目,以科研成果反哺教学活动。由以教师主导的、传授知识和技能为特征的教授型教学转向以学生为中心的、具有互动特征的师生开放探讨的研究型教学。目标是培养学生创造性的思维、积极的学习态度、创新精神和实践能力。课程教学创新模式的设计注重设计思维的启发式训练,让学生走出课堂,面向社会,让企业专家走进课堂,参与教学环节,将设计的思维方式进行推广,影响企业,让更多的企业人员参与到设计的过程与环节之中,满足企业需求的定向人才培养,将课程成果与产业转化对接,将学生综合素质培养与企业人才需求对应,教学环节相比原有的教学方式要更加跨学科、跨领域、多维度、立体化,教学成果更具有原创性,更具社会价值与意义。校企合作基地的建设依托部级特色专业、江苏省重点交叉型设计学科、江苏省普通高校哲学社会科学重点研究基地、无锡国家工业设计园等优势教学资源、雄厚科研平台和完整的实践体系,确立“实践创新,教学与研究并重”的本科教学理念。目标是让每一位学生参与到实际的项目中来,在学习的中了解社会的需求。通过与相关具有前沿创新领域探索的企业合作,深化课程内容改革,增加课程实践教学环节,丰富教学手段,整合不同专业领域优势资源,为学生提供完善的合作教学平台。已经建成的平台和基地有:江南大学海尔创新中心、江南大学科沃斯机器人研发中心、江南大学新日电动车研发中心、江南大学飞鱼设计产学研基地、江南大学上海汽车集团产学研基地等。企业需求定向人才依托典型企业的合作项目,培养学生相应的能力,为定向企业后备干部储备高素质人才。目标是在保证教学课程体系完整的前提下,培养具有高适合度的定向人才。通过与相关企业的合作逐步形成相对稳定并具有长期研究价值的课题内容,已经开展的并产生一定成果的课题包括:海尔健康厨房产品系统整合设计研发、海尔健康饮食科学解决方案、海尔智能空气管家设计研发、海尔冰箱食品保鲜研究课题、科沃斯家庭安保机器人产品设计研发、科沃斯儿童娱乐机器人产品设计研发、科沃斯儿童教育机器人产品构架及内容研发、上汽荣威产品品牌延伸设计开发、新日老年人助力车产品研发、新日学生车产品研发、中粮集团磨粉机系列产品研发等。 6.结论 工业设计专业实践型交叉课程教学模式有利于进一步完善工业设计课程模式和人才培养体系;有利于多学科交叉发展,团队合作建设;有利于产学研合作的展开与深入;有利于加强工业设计专业的学科竞争力。本研究对于工业设计课程体系和交叉型实践人才培养的整体发展是一种有益探索,具有重要的参考价值;研究思路和成果对国内其他院校的工业设计学科,在专业建设、教学改革、师资队伍建设、人才培养和科学研究等方面的有着示范和借鉴作用。 作者:曹恩国 邓嵘 张寒凝 单位:江南大学设计学院 工业设计论文:交互设计中工业设计论文 1交互设计的应用 1.1人机交互。 较为传统的人机交互侧重点在于视觉同听觉的交互感应,产品设计最关注的方向是产品自身功能的最大化。现代化的交互设计突破了行为以及感官的设计范畴,朝着更加人性化的轨迹发展,集中体现在关注客户在产品体验中的参与度和亲密度。 1.2触觉交互。 作为新兴的交互模式,触觉交互更容易满足客户群的直观感触以及体验过程,在众多交互理念中倍受青睐。举一个最生活的例子,手机的智能化让越来越多的手机设计理念涌现,行业内部也有着自己的潜意识就是“得触屏技术即得天下”。苹果的触屏技术最先获得关注,其将先进的“多点触摸”投射到手机中,iphone开创了移动软件高端技术的先河,这种交互设计的实现在二年零零七年也被评为了最佳发明,其重新定义了用户体验。还是拿iphone举例,多点触摸屏幕手势、放大镜功能这种直接的人机互动,让手机已经从功能型产品实现了生活化的转变。除此之外不得不提的就是电脑的技术革命,尝试利用触摸的手段取代鼠标和键盘,已经改变了人机交互的模式。触点技术已经从手机拓展到电脑等行业,譬如点击桌面的银行卡,一些余额的信息就会显示,如果进行购物可以直接将选中的商品在桌面进行拖动,进而实现交易的过程。显然这种商业前景极好的电脑技术必然会在未来世界占有一席之地。 1.3虚拟现实交互。 生活节奏的加快,深化了人们内心对呵护的需求,层出不穷的电子动物和虚拟网络空间正是迎合这种心理产生的交互技术。虚拟现实交互不仅集合了多媒体、图像还有感应机械等技术知识还将感官的一体化在虚拟的空间中获得实现,人可以在现实的世界同虚拟的事物交互体验,得到不一样的感受经历。二零零九年,微软公司推出了Natal方案,成为全球首个3D追踪软件,无需借助任何手部支持,可以通过声音指令来识别、操控游戏装置,让人实现游戏的亲身感受,传感器、多点麦克风等技术和微软公司个性定制软件结合一体,在一零年的Na-tal方案,这种人性化的交互理念在未来的发展中势必会衍生到多个工业生产领域中。 2交互设计———未来产品新走向 要想获得最佳的体验效果,就一定要用心感受产品的体验价值,这也是未来产品发展、创新的新走向。很多国际知名的工业设计企业都不同程度的加大交互设计的运用比例。在技术设计与用户体验方面投入更多的精力,这也加快了新的产品推出的速度,使用木块做成的镜子,人伫立在该产品前就会出现自己的影像,这种“不一般”的镜子反馈效应极大满足了用户的体验乐趣。未来时代,交互设计会实实在在走进人们的生活,设计的领域可能是计算机互联网、物联网甚至航空航天技术领域。我们的交互设计产品会拥有更多的人文情感和呵护,同时也会越来越智能化。科学会促进产品的开发和创新,但是产品最终的服务对象是人,人性化依然会成为未来产品创新和全方位发展的大方向。交互设计的技术飞跃和性能创新必然会影响未来世界。未来的交互设计将会是产品同人文、科技的有机契合。 3结束语 交互设计作为未来产品更新的重要途径,广泛被应用在工业设计及其相关领域,将工业设计推向更贴近人们生活的境界。设计师不仅要考虑到技术功能还要充分考虑到人性化因素,让产品更加灵动,符合人们更深层次的需求。 作者:吕伟 单位:七台河龙洋焦电有限责任公司 工业设计论文:民间传统玩具开发工业设计论文 1.产业现状 目前在玩具市场上,现代玩具产品占领了绝大部分市场份额。现代玩具不仅设计新颖,造型美观,具有较高的科技含量和很强的娱乐性,采用现代生产方式加工,产品更新换代迅速,同时严格地按照相关安全标准设计。相形之下,民间传统玩具外观质朴,缺乏变化,多为手工制作,如泥人、布老虎等,这些大多是对自然物的简单变形,在物质生活高度发展的今天,已远不能满足孩子的需求,逐渐沦为“鸡肋”。虽然人们对民间传统玩具怀有浓浓的情感,而促使社会对民间传统玩具采用了大量的拯救性保护措施。例如将部分民间传统玩具的制作工艺作为文化遗产来保护,对民间传统玩具进行重新包装投入市场运营模式中,作为工艺品零散销售。然而在时代飞速发展的今天,这种简单的还原、包装对于手工艺为主的民间传统玩具而言,很难实现与现代玩具对等的竞争,最终的结果必将被残酷的市场竞争所淘汰。而还有更多的未能商品化的传统玩具更是迅速地淡出人们的视野。民间传统玩具将何去何从?这个问题困扰着每一个对民间传统玩具富有感情的消费者,也困扰着每一个对传统文化难以割舍的设计师。而民间传统玩具的全新开发和自主创新设计正是解决这一问题最有效的突破口之一,也是推动玩具产业发展升级,摆脱“三来一补”的被动状态,走向自主创新,实现真正的“中国玩具”产业升级的重要出路之一,能使我国真正步入玩具强国之列。 2.工业设计与民间传统玩具开发 2.1民间传统玩具的设计特征 所有的人造事物都与人类的设计活动有关,这些设计活动有的是出于自觉地,有的则完全是自发的,有的仅仅是为了一个简单的动机,有的则为了满足高度的审美和文化的追求。当这些设计活动处在这些不同的层面上时,设计的程度就出现了明显的差异,而这种差异又直接作用于人造事物,并反映出来。民间传统玩具通常并未进行事先独立的设计思考活动,而是将设计活动融入到制作,甚至使用中,不断完善而来。民间传统玩具经历了漫长的演化过程,具有浓郁的文化积淀。同时,由于其在很大程度上受到制作者的个人因素、地域文化因素等的影响,使其呈现出千差万别的个性化特征。商品化的玩具呈现出流派、风格特征,未商品化的玩具呈现出偶然性、突变性的特征。民间传统玩具由于其产品自身的功能特点,其选材通常是廉价的自然材料或废物利用,工艺要求也不严格,并不一定要多么精细,重要的是其本身的娱乐性。民间传统玩具的娱乐性是多方位的,在其简单的外观下往往蕴含着强大的应变能力,如七巧板、九连环等。儿童对其赋予的某种特殊的象征意义也是娱乐性的关键因素,虽然在大多数时候这种象征意义往往不能被成年人理解,如竹马等。 2.2基于工业设计的民间传统玩具开发 民间传统玩具要满足现代条件下的市场需要,获得新生,只有与现代工业设计相结合才有出路。工业设计以批量产品的设计为目标,以运用现代科学技术的成果为技术基础,具备与之适应的现代审美意识,在现代市场背景中运作,实现提高人类生活质量的根本目的。基于工业设计的民间传统玩具开发其目的在于研究民间传统玩具在新时期条件下的生存与发展问题,并从人的生理与心理特征出发,提出适宜的解决方案,以满足新时期人类需求或提升人类有形与无形的娱乐质量。理想的民间传统玩具开发必须考虑人性机能、技术技能、制造机能,并同时考虑市场机能,使其满足现代玩具市场的要求。基于工业设计的民间传统玩具开发应由受过专业训练的工业设计师主持执行,通过对民间传统玩具现况的调查,对调查资料进行分析归纳,提出开发方向,进而采取创意设计活动,提出多种解决方案,再经各方面因素的综合评估筛选,确定最佳方案,而后凭借现代生产技术使之得以实现。民间传统玩具的开发应整合产品属性与消费需求的关系。根据美国人本心理学家马斯洛的人类需求层次理论,最终方案应满足消费由低到高的生理需求、安全需求、归属关系和爱的需求、尊重的需求、认知的需求、美的需求、自我实现的需求。作为满足消费者各需求层次的玩具产品,其功能应表现出强大的丰富性。民间传统玩具的开发应积极利用新的材料和加工工艺展开设计。新材料和新的加工工艺的应用可以进一步扩展产品的功能,赋予产品全新的外观与品质,进而为民间传统玩具获得新生提供了更多的可能性。现代社会,经济发展迅速,玩具商品要通过一整套的市场营销活动才得以顺利地流通到达消费者手中。这就促使民间传统玩具的开发应遵循市场规律,通过产品策略、渠道策略、价格策略、促销策略和销售策略使其适应现代市场经济环境,从而得以延续。同时,还应对消费市场进行细分化,根据消费者的购买行为差异,准确地进行设计定位,以便将这些市场因素物质化,从而融入到产品之中。产品在市场中有一个从导入、发展、成熟到衰退的生命周期。在这四个阶段,应遵循其市场规律,积极采用适当的营销手段,并在生命周期结束时,能够推陈出新,开始新一轮的开发活动。 3.结语 民间传统玩具开发的主旨是为了使其承载的传统文化得以延续,而非其器物本身。也就是说,民间传统玩具的开发应是在保持其民族风格特征的前提下,展开全新的设计开发。这种开发不是对传统样式的照搬,而是对其精神内核的传承与延续。借用后现代主义的话来说:“传统又回来了,但已面目全非”。真正的民间传统玩具开发是在继承传统的基础上发展现代的中国玩具设计。 作者:李力 谌凤莲 单位:兰州理工大学设计艺术学院 工业设计论文:威客模式下工业设计论文 1工业设计平台的现状与设计思路 1.1传统工业设计平台现状 传统的工业设计平台还存在很多缺陷与不足,主要有以下3个方面。首先,网站内容缺乏实时性。作为工业设计产品的展示平台,很多网站只是把已经投入生产的旧产品进行展示,有些甚至是多年前的设计产品,无法跟随工业设计的潮流。其次,展示的工业设计产品实用性不高。这类网站经常展示概念性产品,却不考虑许多概念性产品只是处于理论阶段,很多方面是用现今已有手段无法实现的。一味地进行概念展示,非但无助于工业设计的进步,反而会钳制设计者的思想。最后,网站模式过于单一。现有的工业设计网站大多数都是产品展示网站,缺少学习、交易等功能,这也使得很多学习者、设计者只能望“站”兴叹。 1.2新型工业设计平台的设计思考 基于现阶段工业设计平台发展现状,从互联网知识创造和内容聚合的角度,根据各类用户的需求,开发了基于威客模式的工业设计平台。该平台是以威客模式为基础,在面向服务、用户参与、功能聚合的设计思想下开发出来的。与传统的工业设计平台不同,该平台是一个综合性的功能平台,能充分满足不同用户的要求。用户不仅可以在平台上上传自己设计的作品,还可以进行工业设计专业的学习交流,成为网站资源的提供者和使用者。除此之外,商家可以根据自己的要求工业设计产品的需求任务;用户可以凭借自己的能力进行竞标,获取设计产品的任务。商家可以在平台中进行个性定制,发现创意设计;用户可以进行作品展示、学习与交流,提升自身的创意思维和设计能力。 2威客模式的含义与特征 2.1威客模式的含义 威客,英文译为witkey,由wit(智慧)和key(钥匙)2个单词组成。威客通常指通过互联网把自己的智慧、知识、能力、经验转换成实际收益的人,他们在互联网上通过解决科学、生活、学习等领域的问题,从而让知识、智慧体现经济价值。威客模式则是威客们将自身的知识、智慧、经验、技能通过互联网转换成虚拟或者实际收益,从而达到各取所需的互联网新模式,体现了互联网按劳取酬和以人为中心的理念。 2.2威客模式的特征 在Web2.0时代,威客模式作为一种新型的互联网模式,具有知识有偿化和回答个性化的特征。 2.2.1知识有偿化 威客作为在互联网通过自己的知识为他人解决问题而获取报酬的人,必须具有一定的知识水平,才能为他人提供完整、合理的解决方案;威客模式改变了知识免费共享的模式,将智力劳动成果作为商品来看待。这样的知识有偿化转变,是对知识的实践运用,提高人们去学习知识、开发知识应用领域的热情,激发他们去提高更多解决问题的能力。 2.2.2回答个性化 威客模式改变了专家学者提供标准答案的模式,每个有能力的人都是威客,每个普通人都有可能通过自身积累的知识解决问题。这种问答模式还能够让一些企业节省开发成本,开发具有个性的产品,满足不同消费者的需求。图1基于威客模式的工业设计平台Fig.1Platformofindustrialdesignbasedonwitkeypattern 3威客模式工业设计平台的设计 3.1威客模式工业设计平台的总体设计 基于威客模式的工业设计平台是一个集展示、学习、交易为一体的网站平台。该平台以威客模式为优秀,围绕原创性、交互性、针对性的思想进行开发。它能充分发挥学习者的自主性、设计者的主观能动性。平台由用户管理、个人中心、作品展示、知识学习、威客交易、作品上传、作品审核和系统维护等功能模块组成。 3.2威客模式工业设计平台的模块设计 3.2.1用户管理模块 用户管理模块有注册和登录2项基本功能,将用户分为游客、会员、管理员三大类,各自拥有不同的权限。游客无需注册,只能对特定的作品进行浏览,无法对作品进行评价交流的操作。会员拥有个人中心,能够进行浏览、评论、上传、修改等操作,对平台展示的工业设计作品进行评价、学习,上传符合平台规定的工业设计作品,并进行内容的增加、删除、修改操作。管理员具有审核、删除、、维护的权限。用户上传的作品需要通过管理员审核后才能对公众进行展示,如不通过则被删除。此外,管理员还可以工业设计学习教程、信息公告,具有资料的上传下载权限。 3.2.2个人中心模块 个人中心模块给注册后的用户提供一个可以自己规划的空间,包含个人信息管理、个人作品管理、个人学习管理、信息交流管理和空间风格管理等子模块。用户可以在个人信息管理模块,进行头像、昵称、密码、个人签名等个人信息的修改;在个人作品管理模块,对自己上传的作品进行修改或者删除操作;在个人学习模块,记录用户的学习教程和学习进度,以便继续进行学习;在信息交流模块,系统的通知、其他用户的回复信息都会通过站内信的形式通知用户,保证用户间的即时沟通;在空间风格模块,用户可以根据喜好对空间进行自由搭配,展现自身的特色与品位。 3.2.3作品展示模块 作品展示模块是用于展示工业设计作品的模块,其中包括大师作品、创意作品、推广作品等栏目分类。大师作品栏目用于展示一些知名大师的工业设计作品,供用户观摩学习;创意作品栏目则展示近年来的概念作品或者是用户的奇思妙想,为工业设计产品创新提供灵感;推广作品栏目则对已有产品的原版或改进版进行呈现。作品的展示方式多元化,包括图文描述、影音介绍,集中体现各类别工业设计作品的精华。 3.2.4知识学习模块 知识学习模块包含了学习课程和学习测试2个子模块。学习课程模块针对不同设计水平的学习者提供层次性的学习教程,适合使用者根据自身的能力进行选择性学习,用户选择的学习进度会被记录,以方便下次继续学习。学习测试模块让用户在学习完课程后,对自己的学习效果进行测试。测试模式分为2种,一种是章节测试,另一种是综合测试。用户打开测试后,平台会从题库中抽取10道理论题,这些题目的内容来自学习课程模块,由用户选择的类别决定。用户在回答完所有题目后才能提交,并获得答题情况反馈。平台会自动根据答题情况给出测试得分,为答错的题目提供课程的链接,而不是直接提供标准答案,这种形式有助于加强用户的知识体系构建,提升其学习自主性。 3.2.5威客交易模块 威客交易模块是联系互联网与现实的优秀模块。该模块为用户提供了一个将知识转化为财富的平台,包含知道型和悬赏型2种威客模式。知道型威客模式主要是用户个人与个人之间进行工业设计问题问答的一种模式,用户甲关于某个工业设计的问题,由其他用户进行回答,如果最终采纳了用户乙的答案,则用户乙会获得用户甲问题的奖励积分,奖励积分根据问题的难度级别而不同。悬赏型威客模式是偏重于商家与用户之间的威客交易模式。主要流程如下:1)商家悬赏任务和要求;2)商家支付一定或者全额费用给网站平台;3)其他用户根据自身能力自由竞标,商家自己或者委托平台从所有竞选者中选出中标者;4)中标者按要求完成任务,把成果提交给平台;5)根据完成的成果实际情况,商家支付给平台剩余费用,平台从商家支付的费用中抽取一定比例(一般20%)的佣金,剩余部分支付给中标者。悬赏型威客模式的收入是网站平台主要的利润来源,具有盈利模式清晰、可实行性高的特点。 3.2.6作品上传模块 作品上传模块为用户提供了多种类型的内容上传功能,包括工业设计文字教程、作品图片、产品视频等。上传的内容会根据最终呈现形式规划在不同分区,方便其他用户搜索。为了保证作品上传的效率和规范,上传的作品根据类型不同有大小限制,对图片和影音文件进行必要的压缩和格式转换;所有上传的作品需要经管理员审核通过才能被在网站页面上,不符合网站规范和国家法律的作品会被删除。 3.2.7系统维护模块 系统维护模块是保障平台稳定运行不可或缺的模块。该模块需要管理员权限方可操作,主要包含通告信息管理、资料上传下载管理和系统维护3个子模块。管理员通过通告信息模块网站通知信息;通过资料上传下载模块更新资源库;通过系统维护模块进行必要的平台维护,如数据库更新,功能模块增减等。 4威客模式工业设计平台的应用 威客模式应用到工业设计网站,并且实现商业化,主要覆盖以下3个方面。 4.1客户类型 平台的用户基本以中小企业和个人为主。就大企业而言,一方面他们的项目往往比较复杂,需要专业的技术水平;另一方面,他们资金相对雄厚,宁愿花重金寻找满意的方案,以保证项目的质量。相比较而言,中小企业的问题简单一些,只要拥有一定的水平就可以进行解答,比如工业产品的设计草图,选择威客模式,可以低成本而高效率完成,不失为一种好的选择。 4.2产品与服务 平台提供的产品有无形和有形2种。无形的产品如设计产品图标、撰写策划方案,这些产品最终都通过互联网直接传送,是典型的电子商务模式。由于工业设计产品的特殊性,最终呈现的产品更多的是有形的实物,这类产品往往需要创意的产品设计,集合众人的智慧,这正是威客模式的一大优势,所以这种模式很适合工业设计产品领域。 4.3收入方式 平台属于典型的C2C网站,只要运行合理,完全可以实现三赢的局面。商家可以通过平台得到自己想要的产品,甚至得到超过预期的产品;威客可以利用自己的知识解决问题,设计产品,将智力成果转化为经济成果,获得一定的报酬;平台可以从交易过程中收取一定的服务费。在该种模式中,商家或者威客提供的报价必须是双方协商同意后,两者的交易关系方才生效,在商家对威客最终提供的工业设计产品满意后,付款给平台,平台将80%支付给威客,20%归网站所有,此时交易关系结束。 5威客模式工业设计平台的特色 威客平台依据科学性和技术性的原则进行设计,围绕工业设计产品的展示、学习、交易三大功能,突出工业设计产品的原创性、信息评价交流的交互性、威客交易的针对性三大特点。 5.1原创性 该平台是集展示、学习、交易功能为一体的工业设计平台,无论是细节的启发,还是突发的灵感,用户创造的工业设计产品必须是原创作品。原创作品能激发用户的想象力和创造力,提升用户的设计能力。 5.2交互性 用户能够对工业设计作品进行评价,用户之间则可以相互交流工业设计的经验,在评价交流中提升各自的能力。同时,用户相互学习,相互提高,能够激发学习的兴趣,扩大学习的广度和深度。 5.3针对性 该平台针对的特定用户群体,主要是工业设计者、学习者和工业设计产品生产商家,为用户与用户,用户与商家提供了一个交易的平台。针对性的平台有利于提升工业设计的专业能力。 6威客模式工业设计平台存在的不足与解决方案 6.1定价机制不够规范 由于悬赏的价格由商家与威客协商决定,难免造成定价较为随意的现象,造成价格浮动过大,市场不稳定。由于威客模式出售的主要是智力成果,价格界定比较麻烦,因此,解决此问题时可以对同平台纵向价格和不同平台横向价格进行比较,作为定价的参考。 6.2知识产权问题 威客提供的方案,可能已经是别人采用过的,这就涉及知识产权的问题。一方面,威客需要提升自身素养,拒绝抄袭、剽窃别人的智力成果;另一方面,平台可以对威客提供信用评级制度,针对威客提供的方案、完成任务的情况进行信用评级。信用评级对于威客是一个能力的评价,可以激励威客们提供更好的服务,促进威客模式的发展。 6.3盈利模式单一 收取一定比例的费用是威客模式盈利的基本途径,但是这种盈利模式的利润十分有限。作为一个工业设计产品平台,除了通过收取服务费之外,可以利用网站进行相关产品的广告投放,也可以为商家的工业设计产品进行推广收取费用。 7结语 建立具有展示、学习、交易多方面功能的综合性工业设计平台,摆脱了传统工业设计平台功能单一、实用性差的弊端。结合威客模式,能够充分发挥工业设计平台面向服务、用户参与、知识聚合的优势,提高了学习者的学习积极性和主观能动性,全面提升其综合能力。 作者:金梦奇 韩佳平 汪文彬 单位:浙江科技学院 工业设计论文:实训课程体系下高职工业设计论文 1.高职工业设计专业实训课程的介绍 高职工业设计实训课程的目的是培养设计人才,根据工业设计专业的特色特点和人才规格的标准改善教育体系。该系统包括理论课和实践课两门课程的相互渗透、影响,因此可以将此分为实习教育和实训教育两个方面的学习: 1.1实习教育 实习教育包括社会自己专业岗位的实践、生产实习和毕业顶岗实习。根据实习教育提高学生实际工作能力和自身的职业素养。学生可以在实习中了解自己相对应专业的知识,在从事自己工作的同时掌握好职位的分工流程、设计流程、工艺流程等专业知识。 1.2实训教育 实训教育是对于学生专业基础技能、工程化基础技能和综合的设计技能的加强和巩固,实训教育是整个高职教育的中心内容,贯穿于学生的教育过程之间,学校在课时的安排上实训教育应该占有一定的比例。 2.工业设计课程的构建 2.1工业课程设置的原则 2.1.1要与职业教育相对应 实训课程的设置要满足专业岗位能力需求,以人才规格和专业培养目标为起点,主要针对工业设计专业而言,培养德才兼备的创新型人才,要求具有明显的职业教学特点。因此,工业设计课程的设置要建立在对职业能力和职业素质结构分析的前提之下。 2.1.2要以培养专业技术的运用能力为首要目标 高职教育意义已经不仅仅局限于传统简单的理论教育和基本学科的普通高等教育,例如在工业设计教育上,要重点培养学生将现有的科学技术在进行工业设计制作后转变为具备一定功能的科学技术,使它成为能满足人们需要的工业产品。这必须要求学生具有鲜明的技术能力,因此在工业设计课程的设置中必须要将专业技能和技术运用能力结合起来,重点考核学生的实践能力。 2.1.3实用性 实训课程的设置要与社会贴近,在相仿的环境中学习对于我们在日后适应科学技术、社会经济发展有很大的帮助。分析企业在工业设计这一方面还存在什么样的问题,需要怎样的技术支持。在设置课程时要充分考虑到这一点,帮助学生在以后的工作中不会那么被动。 2.1.4质量监督控制 传统的质量监控主要是对在实践教学质量中各种的影响因素开展全面的管理,侧重于使用行政管理的方式。监控的内容为检查教学大纲、专业教育计划、课程规范等文件,经过定期的考察、诊断、奖惩等手段来达到质量监控的目标。传统的质量监控方法很可能流于形式,工业设计专业有着很强的创新性,大多数课程的评价标准有着很强的主观意识,不适合使用传统的监控方法。我们应该采用较为柔性化的监控方法,例如将监控系统有机的结合在课程体系中利用综合设计课程来监控主题设计课程,以设计课程来监督控制基础课程。 2.2工业设计课程的结构 2.2.1课程构建的首要环节 培养最基础的设计概念和基础的设计表达能力,详细的课程有:包含CAD、Photoshop的计算机辅助设计,重点的产品速写课程,基础的课程有着工业设计的概论、色彩、素描。经过基础课程的学习可以提高学生对于一些简单产品的设计能力,能够掌握二维软件的草图绘制和提高手绘草图的能力。 2.1.2课程构建的次要环节 培养对产品造型设计的技能,详细的课程有:重点课程快题设计、三维计算机辅助设计Rhino&3Dmax、产品效果图设计、机械制造技术、接卸结构设计实训,通过该环节的课程学习能提高学生对一般产品的设计能力,学生能够掌握三维软件绘制效果图、利用自己所学的课堂知识推测设计思路的技能。 2.1.3课程构建的最后环节 目的是培养将设计理念工程化、现实化,提高自己综合设计的能力。主要的课程为:产品设计程序法、综合设计实训、PRO-E建模软件、CI设计、产品快速成型的工艺设计和程序设计等。通过该环节的学习学生对工业产品的外观设计和制造能力都有很大的提高,并且能够利用计算机等设备将自己的设计理念转变为实物模型,在产品设计到样机制造、外观包装、产品宣传的过程中,学生逐渐具备的综合设计能力。 3.结束语 高职工业设计专业在社会得到了越来越多的关注,教师应该与市场和企业紧密的结合,获得最新的知识理论和丰富的实际经验。努力收集本专业的最新设计理念和资讯,从而保障在实训教学中的实际效益。 作者:张伟 单位:九江职业大学 工业设计论文:体现手绘运用价值的工业设计论文 一、分析与归纳 分析是把研究的事或物从整体剖解开来为每个部分、要素加以深入细微的研究行为。是从局部把握事物整体的重要过程。归纳是在分析的基础上进行的,是指把事或物的进行归并、收拢行成整体。归纳后的整体具有新的关于事或物的认识。分析与归纳作为设计活动的思维方式是相互作用。互为存在和发展的前提。一切设计构思结果都是分析与归纳的总结。认识过程是分析与归纳的统一、分析与归纳互相依赖。通过简化提炼的草图,有助于设计师提高绘图效率,同时这也是手绘的基础。由于产品是由相互作用的各个部分组成。这样一来对复杂的产品进行分析化繁为简更易理解内部整体关系。为了提高绘图效率,设计师不得不对一些过于复杂的造型予以简化和概括。掌握行之有效的简化方法和学习透视原理一样重要,其优秀在于如何发现复杂外表下的基本结构特征。在经过7年严格的手绘学习后,我开始了解,也感觉到画前分析的重要性。也就是把要设计的物体理解清楚如何减少不必要的线条减少绘图的时间。这一切必须在气定神闲冷静的思考下。话虽如此但做起来很难。在绘图中必须使自己保持冷静头脑,放松自己。从最基本的形体入手来概括产品造型的基本特质,然后根据设计需要不断地进行增删和细节修饰,直至将产品的结构特征表达清楚为止。从本质上讲,简化造型不仅仅是将一个复杂的产品概括成简单的结构和造型过程,同时以也是提高绘图效率的方法。许多设计方法中都强调,要想高效地绘制效果图就必须懂得如何拆分和简化物体,一方面它也是最基本的规则之一。分析和简化建模方法可以帮助设计人员复杂的对象为形状简单易懂。几乎每一个产品可以被分解重构,通过研究对象的各个部分是如何连接到,什么是它的细节,它可以概括构成了大部分的基本设计。首先制定一个分析计划,内容包括造型的本质是什么,如何开始第一步,接下来怎么做,以及最终完成效果图等。这个分析计划从某种意义上讲就是画图流程,正确的分析结果可以大大的提高绘图效率。 二、手绘中应注意的问题 如果想画出具有合理透视关系的手绘图,基本的透视知识必不可少。就像我们可以自由地从任何一个角度观察事物一样,画透视图的时候,设计师可以选择那些最能说明物体造型或结构关系的视角入手。具有透视关系的效果图和草图能让原本同样大小的物体在画面中呈现不同的比列关系,因为透视图传达的视觉信息会受到观察者的视角、物体的数量和大小以及透视法则的运用等诸多因素的影响。学习并掌握透视画法会帮助视觉师绘制出更具说服力的产品效果图。物体的投影最能体现画面的立体感,因为投影可以为画面创造一种视觉的深度从而增加画面的真实感,除了物体本身的造型,投影还与光线入射的方向有直接的关系。投影不但可以强调物体的造型,而且可以清晰的反应产品的结构以及产品与地面、背景之间的关系。投影看似非常复杂,其实对于大多数物体的投影来说,在绘画时我们都可以利用几个基本几何形态的叠加来处理,这点类似于造型的简化方法。立方体、圆柱体和球体是效果图中构建阴影的几个最常用最基本形态元素。 1.用线要中肯、朴实,忌浮、忌滑。 2.用线要活泼、空灵,忌死、忌板。 3.用线要有力度、结实,忌轻飘、柔弱。 4.用线要有变化,刚柔相济、虚实相间。 5.用线要有节奏,抑扬顿挫、起伏跌宕。线是设计师的情感和理性思维的综合表达,线在设计中应呈现出设计师情感的直白和心灵的倾诉。线的设计表现是设计师个人的设计休养及才气的表露,也是设计手绘水平高低的衡量器。 三、手绘的时代性 手绘的目的,因为时代的变化,视觉内容也是真实的。计算机绘制手绘草图已经被推为设计的出发点,而只存在于头脑风暴在设计过程的早期过程。如今,电脑技术已经成功并深入的存在于画图过程里,其弊端也显而易见,到了该对这种现象有个了解的时候了。一方面,在当今环境下时间就是金钱。万事最求速度,设计领域里也不例外,多数情况下高效、快速的手绘草图比耗时的电脑渲染图更受青睐。电脑渲染图深入表现细致精准,但是无法灵活变更。另一方面,设计师可以把头脑中的概念通过各种方式转化为视觉化的草图,不但节省时间,而且随时可以启发设计师产生新的灵感。而电脑效果图,只是在所有设计完成后的一张不可跟改的结果而已罢了。现今有一种手绘趋势,把设计的产品放在某一个特定的场所里面进行展示,这样便于顾客和设计师更快的理解设计师的意图和产品的功能尺寸。手绘可以创造情景交流平台,让设计的阅读者身临其境体验产品并感受设计师的想法和情感。因此,现今很多设计公司和企业仍然非常看重手绘,这些公司给予了手绘新的定义和生命力。越来也多的设计师开始重视手绘技法的探索和创新。特别是纸上草图和电脑的结合使用混合技法的使用,把手绘推向一个新的高度。纸上技法和电脑手绘屏上的技法大致相同,只是媒介不一样。因此,我们以一种普世的态度来看待手绘,这样一来所讲述的技法都具有跨越不同媒介应用的意义。 四、结语 用文字来谈设计手绘中线的问题,总觉的纸上谈兵。真正能说清楚应该是设计师本身。每一位设计师都在不同的背景下,从不同的角度,以不同的形式,在产品手绘的世界里表现自己设计的产品形态。作为设计师,对手绘在设计中的研究是永久的事,因为它不仅是设计师个人能力的体现同时也是设计师个人的设计休养及才气。 作者:徐江 田雁飞 单位:重庆工商职业学院 工业设计论文:三对接人才培养模式下工业设计论文 1、充分的市场调研,是实现专业设置与产业需求对接的保证 地方产业发展及需求是开设工业设计专业的契机。以笔者所在的国家示范高职院校为例,学院地处长三角腹地常州,仅靠上海、苏州、无锡等工业设计行业发展较为领先的地区,专业开设之前通过大量的企业实地、电话、网络调研发现,在经济发达的长三角地区,工业设计呈现快速发展态势,产业规模持续扩大。工业设计行业发展园区聚集效应逐步显现,工业设计园区日益成为产业聚集的载体。常州周边已经有上海国际工业设计中心、无锡(国家)工业设计园,南京模范路科技创新园区、南京紫东国际创意园,江苏(太仓)LOFT工业设计园等知名工业设计园区。仅2009年无锡市拥有工业设计及相关企业近200家,实现营业收入超过50亿元。调研,发现行业需求和行业存在的问题,成为高职院校开办工业设计专业的动力和契机,是实现专业设置与产业需求对接的保证。 2、真实了解企业人才需求和行业职业标准,依次确立人才培养方案中的课程内容,确保职业标准与课程内容对接 缺乏设计专业化人才成为制约工业设计创新与发展的重要因素。根据调查,85%以上的设计公司认为,寻找合适的设计人才很难。主要表现在专业方向不合适,很多工业设计是都是从美术相关行业转型而来,缺乏对机械、模具、材料、结构等工科方面的知识,制约了设计作品的生产和市场转化潜力;在一个公司中年轻设计师所占比例过大,设计师待遇低,人员流失严重;缺乏工作经验较为丰富,具有设计、管理、营销能力的综合性设计管理人才。目前工业设计及相关企业需要的工业设计所需要的工业设计的人才主要分为以下三个不同的层次。精通计算机辅助设计软件,了解工业设计工科相关学科知识,具有团队合作精神,能辅助设计师完成草图绘制、产品造型、外观模型、产品结构分解,图纸输出等工作的助理设计人员;对工业设计的整个流程有熟练认识,具有团队合作精神,能够同相关部门协作独立完成相关工业设计任务的设计人员;熟悉产品的功能、造型、结构以及人机工程学、色彩学的运用,消费心理、产品市场定位等,具有很强的工业设计能力和设计实践经验,具有一定的策划能力和管理能力的设计管理人员。而且不同的企业对于上述三个层次的工业设计人才有不同的要求。国有大中型企业、合资企业和外资企业在工业设计方面比较重视,管理架构比较完善,对工业设计人才安排和需求上均按管理、研发、设计、技术等方面进行明确分工。而大量个体、私营企业人员比较精干,需要既精通工业设计、建模、制图,同时对各部门产品方面工作有一定协调能力的复合型的设计人才。因此工业设计专业的人才培养途径也被相应区分开来。高职院校培养的是助理设计人员;有本科院校培养或助理设计人员经过工作锻炼培养出来的是设计人员;设计人员经过历练成为设计管理人员。准确定位了高职工业设计专业人才培养目标———助理设计人员,职业能力决定了职业标准,为构建高职工业设计专业的课程设置和课程内容提供了依据,确保了职业标准与课程内容对接。 3、校企共同制定的教学项目,工作任务驱动的教学方法,工学结合的人才培养模式,保证了教学过程与生产过程的对接 通过引进相关的工业设计企业,共建校内生产性实训基地,教师参与企业设计项目,企业教师作为学院兼职实训指导教师,探讨如何将企业真实设计项目转化为教学项目。教学中采用工作任务驱动的教学方法,逐步完成平面设计———VIS设计(系统平面设计)———家具设计(简单三维造型)———逆向设计(局部创新设计)———小家电设计(整体创新设计)的渐进式高职工业设计课程体系教学,通过最后1.5学期的校外顶岗实习获取真实的企业工作经验,成为合格的工业设计助理设计人员。 4、健全工业设计专业人才培养实施的监督管理体制 科学、合理的教学保障和监督体制是最终实现“三对接”人才培养方案的保证。以笔者所在的学院为例,依靠工业设计专业“四评两查”教学质量保障体系,“过程管理”的手段来保证教学质量。四评是指学生评教(信息员反馈)、教研室评教(教研室主任评价)、教师互评(年终互评系统)、分院综合评价;两查是指授课情况突击检查、教学进度定期检查(期初、期中、期末)。做到事前有预控,事中有监控,事后有评价,评价有结论,确保教学质量得到落实。最终,依靠充分市场调研构建的专业设置对接产业需求、课程内容对接职业标准、教学内容对接生产过程的工业设计专业人才培养方案,在先进教学管理保障体系的过程管理下落到了实处,取得了良好的效果。 作者:刘军华 单位:常州信息职业技术学院机电工程学院 工业设计论文:虚拟现实技术工业设计论文 1现有典型的工业设计流程 真正意义上的产品数字化样机是将CAID、CAD、CAM三者联系在一起。由于CAD/CAM作为产品设计和制造的优秀模块,其数字化样机研究已经比较成熟。而作为产品设计的前期阶段CAID环节,还存在着大量的CAID和CAD工作流程混淆、流程中断等现实问题需要思考、解决。现有典型的工业设计流程一般开始于创意,通常先用手绘草图来表达设计概念,再通过三维造型渲染输出静态的效果图来进行设计方案评估。在二维图纸很难充分交流设计思想的情况下,实物模型仍然是将设计思想物化的唯一途径。因此,在概念设计完成后,可以用油泥或合成材料制作小比例的物理模型,用于对概念设计的评估。在完成对小比例的物理模型的评估和修改后,用三维扫描仪对油泥模型进行扫描,并利用逆向工程软件进行数据处理,最后完成三维数据。随着产品设计过程的深入,为了从外观、功能、结构等各方面最终确认是否符合设计效果,需要建立多种相应的物理样机,有时还需要制作全尺寸的样车模型用于评估和验证。当通过评估和验证后发现设计缺陷时,则又需要返回前一阶段,对设计数据进行修改,并再次通过物理样机进行验证。在实际工作中,这样一个过程可能会反复进行,直至最终设计结束。 2VR技术对产品工业设计的影响 典型的工业设计过程通常都是基于物理样机,在设计和试制过程中难以避免地会陷入反复试错的设计循环之中,这就将直接导致人力、物力的浪费和开发周期的延长。如果利用虚拟现实技术则可以减少设计过程中物理模型的数量,通过应用虚拟现实技术使产品设计的各个阶段实现可视化,可以对产品的造型、材料、人机工程、装配、检修过程、模拟仿真、加工工艺性能等进行预测及交互式的评价和优化。由于它灵活的特性,则可对其进行实时修改和评估,使设计师、工程师、市场营销人员、业主或其他参与者之间的交流更顺畅,从而简化设计流程,提高设计效率,给产品设计带来全新的理念和方式。 2.1工业设计方案展示与评估 在传统的工业设计中,设计师主要用平面的手绘图或者不同角度的三维效果图来表达设计思想、展示设计成果。而基于虚拟现实技术的工业设计则打破了传统的设计模式,在沉浸式的虚拟现实环境下,交互展示设计方案,更关注用户的体验感,而非产品本身。在进行设计评估时,在虚拟环境中利用专业设备(3D眼镜、头盔显示器、交互式手柄、数据手套等)进行交互,从而获得逼真的体验感。全尺寸的车辆外观、内装及司机室的三维立体影像能实时地显示,甚至还可以邀请专家和业主一起参与到设计中来,通过手持控制终端激发预设的参数命令对车辆的造型、色彩、装饰风格等进行直观的选择与搭配,亲自体验产品的最终效果,并对模型提出修改意见,实时观察设计和修改过程。 2.2人机工程分析 产品的舒适性、可操作性是评价设计的重要指标。以往,对于产品的人机工程分析往往是参照相关标准来进行,再结合物理样机进行评估。而在虚拟人机工程系统中,通过产品的三维数据和内置的人体模型数据集成,可以实时进行司乘人员的可视性、可达性、空间适应性、特定姿态的舒适性分析等。同时也可针对人体动作疲劳度的分析来校核并优化设计方案,及时发现设计方案中人机工效方面的不足,避免了设计方案在人机工效方面的“硬伤”。降低返工所带来的时间上和成本上增加的风险,缩短设计周期,使交付评审的设计方案更为准确,更具说服力,并给予设计方案理论以及数据方面的支撑,各种评估参数也可以输出成分析报告,并可以根据模型的修改实时更新。 2.3虚拟装配 在虚拟装配系统中,工作人员可以在虚拟环境下通过专用设备(立体显示系统、头盔显示器、跟踪定位器、三维鼠标、数据服、反馈数据手套)直观地实现人与虚拟产品的交互操作,对设计的机构进行装配检验,实现产品的虚拟装配和调试,并检查可能存在的干涉问题和其他不合理问题。 2.4虚拟试验及制造 车辆交付使用之前,都要进行试验,传统的产品开发模式下,产品的各种性能实验是通过样机和物理模型来实现的。随着VR技术在轨道交通行业的应用,物理试验模型已逐步被数字模型代替,基于数字模型,不仅可以对车辆的造型、结构关系等进行验证和评价,还可以在虚拟场景中,结合分析软件对数字样机进行分析计算,并实时将验证结果展现出来。设计人员即可及时进行调整,而不必等到列车在行驶试验进程中出现问题时再进行设计修改。虚拟现实技术还能模拟产品的制造过程,即产品虚拟制造。就是利用计算机仿真技术、信息处理技术对产品制造活动进行仿真,它不消耗现实资源和能量,过程是虚拟过程,生产的产品也是虚拟产品。虚拟制造过程包括材料热加工工艺模拟、加工过程仿真、板材成型模拟、模具制造仿真等。它是应用软件或虚拟数控技术对加工工艺及模具成型过程进行仿真,按照设计精度等的要求,通过模拟加工,选择最佳的刀具路径和加工参数。通过产品的虚拟制造,对产品性能和可制造性进行预测和评价,可以在生产之前发现潜在的工艺问题,进而采取相应的措施,从而缩短产品的设计与制造周期,降低产品的开发成本。 3基于VR技术的工业设计流程 相比现有的工业设计流程,引入虚拟现实技术后,带来的改善主要在以下三个方面: 1)在产品方案设计阶段,应用虚拟现实技术可以实现逼真的、交互式的设计界面,用户可以直接绘制可视化的产品数据模型。 2)在方案评估及验证时,虚拟数字样机让用户可以交互、协同地评审、分析和测试产品数据模型。 3)可以实现虚拟装配与虚拟制造。VR技术的应用实现了新产品开发技术的一个巨大飞跃,三维交互的设计方式给设计师提供一个更直观、更自由的工作环境。虚拟现实技术可以极大地弥补现有的CAD—RP产品开发流程的不足。基于VR技术的设计流程可以由现有的串行向并行的设计方式转变。 4应用VR技术的优势 1)增强工业设计手段:利用VR技术向产品开发决策者、市场营销人员、工程师及客户逼真地进行工业设计方案展示,将未来产品三维立体真实地呈现出来,让参与者身临其境的在车内外漫游,还能实时改变造型、颜色、材质,满足不同业主的个性化需求。 2)提高产品设计质量:在产品设计阶段,利用VR技术模拟产品开发全过程,预测产品性能,产品的可制造性、可维护性和可拆卸性等,从而提高产品设计的一次成功率。 3)降低样车试制成本:利用VR技术的逼真展示、人机交互、虚拟装配、事故模拟及虚拟实验等技术进行设计评估,减少物理样机的试制成本。利于有效组织生产制造,缩短产品开发周期、降低成本,提升设计质量与生产效率。 4)利于售后检修维护:利用VR技术真实展现设备的维修过程,制作虚拟样机电子检修维护手册,包括维修性设计分析、维修性演示验证、维修过程核查、维修训练实施等,以一种新型的方式让操作员工更直观地学习了解针对具体装配维修的检测维修方式。 5结束语 总之,虚拟现实技术的开发应用,为轨道交通装备工业设计提供了全新的数字设计平台,使设计实现了更自然的人机交互,对企业提高开发效率,加强数据采集、分析、处理能力,减少决策失误,降低产品设计风险起到了重要的作用。虚拟现实技术的引入,将使设计的手段和思想发生质的飞跃,更加符合市场发展的需要。可以预见,在未来的产品设计中,虚拟现实技术将逐渐应用到轨道交通领域的各个环节中去,并对整个设计行业产生巨大影响。 作者:高楠 张彦华 单位:南车株洲电力机车有限公司技术中心 工业设计论文:中小型企业工业设计论文 一、西安中小型企业对设计的认识 随着创意设计产业的发展,西安的与设计相关的中小企业也开始了解到工业设计对于产品销售和市场占有率起着决定性的作用,开始在产品的研发阶段导入工业设计。但是这些企业对工业设计的理解参差不齐,其导入工业设计的目的也各不相同。这就使得设计公司在于企业合作中没法合理化的运用设计方法以达到产品的最优化配置。通过目前市场调研,西安中小型企业中对工业设计的认知主要分为以下几个方面。 1、外观设计 众多企业认为工业设计仅仅是设计产品造型的外观,将产品以一种美的形态展示给用户。他们在产品开发中导入工业设计是完全为了产品的美观,而不去考虑产品中的其他因素,如易用性、创新性、可发展性等。此次调研的两家电子类公司。这两个公司都从事电子行业,其产品的优秀为电气电路,对于工业设计的要求仅仅是一个能将产品内部电路完美包装的“盒子”。企业选择设计公司的主要标准为廉价的设计资费,有次可见其对产品的要求仅仅是不至于难看的无人问津,企业认为只要是设计公司设计出来的外观可以用来生产即可,完全忽略所设计的产品在造型上与用户的交互性以及工业设计为产品所带来的附加价值。这两个企业的观点完全是对于工业设计的误读,这也与中国引入工业设计后对工业设计教育的方式有所关系。工业设计不是简单的产品造型设计,其对产品的附加价值绝对不仅仅体现于产品的外观,而更多的体现于对产品的易用性、创新性以及产品所给用户带来的反思层上的情感因素的增加。各企业应该首先明白工业设计的本质,才能更好的在产品开发设计中合理的导入工业设计,以其为企业创造经济效益。 2、绘制加工图纸 工业设计与客户对接,让客户的需求实体化,这理应是工业设计的正常工作。但在实际实施中,经常会出现客户的需求已经十分具体,而使设计工作流于表面的情况。本次调研的某家具制造企业,中型企业,拥有从产品开发到生产的一系列机构,并且拥有自己的展厅。但是,该企业是以生产酒店家具与办公家具为主的,由于去从事行业的特殊性,其产品设计在多数情况下是以客户为主,产品的设计是根据客户所提出的要求而去进行设计,多数情况客户会拿已有的产品照片作为设计基准。企业没有自己的研发目标,仅仅是根据各个客户的指示行事。这就使得在企业没有自己的自主产品,设计工作仅仅停留在绘制加工图的阶段。产生这样的原因是企业没有一个良好的管理层与长期的发展战略,企业对于产品的生产仅仅是要求获得客户的认可,而忽略了企业自身风格的发展。这种对于工业设计的理解无法体现设计对企业发展的推动力,将设计还仅仅是定位于产品制造的低端层面。工业设计的作用点不仅仅在产品个体上,其体现的是企业整体的文化与发展策略。 3、盲目追随 对工业设计的盲目追随在西安本土的企业中并不少见。成立专门的设计部门,但往往由于人员、制度等原因,其工作不以产品设计为主,反而企业内部的一些设计工作要以外包的形式交由专门的设计公司完成。在调研中,西安某大型企业的子公司就是这种情况,其工业设计部门成立不久,人员少,又因为其产品以重工业为主,产品线更新较慢,设计部门的工作量较少,因此其主要工作反而是公司宣传产品的设计。由于设计师平时的设计任务较简单,得不到锻炼,当企业需要一些重要的设计时则需要外包与企业外部的大的设计公司。该企业设计部门的成立并不是为了在企业发展中对所需要的设计项目进行合理解决,而是只为了增加一个设计部门以完善企业的整体构架。该企业在设置设计部门时,是企业高层觉得作为一个制造业企业,应该有自己的工业设计部门,但并没有考虑到企业产品的已趋于成熟,短期内不需要进行革新设计,并且由于西部设计人才缺失的原因,其所招的设计师不能进行高水平的设计,致使设计部门形同虚设。 4、个别企业有产品战略 上述所说的认知,不能说完全错误,但都不全面,设计应该是协调用户、企业、社会三方面的。其在企业中的作用应该是起到战略决策性意义的。本次调研中所接触的一家电器类企业,其对工业设计就有比较正确的认识。该企业在产品开发中导入工业设计的目的是通过对产品的改良提高产品市场份额,最后达到企业的受益。企业不光将产品设计定位于满足用户,同时还拥有自己的产品开发战略,有着对国内各部分市场的占有率的长期规划。将工业设计作为一项推动企业发展的源动力,作用于企业的各个方面,而不是单单的将工业设计认为是一种产品造型或满足客户以得到短期经济效益的手段。工业设计是通过建立企业与产品用户之间的协调关系而带来企业的长期发展。多数企业能明白这一点就可以从长期来推对企业的发展。 二、工业设计在西安中小型企业中的发展道路 西安多数中小型企业还不够发达,现代化还不够完善,与中国沿海企业还有一定的差距,应此对工业设计的理解有一定的偏差与误解是可以理解的。但随着西安经济的发展,企业应该将工业设计提升到一个设计战略的高度,将工业设计作为企业的发展战略,指导企业自身的发展,通过工业设计去调控企业各个环节上资源的合理配置才是在企业生产中导入工业设计的最终目标。 三、结语 工业设计在西部地区作为一项新兴的企业分工,与国际的现状还有很大差距,社会对工业设计也具有从浅到深的不同认识。在中小型企业中合理导入工业设计是企业发展的必要因素。在产品开发中合理导入工业设计更是具有增加国民生产总值,提高国家整体经济水平的重要意义。在西部开发的国家宏观战略下,西安中小型企业要加强提高对工业设计的认识,通过企业产品开发项目中工业设计对的正确使用,使产品达到合理、优质的形态。 作者:黄晟 单位:西安职业技术学院 工业设计论文:专业模型制作工业设计论文 1实验室的管理 实验室是学生学习和实践锻炼的主要场所。完善实验室管理主要从实验室场地的安排、设备的更新、人员素质的提高和实验室的安全管理等方面着手进行。工业设计专业课程大多是在实验室进行的,为了便于老师与学生的“教与学”的互动,实验室场地的宽松、通风、明亮尤为重要。我们建有木质制模实验室、精细制模实验室、产品造型实验室、油泥模型实验室、金属制模实验室等。学校在设备方面也投入了大量的资金,购置激光雕刻机、3D成型机、机械雕刻机以及其他电动工具等加工设备,为教学与实践的开展提供了必要的物质保证。实验技术人员是实验室的主体,实验室人员的素质高低直接关系到整个实验室能否正常运行、教学计划能否顺利完成,实验室人员的职业素质对发挥实验效能、提高实验课程质量有关键性的作用。工业设计专业材料品种多,产品结构形式变化繁多,要求实验室技术人员知识面广,专业性强,所以实验室专职人员要不断地提高自己的专业素质。 2模型设计流程 “产品模型制作”课是工业设计专业学生的一门必修课,在本课程的学习过程中涉及素描基础、立体构成、色彩构成、工程制图、产品结构、材料力学等课程内容。由此可以看出,“产品设计与制作”课是一门承前启后、理论与实践紧密结合的课程。我们采用的教学模式是“自主、研讨、合作”的学习方式。 2.1产品设计初期 同学自由组合,4人为一小组。学生是设计的主体,小组内部初次讨论时要求大家勇于思考,大胆想象,畅所欲言,相互尊重彼此之间的观点,友好和谐地对设计方案进行讨论。老师在这个阶段,要参与同学的讨论,提出一些具有启发性的问题,引导学生深入思考。在讨论的基础上,要求学生拿出方案,画出草图。 2.2产品设计方案的确定 小组成员对方案确认后,再次讨论,对产品设计从人机关系、视觉效果、产品结构以及连接方式进行研究、分析。这个过程,要求学生运用学过的知识,以及将各个学科的知识融会贯通。要求学生利用网络信息技术作为探索学习的认知工具,体现了学生自主学习的能力。教师主要帮助学生解决遇到的实际困难,最后用三维软件绘出效果图。 2.3产品制作前的准备 决定模型制作比例,选用合适的材料,确定产品的装配方案。画出零件工程图,结合实验室的设备情况,因地制宜,在老师的指导之下,制定产品的加工工艺,最后加工出成品。 3模型的制作 学习制作模型,首先要加强学生基本功的训练,先从简单的做起,模仿是提高模型制作能力的一个好方法。在基本功训练的过程中,老师的讲解、示范是最关键的,讲解的重点就是工具、刀具的规范使用和安全使用方法以及模型制作的工艺路线。其次,制作产品模型,模型根据在不同阶段的作用,可分为研讨性模型、功能性模型、展示性模型等,模型不同的用途,选用的材料、制作工艺也会有所区别。研讨性模型与功能性模型是设计初期阶段对产品形态进行的初步分析,以论证设计可行性。这一类模型,选用材料价格低廉,有一定的强度,成形容易,不易变形,可以做一些简单的涂色处理。模型增强了人们的视觉感染力,设计者通过对模型的观摩、分析,发现产品的不足,完善设计方案,进而求得更佳设计效果。展示性模型是体现产品最终真实形态、色彩、表面材质、材质机理为主要特征,具有良好的可触性、合理的人机关系、和谐的外形等,是展示性模型追求的最终目的。展示性模型的制作,是教会学生综合应用各种材料进行模型效果表现,其目的是制作出精美的模型。 4模型制作与计算机三维设计软件的衔接 5总结分享 1)分组:通常将一个班级分成7~8小组,每个小组设计一个方案,大家分工合作,一起研讨; 2)针对设计,确定模型材质和制造方案:每个小组所设计的产品不同,设计思路也不一样,模型的制作方法、选用的材料、工艺路线也各不相同。 3)充分利用现代加工手段和方法,提高学生的模型制造能力:在模型制作过程中,指导学生学习和使用激光雕刻机、3D成型机、机械雕刻机、木工加工设备及其他电动工具,学生的实践能力和动手能力显著提高。 4)重视模型设计与制作过程中的研讨:在产品设计,每个小组都有自己经验和感受,通过总结,大家共同讨论,互相学习,取长补短,共同提高,实现知识共享、经验共享。教师在参与学生的过程中,也会有很多感悟,实现教与学共同提高。 作者:朱望东 姜铭 单位:扬州大学 工业设计论文:工业设计教育教学论文 一、高职工业设计教育中教学竞赛存在的问题 1、忽视行业企业竞赛近年来,随着社会对技能型人才的大量需求,为此产生了各种各样的职业技能竞赛,并出现白热化现象。众多高职院校对部级或省级、市级举办的,具有官方性质职业技能比赛给与过多关注,并投入大量资金、人力物力及实验设施,认为官方等级的荣誉称号分量重,有利于提升院校知名度,便于院校的招生宣传工作等一系列目的,这种带有功利性竞赛心态,严重违背了职业技能竞赛的比赛意义。因此降低行业企业竞赛的参与积极性,不利于校企合作的深化发展。即使参与了业竞赛,认为获奖的荣誉分量轻,对院校没有实质性帮助,因此会在竞赛经费、实验设施等方面降低支持力度,这种重视官方级竞赛,忽视行业企业竞赛的态度违背了高职教育理念,不利于学生市场就业竞争能力的培养,这种缺乏企业行业竞赛技能型竞赛,会对校企合作产生诸多影响。 2、工业设计参赛的积极性低院校学生在职业院校所有的学习科目、实训项目等都是为以后职业发展道路奠定基础。积极参与、踊跃报名各项职业技能竞赛,在比赛中总结经验、提高技术能力,发现自身不足,在以后的学习、培训中采用具有针对性的强化训练,提高就业竞争力。近年来,职业技能竞赛的参赛人员并无明显增加,甚至导致有些竞赛项目因参赛人员少等缘故,无法组队。另一方面,学生缺乏对企业工业设计技能竞赛的深刻认识,不了解竞赛对于自身的意义,导致大部分学生并不热衷于各个项目,缺少参赛积极性。这种状况的出现不利于选拔职业技能强、职业技能扎实的优秀人员;除此之外,一些学生对工业设计竞赛不重视,抱着不端正的态度,不遵守比赛纪律,怕吃苦的态度,对自身的主观能动性严重缺乏。 二、参与工业设计职业技能竞赛的意义 1、健全技能竞赛制度所有的工业设计教学项目均是围绕以人才培养为中心,在这也竞赛中打造以人才培养的理念,把学生从对荣誉的关注度转移到对工业设计职业技能的重视。对于国家举办或省级举办的官方性竞赛以及行业企业举办的职业技能竞赛给与相应充足的支持,结合学校工业设计教育理念、学院特色有选择性的参与职业技能经常赛。以学生以后的职业发展道路来说,其行业企业竞赛更有利于职业道路拓展,通过这种形式,提前接触工作岗位,了解实际工作流程,有利于学生零距离就业。目前,随着社会对高技能人才的大量需求,许多企业加快了与高职院校的合作步伐,许多官方性质的职业技能竞赛项目,不仅仅局限在了国家、省市单位,现如今逐渐由行业企业和高职院校承办。因此,进一步促进了参与高职院校行业企业竞赛的积极性。 2、营造了学院学习氛围各种工业设计职业技能竞赛,促使学生掌握的大部分技能提供了一展才华的机会,通过竞赛培养学生团队合作精神、提升眼界、锻炼抗压能力、增长技能知识,发现并在以后的学习中积极弥补自身技能的缺陷。行业企业技能竞赛有利于对专业技能的实际运用,对提升他们的综合素质具有重要作用。提前接触工作环境,拓展了职业发展空间,提高了职业竞争能力,通过对自身能力的针对性训练,为以后在岗位的适应能力奠定了良好基础。从这一层面来说,对调动学生参与积极性、技能学习的全面性具有重要意义,不仅营造了良好的学习氛围,更有利于教学理念的实现。 3、深化指导工业设计教师的专业性学院教师对学生技能水平的高低具有重要作用。因此在教育工作中,直接推动了指导教师的专业技能的发展,自由教师自身熟练掌握各项技能以及教学方式,才能高效的发挥教学工作,易于学生对专业性质高的学科理解、掌握。许多企业岗位要求的技术能力,在职业技能竞赛中都有体现,这需要指导老师帮助学生分析当下就业形势及要求所具备的岗位职业能力。全面了解竞赛项目、规则、注意事项等做好赛前准备,这既是对指导教师的考验,也是对学院学生应变能力、适应能力的考验,促进“教学相长”的良好面貌的形成。促进社会对教育的支持与关注,为高职院校的技能人才给与高度认可和接纳。 4、促进了高职院校的改革各种高要求、高标准的工业设计技能竞赛,对职业院校的教育管理制度提出了更高的要求。例如对于以往的教学理念已不能满足当代教学水准,让学生仅仅掌握书本知识是不够的,因此注重实践教学,重点培养学生理论知识与动手能力相融合的教学特色;在工业设计课程专业的选择方面,逐渐重视学科的应用型、岗位实用性;结合行业企业的人才需求,采取针对性的教学内容,及时调整教学策略,规范教师队伍,提升教学能力等方面具有重要价值。 三、结束语 工业设计职业技能竞赛不仅促进了校企合作、人才培养、教学改革,也是对教学质量的检验。促进了职业发展空间,提高了职业竞争能力,促使学生职业能力的全面提升,对当代职业教育发展、实践理论具有深远影响。 作者:赵娜吴瑕单位:浙江省金华职业技术学院 工业设计论文:高职分层教育工业设计论文 一国内高职生源质量现状分析 高职生源质量是指在高职教育阶段开始时,学生掌握的与未来高职学习有关的基础知识、综合素养以及学习态度,满足高职教育培养要求的程度。宏观的生源质量主要指生源构成,即报考人数、录取人数、录取比例、生源分布等自然信息指标。微观的生源质量还包括学生的综合素质和个性能力等,如政治表现、道德品质、身心素质、组织能力、社交能力、创新能力等。高职教育作为高等教育的一种形式,对提高国家劳动者素质、促进经济发展具有极其重要的意义。我国高职教育正由规模发展向内涵发展转变。生源质量作为高校教学工作的起点,关系到人才培养的质量,是高校发展的重要影响因素之一。现实情况是,面对高等教育不断扩招的大形势,高职院校生源质量日趋复杂化,主要表现在以下方面: 1生源成绩逐年下降与西方发达国家相比,我国社会对高职教育没有普遍的认同感,大部分学生家长没有将高职教育认作是与本科教育并行的高等教育的两个分支,导致高职院校的生源普遍分数较低。随着高等教育的大众化发展和本科院校的扩招,高职生源录取成绩下降趋势更为明显,高职学生个体素质差异性悬殊增大。 2生源层次复杂多样随着高校招生模式改革的推进,在统一招生录取的基础上,增加了注册入学新模式,为高职院校解决生源和低分学生入学提供了新的渠道,随之带来的是生源文化知识基础和综合素养的参差不齐。另一方面,中、高职衔接的对口单招,成为与普招并列的新模式,丰富了高等职业教育的内涵,同时,也产生了生源基础不同的新状况。 3生源素质参差不齐生源录取分数的高低一定程度上提现了学生知识基础的差异,与文化分相比,艺术类高职生源的专业分的高低带来的专业基础的差异更明显。其次,现在的生源多为伴随着经济飞速发展成长的独生子女,往往集体意识淡薄、人际交往能力较差,职业岗位需要的团队合作精神、沟通能力等较为匮乏。此外,部分学生存在求学、就业目标不一致性,对专业的兴趣度不高,无法积极投入专业学习中。高职生源质量的复杂性决定了高职教育改革的必然性。 二工业设计教育发展现状与特点分析 工业设计是多学科交融和综合的设计类学科,从莫里斯提出“艺术参与工业运动”的设计指导思想,到格罗披乌斯建立包豪斯,工业设计作为一门学科真正确立。以“艺术与技术相统一”为原则的包豪斯聘任艺术家与手工匠师授课,形成艺术教育与手工制作相结合的新型教育制度,实行设计与制作教学一体化的教学方法,提倡“从干中学”。西方工业设计教育发展至今,无论是高校还是社会,均已形成了完善的教育生态系统。当代德国的工业设计教育要求学生在工作室中在导师的指导下开展设计项目,以此来丰富自己的实践经验。作为世界上最早实现工业设计职业化的国家,美国工业设计教育强调专业化的校企合作产品设计教学,通过严谨的训练,使学生掌握工业设计的程序与方法,获得较高的职业素质。英国工业设计教育针对学生特点安排课程,注重教学与实践的结合。由此可知,从包豪斯到现今西方发达国家的工业设计教学,无不强调艺术与技术结合、理论与实践结合的教育理念,带有浓厚的职业设计教育特色。工业设计教育在西方发达国家成为普及性的教育,如德国从小学即安排艺术修养与艺术基础知识及技能的训练课程;英国也是非常注重从小开始设计教育,其小学就设有“设计与工艺”课程。此外,在国外高职教育和本科教育是两个并列的教育模式,不存在孰好孰坏,孰高孰低的问题。而国内,由于社会认知上的偏差和高考录取机制等因素,导致高职的生源质量不是很理想,从整体上看,学生的综合素质和学习习惯、学习能力与本科生有一定差距。从对目前高职工业设计生源的调研分析来看,往往录取的人中大部分并不了解工业设计,而其学习工业设计所要具备的艺术素养和基础也比较差。面对基础参差不齐的学生,用统一的教学目标和培养方式肯定行不通,笔者认为采用分层教育更具可行性。 三高职工业设计分层教育探析 国内高职工业设计专业人才培养主要面向产品创意设计效果图绘制、计算机辅助设计、产品模型制作、产品结构设计等岗位。与之相应的专业技能包括草图绘制(产品速写)、手绘产品效果图、二维、三维设计软件应用、产品模型制作等。工业设计的工作性质和流程决定了完成一个工业产品设计(项目)需要设计团队的通力合作,因此教学中除传授学生专业技能外,还要锻炼其团队合作能力的沟通领悟能力。 1生源的分层综上所述,高职工业设计教育改革应考虑两方面因素:生源质量和人才岗位要求。可以生源质量为依据,从兴趣能力角度将学生分类,实施分层教育。在具体的教学中,根据学生学习工业设计专业所需具备的基础储备、潜能和兴趣度等可将学生分成“创新型”、“技能型”和“待定型”三类。“创新型”是指那些具备成为一名工业设计师所应有素质的学生,他们除了能熟练的掌握各种设计技能外,还具有较好的创新意识。“技能型”是指那些掌握熟练的设计技能(如设计软件的应用)但创新思维欠佳的学生。“待定型”是指那些求学、就业目标不一致,对专业学习兴趣不足的学生。 2教学组织形式专业课采用主修与选修互补、集中授课与工作室教学交融的教学模式。学生在一年级完成设计基础课和相关技能课的强化训练,二年级时通过双向选择进入工作室进行学习。工作室模拟设计公司运作流程,大二上半年以教师提供的模拟项目为设计课题,工作室内的学生以团队方式、分工合作完成课题。大二下半年引入实际项目,老师以指导的方式带学生一起完成项目。 3教学质量保障机制首先是结构合理的师资队伍,高职工业设计的教师必须时时注意提高自身的知识结构和实践能力,以“双师型”为培养目标,将教学同企业实践相结合。其次是完善的教学设施,学校在教学条件的软硬件配置方面应尽量与企业接轨,仿真的教学环境有利于师生教学成果的取得,当然若能吸引企业入住学校,成立校中厂,则更有利于实现校企资源共享和成果的共享。此外,分层教育不可避免会带来教学管理的复杂化,因此需要制定系统、科学的教学工作量统计和考核机制。 四结论 综上所述,高职工业设计教育要立足行业企业对人才的岗位需求,以提高学生对口就业能力为本位,本着人人成才的原则,通过分析生源质量,推行专业课主修与选修互补、集中授课与工作室教学交融的分层教育模式改革,并将校企合作贯穿到课程教学中,可以切实提高人才培养质量。 作者:吴君单位:江苏信息职业技术学院 工业设计论文:互联网时代工业设计论文 一、互联网时代的主要特征 1自然特征交流便捷化:互联网中数字化信息传播速度快、数据量大、多样化,在互动、互联和社群网络交流中,人们的信息、情感交流和知识学习十分便捷。知识大爆炸:现代科学技术快速发展,新知识、新技术爆炸性增长。信息对称化:由于交流便捷、科学技术普及和生活、工作需求,消费者、被管理者主动掌握的信息越来越多,信息越来越向对称化方向发展。 2社会特征追求个性化:互联网打破人们的时空、身份、地位、层级、经济等限制,通过平等沟通、开放交流、低成本转移,使人类的情感、个性得到解放,具有关系平等和更大的文化、精神、价值追求机会。组织扁平化:互联网具有去中心化和资源共享特点,加上现代经济社会快速发展,促使管理生态化、决策民主化,使工业化时代“金字塔”型自上而下组织领导结构,向互联网时代扁平化的分工协作组织结构转变。活动社会化:互联网增加了自组织的便利,相似追求、喜好、价值观的人群,按照“1:9:90规律”,组成不同、分散的社群网络,形成对现实经济社会活动产生重大影响的各类虚拟、非正式组织。 3经济特征创新常态化:网络具有信息、资源整合优势,伴随技术进步快于市场需求增长,产品生命周期出现迭代现象,创新成为常态,消费者情感体验需求超过功能体验需求。数据资源化:大数据不是随机样本,而是全体数据,放弃对因果关系的渴求,关注相关关系。大数据是人类认知与交流的全新思维,已经成为经济社会活动的重要资源。长尾规模化:网络网民规模大,边际成本递减、消除产业链部分中间成本,选择搜索便利,小规模生产可以实现低成本经营,小规模需求成规模复活,这是长尾理论的优秀。 二、互联网时代的工业设计特征 互联网时代的自然特征、社会特征、经济特征,将对工业设计的理念、组织管理模式、工业设计流程产生深刻影响,现代工业设计需转变产品设计、组织管理、战略决策模式,以适应时代的发展。 1工业设计组织管理特征工业化时代工业设计的组织管理,基本以生产企业内部设计部门为主。工业设计,根据企业的战略和要求、市场调研,运用现代科技成果和设计理念,围绕高端客户、大众需求和比较明显的产品生命周期,以产品功能、性能为重点,进行初始产品和升级、换代产品设计,设计偏重科学、技术、美学。组织管理模式为金字塔形,决策重视自上而下,依托优势和主要竞争者制定设计策略,相关和支持产业以社会上科技型公司、设计院(所)和大学为主,重视内部价值链整合,产业链、社会资源整合程度不够。互联网时代,大数据思维、平台思维、社会思维、跨界思维贯穿整个工业设计始终,用户思维、简约思维、极致思维、迭代思维体现在产品研发整个环节,工业设计向人性化、智能化发展。科技创新是重要基础,但更强调对消费者精神情感需求的把握。工业设计也不再单纯是设计部门或设计人员的事,需要客户参与、直接互动、沟通体验。企业内部设计人员的地位将变得十分重要,要求综合素质高,有前瞻性眼光,重视大数据资源,善于与客户互动沟通,能准确把握市场发展趋势,了解市场真正需要的产品,技术性设计技能降到次要位置,发挥社会化资源整合优势。决策重视自下而上,关注纵向产业链、横向价值链。 2产品不同时期的工业设计管理特征 2.1产品初期产品初期是根据新的科技理论或现实需求,而目前尚未存在的创造型、实用性新产品。产品战略以功能、性能为优秀,产品侧重高新科技品质,目标市场为重点、高端用户。组织管理具有明显的工业化时代特征,组织管理以金字塔形结构为主,决策重视由上而下,大数据预测优秀因子为新科学技术理论或目前尚未存在产品及替代性产品的需求,相关和支持产业以科技型公司、设计院(所)和大学为主。 2.2产品中期产品中期是指目前市场上已经存在,市场处于产品发展期,或主流市场处于产品升级、换代期。产品战略追求多功能、低成本品质,产品以形式产品和外延产品设计为主,目标市场主要为大众用户。随着产品市场成熟度的增加,组织管理特征由工业化时代向互联网时代转化,金字塔形组织向扁平化组织转化,决策由上而下向由下而上转化,大数据预测优秀因子为大众用户需求,相关支持由依托科技型公司、设计院(所)和大学向客户精神情感互动体验转化。随着科技发展和技术转移、扩散的加快,产品优秀、关键技术越普及,升级换代速度和组织管理特征转化速度越快。 2.3产品后期产品后期是指目前市场上该产品市场已经成熟,主流市场已被瓜分,处于突出个性化产品期。产品战略体现产品的独特文化、精神和价值,产品以个性化设计为主,目标市场为长尾市场的个性化需求用户。组织管理具有明显的互联网时代特征,决策重视由下而上,大数据预测优秀因子为独特的文化、个性化的精神和价值追求,工业设计依托消费者精神、情感互动体验,科技型公司、设计院(所)和大学相关支持为辅。 三、结语 文章对互联网时代的主要特征进行了分析总结,概括论述了互联网时代工业设计的组织管理特征和工业设计在产品不同时期的管理特征,提出随着产品市场成熟度的增加和市场的开拓,工业设计特征由工业化时代向互联网时代转化,产品优秀、关键技术越普及,升级换代速度和组织管理特征转化速度越快。通过对互联网时代的工业设计特征进行初步探讨,使工业设计师或工业设计管理者对互联网时代的工业设计特征有一个基本了解,适应时展要求,促使工业设计健康、可持续的发展。 作者:李昱单位:济南大学机械工程学院工业设计专业 工业设计论文:后工业社会背景下的工业设计论文 一、后工业社会中的工业设计 后工业社会也称为信息社会,最早由美国社会学家丹尼尔•贝尔于1973年在《后工业化社会的来临》中正式提出,后工业社会由高科技所引发,是信息产业革命化的产物,在后工业社会,高技术产业和服务业将成为国民经济发展的主导产业。①工业设计起源于工业革命时期,至今已有250多年,随着人类由以机械化为特征的工业社会走向以信息化为特色的后工业社会,工业设计的内涵正在发生根本变化,以外观设计、造型设计、色彩设计等为代表的传统工业设计,正在快速向以科技为支撑、以可持续发展为导向的高端化、综合化方向发展。我国《“十二五”规划纲要》将工业设计作为高技术服务业,明确提出要“促进工业设计从外观设计向高端综合设计服务转变”。后工业社会的工业设计必须要在功能满足的基础上,将人们内心的安全感、幸福感等情感激发出来,而不是简单地停留在物质层面,这其中的聚焦点,正是用户体验,谁的产品或服务更能贴近用户的使用心理和习惯,谁就是胜出者。因此,在后工业设计中用户体验将成为工业设计价值的优秀。 二、后工业社会对工业设计师能力的要求 在后工业社会中,设计师将面对资源紧张、信息泛滥、情感疏远等社会与生态问题,需要将设计从“产品为中心”转变到真正“以人为中心”,设计对象也将从“物品”转向“服务”。因此需要建立一种较以往更系统、更全面、更深入、更具广度和深度的设计思想。后工业社会是高科技的社会,在这种社会中,需要通过设计将高技术与高情感相融合,因而迫切需要使世界变得温暖的设计人才。这种人才应具备真、善、美的素质,它们分别代表着设计的三个方面,即科技之真、人文之善、艺术之美,设计需要兼顾科学、道德与美学,唯此才能造福于社会。在具体设计过程中,设计师应树立设计的全局观,不能将自己的工作仅定位于艺术造型这一较低层次的设计,特别在以人本主义科技创新为支撑的后工业社会,造型仅仅是设计的一个环节,而前期的设计调查对于设计来讲则非常重要,只有进行细致的设计调查,设计才能“对症下药”。此外,设计过程中除了考虑美观因素外,可用性因素也必须加以考虑,使设计既美观又实用,给用户以良好的体验。 三、工业设计教育改革的措施 (一)课程设置工业设计是一个跨学科的专业,其涉及艺术学、工学、文学等多个学科门类,设计类的学生必须具备跨学科的知识,并通过具体的设计实践将其进行有机整合。从后工业社会中设计师应具备的真、善、美三种基本素质出发,可将工业设计专业的课程划分为工程类、人文类、艺术类三大模块。工程类课程的设置面应比较广,侧重于让学生了解各种工程知识,在此基础上思考技术与人的关系,怎样将其与设计相结合。工业设计专业工程类课程的设置除了材料与工艺、结构设计、电工电子技术等以外,还应包括移动互联技术、传感器技术、人工智能技术、新能源技术等。人文类课程的设置目的是使学生能从社会的宏观环境出发,发现急需解决的社会问题,使设计能满足人的需要,引领人们的生活方式。在后工业社会中,老龄化问题、环境污染问题、可持续发展问题等都是非常重要的社会问题,教师可引导学生围绕这些问题进行设计。工业设计专业应设置的人文类课程有社会学、人类学、心理学等。艺术类课程主要培养学生的审美意识,以使设计作品符合现代社会的审美趋势。设计是一种实用艺术,并不是纯艺术的个人表现,设计师应站在用户的角度考虑问题,不能以自我为中心。工业设计专业应设置的艺术类课程,包括造型设计基础、设计色彩学、设计美学等。 (二)理论教育移动互联和云计算等信息技术的迅猛发展,使后工业社会处于一个信息爆炸时代,学生可以通过多个渠道,如慕课(MOOC)、网络论坛、微博等对所学的专业或课程有较好的认识。在这种情况下,教师的授课方式势必发生变化,不能再完全沿袭以往满堂灌输的教学方式,教学过程中应加强互动,教师的职责将更倾向于引导者和组织者,以培养学生的自主学习能力,这对于设计类专业尤为重要,要做到这一点任课教师必须对课程有深入、全面、系统的认识,必须时刻把握学科发展前沿信息。 (三)实践教育在后工业社会中,设计将由专业设计师的工作向更广泛的用户参与演变,以用户为中心的、用户参与的创新设计将会日益受到关注,以用户体验为优秀的设计创新模式正在逐步形成,设计的成功与否将更多地由用户来决定。在此背景下,教师在进行实践教学,如课程设计、专题设计、毕业设计等时,应引导学生走出教室,对社会中存在的问题进行深入思考,把握社会热点,并从设计的角度对其进行审视,寻求设计切入点。此外,在具体的设计过程中,应鼓励学生走入用户的世界,认真研究用户的生活形态和行为习惯,使自己的设计能够融入更多人性化的东西,给用户以良好的体验。只有这样,设计才能为用户所接受,才能为社会所认可,才能产生市场价值。正是基于此,许多学者认为设计学院将会成为未来的商学院。 四、结语 后工业社会的工业设计以网络化、智能化和绿色低碳可持续发展为特征,对工业设计教育提出了新的挑战,其要求工业设计师应具有真、善、美的素质,采取较以往更为全面和系统的设计思想,基于此,本文从课程设置、理论教学、实践教学三个方面对高校工业设计的教育改革进行了系统分析,相信后工业社会的工业设计必将促进“中国制造”向“中国创造”的历史跨越。 作者:李永锋朱丽萍单位:江苏师范大学 工业设计论文:采煤机工业设计论文 1工业设计在采煤机上的应用 (1)结构设计在采煤机上的应用 在采煤机造型的设计过程中,通过对采煤机外观的改进,以简洁的形态,赋予采煤机外观设计的整体美感;通过对采煤机零件或结构的改进,提高采煤机的性能与产量;通过对采煤机各部件的模块化设计,提高了整机产品的适应性和灵活性;通过对采煤机在使用中人机交互设计,实现了人机关系的和谐统一,形成了一种健康可靠,又不失当代工业化美感的新型矿山机电模式。某公司的采煤机,牵引部采用双T形导槽插装式滑靴架结构,通过对采煤机牵引部中平滑靴与箱体近凸形连接、间隙配合方式,此机构首先使滑靴架在采煤机机身方向上有良好的地位,并有效地保护了联接螺栓定位销的使用寿命,并且也有效地改善了该部位的装配工艺,同时能更有效地提高其安全可靠性,使在定位销及螺栓失效的情况下仍能有效地起到连接滑靴与机身的作用,在外观上也使采煤机外形上更加紧凑美观,也加强了采煤机的刚性化; (2)色彩在采煤机上的应用 长期以来,使用者及设计师更多考虑的是如何准确有效地实现采煤机的既定功能,往往忽略了在这种复杂、恶劣、昏暗的工作状态下,工作者长期工作产生的不良心理暗示,此时如果选用适当的颜色就能起到积极有效且潜移默化的舒缓效果,而不同的色彩又能产生不同的生理和心理作用。与其他机械产品一样,矿机产品的质量首先是功能,外观色彩是为体现产品的功能服务的,色彩设计必须反映和表达产品的特点和作用,充分考虑人的生理,心理和环境等各方面因素。从采煤机整体色彩来看:由于采煤机的工作环境是在井下,井下黑暗一片,采煤机在井下工作时,采煤机的色彩即不能和工况色彩冲突太大,使井下工作人员产生视觉疲劳,也不能和工况色彩太近相似,导致区分不明显,使人产生不稳定、压抑的感觉。适当正确的色彩应该能使使用者在工作的过程中保持亲切明快的感觉,调动并保持积极的情绪,从而提高工作效率,使操作者有一个舒适轻松的感觉。如采煤机以整体红色设计为主,红色为纯色,鲜而不亮,与工况环境颜色不会产生太大的颜色反差,滑靴为黑色设计,体现出采煤机的厚重稳重感,滚筒以天蓝、黄色或乳白色设计,色彩鲜亮,起到对采煤机以及工况环境的点缀作用,其占面积小,不会对视觉产生太大的视觉冲击; (3)人机工程学在采煤机上的应用 煤矿机械人性化设计应以人机工程学原理为基本的设计原则,同时运用人机界面学、产品语义学、造型美学、环境学和工程技术等原则,它是一项以人为优秀的“人-机-环境”综合的系统设计。通过系统的最优选择和最佳设计等手段,使人与及其设备之间相互适应,功能分配合理,为人们设计合理、和谐的人-机-作业环境系统。比如某公司采煤机的牵引传动箱,设有安全型旋转式防护装置。此装置利用铰接销将防护板铰接安装在采煤机机身的箱体上,并用限位销限位,每组采用5个螺栓进行紧固,当采煤机出现故障需要打开机身防护装置检修时,只需拆掉5个螺栓,然后握住把手将防护板拉出至限位末端,顺时针(或逆时针)旋转180°即可,此时防护板由铰接销支撑,由于限位销的限位作用,防护板被拉至规定位置后不再移动,利用重力的作用,整个防护装置就悬挂在箱体上。与传统的采煤机防护板相比,此装置具有良好的人性化设计理念和紧凑美观的外形;重量轻便、容易安装、操作简单、维修方便、安全可靠等特点。这将大大减轻了煤矿井下维修工人的劳动强度,为井下安全生产提供了保障。 2工业设计针对煤机产品的意义 在传统的矿山机械中,功能与可靠性为其长久以来的主要攻关对象,而当前的形势是各家产品无论从开始的销售、设计、生产到使用与售后都逐渐标准化成熟化的时候,如何提高用户的使用感受及等多关注其用户体验性,关注其使用过程中的方便性,灵活性,舒适性,健康性就显得尤为重要,而当代机械产品的工业设计此时就充当了提升产品附加竞争力的重要角色,其综合运用产品形态、色彩、人机工程学等多个方面,不仅更充分地发挥了其使用特性,同时加强其人文价值,使产品更加易用,降低了劳动强度,提高了劳动效率,更成为一种对用户有效的长期的保护形势。在煤机发展基本成熟的今天,工业设计将成为采煤机设计的新方向之一。 作者:张丽明景明谢进单位:太重煤机有限公司
作为保障路桥工程施工建设耐久性功效的目标,会因防水施工技术优劣而出现不同效果。基于此现状,相关建设人员应从实践角度出发,即要明确损坏问题出于何种原因,也要找出防水施工技术优化控制的方法策略,才能够获得良好施工实践效果。 1道路桥梁施工中防水施工技术应用必要性 道路桥梁施工中防水施工技术应用必要性体现在许多不同方面,以下从减少不良环境影响、提高施工整体质量、增强设计合理性、确保材料合理配置等方面出发,对于道路桥梁施工中防水施工技术应用的必要性进行了分析。 1.1减少不良环境影响 道路桥梁施工中防水施工技术应用对于减少不良环境对于施工的负面影响有着很大帮助,大量技术研究表明,对于道路桥梁工程项目来说,渗水现象的出现,直接会影响地基结构的作用稳定性,从而导致路面发生裂缝或是翘皮等病害。这种情况,不仅会降低道路桥梁工程建设使用的安全稳定性,还会降低其耐久性。为此,相关建设人员施工技术角度,做好的防水工艺控制,保护路基结构不受路桥施工建设不良环境的影响。值得注意的是,道路桥梁施工中防水施工技术的应用效果,应在明确当前损坏问题出现原因的基础上找出技术控制工作的开展方向,从而使工程建设采取的措施方法具有一定针对性与适用性。 1.2提高施工整体质量 道路桥梁施工中防水施工技术应用能够提升施工的整体质量。这本身也是提高道路桥梁工程项目施工建设整体质量的重要课题,研究人员应将其技术优化成果服务于当前现代化经济建设背景下的交通运输业,以缓解其所面临的车流量压力。这种情况若有道路桥梁工程的整体性能果降低,进而影响各部分结构使用寿命达不到设计要求,防控整体质量风险,应用道路桥梁施工中防水施工技术就有了很强的时效性。 1.3增强设计合理性 道路桥梁施工中防水施工技术应用可以增强设计本身的合理性。在道路桥梁的设计阶段中,常因设计人员的工作经验欠缺以及与工程建设实际情况的结合脱节,而使结构的防水要求未得到充分满足。这种情况下,路桥就会受负载以及冷热环境的作用影响,出现不同程度的裂缝与开裂问题。而与之对应的防水结构欠缺,相应的使用寿命也会随着破损而下降。因此对于道路桥梁工程项目的防水结构施工,相关技术人员要严格遵循相关的设计操作规范进行施工,并提升结构基本功能的应用持续性。 1.4确保材料合理配置 道路桥梁施工中防水施工技术应用还能够确保施工材料配置的合理性,因此相关建设人员应在此基础上找出施工材料应用的控制方法。在道路桥 梁施工过程中,施工材料的性能质量直接影响其作用效果的发挥。为此,相关人员在采购防水施工材料时,要将黏滞力、无缝式防水性能、拉伸性能以及吸持表面体性能等作为重要的选择依据。此外,由于道路桥梁工程所处市场环境的多元化发展,使得各类具有先进性应用效果的新型防水材料投入施工使用。然而,此类施工材料的应用会加大建造成本,因此防水施工技术人员要结合工程建设的实际情况,把好钢用到刀刃上,在适当的位置以及不稳定影响因素较大的位置,应用新型施工材料,从而提高道路桥梁工程项目整体的安全稳定效果。 2道路桥梁施工中防水施工技术应用 道路桥梁施工中防水施工技术应用并不是一项简单的工作,以下从增强技术应用综合性、完善施工方案编制、构建系统化防水体系、强化后续养护工作等方面出发,对于道路桥梁施工中防水施工技术应用进行了分析。 2.1增强技术应用综合性 道路桥梁施工中防水施工技术应用有助于增强施工的综合效果。道路桥梁施工中,防水施工技术应用过程出现的材料性能质量问题、设计问题以及技术局限,使得结构作用效果与工程建设需求存在一定差异,这就降低了路桥工程建设使用的安全性与耐久性。为此,研究人员应结合当前施工建设过程所处的市场环境以及实际施工情况,通过科学配置防水施工材料、规范施工方案编制环节以及构建防水体系,来解决目前结构在实践过程中出现的裂缝以及开裂问题。事实证明,防水施工技术人员应细化道路桥梁施工中的每个环节,进而降低外界不良因素以及材料和技术等内部因素给结构带来的不良影响 2.2完善施工方案编制 道路桥梁施工中防水施工技术应用的关键是完善施工方案编制工作。针对道路桥梁工程编制施工技术应用方案的不合理问题,相关建设人员应通过提高施工方案编制环节的规范性,避免工程项目因未全面考虑具体施工情况的限制,而降低路桥结构稳定性。以排水功能的设计过程为例,工程建设人员应根据路桥工程项目所处的实际情况,将科学技术应用于施工方案的规划编制工作当中。这样一来,不仅本工程项目的施工设计方案得到了大幅度的优化,还能为其他工程的施工建设提供借鉴,进而找出与实际情况相符的防水施工技术应用策略。此外,由于目前市场环境中的防水材料种类较多,施工技术人员要根据工程建设的实际情况选用防水材料,以提高结构作用的整体效果。 2.3构建系统化防水体系 道路桥梁施工中防水施工技术应用离不开系统化防水体系的支持。由于道路桥梁施工中的防水系统质量与工程项目建设使用的稳定性有着密切关联。为此,施工技术人员在构建防水体系的过程中,要通过控制两方面影响因素来实现体系应用的目标实现。一方面,相关人员要保证路桥施工使用材料的监督管理实效,即保证材料满足设计使用要求。另一方面,相关建设人员还要注重施工工艺的应用控制,将现有的科学技术充分利用起来,以提高施工工艺水平。 2.4强化后续养护工作 道路桥梁施工中防水施工技术应用还需要后续养护工的支持。对于实际施工过程的运输作业,不能在完成拉毛处理的混凝土表面上进行。如难以避免,则应采取行之有效的防控措施,来避免结构可能出现的破损问题。当防水层施工完成后,应在沥青混凝土结构铺装层施工前,注重对其的养护。即保证结构表面严禁进行倒车或是急刹车操作。此外,在对道路桥梁喷涂防水涂料时,要对防撞墙进行遮挡,而且防撞墙的底部涂刷作业,应采用辅助人工的方式来提高施工操作的灵活性。保证路面的清洁与平整,这是保证路桥防水施工质量的关键。 3结语 这是实现当前现代化经济建设背景下道路网络建设可持续性目标的关键,施工技术人员应将其作为重点研究对象,并且实际进行施工前,施工技术人员要对路面的平整效果进行检查,即是否存在污渍或是泥沙等现象。如不合格,则要采取必要的控制措施来满足施工要求,毕竟打好基础才能够为道路桥梁施工水平的提升起到关键性的助益。 参考文献: [1]袁豪杰.道路桥梁施工中防水施工技术浅析[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2018,7(5):21-23. [2]杜娜娜.道路桥梁施工中防水的施工技术[J].交通世界.2017,11(5):34-35. [3]卢清水.道路桥梁施工中防水的施工技术分析[J].低碳世界.2017,3(25):71-72. [4]田琳琳.道路桥梁施工中防水的施工技术[J].中国新技术新产品.2016,6(25):22-24. 作者:高凯 孙英阁 杨蕾 单位:河南瀚州建设工程有限公司
大气环境论文:浅析大气环境污染与防治措施 摘要:文章浅要分析了造成大气环境污染问题的原因,简要介绍了大气污染物的种类,提出了防治大气污染的几点措施,主要有改革工艺和设备;对燃料进行选择和处理以及改善燃烧方法;开发废气净化回收新工艺,化害为利,综合利用;采用高烟囱排放;城市绿化。 关键词:大气环境;污染防治;废气净化;环境绿化;环境保护 某些物质进入大气或水体中会对人类和生态平衡产生不良影响,这些物质被认为是污染物。引起大气污染的物质,按其来源可分为两大类:其一来自自然界,如狂风席卷的沙土,火山爆发喷出的灰烬和二氧化硫,森林大火产生的二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫和碳氢化合物,雷电产生的臭氧等;其二来自人类活动,包括生产和生活所产生的气体。 一、大气环境污染 大气中主要的环境污染物有二氧化硫、氮氧化物、粒子状污染物、酸雨等。 (一)二氧化硫(SO2) 二氧化硫主要由燃煤及燃料油等含硫物质燃烧产生,其次是来自自然界,如火山爆发、森林起火等产生。二氧化硫对人体的结膜和上呼吸道粘膜有强烈刺激性,可损伤呼吸器管,可致支气管炎、肺炎,甚至肺水肿呼吸麻痹。短期接触二氧化硫浓度为0.5毫克/立方米空气的老年或慢性病人死亡率增高,浓度高于0.25毫克/立方米,可使呼吸道疾病患者病情恶化。长期接触浓度为0.1毫克/立方米空气的人群呼吸系统病症增加。 (二)氮氧化物(NOx) 大气中含氮的氧化物有一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)等,其中占主要成分的是一氧化氮和二氧化氮,以NOx(氮氧化物)表示。NOx污染主要来源于生产、生活中所用的煤、石油等燃料燃烧的产物 (包括汽车及一切内燃机燃烧排放的NOx);其次是来自生产或使用硝酸的工厂排放的尾气。 (三)粒子状污染物 大气中的粒子状污染物数量大、成分复杂,它本身可以是有毒物质或是其它污染物的运载体。其主要来源于煤及其它燃料的不完全燃烧而排出的烟尘、工业生产过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风的扬尘等,以及气态污染物经过物理化学反应形成的盐类颗粒物。 (四)酸雨 指降水的pH值小于5.6时, 降水即为酸雨。煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素;其次气象条件和地形条件也是影响酸雨形成的重要因素。 降水酸度pH 二、治理措施 我国正处于工业现代化阶段,在控制大气污染方面宜采取综合防治措施,这些综合防治措施可归纳为下列几个方面: (一)改革工艺和设备 首先考虑采用无害工艺和改革设备结构,使之不产生或少产生污染物质。例如,钢铁工业中炼焦生产,以干法熄焦代替湿法熄焦,这不仅从根本上解决了烟尘对大气污染和废水排放的问题,而且还可以回收余热用于发电。过去氯乙烯生产采用的是乙炔与氯化氢在催化剂氯化汞作用下的加成反应,现在则大力推广应用以乙烯为原料的氧氯化法,以避免汞污染,并减少氯化氢的排放量。氯碱厂液氯工段用冷却法液化时,必须排放一部分惰性气体,其中含有一定数量氯气,造成大气污染,现可采取以吸收和解吸方法代替冷却法来减少污染。 (二)对燃料进行选择和处理以及改善燃烧方法 我国煤炭生产已有一定的洗煤能力。民用炉灶和没有脱硫设备的工厂,燃烧低硫、低灰分煤将对环境保护起到很大作用。许多发达国家为了达到燃料低硫化,正在推进煤的气化和液化以及重油脱硫的技术开发。国内针对民用锅炉和中小型采暖锅炉燃烧型煤做了不少工作,取得了很好的效果。燃烧型煤不仅可以降低二氧化硫和烟尘的排放量,还可以提高燃烧效率,节约大量燃料。 (三)开发废气净化回收新工艺,化害为利,综合利用 化害为利,综合利用是我国治理环境污染的方针。一般说来,排放的有毒气体都是有价值的生产原料。可是由于排放的废气量大、浓度低(与原料气相比),净化回收在技术经济上有一定困难,因此,废气往往被排放掉。生产设备的密闭操作或采用新的废气净化回收工艺流程可为综合利用创造有利条件。例如冶炼厂回收二氧化硫废气制硫酸已取得明显的经济效益;氧气顶吹转炉炼钢采用炉口微差压控制技术,保证对煤气在未燃状态下除尘以回收煤气作为燃料;对于铝电解槽产生的氟化氢烟气,大型中心加料预焙槽密闭操作为干法净化回收氟提供了良好条件等。实践证明,有毒废气净化回收能达到减少空气污染和资源再利用的目的。 (四)采用高烟囱排放 同等的有害物排放量,由于向大气中排放的方式不同,大气污染所造成的影响也不相同。虽然高空排放有毒气体可以降低地面上的浓度,但它并不能减少大气中有害物量。改善烟气扩散的具体措施是建造高烟囱或增大烟气的出口排放速度,从而把有毒气体送至高空进行扩散稀释。烟气在大气中的扩散与当地的气象条件、逆温情况、地形地物等因素有关,烟囱高度是在保证污染物最大落地浓度不超过允许值的条件下根据烟气扩散规律确定的。当前,对于某些低浓度废气,从技术经济上分析,采用高烟囱排放以减轻大气污染可能是实用、经济的方法。 (五)城市绿化 众所周知,植物在保持大气中氧与二氧化碳的平衡以及吸收有毒气体等方面有着举足轻重的作用。地球上绝大部分生命依赖大气才得以生存。绿色植物是主要的氧气制造者和二氧化碳的消耗者。地球上大气总量约为5Pt,氧气的60%来自陆生植物,特别是森林。1万m2常绿阔叶每天可释放700kg氧气,消耗1000kg二氧化碳。按成年人每天呼吸需要氧气0.75kg,排出二氧化碳0.9kg计算,则每人应拥有10m2森林或者50m2生长良好的草坪。植物还有吸收有毒气体的作用,不同的植物可以吸收不同的毒气。植物对大气飘尘和空气中放射性物质也有明显的过滤、吸附和吸收作用。植物吸收大气中有毒气体的作用是明显的,但当污染十分严重,有害物浓度超过植物能忍受的限度时,植物本身也将受害,甚至枯死。从这方面来说选择某些敏感性植物又可起到毒气的警报作用。 三、结语 环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。例如,温室效应、酸雨和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这 种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步,所以对大气污染应该进行提前防治。 大气环境论文:火电厂大气环境质量的优化措施 摘要:文章就发电厂大气环境质量的主要污染物进行分析,分别对烟尘、二氧化硫、氮氧化物等三大类主要污染物展开讨论,分析了其各自质量的控制措施,以此来获取火电厂大气环境质量的优化措施。 关键词:大气环境;优化措施;火电厂;二氧化硫;氮氧化物 目前在我国电力结构中,火电占75.6%,水电占23.5%,核电占0.9%,还有一部分风力、太阳能、地热和海洋能等新能源及可再生能源发电。由我国的资源基础决定的这种以燃煤发电为主的能源格局对环境造成了巨大压力,我国95%以上的火电厂是以燃煤为主,我国燃煤火电厂动力用煤的特点就是高灰分、高硫分,而且几乎不经任何洗选等预处理,这就造成了火电厂污染物排放总量大且集中。燃煤火电厂主要大气污染物有烟尘、SO2、NOx等,其中烟尘、S02、NOx等有害物质排入大气中,对大气造成了严重的污染,对环境造成的破坏影响是亟待解决的。 本文以下从火电厂大气污染物控制角度分别阐述大气环境质量的优化措施。 1烟尘控制措施 粉煤灰目前以灰场贮存为主,浪费土地资源,并随其扩散、迁移、积累而污染水、土壤环境。但粉煤灰可以用来填充山沟、低洼地和矿井等,在其上面覆盖土地造田可防治二次污染。另外,粉煤灰也是十分宝贵的资源,可以回收利用,可做建筑材料、筑路、肥料等,用途广泛。目前众多电厂专门建设有煤渣场,并成立了专门的公司经营粉煤灰,效益不错。 火电厂燃烧系统产生的飘尘的化学组成比较复杂,其中有镍、福、铬、铅、钒、砷等有毒化合物,特别是致癌物质苯并[b]芘、苯芘蒽等,通过呼吸道或皮肤进入人体,引起肺癌或皮肤癌。飘尘的危害程度与尘粒的大小及性质密切相关。粒径小于10微米的细颗粒物可长期漂浮在大气中,易进入人的呼吸系统,其中的有害物质会对人体组织造成伤害。大气中的烟尘等颗粒物的主要危害有:遮挡阳光,降低能见度,进而影响天气和交通。 要控制污染源排放颗粒物,主要利用除尘设备。根据除尘机理的不同,除尘器分为:利用颗粒自身的重力除尘的各种沉降室、各类旋风除尘器;利用水来除尘的各种湿式除尘器;利用各种过滤材料除尘的过滤式除尘器。无论从技术角度还是从经济角度来看,在采用大型布袋除尘器要比电除尘器更合理,能提高除尘效率,减少污染,烟尘排放浓度可小于50mg/m3。 2SO2控制措施 火电厂锅炉产生的SO2污染主要来自煤粉中硫的燃烧。煤粉中所含的硫分为可燃硫和不可燃硫两大类。可燃硫一般包括有机硫、硫化物硫以及元素硫,这类硫在煤质分析中称为硫分,在燃烧过程中生成S02或S03;不可燃硫则主要为硫酸盐硫,这类硫在煤质分析中被归于灰分中,因为它不会燃烧生成S02或S03,而产生灰分。可燃硫在燃烧过程中也不会全部转化为S02或S03,原因在于煤中一般含有一定量的CaCO3,它受热分解后形成的氧化钙和二氧化碳气体能将S02或S03固化到灰分中。 SO2在低浓度下主要影响呼吸系统,浓度较高时会造成支气管炎、哮喘病,对有呼吸系统和心脏疾病的人,将导致病情加剧,严重者有致命危险,SO2还是我国酸雨形成的最主要的酸性物质。S02和NOx还能形成无机盐的细颗粒物,加重空气中的细颗粒物污染。 目前火电厂应用较为广泛的烟气脱硫技术有以下几种: 2.1石灰石―石膏湿法烟气脱硫技术 湿法脱硫工艺的成熟、可靠。目前约占整个烟气脱硫市场的80%,而且其中的90%采用石灰石―石膏湿法烟气脱硫技术。该脱硫技术使机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上。它不仅能处理大容量机组烟气脱硫,而且其脱硫效率可达95%,运行可靠性和脱硫剂利用率超过95%。 2.2海水脱硫技术 海水脱硫技术是利用海水的天然碱性来脱除烟气中的二氧化硫。吸收二氧化硫后的酸性海水与凝汽器排出的大量碱性海水混合后,经曝气池曝气处理,并使海水的pH值与COD达到排放标准后排入大海。该技术不产生废弃物,具有技术成熟、工艺简单、系统运行可靠、脱硫效率高和投资运行费用低等优点,在一些沿海国家和地区得到日益广泛的应用。 2.3喷雾干燥烟气脱硫技术 喷雾干燥烟气脱硫技术一般以石灰为脱硫吸收剂,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂和烟气充分接触,与烟气中的SO2发生化学反应生成固态产物,同时,吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥,烟气温度随之降低。喷雾干燥烟气脱硫技术具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点,脱硫效率可达85%以上。 2.4循环流化床烟气脱硫技术 该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入吸收塔底部为一个文丘里装置,烟气流经文丘里管后速度加快,在吸收塔内与很细的有吸收能力的粉末互相混合。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入再循环分离器,在此烟气中大部分颗粒被分离出来,经过一个中间仓返回吸收塔,如此反复循环,故吸收剂利用率较高。它具有投资相对较低、脱硫效率高、运行可靠、占地面积较少、操作维护方便的优点。 2.5其他烟气脱硫技术 2.5.1炉内喷钙烟气脱硫技术炉内喷钙烟气脱硫技术是把吸收剂如石灰石粉、白云石粉等喷到炉膛燃烧室上部温度低于1200℃的区域,石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙或硫酸钙,并随飞灰在除尘器中收集。 2.5.2炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫技术该技术是在炉内喷钙脱硫技术的基础上发展起来的炉内喷钙后在锅炉尾部设增湿段,在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷人,与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙,进而与烟气中的二氧化硫反应,以提高脱硫效率。 2.5.3双碱法烟气脱硫技术双碱法烟气脱硫工艺是在石灰石―石膏法的基础上发展起来的。它先用碱金属盐类如NaOH、Na2CO3、Na2SO3、NaHCO3等的水溶液吸收SO2,然后在另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收SO2后的溶液再生,再生后的吸收液再循环使用,最终产物以亚硫酸钙和石膏形式析出。 2.5.4氨水洗涤法烟气脱硫技术氨是一种良好的碱性吸收剂,用氨吸收烟气中的SO2反应速度快,吸收剂利用率高,脱硫产物为硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气进入吸收塔,在吸收塔中烟气中的SO2被氨水洗涤吸收除去,烟气经塔顶的除雾器除去雾滴,再经烟气换热器加热后经烟囱释放。 3NOx控制措施 NOx包括氧化二氮、一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮等。通常所说的NO主要是一氧化氮、二氧化氮。在NOx中,一氧化氮约占90%以上,二氧化氮占5%~10%。NOx生成的最大特点就是与煤的燃烧方式及燃烧工况有关,即与燃烧温度、风煤比、传热及煤、空气和燃烧产物的混合程度有关。 一氧化氮和二氧化氮均为有毒气体。与一氧化碳类似,一氧化氮与血液中的血红蛋白的亲和力较高,可结合生成亚硝酸基血红蛋白或亚硝酸基铁血红蛋白。因而会使血液输氧能力降低,引起缺氧症状。若发生高浓度一氧化氮急性中毒,则会迅速产生肺水肿,甚至窒息导致死亡。而二氧化氮除了与碳氢化合物反应生成光化学烟雾外,还有致癌危害。二氧化氮还能与空气中的水汽或水滴及硫氧化物、氧等发生反应产生硝酸,从而对人体、植物和金属造成损害。 NOx是常见的大气污染物质,它能刺激呼吸器官,引起急性和慢性中毒,影响和危害人体健康,还可生成毒性更大的硝酸或硝酸盐气溶胶,是形成酸雨的主要酸性物质之一。降低NOX排放主要措施有两种:一是控制燃烧过程中NOX的生成,即低氮燃烧技术;二是对已生成的NOX进行处理,即烟气脱硝技术。 3.1低氮燃烧技术 为了控制燃烧过程中NOX的生成量所采取的措施原则为:降低过量空气系数和氧气浓度,使煤粉在缺氧条件下燃烧;降低燃烧温度,防止产生局部高温区;缩短烟气在高温区的停留时间等。主要有空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环、低氮燃烧器几个方法。 3.2烟气脱硝技术 烟气脱硝技术有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。液体吸收法的脱硝效率低,净化效果差;吸附法虽然脱硝效率高,但吸附量小,设备过于庞大,再生频繁,应用也不广泛;液膜法和微生物法是两种新技术,还有待发展;脉冲电晕法可以同时脱硫脱硝,但如何实现高压脉冲电源的大功率、窄脉冲、长寿命等问题还有待解决;电子束法技术能耗高,并且有待实际工程应用检验;SNCR法氨的逃逸率高,影响锅炉运行的稳定性和安全性等;目前脱硝效率高,最为成熟的技术是SCR技术。 4结论 当发展核电,积极利用新能源和可再生能源发电,加大技术改造力度、节能降耗等内容之外,当前最紧迫的任务,就是要加强火电厂的污染物治理,最大限度地减少污染物排放,以保护生态环境。结合发电厂大气环境质量的主要污染物分析,分部从烟尘、二氧化硫、氮氧化物等三大类主要污染物。对以上三类主要大气污染物的控制优化措施进行了罗列与比较,以供同行参考。 进一步提高煤炭的利用率:提高煤炭等矿物燃料转换为电能的效率,加强电源结构调整,加大技术改造力度。重视再循环利用:回收利用煤燃烧后的副产物,变废为宝。可以将烟气中的二氧化硫回收进行加工,。进一步提高脱硫技术的水平:目前投入运行和在建的拥有脱硫设备的发电装机容量达到两千多万千瓦,脱硫设备已经迈出国产化步伐。 作者简介:张敏(1985-),男,湖南宁乡人,供职于宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司,研究方向:单元机组集控运行。 大气环境论文:垫江县大气环境中臭氧浓度污染特征研究 摘要:为准确掌握重庆市垫江县城区大气环境中臭氧浓度污染特征,选择2017年1月1日至3月31日大气自动观测数据进行了分析,结果表明:垫江县城区大气环境中O3月平均质量浓度为46 μg/m3,满足《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中二级标准要求,最小值为7 μg/m3,最大值为165 μg/m3。相关性分析结果表明,垫江县城区大气环境中O3与气象参数风速和温度呈极显著正相关,与PM10、PM2.5、SO2、NOx、NO、NO2、风向和湿度均呈极显著性负相关。主成分分析结果也表明,第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有较大正载荷,而O3则具有较大的负荷载,第二组分上风速和温度具有较大的正荷载。聚类分析结果可以分为四类,第一类为:PM10、PM2.5和SO2;第二类为NOx、NO、NO2;第三类为风向和湿度;第四类为风速、温度和O3。 关键词:垫江县;臭氧;相关性分析;聚类分析 1引言 随着城市进程加快和工业快速发展,大量污染物排放进入大气环境,导致了大气环境问题日益突出,危害了生态环境安全和人类身体健康。尤其是近几年,在全国大范围面积内频繁出现雾霾天气,引发人类呼吸系统疾病和心脑血管疾病发生[1,2]。随着2016年1月1日《环境空气质量标准》(GB3095-2012)标准颁布和实施[3],对大气环境中各项污染物指标也做了更为严格的限值要求。在特殊气候和地理环境条件下,城市大气环境中主要污染物也具有较大的差别。垫江县地处三峡库区影响区,重庆市政府确定五大功能区中的生态涵养发展区是三峡库区的生态屏障区,生态资源环境具有脆弱性和敏感性。近年来,城区汽车保有量增加,随之排入大气环境中尾气对大气污染问题日趋明显,为准确掌握垫江城区大气环境中臭氧的污染状况,开展大气环境臭氧特殊污染物研究具有极其重要意义,为垫江县城区大气环境污染防治提供基础技术支持。 2研究区域和数据分析方法 大气监测数据来源于重庆市环境保护局官方网站重庆市空气质量系统[4],大气自动观测站点位于重庆市生态涵养发展垫江县区域。选取2017年1月1日至2017年3月31日垫江县大气自动观测站点24小时温度、风速、O3和风向等11个参数连续观测数据,所有数据采用SPSS20.0软件进行统计分析。 3结果与讨论 3.1城区大气质量状况 O3随月份变化见图1,由可以看出,一季度垫江县城区大气环境中O3月平均质量浓度为46 μg/m3,满足《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中二级标准要求,最小值为7 μg/m3,最大值为165 μg/m3,随月份逐渐增加,最大值出现在3月份,为61 μg/m3。为研究垫江县城区大气环境中O3小时变化特征,选择2017年3月28日晴天,O3日浓度变化图研究结果见图2,由图2可以看出,垫江县城区大气环境中O3浓度随时间变化特征明显,从早上到中午时间,O3浓度一直呈上升趋势,在下午13:00~14:00点时达到日均最大值,随后呈逐渐下降,其主要原因是由于阳光辐射,地表面温度逐渐升高,产生O3的前驱体如NOx浓度显著上升所导致[5]。 3.2相关性分析 运用SPSS20.0进行相关性分析、主成分分析和聚类分析,由表1可以看出,垫江县城区大气环境中O3与气象参数风速和温度呈极显著正相关(p 3.3主成分分析 首先,以O3及其相关主要影响污染物和气象因子进行适用性检验, KMO值约为0.617,表明研究参数变量间相关性较强,Bartlett球形检验发现,近似卡方值为32520.059,自由度为55,p=0.0,表明研究参数因子适宜因子分析。运用主成分分析因子结果可以看出,共抽取4个主成分,累计解释了总因子的41.595%,59.134%,71.321%和80.781%。第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有较大正载荷,而O3则具有较大的负荷载,由此表明,垫江县城区O3污染与其他污染物之间可能呈现相互转化和影响。第二组分上风速和温度具有较大的正荷载,表明垫江县城区大气主要污染物臭氧受气象影响较大。第三和第四组分上分别是湿度和风向具有较大的正荷载。 3.4聚类分析 采用SPSS20.0统计分析软件,以平方欧氏距离2为组间距离标准,对垫江县城区O3等主要大气污染物和气象因子中11个因子进行聚类分析,各个因子组间聚类分析结果可知,聚类分析结果可以分为四类,第一类为:PM10、PM2.5和SO2;第二类为NOx、NO、NO2;第三类为风向和湿度;第四类为风速、温度和O3。木劾嗑嗬氪笮】梢钥闯觯NOx、NO、NO2 2017年6月绿色科技第12期 姚玉玺:垫江县大气环境中臭氧浓度污染特征研究 环境与安全 4结论 (1)垫江县城区大气环境中O3月平均质量浓度为46 μg/m3,满足《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中二级标准要求,最小值为7 μg/m3,最大值为165 μg/m3。 (2)相关性分析结果表明,垫江县城区大气环境中O3与气象参数风速和温度呈极显著正相关,表明O3受气象参数影响也较大。与PM10、PM2.5、SO2、NOx、NO、NO2、风向和湿度均呈极显著性负相关。 (3)主成分分析结果表明,第一主成分上NO、NOx、NO2、PM10、PM2.5都具有较大正载荷,而O3则具有较大的负荷载。聚类分析结果可以分为四类,第一类为:PM10、PM2.5和SO2;第二类为NOx、NO、NO2;第三类为风向和湿度;第四类为风速、温度和O3。 大气环境论文:大气环境探测无人机的设计 【摘 要】无人机技术快速发展的今天,为了充分发挥旋翼机在空间上的灵活性,并设计和制作一款搭载温湿压传感器、相机的旋翼机,以实现大气环境温度、湿度、气压以及能见度等气象数据的测量。设计出了旋翼机搭载传感器、数据存储和传输元件的测量平台,该平台是基于旋翼机的能见度和常规气象要素的测量、能见度反演以及相应编程的整合,数据精确可靠,对气象方面的科研工作有积极意义。该平台很好地利用了无人机便携性以及智能化的特点,该平台能在不同环境下工作,对于各种天气适应性良好。此外,单片机的运用实现了探测数据的实时传输,确保了数据的及时性和可靠性,而且地面站也能够全程监控和操作无人机,以完成各种不同的任务。 【关键词】无人机;能见度;气象观测 1 研究背景 随着生活质量的提高,城市大气环境质量越来越受到人们的重视。有研究指出,中国城市空气中悬浮的颗粒物目前是全世界最高的,大大高于世界卫生组织规定的标准,污染已经严重威胁到人们的身心健康和智力发展。现今引起大气污染的重要因素非PM2.5莫属。生活在雾霾天气中,空气中悬浮的大量尘粒和烟粒等有害物质会对人体的呼吸道造成伤害。 另一方面,无人机技术也逐渐发展和成熟,并用于城市大气环境研究中。早在上世纪四十年代初,已经有人用摄像方法来测量能见度,通过照相机拍摄黑色目标物,然后从图片求得目标物与背景的相对亮度比,并以此来测量能见度。但由于当时从拍照、冲洗照片到测定目标物与对比物的亮度对比,全是纯手工操作,操作繁琐,浪费时间,并且数据还不是特别的准确,难以实现真正的定量化,后来这种方法并没有付诸行动。 在科技水平c计算机技术高速发展的时代,空气污染监测技术正在飞速提高。但是一台红外线测量仪器成本太高,而且非常不便携。CCD数字摄影技术目前已经开始被用于航空航天、卫星图片、资源与环境遥感等方面,但是由于成本也很高,不经济。 众所周知,空气质量的好坏对航空、航海、路上交通甚至是军事活动等都有重要的影响。因此本团队便有了设想,拟在不减小测量精确度的前提下,降低成本,利用旋翼机(无人机的一种)实现全天时全天候大气环境的监测,为进一步的科学研究提供基础。 2 研究内容 为了充分发挥旋翼机在空间上的灵活性,本研究项目拟在旋翼机上搭载照相机和各种测量大气环境要素的传感器,以实现大气环境的监测。为此,可将研究内容分为两个部分: (1)旋翼机的改装。 改装旋翼机的目的是为了搭载照相机和传感器。然而旋翼机升空有其最大载重,一旦超过,无法升空。这样就需要考虑这些设备本身的重量,以满足要求。搭载的传感器包括温度、湿度、气压等传感器。另外,由于传感器仅是用来采集数据,本身不具备数据存储和传输功能,因此在旋翼机上,还需搭载具备存储和传输功能的元件(单片机)。 (2)基于旋翼机的大气环境监测研究。 本项目主要对大气环境中的能见度进行监测,同时采集常规气象要素,例如温度、湿度、气压等,以便后续分析能见度的成因与气象要素的关系。具体包括: 能见度和常规气象要素的测量:通过将旋翼机升空进行多点拍照,测量同一地点不同垂直高度上的能见度和常规气象要素数据。 能见度反演:能见度不是直接测量的,需要根据利用相机拍照原理及文献提供的方法来反演能见度。有研究表明,其测出的能见度和精确仪器测出的能见度的误差在15%以内,精度可以接受。 程序设计:编程的内容包括单片机编程,实现数据的存储和传输;能见度反演原理的程序化。 数据验证:根据航飞大楼楼顶的自动气象观测站的数据,比对旋翼机测量数据,以确定测量精度是否可控。不可控的话需要对仪器、反演方法、程序等进行问题查找,以确定问题来源。 3 技术流程图 4 研究设备 众所周知,影响大气能见度的天气现象主要有雾和霾。其中,影响雾形成的主要因素有相对湿度、气温和气压。为了获得这些数据,在旋翼机上搭载传感器。 在湿度方面,采用广州奥松电子有限公司生产的DHT11湿度传感器,因为其技术成熟,成本较低,误差较小,抗干扰能力强等优点被广泛用于各种领域。DHT11里含有一个温度传感器,为最终的输出提供一组温度数据。 在气压方面,采用德国博世公司生产的BMP180。因为功率低,体积小,重量轻,稳定性好且可长期工作而选择BMP180。BMP180也集成了一个温度传感器,与DHT11一起为最终的温度输出提供温度数据。 而霾的形成就相对简单一些。霾的本质就是固体小颗粒分散在空气中形成的气溶胶。而为了检测固体小颗粒,在旋翼机上搭载日本夏普公司生产的GP2Y1010AU0F。GP2Y1010AU0F是通过检测空气中微小颗粒对红外光的反射来计算空气中微小颗粒浓度。其功率低,体积小,重量轻。最符合搭载在无人机上进行工作。 在数据整合方面,用了STC15W4K56S4单片机和3dr数传进行数据的整合与实时回传。各传感器测量的数据通过串口通讯传到STC15W4K56S4单片机里。然后单片机把所得数据进行加工转化通过串口通讯传给数传,再由数传将数据实时传输到地面站。 此外,旋翼机还需搭载轻巧便捷的gopro运动相机。其重量轻,体积小,在各种环境下能稳定工作,支持高清视屏录制和实时回传,能满足本项目对相机的需求。为了是相机在更稳定的条件下进行拍摄,还需为旋翼机安装一部三轴无刷云台,通过云台消除旋翼机的晃动干扰。 大气环境论文:生活垃圾焚烧厂大气环境影响评价要点分析与研究 摘要:随着人们生活水平的不断提高,生活垃圾也在不断增多,生活垃圾焚烧厂的数量也相应增加,焚烧厂进行垃圾焚烧的过程中,应有效处理污染物,避免对环境产生二次污染。基于此,本文对大气环境影响评价要点展开分析,有利于制定环境发展措施,有利于优化大气环境。同时,也可为相关人士提供参考与借鉴。 关键词:生活垃圾;焚烧厂;大气环境;评价要点 前言:通过对生活垃圾焚烧厂进行大气环境影响测评,能够对污染源准确发现,能够有针对性分析环境影响因素,同时,有利于制定合理的应对措施,在健全h境监测体系的基础上,实现大气环境净化的良好目标。以此为环境保护工作者提供方向引导,提高人们的生活质量,改善大气环境质量。 一、垃圾焚烧厂污染源介绍 污染源主要包括两方面,第一方面为有组织污染源,即指烟囱排放的烟气;第二方面为无组织污染源,它与生活垃圾的处理流程相关,即指整理分类、运输、集中存放、首次处理。第一方面应具体明确烟囱位置、总高度、形状、表面积、出口直径、主要污染物(如二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、烟尘等)排放量、烟气温度和速度、排放时间、排放状况。对于第二方面应具体明确生活垃圾的整理分类方法、应用工具、整理分类范围、生活垃圾数量、运输方式和路线、生活垃圾运输量、垃圾存放位置及容器形状、垃圾处理方法等[1]。 二、大气环境影响评价要点分析 焚烧厂针对生活垃圾进行焚烧时,会产生一氧化碳、二氧化硫、悬浮物、氮氧化物等一般污染物,除此之外,还会产生非常规污染物,如氢氯酸、硫化氢、氨气、重金属和二f英等。依据HJ2.2-2008相关导则要求,对其进行监测布点和频率分析,然后对污染物在不同时间产生的数值变化情况进行列表呈现,以此分析大气污染物的变化情况及其与大气风向、风速间的关系,同时,探究影响大气污染的因素。 1、施工期 施工期的污染来源主要包括汽车尾气、建筑材料装卸和运输、施工废气、土方挖掘、扬尘等。针对这一时期的环境影响评价时,可以通过类比评价的方式进行分析测评,即类比对象为同区域类似工程的监测数据和信息资料,同时,为这一时期制定污染控制的有效措施。 2、运营期 首先,按要求搜集并整理数据资料,将大气预测模型作为基本辅助工具,以此分析风向、风速等影响因素。然后,设计两种排放情景,分别为设备运行条件良好情况下的排放情况和设备运行条件较差情况下的排放情况。最后,扩大预测因子的范围,将部分特殊污染物纳入预测范围。 (1)预测内容 不同评价项目、不同气象条件下的预测内容存在差异性,总结为:一级和二级评价项目中,长期、全年逐日和全年逐时气象条件,预测内容主要为网格点处地面浓度,环境空气保护目标,评价范围内最大地面年均、日均、小时浓度[2]。 (2)预测结果 ①烟囱污染环境影响 分析环境敏感区时,需要对预测值和相同点位背景值全面考虑;分析特殊时间、长期时间和日气象条件时,主要对各种超标情况予以考虑,主要包括超标时间、超标位置、超标现状、超标次数,同时,根据超标情况绘制污染物浓度等值线分布图;分析差异性排放方案时,主要考虑项目的位置、污染源排放方法及强度、解决方法,针对不同排放方案进行对比,最终选择适用的排放方案,以此解决污染源问题。 ②垃圾储存设施 预测内容主要包括两方面,第一方面为环境防护距离,第二方面为卫生防护距离。根据所提供的特定大气环境防护距离模型针对不同垃圾库的大气环境防护距离进行计算,所得距离即为控制距离。在考虑厂区实际位置的基础上,明确控制距离范围,项目大气环境防护区域即规定范围之外的区域。在实际计算中,需要分别计算氨气、硫化氢、甲硫醇的防护距离,根据计算结构明确具体的大气环境防护距离。根据环发[2008]32文“6、环境防护距离:新改扩建项目环境防护距离不得小于300米”,生活垃圾焚烧厂环境防护距离以0.3千米为界,计算结构小于这一数值时,需要以0.3千米为环境防护距离。 三、有效治理措施 由于烟气污染物种类较多、不利影响较大,进而应采取有效措施处理烟气污染物,目前采用的有效措施主要包括: 1、烟气净化系统 烟气净化系统采用半干法组合工艺流程,包括:选择性非催化还原脱氮(SNCR)系统、旋转喷雾半干法、活性炭喷吸附系统、布袋除尘系统。焚烧炉烟气经脱酸、活性炭喷射完成酸性气体脱除、二f英类物质的吸附、重金属的吸附后,最后进入布袋除尘器净化后的烟气由烟囱排入大气。烟囱上设取样点,以便对烟气进行在线监测。 2、恶臭防治措施 (1)垃圾贮坑除臭措施 垃圾贮坑采用密封设计,设置自动卸料门,无车卸料时保证垃圾贮坑密封,维持垃圾贮坑负压,减少恶臭外逸;焚烧炉的一次风机从一次风抽气口抽风,垃圾贮坑的吸风口吸风作为燃烧空气送入焚烧炉内,在高温的焚烧炉内臭气污染物被燃烧、氧化、分解,同时使垃圾贮坑内形成微负压,防止臭气外逸。 (2)卸料大厅除臭措施 垃圾卸料大厅保持微负压环境,卸料大厅与运输栈桥、地磅设置生物除臭系统,定期喷洒除臭剂,并在门口设置风幕机;卸料大厅及焚烧间附近设置高压微雾除臭装置;垃圾卸料大厅门口设置空气幕,阻隔卸料大厅内臭气外溢。 (3)焚烧炉停炉时的除臭方案 垃圾池侧上方安装除臭风管,进风口装电动蝶阀,平时焚烧炉正常运行时,阀门关闭。焚烧炉停炉检修期间,垃圾贮坑内设置可燃气体检测装置。停炉期间,自动开启除臭风机,垃圾仓内的臭气经设置在垃圾坑上部的风管及抽风口抽出,将臭气送入活性炭装置吸附过滤达标后,经排风风机通过应急排气筒排放。垃圾仓内垃圾卸料门关闭后,仍保持一定的微负压,从而确保臭气不外泄。 (4)渗滤液收集间、污水处理站的送排风除臭 渗滤液收集间、污水处理站调节池、污泥压滤间等房间设置机械排风系统,采用机械出风排至垃圾贮坑,再通过一次风机吸入焚烧炉内燃烧、分解。在停炉时,通过除臭风机活性炭除臭达标后外排。排风机兼作事故排风机。 (5)运输过程防臭 加强对垃圾转运站与垃圾运输过程的管理,垃圾运输车辆采用专用密闭式的垃圾运输车辆,防止飞扬散落,跑冒滴漏,并由市政环卫部门定期对沿途运输道路进行冲洗,减少沿途运输道路臭味的聚集。厂内设置清洁设施,定期清洗厂内垃圾运输道路。另垃圾运输栈桥设置玻璃幕墙密封装置,保证运输车辆在厂区运输和故障检修时确保垃圾臭气不外溢。 3、其他 运输生活垃圾的过程中,为了避免运输期间造成环境污染,所选运输工具应为封闭式、所选运输路线应巧妙避开环境敏感区域,同时,避免在上下班时间段中进行垃圾运输。除此之外,还应及时对焚烧厂外部环境和内部生产设备进行检测,一旦发现环境质量和设备运行效果不符合标准时,应及时寻找原因并制定有效的处理措施,以此优化焚烧厂大气环境、增强设备性能[2]。 结论:综上所述,针对生活垃圾焚烧厂大气环境影响评价要点展开分析,即在了解污染物来源、污染物种类的基础上,提出针对性的处理措施,这对污染物有效控制、焚烧厂环境净化具有积极的促进作用。此外,相关部门还应引进污染物处理的先进技术,在应用先进技术的过程中减少生活垃圾污染物排放。 简介:高海燕(1970-),女,贵州省贵阳市人,汉族,现职称工程师,学历硕士研究生,从事环境影响评价和环境保护咨询工作。 大气环境论文:生活垃圾焚烧厂大气环境影响评价要点分析与探讨 [摘 要]随着国家对环境保护的重视,许多省市地区开始采用焚烧的方式处理生活中的垃圾,规划垃圾焚烧的项目就越来越多,环境保护局及审批局对焚烧项目的建设提出了更高要求,努力做好焚烧项目的环境影响评价,把握好评价的重难点,及时了解相关的评价政策信息,确定项目评价的优秀。本文就当前环境评价管理要求分析当前焚烧项目大气环境评价中存在的问题,探讨了环境评价的关键。 [关键词]生活垃圾焚烧 大气环境 影响评价 中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0227-01 将城市的生活垃圾进行焚烧再利用是当达国家采用的有效处理垃圾的方式,将垃圾实现能源化的转换。随着国家经济水平的提升和人们生活质量的提高,科学合理地处理生活垃圾是城市发展的首要任务。目前,我国也建立了生活垃圾焚烧发电厂,运用有效处理垃圾的方式解决城市发展中遇到的最大问题。 一、 大气中污染元素的评价等级范围的确定及其分析 (一) 焚烧垃圾厂中的污染源 目前,我国垃圾焚烧厂中的污染源主要分为无组织污染源与有组织污染源,而大气污染源主要存在于有组织污染源中。在进行无组织污染源的分析评价时,应该将垃圾收集的方式、运输的路线、储存站的位置、形状及其周围环境、垃圾的运输方式、收集范围、运输量、收集设施、臭气的处理方式、收集方式、排放速度等。而有组织污染源,在分析的时候要将有组织污染源的焚烧锅炉及其烟气排放设备进行仔细了解,比如排烟出气筒的高度及其口内径,烟气从排出口出去的速度;气体中各种污染元素的正常排放量,烟气出口处的烟气温度,毒性较大的物质非正常排放量,年排放的小时数,排放的工况。 (二)评价等级及其范围的确定 基于国家环境影响评价技术的准则及大气环境的规定,根据焚烧垃圾厂的污染源参数及其地理形态的参数,估算出垃圾焚烧厂的主要大气污染元素在不同风向下的浓度,将计算出的浓度最大占标率,依据最大占标率来确定大气环境污染的评价等级。垃圾焚烧厂排除的烟气中有毒性较大的物质,垃圾焚烧厂的大气环境影响评价等级应高于二级。 根据国家HJ2.2-2008的要求,大气环境影响评价范围应当以垃圾焚烧厂的烟筒底座中心为圆的中心点,以D10%为半径或者以烟筒底部的中心为矩形的中心点,以D10%×2为边长,若是圆或矩形不存在D10%则环境评价范围确定应该控制在5km之内。 二、大气环境质量现状评价要点分析 (一)监测因子 焚烧垃圾厂具有自身的特殊性,其大气环境监测因子中除了常规性的污染物PM10、TSP、CO、NO2、SO2外,还有Cd、Pb、Hg、H2S、HF、HCI、NH3等特殊性的污染物。 (二)监测频率及监测布点 大气环境影响评价的监测频率及监测布点要严格遵循HJ2.2-2008中的规定及要求。 (三)监测结果的统计 用列表的方式将监测到的不同阶段的大气污染物浓度变化范围呈现出来,依据列表中给出的数据,计算出各时间阶段内污染物浓度最大值在标准浓度下的百分比及超标率,依据计算出的结果分析环境影响评价的达标情况。探讨大气污染物质的浓度与地面上的风速、风向等气象之间的关系,研究大气污染物质的浓度日变化规律、周变化规律及月变化规律,找出其中污染比较严重的时间点及其分布情况和影响要素。 三、大气环境影响评价要点分析 (一)施工阶段大气环境影响评价要素分析 垃圾焚烧厂在处于施工阶段时,其对大气环境污染的因素主要是堆方的扬尘、沙子石灰等的装卸、堆积清运、土方挖掘;施工机器的尾气及废气等。对焚烧厂的施工环境影响评价与相类似的施工项目监测影响评价进行对比分析,提出相应的控制措施。 (二)运营阶段大气环境影响评价要素分析 在运营阶段进行大气环境影响评价前,相关部门要先收集适合HJ2.2-2008规定的地形数据与气象资料,简单的地形不需要太多考虑地形因素,复杂的地形环境则需要认真检查符合的数据;气象资料的获取主要基于预测数据的统计归纳及整理分析。其次,相关部门要制定相应的预测情景,将污染物的非正常排放及正常排放进行严格分析,确定烟气污染中的常规性污染物及特殊性的污染物。 1、 在运营阶段进行大气环境影响预测的内容 预测内容分为一级和二级,一级预测内容比二级预测内容多,一级预测内容有5点,二级预测内容有4点。具体来说,一级预测内容有: (1)在逐次小时或全年逐时的气象条件下,评价范围内最大面积的小时浓度、网格点面的浓度和大气环境保护的目标。 (2)在全年逐日的气象背景下,大气环境保护的目标、评价范围内最大面积的日平均浓度和网格点面的浓度。 (3)在长期的气象背景下,评价范围内最大面积的年平均浓度、网格点面的浓度和大气环境保护的目标。 (4)在非正常的排放及逐次小时或全年逐时的情况下,评价范围内最大面积的小时浓度、网格点面的浓度和大气环境保护的目标。 (5)施工期逾期的项目中排放了较多的污染物,因此要对施工阶段的大气环境影响进行预测评价。 二级评价项目的预测内容只有一级预测内容中的前四点。 2、 大气环境影响预测结果分析 分析垃圾焚烧项目建成后的环境影响,就是将现状的环境监测值+新增的污染物预测值-削减的污染物计算值-已被取代的污染物计算值=项目建成后的最终环境影响。用小时浓度及超标位置、超标程度或区域小时平均浓度的最大值等,将项目对环境影响评价范围的最大值及敏感区计算出。分析不同时段的烟气排放对环境造成的影响,结合当前环境中存在的烟气污染控制手段设计有效的解决方案,对有效方案进行评价和预测。 四、大气环境的治理措施分析 (一)烟气污染物的治理措施 在垃圾焚烧厂中安装具有高标准的烟气处理系统,除了采用常规性的技术工艺外,还有运用活性炭式的喷射装置。此外还要控制焚烧工艺装置,完善锅炉内的气体流动结构,减少有毒性物质的生成。 (二)无组织污染的治理措施 在进行无组织污染的治理时,首先要学会从无组织污染的各个阶段、环节中进行治理。例如在垃圾收集运输过程加强垃圾的保护,防治垃圾外漏或散发出恶臭,全程采用封闭式的运输方式,尽量避开高峰期,避开市区环境敏感点。 结语 焚烧厂要做好大气环境影响评价,首先要确定污染源及污染因子,运用正确的监测方式,提出正确的治理手段和措施,建立科学可靠的环境管理监测体系,完善环境监测管理制度。 大气环境论文:浅谈大气环境监测存在的主要问题及措施 摘 要:随着我国经济的发展,人们生活水平不断提高,但是发展的同时也产生严重的环境破坏,导致城市环境污染严重,为了提供环境质量,大气环境监测质量的提升十分重要。本文主要介绍了我国大气环境监测工作存在的问题,并提出应对措施,以供参考。 关键词:大气环境;监测;问题;对策 环境监测工作为环境管理工作提供支持,并为经济建设提供服务。目前我国大气环境监测工作还存在一定的不足,为了更好的发挥其作用,需要对大气环境监测质量进行研究,提出提高大气环境监测质量的措施,意义是重大。 1 大气环境监测概述 大气环境监测工作十分复杂。大气环境监测主要内容有:质量策划、控制、保证和监督等。大气环境监测过程中,需要按照严格的操作规程进行操作,并在一定监督管理下作好各项工作。大气环境监测工作需要提供准确、完整的监测数据。环境质量控制是指为了提升监测质量,对监测过程中各项技术进行控制。 2 我国大气环境监测存在的主要问题 2.1 不重视现场监测管理 质量控制的基础是现场监测,有些监测机构缺乏对现场监测工作重要性的认识,在监测过程中缺乏必要的现场管理。一是对于大气环境监测点的设置和采样这两个步骤需要严格按照相关的标准和规程进行,但具体操作时受到环境和地理位置的影响,现场监测人员并未很好落实;二是测试方法不够科学,例如在烟气测试时,由于烟气受到烟道负压影响,测试结果与实际情况有一定的偏差。 2.2 质量控制体系不完善 环境监测机构建立了环境质量监测管理组织,配备相关的技术人员,发挥质量控制的作用,但是目前的质量控制工作还较为局限,只是在实验室中进行。此外,质量控制工作没有将全过程管理都应用到环境监测工作中,质控工作的局限性显露无疑。 2.3 缺乏完善的质量控制手段 目前我国大气环境监测质量控制手段较少,仍以平行样测试、数据对比等手段为主,没有将系统性的评价引入到监测工作中来;同时,随着科学技术的发展,新型监测技术不断出现,如自动空气在线监测系统等,但其控制标准并为随之确立。 2.4 监测网络建设不足 目前我国环境监测网络建设在稳步的进行中,但是整体上还较为缓慢,主要存在的问题是监测数据存在重叠现象,这极大的降低了工作效率,造成数据的浪费。 2.5 环境监测人员综合能力差 在大气环境监测中,监测人员是最重要的,但在具体监测过程中,监测人员的综合能力不足,对大气环境监测工作产生一定的影响。主要表现为以下几点:一是监测人员的专业知识水平较低,业务操作能力不足;二是对人员的培训缺乏,环境监测人员参加培训太少,导致操作技术掌握不到位;三是监测工作较为特殊,人员的流动性小,缺乏高技术人才的引入,导致新技术和新理论应用效果较差。 3 提高大气环境监测质量的措施 3.1 完善环境质量管理机制 环境监测机构需要严格遵守相关的法律法规和规章制度要求,建立和完善环境质量管理机制。一是建立组织管理机构,保证人员配置和物质;二是制定严格的管理制定,开展评价与审核工作,对不符合要求的需要及时纠正,对可能发生的问题需提前预防;三是加强质量管理体系建设,使其贯穿于全过程,并编制完善的规章制度和质量控制手册。四是质量控制部门在做好实验室质量控制工作的基础上,还需要组织参与能力的验证、协作定值等工作,对于在工作中发现的问题,需要及时处理,避免以后不再发生。 3.2 先进监测手段的应用 随着科学技术发展的加快,新型大气环境监测技术也不断发展,环境监测机构应在实际工作中大力应用先进的监测手段,更好的进行大气环境监测工作。同时先进的监测技术手段需要制定严格的标定与启动制度,对数据的分析应科学合理,提高监测系统整体性能的评价。 3.3 提升监测人员综合能力 监测人员是大气环境监测工作的一部分,作用十分重要,因此,监测人员的综合素质是需要加强的,这对环境质量控制水平有一定的促进作用,首先通过技能培训等模式来提升监测人员的理论知识和操作技能;其次强化职业教育,让监测人员明白自身工作的重要性,进而树立正确的工作态度,细心的工作作风,加强监测人员对工作的认同感和责任感,提升服务意识;最后是建立监测人员考评体系和奖励机制,在工作过程中对监测人员要进行严格要求,并鼓励监测人员的创新和研究,在取得一定成绩后,应适当采取奖励措施,激发监测人员技术水平的提升,增强监测分析综合水平。 3.4 加大实验室质量控制管理 实验室质量控制管理在大气环境监测中十分重要,因此需要强化实验室质量控制管理工作的规范化。一是实验室环境管理按照规范实行,实验室布局应科学合理,避免发生互相干扰,设备齐全,如对毒性较大的气体进行试验时,需要在专门通风环境下操作,避免监测人员的人身健康受到损害,药品和试剂应有专门的储藏位置;二是实验仪器设备管理需要规范,实验室内的各个仪器表面会贴上固定的标签;三是实验操作的规范化,引用某种方法,实现对精密度的准确考核。 4 结语 大气环境污染问题是全球化的严重问题,大气污染也是城市污染中较为严重的污染。因此,需要加强大气环境监测,处理好大气污染问题,保证居民的人身健康和良好的生活环境。 作者简介:高海臣(1983-),男,本科,工程师,主要从事环境监测工作。 大气环境论文:阜康市大气环境质量现状分析与污染防治对策研究 摘 要:随着阜康经济的快速发展,阜康市大气污染程度日益加重,改善阜康环境质量成为广大市民普遍关注和函待解决的问题,本文以阜康市大气环境质量监测数据资料为依据,对阜康市大气环境质量状况及3项大气污染物变化趋势进行调查统计分析,结果表明:阜康市大气污染物中 PM10 浓度、SO2浓度、NOX 浓度都呈逐年上升趋势。PM10 浓度在冬春两季明显高于夏秋两季,为防止阜康市空气质量变劣,需要采取积极有效的预防措施。最后,论文分析了造成阜康市大气污染的主要原因,同时针对阜康市大气污染存在的主要问题,从工业布局,环境准入、机动车尾气控制等方面提出了相应的大气污染防治对策。 关键词:阜康市;大气环境质量;分析评价;防治对策 一、影响阜康市大气环境质量的因素分析 (1)气象因素 a.地理位置的影响:阜康市位于天山东段,境内沙漠广泛分布,地形呈南北长条状,由东南向西北倾斜,地貌总轮廓由南向北分为山地、平原、沙漠三大部分。阜康市共有土地面积86.28万hm2,其中山区18.15万hm2,占总面积的21%;平原22.61万hm2,占26.2%;沙漠45.52万hm2,占53.8%。但因存在着山地、平原、沙漠的巨大差异,气候也各不相同。在高山区,年平均气温1.9℃以下,平原区年平均气温7.4℃,沙漠区年平均气温5.9℃。阜康三面环山,中间为盆地,由于受地形因素的影响,阜康空气中的污染物不容易扩散。 b.大风的影响:山区常年盛行东南风、西北风,平均风速2.9m/s。平原区以西风、偏西风为主,年均风速2.4m/s。春季是阜康的风季,加上干旱半干旱的自然景观,当风速大于5米/秒时。易形成风沙天气,伴随沙尘暴、扬沙和浮沉天气,大风的出现已成为阜康沙尘污染天气到来的先兆。 (2)机动车尾气排放污染影响 我市的空气污染物主要来自燃煤、扬尘和汽车尾气等。污染物主要有可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等,还有少量的烃类及铅等。从监测结果分析,阜康市2011年空气质量劣于2010年,污染物浓度都有增长的趋势,其中NO2浓度增加幅度最快,为42.1%。而NO2浓度增涨的主要原因之一就是机动车尾气排放量的增加。因为机动车排放主要污染物为氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物。根据类比数据表明,机动车排放氮氧化物比例占城市总氮氧化物排放污染的40.1%。随着经济的快速发展,我市机动车保有量迅速增长。根据市交警大队调查统计数据表明,2010年我市机动车保有量为23969辆,2011年增加到28519辆,预计到2015年将增加到44500辆,年均增长幅度近16%,机动车排放的主要污染物氮氧化物、碳氢化合物,虽然不是我市的首要污染物,却对大气污染起到恶化及催化作用。地理条件,气象因素,机动车保有量的迅速增加,使我市环境空气污染从煤烟型向煤烟和机动车混合型污染转变。 二、大气环境质量存在的主要问题 1.污染持续减排的压力进一步加大随着我市经济的跨越式发展和新型工业化、农牧业现代化、新型城镇化加速,污染物的排放也将大幅度地增加。经测算,“十二五”期间,全市主要污染物新增量分别为COD417.012吨、二氧化硫4910.96吨、氨氮102.577吨、氮氧化物4045.575吨,污染减排将面临严峻的挑战和巨大的压力。 2.改善环境质量的压力进一步加大:随着阜康市工业园区入驻企业的不断增多,我市的大气环境质量面临新的严峻挑战;另外,我市新型城镇化进程的加快发展,机动车尾气污染又成为影响我市大气环境质量的主要因素之一。 三、综合防治对策 1.提升园区现代化管理水平通过专业化团队管理园区,实现专业招商、集成运营、综合服务,大力推进研发工作和技术引进工作,经由深加工,延伸产业链和循环链,注重高效节能、先进环保、循环利用等理念,以新能源煤焦油制清洁燃料油项目为引领,以电子铝箔和金属硅新型材料等高新技术领域为突破口,主攻煤层气综合利用、煤化工及下游精细化工,加快新型材料、新型能源等项目的建设。 2.做好功能分区,实施区别管理:阜康市要做好空间规划工作。根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力,以及在区域分工中的位置,统筹考虑未来阜康市的人口分布、经济布局、土地利用和城镇化格局,将区域土地空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区,形成合理空间开发结构。 3.发展循环经济:把发展循环经济和清洁生产审核作为规划和建设项目环评审批的重要内容加快推行,在我市经济社会发展中,形成三个层面上的循环:---企业内部的小循环循环;---企业之间的中循环循环;县市、园区之间的大循环,将污染物循环利用。 4.坚持依法行政,强化环境监管:认真贯彻实施《环境影响评价法》,严格执行建设项目环境影响评价与“三同时”制度,对不符合环保法律法规、国家产业政策、环境标准和清洁生产要求的项目一律不审批;严格实行污染物总量控制措施,加强工业园区的环境管理,大力开展污染源限期治理和“三同时”执行情况检查,确保从源头上控制污染。从根本上改变有法不依、执法不严、监管不到位的状况。 5.强化工业烟粉尘治理,大力削减颗粒物排放深化火电行业烟尘治理。燃煤机组必须配套高效除尘设施。一般控制区按照30毫克/立方米标准,重点控制区按照20毫克/立方米标准。强化水泥行业粉尘治理。水泥窑及窑磨一体机除尘设施全部改造为袋式除尘器。水泥企业破碎机、磨机、包装机、烘干机、烘干磨、煤磨机、冷却机、水泥仓及其它通风设备需采用高效除尘器,确保颗粒物排放稳定达标。加强堆场、料场等扬尘治理。督促企业实施料场、堆场扬尘综合治理,不断推进电厂采取密闭煤仓、密闭带式煤炭输送方式和企业各类料堆、渣堆、灰堆、输送廊道采用密闭料仓贮存。 大气环境论文:大气环境污染监测与保护探讨 摘要:指出了城市工业化的快速发展造成大气环境质量状况日渐下降,对此我国应将放在经济发展上的战略目光转移到大气环境保护上,加强对影响大气环境质量的主要对象的监测,提出了大气环境污染监测并基于可持续发展角度应采取的大气环境保护对策。 关键词:大气环境;污染;监测;保护 1引言 随着工业化和城市化进程的加快,大气环境现状越发令人堪忧,这样的发展现状同科学发展观的理念背道而驰。为了符合可持续发展观的要求以及改善人们的生活环境,对大气污染进行环境监测以及采取必要措施应对大气污染迫在眉睫。本文在此背景下,论述了大气环境污染监测的主要对象,并针对大气环境污染问题提出了几点大气环境保护措施。 2大气环境污染监测的主要对象 2.1颗粒物质的监测 颗粒状物质是大气污染物中的重要组成部分,由于颗粒状物质种类多种多样,构成成分相对复杂,且具有多边形的特点,能够对大气环境造成一定危害。部分颗粒状物质本身便是有毒物质,可以直接对人体造成伤害,而一些颗粒状物质则可以与大气中传播载体、催化剂或者其它物质发生化学反应或物理反应,从而产生一些有毒物质。另外,还有些有毒颗粒状物质会与大气中的其它物质之间发生碰撞,导致毒性更重的其它物质释放,严重污染大气环境[1],所以对大气中颗粒状物质进行监测具有重要意义。大气环境污染检测的重点内容包括悬浮颗粒物和可吸入颗粒物的浓度、粒度分布、降尘量及化学组分。 2.2二氧化硫的监测 造成大气环境污染的重要来源还有各种硫化物,主要包括硫酸、硫化氢、硫酸盐、二氧化硫及三氧化硫等,这些物质同样可以导致大气环境发生严重污染。硫化物的产生来源主要是一些化石燃料或煤炭物质的燃烧过程,另外在硫矿石冶炼过程或者一些化工产品生产中还可能会排放出很多废气,进一步加重大气环境污染。在所有含硫物质中,若说对大气环境污染最重的物质,当属二氧化硫莫属,其特点便是分布广泛,影响严重,危害较大,因而在对大气环境含硫物质监测中最主要的监测物质便是二氧化硫。 2.3氮氧化物的监测 在对大气环境污染监测中还有一个重要内容便是氮氧化物,氮氧化物的主要来源是汽车尾气。当前,由于我国社会经济水平的不断提升,私家车的数量日益攀升,汽车尾气的排放量也越来越多,对大气环境造成一定威胁。除了汽车尾气是氮氧化物的主要来源之外,一些化肥厂在化肥生产过程中释放的废气中也含有氮氧化物,另外化石燃料在高温情况下产生的废气中也伴随有较多的氮氧化物。 3大气环境污染保护对策 3.1重视环保宣传,落实环境法规 环保部门要想加强大气环境保护,首先应重视环保宣传工作,提升全民环保意识,借助全社会力量来进行大气环境保护[2]。此外,相关部门还应重点加强对生产企业的环保宣传,提升企业环保意识,促使企业主动对自身生产技术和基础设备进行创新,减少生产过程对大气环境的污染,并且鼓励企业加强对环保项目的投资。同时,政府及环保部门还需进一步落实大气环境相关法律法规的实施,加强环保法律执法力度,针对存在的违反大气环境保护法相关行为予以对应惩罚,并注意提升执法队伍综合素质,保证施法能够落到实处。 3.2优化能源结构,提高使用效率 现阶段我国能源类型主要是煤炭,其对大气环境的危害是在燃烧过程中释放大量的一氧化碳、二氧化硫以及一些颗粒状物质和粉尘等。因此要想改善大气污染问题,必须对我国现有能源结构进行优化。大力开发并使用清洁太阳能、风能等清洁能源,同时用天然气等能源代替煤炭能源,减少煤炭燃烧造成的大气环境污染。结合我国当前国情来看,煤炭仍旧是我国能源结构的主要部分,这一现状在短期内不会发生较大改变,相关研究数据显示,煤炭能源的平均使用效率只有30 %,还有很大提升空间。所以在大力开发其它能源基础上还应重点推广洗煤选煤工业发展,减少煤炭燃烧过程中产生的废气污染。同时,减少大气污染的另一项重要措施便是对现有能源使用基础设备进行创新和改进。如工业锅炉质量较低,能源燃烧率不高,而污染物排放量相对较高,因此应对锅炉相关设备进行整改,借助先进技术提升锅炉设备质量,提升能源使用效率,从而减少大气污染排放量。 3.3调整工业布局,加强城市绿化 就我国当前工业布局形势来看,还有很多地区存在布局不合理等问题,这也可能加重大气环境污染。工业生产过程中产生的废气是造成大气环境污染的重要来源,一些工业区设立在城市繁华区域内,或者坐落在城市商业区及居民住宅区,不仅会对大气环境造成严重污染,还会在一定程度上影响居民正常生活,降低居民生活质量,且工业排放废气中还有较多有害物质,可能会对人体产生较大危害,甚至诱发癌症[3]。还有一些工业区在建立时没有考虑风向因素,将工业区建立在顺风区域,工业废气顺着风向吹到城区区域,对居民生活产生影响。所以,在工业区建设上需要注意合理布局,尽量将企业建立在城郊或较为偏远的区域中。另外,城市还应适当加强绿化,这也是治理大气环境污染的重要举措之一。城市绿化面积越多,便能够吸收更多大气中的有害物质和粉尘。此外绿色植物还可以通过光合作用来减少大气中二氧化碳含量,因此可以在工业区域内适当种植防护林,能够对大气中污染物质进行过滤,进而起到治理大气污染、保护大气环境的目的。 3.4规范排放标准,限制尾气排放 当前,汽车尾气对大气环境的污染也越来越严重[4]。要想提高大气环境污染治理,必须要针对城市汽车尾气排放量进行明确规定,制定统一汽车尾气排放标准,有效限制城市汽车尾气排放量,从而减少汽车尾气排放对大气环境的污染。一方面,政府相关部门应针对城市汽车尾气排放制定相关制度和标准,加强汽车尾气排放的规范化和法制化管理;另一方面,还应从汽车生产厂家入手,对汽车尾气排放进行管理,促使汽车生产企业改良尾气排放处理技术,从源头上对汽车尾气进行控制。另外,交通部门还可以实施汽车限号行驶制度,定期限制单双号汽车行驶,不仅可以解决交通拥堵问题,还能够有效减少汽车尾气排放。除此之外,政府还要加强对市民的环保教育,鼓励人们采用电动车等清洁代步工具,或使用替代汽油燃料减少石油的消耗量,从生活的各方面来减少污染物排放量。 4结语 大气环境污染问题与我们的日常生活密切相关,因而保护大气环境对每个人来说都是必须要尽的责任和义务,必须要将大气环境保护当作己任,正确认识到大气环境保护的重要意义。此外,国家和政府相关部门也应进一步加强大气环境污染监测和治理力度,针对大气污染问题采取有效治理措施,同时加强环境保护宣传,联合社会各界及每位公民确保大气环境保护能够全面实施。 大气环境论文:我国农村大气环境保护的制度构建 摘 要:我国农村的大气环境污染主要存在于农村生产和生活废弃物中。随着政府对农业生产和农民生活的大力支持,农民的生活水平逐渐提高,但与此同时产生的农业废弃物日益增加。因此重新认识对农村大气环境保护的制度建设对改善农村生态环境质量具有十分重要的意义。本文从大气环境的角度出发,分析目前我国的农村大气污染产生原因,总结大气环境保护的制度构建方案。 关键词:农村;大气环境保护;制度构建 一、前言 农村的大气环境污染构成了农村生态环境的主要威胁。相较水土资源污染,大气污染的高流动性和易摄入性,使其对人类的生产和生活造成了极大的危害。不仅仅是产生废气或有毒气体的地区,对整个国家乃至世界都会有很大的影响。因此,从农村的现实条件出发,对大气环境保护进行有效的制度建设。农业生产生活的废弃物包括农作物的销毁、农场养殖牲畜的排泄、农业加工厂的废物排放以及农民生活废弃物等等。这些废弃物造成了农村的大气污染,一部分是可以避免的,一部分是可以进行清洁之后再排放,因此做好农村大气污染排放的制度构建是十分有必要的。 二、我国农村大气环境概述 全国487个市(县)的降水监测结果显示,出现酸雨的城市达沥5个,占上报城市数的54.4%,比上年增加4.1个百分点,酸雨污染较上年加重。近些年,我国农村的大气污染占农村总污染排放量的比重逐渐上升,因此要降低这项比例,弄清大气污染的排放源就显得尤为重要。本文将这些污染的原因概括如下。 1.种植过程中的化工产品污染 目前农药的使用保证了农作物的稳产高产,但不合理的使用农药,也污染了环境,危害着人们的健康。化肥的使用,使土地的肥力下降,导致土壤大幅度板结。化肥氮素的使用极易浸透到石灰岩水层深处,污染水体。不在安全操作和严格规范下使用高毒、高效农药,对农药不能合理配制,或盲目混用多种农药,这样反复不合理使用农药,使病害虫抗药性增强,致使蔬菜、水果的农药污染加重,导致农产品中农药的残留超标,同时也导致生物的多样性遭到破坏,影响到土壤的肥沃性,使土壤变得不宜种植。 2.农作物加工或销毁后的排放污染 不少农村地区,尤其是北方农村用煤时间长、面积大、排放方式简单,对空气造成了比较大的污染;另外,由于秸秆自身的原因,如火力不足,以及随着外出务工人员增加,秸秆使用量减少,加之缺乏能在短时间内大量消耗秸秆的经济实用资源化技术,且产业化水平不高,出路不畅,越来越多的秸秆在田地里被烧掉,造成大气污染。另外,由于畜禽粪便产生量大,利用率低,种植业与养殖业日益脱节,畜禽粪便堆积发酵,产生挥发性有机酸以及其他有毒有害物质,造成空气中含氮量相对下降,污浊度升高,降低了空气质量。 3.农民的生活污染 农村的生活垃圾排放十分紊乱,没有正确的垃圾倾倒以及使用的思想观念与意识,即便是在设有垃圾箱的条件下,也存在一部分落后地区随处乱倒的现象;同时还存在居民乱用河水的状况,导致河水的污染十分严重,间接影响了大气的污染以及人们的生活质量。 三、我国农村大气环境保护的制度构建 现阶段,各级政府一定要将农村的生态文明保护与农村经济发展兼顾起来,不能以牺牲环境为前提去发展经济,关键在于建立创新的环境保护机制,构建适合当下农村生态保护的法律制度与政策,推动我国农村大气环境保护向利好发展的新局面。 首先要控制污染物排放总量体系。提高资源、能源利用效率,推广清洁生产制度及其相关管理和共性技术,倡导循环经济,使得废物产生量最小化,环保部门要督促有关部门将有关控制指标纳入社会发展计划中,并制定总量控制管理、监控办法,做到增产不增污甚至增产减污,积极推行清洁生产。具体工作有:以区域治理为重点,带动污染源治理;防止城市中一些企业把被淘汰的排污量很大的设备或落后的工艺转让给农村,坚决制止污染转嫁;采取切实有效措施,遏制乡镇企业对环境的污染和破坏等。以秸秆的利用为例,可以通过秸秆综合利用制度的实施防止秸秆燃烧带来的空气污染。 其次建立大气环保补贴政策。农村进行大气环保治理的过程中,国家是生态补偿的组织者和强制推行者,通过国家强力对损失进行强制性分配,使损失分散化、分担化。农村大气环境生态补偿制度的实施主要通过中央和地方财政转移支付来实现。当然,归根结底,补贴的本质就是资金的问题,因此,在补贴的同时还要考虑到投人不足是长期困扰环境保护工作的老大难问题。为了实现环保目标,必须广开资金渠道,逐步建立全方位、多元化的投人机制。各级政府应该进一步扩大环境保护专项资金用于农村环境保护的比例,用于农村环境保护的财政预算和投资也应逐年增加,重点支持秸秆的利用、畜禽养殖污染治理、化肥、农药的合理施用。除此以外,为耕地的保护性耕作提供资金补偿,建立耕地保护性耕作补偿制度,推进新型耕地技术的推广应用,从而防治耕地裸露形成的沙尘污染。 最后要推进农业生态技术创新发展。创新是农村发展的本质,也是解决环境治理问题的源泉。离开创新技术谈环保是一纸空文,因此要切实加强对环境科技的领导,并将其纳入责任制中。要改革环保科研,将防治技术开发研究和转化应用作为工作重心。积极营造有利于技术创新、发展高科技和实现产业化的政策环境,支持企业通过强化科研、生产、流通、专利交易等环节知识产权保护,维护自身权益。在加强激励企业创新的同时也不能忽视对知识产权的保护,要建立知识产权激励制度执行监测制度、构建科学合理的考核评估指标体系,完善知识产权激励制度的汇报与通报制度,因此切实维护知识产权权益刻不容缓。 四、结束语 农村大气环境污染已经成为一个社会各界专家热议的话题,影响的不仅是农村的生态文明与生活质量,也会对城市以及周边地区产生一定程度的环境危害。政府应该加强大气环保的制度建设,从经济、科技、生态的角度多方位综合评价。针对污染物排放总量的控制、农村大气环境保护的资金补贴以及农业生态科技的创新上加以管理、规范并进行实践,才能推动农村大气环境保护的有效发展。 作者简介:姓名:布雪松,出生年月日:1988年9月10日,性别:女,民族:满,籍贯:河北省承德市,学历(学位):本科,专业:环境工程,毕业时间:2014年7月,毕业院校:河北科技大学。 大气环境论文:运用PSR模型综合评价大气环境质量研究 摘 要:将PSR模型作为大气环境质量综合评价模的依据,从体现环境、社会、经济是否协调发展的角度对许昌市2010年大气环境质量现状进行评价,从时间尺度上(2001―2010年)对许昌市大气环境质量进行定量评估和动态趋势分析。结果表明:2010年许昌市大气环境质量处于较安全级别,2001―2010年大气环境质量变化稳定且呈好转趋势。评价结果与实际情况相符。 关键词:大气环境质量 PSR模型 综合指数法 大气环境质量是城市环境质量综合考核的重要组成部分,因此如何对大气环境质量进行科学定量的评价成为人们关注的重点.目前,研究某地区大气环境质量现状的评价方法主要有污染指数法、层次分析法、模糊综合评价法、灰色关联分析法、属性识别分析法等,这些方法各具特色,但它们无一例外地只考虑了根据监测结果对大气环境质量现状污染级别的评价,而忽略了社会、经济、人口、资源等因素对大气环境质量的影响评价。笔者认为,大气环境质量综合评价应不仅全面系统地反映出该地区大气环境质量状况,也应反映经济、社会、环境是否协调发展,污染控制手段是否有效可行,从而判断该地区大气环境质量是否安全,进而对影响大气环境质量的“危险要素”甄别筛查,为进一步改善地区大气环境质量提供科学的理论依据。 基于以上考虑,文章将世界经济合作和开发组织(OECD)与联合国环境规划署(UNEP)共同提出的PSR模型(Pressure-State-Response;压力-状态-响应)作为大气环境质量综合评价的依据,该模型考虑了人类活动对环境的压力,自然资源质和量的变化,人们对这些变化的响应,采取的减少、预防和缓解自然环境不理想变化的措施[1]。许昌市位于河南省中部,是中原城市群优秀城市之一,文章以许昌市为例,初探大气环境质量综合评价模式,旨在对各中原经济区大气环境质量的综合评价和判断环境、社会、经济是否协调可持续发展提供有益的借鉴。 1 评价模型 1.1 指标体系 依据压力-状态-响应概念模型建立指标体系[2](见表1),系统压力指标表征人类活动、自然资源等对大气环境造成的压力与负荷;系统状态指标表征大气环境质量的状况;系统响应指标表征人类对大气环境问题所采取的对策、措施或效果。 参考值的确定依据:(1)已有国家标准,采用较优级别标准作为安全值,较劣级别标准作为临界值。如C8、C9、C10均采用《环境空气质量标准》(GB3095-1996)一级标准值作为安全值,二级标准值作为临界值。(2)国家或地方的发展规划目标和环境保护计划目标。如C6、C7分别依据《河南省环境保护模范城市考核指标》标准值7.4和17.6作为临界值,取其值的50%作为安全值;C15依据《河南省环境保护模范城市考核指标》标准值40%作为临界值,取其2倍值的80%作为安全值。(3)零值法。如C12将酸雨发生率为0作为安全值,酸雨发生率为50%作为临界值;如C12、C13分别将同比SO2和烟尘排放减少幅度为0作为临界值,取同比SO2和烟尘排放减少幅度为20%安全值。(4)类比标准。参考国内外处于领先水平、国内或省内平均水平城市的现状值做安全值,采用国际或国内公认的较劣值为临界值。如C1和C4分别采用城市人口密度和人均拥有汽车量较大的城市(深圳、上海等)的值作为临界值,采用部分人口密度和人均拥有汽车量较小的中小城市的平均值作为安全值;如C2、C3分别采取河南省单位GDP能耗和单位GDP电耗较大的城市均值作为临界值,单位GDP能耗和单位GDP电耗较小的城市均值作为安全值;C16采取河南省废气治理投资占GDP比重较小的城市作为临界值,废气治理投资占GDP比重较大的城市作为安全值。 1.2 数据规范化处理 用大气环境质量综合指数值表述评价对象现状与安全状态的符合程度和向目标接近的速度。该值越接近1,就越安全;该值越接近0,就越不安全。 2 结果现状评价 许昌市大气环境质量综合指数及项目层、指标层评价结果分别见图1、图2。 从图1可知,2010年河南省和许昌市大气环境质量级别均为较安全,许昌市大气环境综合指数为0.6784,略高于河南省平均水平。从许昌市项目层评价结果来看,系统状态 系统压力 系统响应。 从系统压力来看,许昌市所受压力小于全省平均水平,且处于安全级别。由图2系统压力各指标层数值可知:C1(城市人口密度)和C5(森林覆盖率)劣于省均水平外,其余6项指标均优于省均水平且处于较安全级别以上,这说明许昌市单位GDP能耗、电耗、单位工业增加值SO2排放强度和烟尘排放强度等指标处于河南省前列,并未对系统造成较大的压力。城市人口密度较大和森林覆盖率低主要是由于许昌市土地面积较小,仅占全省土地面积的3.0%,珍贵的土地资源使大面积植树造林不能成为现实,但从城市建成区绿化覆盖率(38.9%)、人均公园绿地面积(8.13 m2)等指标均优于全省平均水平,这在很大程度上弥补了森林覆盖率低的不足。 从系统状态来看,许昌市优于全省平均水平。各指标层数值均优于省均水平,除C8(PM10年平均值)处于临界安全级别外,其余均处于安全级别。主要是因为许昌市的能源结构仍以燃煤为主,属于煤烟型污染。 从系统响应来看,许昌市略高于全省平均水平。但从指标层来看,C14(废气治理投资占GDP比重)几乎为0,说明在废气治理投资方面还未引起足够的重视。 3 趋势分析 从图3许昌市2001年至2010年大气环境质量变化情况可以看出,大气环境质量总体比较稳定且有所好转,综合指数维持在临界安全与较安全之间,年际间表现出2001―2007年间变化不大,2008―2010年明显好转的变化规律。系统压力和系统状态较好,基本维持在较安全级别以上,但2007年系统状态降至临界安全,主要是由于该年度SO2和NO2年均值同时高于往年造成的。系统响应能力整体较弱,维持在不安全与临界安全之间,这主要与废气治理投资占GDP比重偏小有关。系统压力、系统状态和系统响应年际间变化规律与综合指数相似。 采用国家环保局《环境质量报告书编写技术规定》(1991年)推荐的Daniel的spearman秩相关系数法对2001―2010年许昌市大气环境质量状况进行趋势分析。取0.05为显著性水平,趋势评价结果见表4。 4 结语 2010年许昌市大气环境质量级别为较安全,综合指数、系统压力、系统状态和系统响应均高于全省平均水平。影响许昌市大气环境质量的限制性因素主要为城市人口密度较大、森林覆盖率较低和废气治理投资水平较低。从2001年至2010年大气环境质量状况变化呈一定的阶段性,2001年至2007年变化不大,而近3年上升较快,综合指数和系统状态变化稳定,系统压力和系统响应呈显著好转趋势,说明许昌市在“十五”与“十一五”期间大气环境质量与社会经济发展基本协调。 大气环境论文:大气环境监测控制及质量控制措施探析 摘 要 随着改革开放的进行,我国的经济水平不断提高,同时环境污染问题也变得越来越严重,大气环境是人类赖以生产的基础,所以对大气环境进行质量监测非常必要。本文通过对大气环境监测以及监测的质量进行控制措施进行了详细的阐述,为大气环境的监测及监测质量的控制提供了有力的借鉴,同时为大气环境的保护提供了数据支撑。 关键词 大气环境 监测 措施 探析 0引言 自然环境是人类生存的基础,而人类为了提高自身的生存质量,不断的对自然环境进行破坏,造成了严重的环境污染。近几年,工业化和城镇化的迅猛发展的同时,对自然环境的污染也越来越严重,而随着人类经济状态和生活水平的提高,对自身的健康变得越来越重视,对大气环境的污染也变得越来越关注,为了拥有更好的保护环境,提高人类的目前生存环境。本文通过对大气环境监测的必要性,影响监测质量的因素以及提高大气监测质量的措施进行了详细的分析和论述,不仅为大气环境监测提供有力的技术支撑,同时为大气环境的监测质量控制提供了有效的参考借鉴。 1大气环境监测及质量控制措施探析 1.1大气环境监测的必要性分析 随着我国经济的迅猛发展,我国的工业化水平也越来越高,但伴随着我国的城市化进程的不断发展,对环境的污染也越来越严重,对人们的健康威胁也越来越大。目前,大气污染已经引起了我国环境监测部门的高度重视,开始将大气环境的质量监测作为一项重要的任务执行,相关人员对各个地区的大气环境进行持续的监测和数据的收集,并对这些数据进行科学的实验和分析,制定出我国的大气环境监测实时报告,公布出来告诫人们大气环境污染的严重性,还可以通过对大气环境的监测,对环境的现状及时了解,在一些污染事件出现时告知人们做好预防工作或尽可能不出行。由此可见,对大气环境的有效监测可以有效的避免和解决大气环境污染对人们的损害,并有利于提高大气环境的质量。 1.2影响大气环境监测质量的因素分析 影响大气环境检测结果的因素主要有三个: (1)现场采样。现场采样可以分为设置监测点、采集样品和保持样品三道程序,这三道程序都会对大气环境监测的结果造成影响,其中监测点设置的合理与否直接影响到最终结果的准确性和代表性,监测点通常要考虑到天气情况、四周环境以及排污口的位置,一旦监测点设置不当,采集的样本就会有较大的误差,此外样本的采集时间和频率、气象条件,样品的运输及保持都会对采样的质量造成一定的影响。 (2)样品分析。在样品采集完成后,需要对样本进行数据分析和测试,此时需要严格注意实验仪器的精度、化学试剂的纯度以及实验环境,同时选择合适的实验方法,大气中的污染物含量相对较低,以上因素会对实验结果造成严重的影响,使实验结果产生较大的偏差。 (3)人为因素。在任何工作中,人的因素都是第一位的,大气环境监测工作对相关的技术人员要求非常严格,分析人员需要严格按照相应的规定和标准进行操作,否则结果的准确性就可想而知。目前,我国由于大气环境问题导致大气监测技术人员严重缺乏,尤其是专业的高精尖技术人才,再加上国家在大气环境监测工作的投入资金较少,对监控体系内的人员也缺少系统的培训体制,使相关监测人员的专业水平和职业素养无法提高,导致整体人员的综合素质较低。此外,操作人员的技术水准及工作态度对监测结果也有较大的影响。 目前我国的大气环境检测没有完整的质量控制体系,在实际操作过程中,由于资金缺乏,设备老旧,没有及时更新,日常维护力度差,而且工作人员素质偏低,采样的质量得不到保证,分析过程中存在大量误差,最终导致数据偏差较大。 1.3大气环境的监测质量控制措施探析 在大气环境的监测质量控制中,要最终得到准确的大气环境质量监测数据,首先要保证监测工作过程中的每一个环节都能得到有效的控制,而监测过程中的各个环节是由不同的人来完成的,而且有室外工作和室内工作,所以要完善大气环境质量的监测,首先要建立一套完善的大气环境监测质量体系和标准,这样既可以保证监测工作过程中的采样精确性和代表性,又可以使整个监测工作过程有完整的标准可以遵守和执行。 其次,要保证现场采样工作的质量。现场采样的样品质量主要分为采样代表性和采样精确性,其中采样代表性是指综合考虑样品的地理位置、采样时间和周期,要结合当地的实际情况,做好规划,从而最大程度的保证采样的代表性;而采样精确性是指样本在收集过程中的质量精确,要将样品分类整理好,做好样本的管理和保存,并选择专人进行监督,保证样品的精确性,不可二次采集。此外,对于采集好的样品进行加标、分类,并放到样品存放器中进行严格管理和控制。 此外,提高监测人员的自身素质、理论水平和实际操作能力,也是提高监测质量的重要手段之一,提高监测人员的综合素质和专业技能是减少数据误差、保证数据准确性的重要手段,相关单位应该定期组织技术人员进行培训,并进行理论知识和操作水平的考试,从而达到提高监测人员技术水平、操作能力和理论知识的目的。 2结论 随着我国经济的迅猛发展,工业水平飞速进步的同时也带来严重的大气环境破坏,对人们的生存环境和日常健康带来了极大地威胁。本文通过理论研究和调研,对我国大气环境监测的必要性进行了阐述,对目前大气环境监测过程中的问题进行了详细的论述,并根据这些问题提出了相应的解决措施,最后从全局出发,对目前我国大气环境监测的网络化和实时化进行了展望,为我国大气环境监测的发展提供了有效的借鉴。 大气环境论文:基于乌鲁木齐市大气环境污染治理角度看乌鲁木齐市能源结构调整策略 【摘 要】:随着经济转型发展,我国的环境问题越来越突出。对于新疆乌鲁木齐市而言,在“十三五”发展计划大幕拉开之际,如何制定全新的战略发展规划,通过大气污染治理,有效调整产能结构,这不仅是摆在每一个乌鲁木齐市相关部门领导人员面前的一大问题,更是所有市民需要认真对待的现实问题。本文主要立足于我国新疆乌鲁木齐市大气环境污染治理这一研究视角,从而转变当地能源结构、改善空气质量、提高市民的生活质量以及全市的综合竞争力。 【关键词】:乌鲁木齐;大气环境污染治理;能源结构;调整;策略 乌鲁木齐市在新疆地区的发展水平近年来逐渐在显著提升,在“十一五”发展期间,确立了“建设制造业中心与现代化国际贸易中心”的“双中心”发展战略,发展过程所取得的成绩有目共睹。但是,随着经济水平日益提高,当地能源结构逐渐凸显出一定的问题。因此,近几年来,乌鲁木齐市的空气质量形势十分严峻。对于现代化的发展要求而言,该地区必须突破原有的粗放型发展模式,只有通过调整产能结构,促进产业技术结构的优化升级,才能处理好当地的经济发展与资源、社会之间的关系。 1.乌鲁木齐市大气环境污染因素分析 1.1乌鲁木齐市大气环境污染中的地理、气象因素 从某种意义上而言,新疆乌鲁木齐市特殊的地理位置以及气象因素是导致当地大气环境污染的重要因素之一。由于乌鲁木齐市深居我国的内陆地区,因此气候条件相对较差,不仅距离海洋较远,而且三面环山,整个城市伴低洼河谷而兴建。因此,生态环境相对于我国气候条件较好的沿海城市而言较为脆弱;再加上新疆乌鲁木齐市全年干旱少雨、昼夜温差大、年降水量以及年蒸发量只有262.4mm和2221.4mm,因此常年极端气候导致当地的采暖有效期仅为180多天。受特殊地理位置因素以及气候条件因素的影响,乌鲁木齐市的城市空气自净能力不强;再加上当地植被覆盖率较低,因此环境承载量十分有限。在一些大风以及大雾和静风、逆温等不良条件下,城市生活以及生产污染物无法及时化解,因此导致严重的空气污染现象出现。 1.2乌鲁木齐市大气环境污染中的人口因素 通过乌鲁木齐市的行政区划可以看出,当地现行行政区划面积达1.4万平方千米,而大多数行政区位都属于丘陵区以及山地区和戈壁区及耕地区等。所以,从整个行政布局中可以发现,乌鲁木齐市的总体发展规划具有“小郊区”以及“大城市”的特点,在260万平方千米的城市建成区中集中居住着约90%以上的人口。在乌鲁木齐市的新市区以及天山区和水磨沟区及沙依巴克区等大中心城区,主要分布着80%以上的人口。因此,不合理的行政区划导致该地区单位面积人口密度过大,甚至超过了内地部分大城市的人口密度。比如,在乌鲁木齐市的天山地区每平方千米的面积集中分布着大约4-5万的人口。所以,从这一人口分布形势来看,其已经远远高于我国特大城市上海黄浦区的人口分布最大密度值[1],所以综合新疆乌鲁木齐市居住密度过大这一严峻形式来看,严重导致当地能源高消耗、低产出、污染物排放不合理,从而显著加重了当地的生态环境污染。 2.大气环境污染治理视角下乌鲁木齐市能源结构调整策略分析 2.1加快发展热电联产,提高能源利用率 在乌鲁木齐市能源结构调整过程中,由于热源点为热电厂供热机组,因此需要采用清洁能源燃烧技术以及除尘设备,使能源在燃烧与应用过程中,确保除尘与除硫同步进行。实践证明,通过热电联产替代供热区域内小锅炉后,能源实际综合利用效率可以提高25.7%,二氧化硫的去除率为93.5%,二氧化氮的去除率为39.9%,烟尘的实际去除率为98.4%。因此,从这些数据中可以看出,通过能源结构的优化调整,新疆乌鲁木齐市的脱硫效率高达99.8%,热电联产供热与传统集中供热技术相比,有效提高了能源的综合利用效率[2],大大减少了污染物的排放。 2.2加大天然气利用,优化传统能源结构 在此治理环节中,乌鲁木齐市要继续加快建设和完善当地的天然气管网体系,从而使天然气覆盖到城市中心区各个居民区。在城市中心的水磨沟区以及天山区等地区,要不断推广和使用管道天然气以及瓶装液化石油气。而在乌鲁木齐市的达坂城等郊区,也要逐步推广和应用干柴或者其它燃料;对于不能全面覆盖热电联产管网的地区,应该重点加强使用电力或者天然气等清洁能源,解决市民的供暖问题。在此过程中,需要不断扩大天然气的使用范围,在政府的大力倡导下以及市民的积极支持下、企业的参与下,对天然气管道进行综合治理,依法打击或者坚决取缔一些工业以及民用污染排放点。 2.3积极推进新能源和可再生能源开发 新的环境治理政策下,国家倡导新能源的开发与利用。新疆乌鲁木齐市也不例外,更应该在市委、市政府的带领下,通过资金以及技术投入,综合开发和利用风能、太阳能、水能、生物能等新型可再生能源;从而通过清洁、永续性的能源逐渐取代传统污染量大以及耗能高的一次能源,实现能源结构的优化升级。乌鲁木齐市必须本着“节约、高效、环保”的综合开发利用原则,加快风能以及太阳能和地热能等可再生能源的的开发步伐[3],要借鉴国、内外新能源开发、利用的综合实践经验;政府通过减免或出台相关的税收优惠政策,积极鼓励企业或者个人团体保护环境,一同促进新能源的开发与利用。 结束语 综上所述,导致乌鲁木齐市大气环境污染的主要因素就是能源结构不合理。因此,该地区在今后的发展过程中,应该认清现实,在现有经济发展思路基础上,通过结合我国的最新环境保护政策,因地制宜调整能源结构。通过天然气以及电力、风能、太阳能等新型清洁能源,逐渐取代传统的能源,进一步改善当地的空气质量。但是,能源结构调整是一个不断持续化的动态过程,因此市委、市政府要有非凡的勇气和强有力的决心,联合社会生产企业、市民一同参与到新疆乌鲁木齐市的环境污染治理中,有效优化资源配置,不断调整不合理的产能结构,还市民一个清洁的蓝天。 大气环境论文:城市大气环境质量的保护方法 【摘要】大气污染不仅关系到生态环境污染问题,还直接对城市居民的生活质量、健康水平造成极其严重的影响。因此,如何治理与预防日益严重的大气污染现象成为环保部门及众多专家学者亟需解决的问题。 【关键词】大气环境;污染;质量保护 引言 现在城市中的大气污染问题越来越严重,已经严重威胁到人们的生活和身体健康。而所谓的大气污染就是在大气的一定范围内,出现了大气中本身没有的微粒物质,使得大气中的元素遭到了破坏,空气的质量下降,对人体和各种生物都造成了一定的影响的一种现象。而要想解决这种问题,就需要采取有效的保护策略,对城市大气污染问题进行全面、科学的处理,从而保障城市大气环境的平衡,为人们提供良好的生活环境。 一、大气环境质量的特征 1、大气环境质量的区域性特征 据信息统计,我国各主要城市的大气质量浓度PM10值较大,出现局部性污染,各城市间的局部地区污染相互影响,从而形成区域性污染的特征。全国有两个大污染区,一个是东北地区,另一个是长江中下游地区。 2、大气环境质量的过程性特征 根据环境监测的数据显示,大气环境质量具有过程性特征。优良的大气环境可以持续几天,污染的大气环境也可以持续几天。由于我国地面是一个移动很慢的大气形势,在大气环境持续的这段期间,大气环境变化较少。 二、导致城市大气环境污染的主要原因 1、二氧化硫排放污染 随着人们生活水平不断提高,人们对煤炭的需求量不断增加,从1990年到2006年,煤炭消耗量从12亿吨增加到24亿吨,二氧化硫排放总量随着煤炭消耗量的增长而加剧。各类二氧化硫排放中,工业锅炉厂和电厂排放量占大部分比重,是二氧化硫的排放大户。到2008年,由于环境保护措施和新能源的开发,二氧化硫的排放量减少了5%,工业二氧化硫每年的排放量比上一年减少6%。但生活中的二氧化硫排放量随着煤炭消耗量逐步增加,比如,眉县大气中的二氧化硫浓度在冬季比较高,3到10月份比较低,这是由于季节的变化影响着人们对煤炭的需求,进而影响到煤炭的消耗量 2、汽车尾气排放的污染 城市大气污染的另一主要原因式车辆。相比于发达国家,我国的车辆占有率远低于发达国家,车辆的占有率也随着经济的发展而呈现出上升的态势,人们行车所产生的废物已成为城市大气污染的一个主要原因。汽车在行驶中所释放的有害气体对空气造成了十分严重的污染,并且,一些常见的有毒气体,例如:氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳等气体物质,同样也会伤害到人体健康。而导致这一问题引发的主要原因是由于,每人平均使用的道路面积较小,再加上城市交通建设水平较差,无法满足现代社会对公路行使的需求,导致车辆排放污染问题一直都没有得到有效的解决。 3、颗粒物污染 我国为了解决颗粒物污染问题,通过开展烟控区建设、加强工业结构的调整力度、加强工业粉尘治理、城市集中供热等措施来治理。通过一系列的有效措施,大气环境质量有所好转,但全国仍有很多城市的大气环境质量未达到国家标准,51个城市的PM10值浓度已经超过国家标准。从地区特征来看,颗粒物比较严重的地区主要集中在华北、西北地区,其中山西、河南、甘肃、新疆等省市地区的颗粒物污染情况比较严重,北方地区比南方地区的颗粒物污染严重。 4、生活污染 众所周知,一般在城市中生活,需要燃烧燃料的情况并不多见,但是,只有存在少量的燃料燃烧,就会对大气造成很大的污染,而这主要是因为人们大量使用一些化学产品,例如:空调、特殊清洗剂、冰箱等等,这些在人们日常生活中十分常见的家用电器,其本身存在着较强的氟氯烃化学性质,一旦气体挥发到空气中,就会停留较久的时间,致使臭氧层遭受破坏,最终引发了温室效应。 二、城市大气环境质量的保护方法 1、加强对工业布局的管理 在当前大部分城市规划中,普遍存在商业用地、居民住地、工业建设等布局混乱的情况,并没对对其具体功能进行明确的划分。而笔者通过多年的工作经验认为,应该对工业布局进行重新全面的调整,将工业区域和其他行业区域之间隔离起来,并对目前产生的污染源进行合理有效的控制,充分掌握大气污染中主要存在的污染种类和排放量,加大对新型节约能源的应用,同时对各大企业的污染排放率进行严格的监督管理,确保达到规定的达标率。其次,还可以通过利用招商引资的办法,在招商引资的过程中,将工业废气排放标准作为重点生产目标,严禁使用燃煤设施,或是高耗能设施,从而减少有毒气体的排放,影响大气质量。最后,应该切实认识到环境保护的重要性,加大建设清洁能源工程,设置无煤区域,大力宣传推广天然气等节能型能源的应用。 2、优化城市公共交通 从城市规划的角度讲,对城市片区的设计应该更为合理,更有效的引导和驱动城市发展。对于城市公共交通体系应该更加重视,地铁和高架轨道交通应该与城市片区规划同步进行,甚至早于城市片区规划。但是考虑到地铁和轨道交通的建设投资缺口问题,应在前期城市规划中给予相应的地面及地下预留空间,并且通过规划手段有效保护预留空间。但是当前我国大部分城市都是城市发展到了相当成熟的阶段才开始规划建设地铁和地上轨道交通,如此建设出现了众多拆迁问题同时也增加了大量的人力和资金投入,而且对于城市景观的破坏极为严重。 3、控制汽车尾气的排放量 相关部门要按照汽车污染物的排放标准,严格执行出租车、机动车、公交车的上户标准,上户标准要明确规定汽车尾气的排放量,并鼓励车主使用清洁能源;同时,汽车监管部门要定期检查柴油、汽油、天然气的质量,推广车主使用CNG等清洁燃料,最大限度上控制汽车尾气的排放量。比如,宁波对黄标车实行区域限行制度,宁波在2015年淘汰了4万辆黄标车,建成了覆盖全市的机动车排气监管体系和检测体系,全面实行了机动车排气污染和安全技术同步检测。 4、提高城市的绿化覆盖率 首先,需要对城市的绿化面积进行科学、合理的增加。尽可能的加大绿化植被的覆盖率,政府要积极的起到带头作用,开展植树造林活动,利用绿色植物来吸收大气中的有害物质,从而达到净化空气的目的。相关的环境保护部门要积极的开展大气环境保护宣传工作,以电台广播或者是发放条幅的方式,来提高城市居民的大气环境保护意识,从而使得人人都能够参与到大气环境保护中来。对居民区以及街道附近都要进行合理的绿化建设,在建筑的建设上,尽可能的采用绿色环保的材料,这样可以有效减少大气污染。全民积极的参与到绿化建设上来,提高城市的绿化覆盖面积,改善大气环境质量,从而提高城市人们生活的舒适度。 结语 在全球经济一体化的情况下,环境保护已成为国际性话题,受到世界各国的重视,而大气环境则是环境保护工作中的重要组成部分,必须提高大气环境保护工作的有效性。就目前而已言,我国大气污染状况还未得到有效的改善,大气环境质量还未达到标准要求,有待进一步解决。在解决大气环境污染问题的时候,要根据大气污染的实际状况和特点来采取具有针对性的措施加以解决,充分发挥国家所颁布的相关政策的作用,贯彻落实相关制度,遵循相应的法律法规,以保障我国大气环境保护工作的质量,降低大气污染所带来的危害。要强化人们的环境保护意识,用清洁能源来代替会产生有毒有害物质的能源,从而为人们的生活环境质量提供保障。 大气环境论文:大气环境污染情况分析与防治办法 【摘 要】进入20世纪以来,工业革命的快速发展,使得经济水平有了很大的提升,工业化成为很多国家快速发展的有效途径,但工业发展为人类创造财富的时候,也牺牲了环境,人类社会面临的环境问题越来越严重,整个地球的环境质量也变得越来越糟糕。大气污染是影响百姓生活的一个重要原因,随着近年来人们的生产生活活动加剧,大气污染现象也越来越严重。本文对当前大气污染情况进行分析,并且提出相应的防治办法,旨在减轻大气污染程度。 【关键词】大气污染 污染情况 防治方法 对策 大气污染对人类的健康带来很大影响,我国作为一个发展中国家,在传统的生产经营模式下,经济水平有了一定的提升,但同时也面临了与其他国家一样的问题,即环境污染越来越严重,比如我国的雾霾,使得很多人生病,大气污染作为主要的环境问题之一,需要在经济建设过程中加以控制,使得经济和环境能够获得双丰收。 1我国大气污染情况 空气是人类以及其他的一切生物一刻都不能够缺少的生存条件,人类一旦离开了空气是不可能存活的,但是由于大气环境的污染,让我们越来越对未来担心,长期在受污染的环境中生存,呼吸的是充满了颗粒物、粉尘以及有害气体的空气,对生活以及健康带来的危害越来越严重。我国的很多地级及以上城市(含部分地、州、盟所在地和省辖市)中,环境空气质量达标城市的比例在逐年下降,很多地级及以上城市环境空气中可吸入颗粒物年均浓度逐年上升,地级及以上城市环境空气中二氧化硫年均浓度也在逐渐上升。在全球的大气监测中,参与评比的北京、上海、西安、沈阳、广州五个城市,在全球污染最严重的城市中,名列前10位,在我国,这五个城市的大气污染固然严重,但比这五个城市更严重的城市也存在,这表明我国城市的大气污染现象十分严重。比如北京的雾霾,是很多人讨论的热门话题,雾霾现象首先会对百姓的生活产生影响,对此,我国也积极加强了对大气污染的控制,国务院制定了相应的防治措施,规划范围为京津冀、长三角、珠三角等13个重点区域,明确提出相应的大气污染防治策略,对空气中PM10、SO2、NO2、PM2.5的平均浓度提出了要求和目标,增强了区域大气环境管理合力。对于构建美丽中国以及改善大气环境质量有十分重要的意义。 2大气污染来源 大气的污染物的产生来源可以分成自然污染和人为污染两类,其中最主要的就是人为污染,主要是由于人们在经济生产活动中的各种生产活动对大气造成的污染。第一,是工业污染源,工业生产过程中的废气很多,这些废气中往往都含有对人体健康有害的物质,比如二氧化碳、二氧化硫等,都是工业废气中的主要成分,我国在经济建设过程中有很多工厂,比如火电厂,钢铁厂等,在大力生产的时候,由于人们的环境保护意识不足,一味地进行经济发展,因此向空气中大量排放有害气体,最终使得大气环境质量受到破坏,对人体造成伤害。第二,交通工具产生的尾气排放也对大气产生影响。随着人们的生活水平不断提升,人们在日常生活中使用的交通工具也越来越多,比如汽车、火车、飞机等,这些交通工具最开始对尾气排放的控制不足,排放的尾气对大气造成了十分严重的污染。尽管近年来人们开始重视环境保护工作,对交通工具的尾气排放进行了控制,但是尾气排放依旧是造成大气污染的一个原因。第三,人类的生活活动所造成的大气污染。除了工业生产,人们在日常生活中的一些活动也会对大气造成污染,比如人们在烧火做饭、取暖的过程中,就会通过燃料的燃烧产生很多的烟气,再比如人们在焚烧垃圾的时候,也会产生很多对空气产生污染的气体,随即进入空气中,使得空气质量受到影响。第四,来自农业的污染,在农业活动中,人们为了提高农业产量,防止一些害虫对农作物产生影响,因此会大量的使用农药以及化肥等,而且有的农田还会产生甲烷,这些有害气体也会进入大气中,造成大气的污染。第五,军事或科学实验污染源,为了提高国家的综合实力,我国也在积极加强军事研究,核试验、原子弹爆炸、航天器的废弃物及毁坏后的碎片垃圾等,都是在军事以及科学研究过程中不可避免的废弃物在,和谐废弃物也会对大气造成严重的污染,而且一旦形成了,很难清除,对人体会造成十分严重的伤害。 3大气污染防治现状和措施 3.1大气污染防治现状 3.1.1环境意识薄弱 大气污染形成的一个重要原因是人为的,人为原因之所以会造成较大的危害,是因为人们的环保意识比较薄弱,长期注重经济发展,对经济的重视程度明显高于对环境的重视程度,等到环境问题比较严重的时候才来加强保护,为时已晚。人们在经济社会的发展过程中很多时候都只考虑近期的、局部的经济发展需要,在制订一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑,造成大气污染,对环境造成的危害也是无法挽回的。 3.1.2大气污染防治的资金投入不足 大气污染已经形成,在未来的发展过程中应该要加强对大气污染的防治,从而降低大气污染程度,使得人与自然依旧能够实现和谐的可持续发展。但是当前在大气污染的投入方面还存在问题,资金不足是一个严重的问题,我国想要从根本角度改变大气污染,比如在推行清洁煤炭政策、改善能源结构的措施如煤炭洗选加工、型煤、燃煤脱硫、使用清洁能源等,但是在这些方面的投资力度还不够,资金不足,导致一些设备的配备不足,最终导致大气污染得不到有效地防治。 3.1.3执法不严,监督管理力度不够 大气污染的产生一方面是由于人们在经济活动中的肆意破坏造成的,但同时,相关的执法部门也难辞其咎,环境监督管理部门应该要加强对这些行为的制止,一旦发现应该要及时叫停这些污染严重的企业,但是在实际的发展过程中,环境监督管理部门的执法力度不够,也是导致大气污染持续加重的一个重要原因。执法部门有时候并没有真正发挥出监督的效应,对自己的职责不清楚,加上我国关于各类大气污染源控制的相关措施的制定和实施时间较晚,因此使得大气污染一直持续,并且还有加大的趋势。 3.2大气污染的防治措施 大气污染现象一年比一年严重,全球很多国家都在积极加强对大气污染的防治,针对我国的具体情况,可以从以下几个方面着手。 (1)进行统筹规划,合理布局。工业依旧是经济发展的主导产业,一个国家的发展离不开工业,但是工业对环境的破坏是在所难免的,因此在未来的发展过程中应该要做好布局规划,尤其是要对工业进行合理的布局,从而使得工业生产过程中能够减少对大气的污染。在布局工业时,应将工业生产均衡分布,不要将工业生产局限在一些大城市中,当前我国很多大城市的工业外迁就是进行大气污染防治的一个有效措施,但需要注意的是,在进行工业外迁的时候,也应该要对迁入城市进行了解,从而做好工业与环境的统筹。 (2)提高人们的环保意识。人们在生产生活过程中往往也会产生很多的危害,因此提高人民的环保意识是进行大气污染防治的有效途径。在大气污染防治以及环境保护的过程中,应该要加强全民宣传,使得百姓能够有更强烈的意识去进行环境保护,去进行污染的防治。比如当前很多人都选择了节能减排的汽车,或者甚至摒弃汽车选择公交车出行,这就是一种以自己的实际行动来保护环境的有效体现,加强对居民的环保意识的提升,可以使得大气污染得到有效地防治。在全社会范围内应该要营造一种良好的环保氛围,要深入推进节能减排全民行动,动员全体成员都积极参与到保护大气环境以及其他自然环境的活动中来,从自己日常生活中的细节着手,加强对各种污染的防治。比如引导消费者购买和使用节能绿色产品、节能省地型住宅,让居民在日常生活中减少各种污染大气的气体的排放,倡导一种简约适度、低碳环保的理念,反对奢侈浪费的行为。 (3)大力推进生态文明建设。生态文明建设是十八大提出的一个全新的概念,对于我国的生态环境的保护以及生态平衡的维持有十分重要的意义。在生态文明建设过程中,应该要加强推进生态文明建设的制度建议的研究,开展国家生态文明先行示范区建设,对各地的实际情况进行分析,结合当地的大气污染与生态文明建设之间的关系,探索有针对性的治理模式。比如针对森林覆盖率相对较低的地区,可以采取植树造林,绿化环境的方式。绿色植物可以使大气中的氧气不断更新,以此调节空气成分,净化大气。因此在大气污染的防治过程中,应该要加强植树造林的力度,利用森林以及绿色植物对大气的调节作用,使得大气环境得到净化,从而改变气候条件,使得生态环境保持良好的循环。 (4)加强大气污染防治过程中资金的投入。在大气污染防治过程中,资金是各种防治策略有效推进的重要保障。我国应该要加强对这部分的投入,加强资金的整合。一方面,国家应该要积极加强对节能减排相关的各项研究的资金投入,比如节能型住宅技术的研究、节能减排汽车技术的研究等,这些都需要一定的资金作为支撑,国家要加强对这些新技术研究过程中的投入,从而使得各项技术研究能够顺利推进,并且今早投入使用,防止大气污染持续加重。另一方面,应该要加强社会资金的整合,社会中的团体和组织应该要加强对大气污染防治的投入,比如企业自身应该要具备一定的环保意识,对于一些产生污染比较严重的设备要进行更换,对于各种防污染的技术要进行引进,从而使得污染的防治能够得到有效的控制,并且能够提高企业的社会形象。 (5)加强对农业生产以及科研研究的控制。在农业生产以及各种科学研究过程中,对大气也产生了严重的危害,对此也应该要加强这部分的控制。首先,在农业生产过程中,要对传统的生产模式进行改进,应该要积极加强对农业生产过程中的一些农药和化肥的使用量的控制,尽量采用生态的方式进行农业生产,加强效益农业模式的应用,使得农业生产过程中产生的大气污染可以逐渐减少,甚至是完全消失。其次,在各种科研过程中,应该要加强研究过程中的各种废弃物的处理,防止这些废弃物的累积,从而使得大气污染得到有效的控制。比如科研部门应该要设置专门的废物回收装置,安排专人对这项工作进行管理,从而使得科研过程中的废物得到有效的处理,而不是随意丢弃,进而从根本上遏制废弃物对大气造成的污染。 4结语 综上所述,大气污染是环境污染中的一个重点内容,也是对人类的健康产生危害较为严重的一种污染形式。在我国未来的经济建设过程中,由于注重短期的经济利益,对大气污染的重视程度不够,因此导致当前大气污染十分严重,而且还有逐年恶化的趋势。在未来的经济社会建设过程中,应该要提高人们的环境保护意识,加强各种经济生产生活活动对大气污染的控制,加强对各种先进技术的研究和推广,从根本上遏制大气污染的产生以及扩散,促进自然生态环境的改善,为百姓营造良好的生活环境,使得人类社会和自然环境之间可以实现可持续发展,实现良好的平衡。 大气环境论文:遥感技术在大气环境监测中的应用及其发展分析 [摘 要]随着我们国家经济社会的不断发展,大气环境的污染程度也随之变得越来越严重。大气污染不仅影响了我们赖以生存的大气环境,还在极大程度上危害着我们的身体健康。遥感技术因监测范围广、速度快、成本低的特点,被环境监测部门广泛应用到大气环境监测中去。本文提出了大气环境遥感监测技术的基本原理,并围绕着遥感技术在大气环境监测中的应用及遥感技术的未来发展趋势两个方面做了详细的分析,为今后的研究提供一些有利依据。 [关键词]遥感技术 大气 环境监测 污染 一、概述 对于大气环境污染问题,无论是我们个人还是我们的国家都需要对其引起高度重视,并采取一切措施对其实施科学的监测和治理。在对大气环境实施监测过程中,遥感技术作为大气污染控制的重要手段之一,始终发挥着重要的作用。遥感技术不只能对大范围的大气环境变化和大气环境污染进行快速、动态、实时、省时省力地监测,同时还能对突发性大气环境污染事情的发作、开展、停止进行实时、快速的跟踪和监测,这样就能及时采取相应的处置措施,从而减少大气污染形成的损失。 二、大气环境遥感监测技术的基本原理 遥感监测就是用仪器对一段距离以外的目标物或现象进行观测,是一种不直接接触目标物或现象而能收集信息,对其进行识别、分析、判断的更高自动化程度的监测手段。它所起到的最重要作用就是不需要采样而直接可以进行区域性的跟踪测量,从而快速进行污染源的定点定位,污染范围的核定,污染物在大气中的分布、扩散等,从而获得全面的综合信息。根据所利用的波段,可以将遥感监测技术主要分为三种类型,即:紫外、可见光、反射红外遥感技术;热红外遥感技术和微波遥感技术。大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上与常规气象要素的监测不同。常规气象要素遥感监测主要是指测量大气的垂直温度剖面、大气的垂直湿度剖面、降水量及频度、云覆盖率(云量和云层厚度) 和长波辐射、风(风速和风向)、地球辐射收支的测量等。而大气环境遥感则是监测大气中的臭氧(O3)、CO2、SO2、甲烷(CH4)等痕量气体成分以及气溶胶、有害气体等的三维分布。这些物理量通常不可能用遥感手段直接识别,但由于水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等微量气体成分具有各自分子所固有的辐射和吸收光谱特征,如影响水汽分布的主要光谱波长在017μm,O3在0155~0165μm 之间存在一个明显的吸收带,因此我们实际上可通过测量大气散射、吸收及辐射的光谱特征值而从中识别出这些组分来。研究表明,在卫星遥感中有两个非常好的大气窗可以用来探测这些组分,即位于可见光范围内的 0140~0175μm 的波段范围和在近红外和中红外的0185μm、1106μm、1122μm、1160μm、2120μm 波段处。 三、遥感技术在大气环境监测中的应用 根据遥感技术的工作方式可以将其分为主动式遥感监测和被动式遥感监测两品种型。 1、大气环境的主动式空基遥感监测 星载或机载的微波雷达是当前大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术。主动式雷达是由发射机经过天线在很短的时间内,将一束很窄的大功率电磁波脉冲向目的物发射,随后再应用同一天线对目的地物反射的回波信号停止承受后显现的一种传感器。回波信号的振幅、位相因物体的不同而不同,基于这一点就使其在承受处置后,目的地物的方向、间隔等数据能够观测出来。目前,多数国度都停止了空间雷达探测方案的制定。如:1993年美国NASA首先应用机载的探测雷对大气中气溶胶的散布停止了监测;1994年Bourdon.A在希腊雅典应用机载差分吸收雷达对雅典市上空的光化学雾停止了丈量,取得了一些大气污染物如SO2、NO2、O3和气溶胶等的空间散布数据。 2、大气环境的被动式空基遥感监测 当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术有:太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度计遥感。所谓的太阳直接辐射遥感是应用日光在大气中的衰减和散射,对大气组分停止丈量,它是通过对可见光的丈量,来对气溶胶的反演,应用紫外线波段来对大气臭氧、二氧化碳等丈量。由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射可产生特定的谱线,且不同分子及不同的能级跃迁所产生的谱线不同,微波辐射计就是经过对这些不同的辐射频率信号的承受,从而对大气组分停止反演。应用微波辐射计可将大气臭氧和氯化物丈量出来,其对大气臭氧的丈量精度和地基陶普生光谱仪丈量精度差不多。多波段光度计遥感是一种以太阳为光源的被动式地基遥感手腕,大气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气系统的太阳辐射,在空中所接纳到的太阳辐射,包含了大气中气溶胶信息,经过接纳到的辐射停止丈量,就可将气溶胶的信息反演出来。从当前情况看,最为精准的办法就是采用多波段光度计遥感来丈量气溶胶光学厚度,多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥感的结果停止校验,如应用MODIS卫星材料对北京地域的气溶胶光学厚度停止了丈量,与此同时也与应用空中光度计对北京地域的气溶胶光学厚度停止的丈量结果停止了比拟。通过实验可以证明,两种办法的丈量结果即精度相当,这也阐明了应用卫星遥感对气溶胶的监测,是一种地基遥感监测较好的替代办法。 四、遥感技术的未来发展趋势 1、大气环境遥感的定量化、集成化、系统化和全球化 地球观测系统( EOS) 是划时代的长期发展的伟大工程,更是一项系统工程,该工程对环境与气候变迁、全球变化、可持续发展研究等有极其重要的意义。大气遥感在EOS 中占有重要地位,而现有的大气遥感尤其是大气环境遥感的“定量化”和“系统化”水平远还不能满足环境与气候变迁要求,仍需要加强。 2、高光谱、高时间、高空间及多角度、多时相、多偏振等多种数据源的综合应用 从当前国内外学者对大气环境遥感监测的研究情况来看,他们在研究中对于大气环境遥感所用的数据源研究要求的并不高,不只是受陆地卫星数据等单一数据源的限制,同时还需要高光谱分辨率、高空间分辨率或高时间分辨率的卫星遥感数据源。 3、遥感技术在大气环境监测中的不断发展,其优势也逐渐被人们所认可,将遥感监测运用于大气中各种污染气体监测中,突显其重要的使用价值,它能较为精确地提供在燃烧火焰里的激发态分子的转动或振动的详细信息 对各种红外源实行远距离的非接触型遥测;监测速度快、精度高;对光谱辐射的能量分布实行绝对监测。总之,遥感技术的发展以与普及,对于实现科学有效的监测大气环境提供了重要的知识帮助,从而有助于保护大气环境。 大气环境论文:新形势下大气环境保护与治理的探讨 摘 要:在当今这个时代,经济和科技都取得了长足的发展与进步,但与之相反的是生态环境却每况日下,并发展成全球性问题,温室效应、空气中致癌物PM2.5颗粒含量的增加以及雾霾天气的出现等现象都引发了人们对生态环境问题的关注,尤其是大气污染问题。在空气污染大肆横行,给人类生活、身体健康带来严重危害的情况下,人们逐渐认识到经济发展与环境发展间相互依存、相互促进的关系,使得大气污染问题成了我国当前阶段迫切需要解决的重大问题之一。该文就针对新形势下大气环境的保护与治理问题展开了探讨。 关键词:新形势 大气环境 保护与治理 探讨 大气污染问题的存在不仅会对人们的身体健康构成危害,导致人体出现急、慢性中毒的症状,如果人长时间处于受到污染的空气环境中,体内的遗传物质会在污染物长时间作用下发生突变,导致后代畸形或是使机体发生癌变,还会对工农业造成严重危害,比如:工业材料和设备以及建筑设施会受到大气中SO2、NO2和酸性污染物的侵蚀;酸雨不仅会对农作物生长造成直接影响,还会引发土壤和水体酸化,溶出的有毒成分又会毒害动植物与水生生物,严重的还会使森林衰亡、鱼类灭绝。此外,大气环境受到污染之后还会对天气和气候造成影响,比如:能见度降低,使得太阳光对地面的辐射量减少、在氮氧化物和氟氯烃类以及碳氢化合物等污染物作用下,臭氧大量分解出现臭氧层空洞问题、地球气候在温室效应影响下逐渐变暖等一系列环境效应。可见,大气污染对人类生存、发展构成了严重威胁,亟待加强对大气环境的保护与治理。下面就此问题做进一步探讨。 1 引发大气环境污染的影响因素 大气环境在城市发展脚步不断向前迈进的过程中受到越来越严重的污染,直至今日已经严重破坏了人类的生存环境,影响到了人类正常的生产、生活,威胁到人类和社会的可持续发展。为此,在经济和科学技术都得到了迅猛发展的当代,迫切需要对大气环境污染问题加强重视,积极探寻治理和解决的有效措施。为提高大气环境治理的针对性和实效性,必须先找到污染问题出现的根源,这样才能保证大气环境治理更加彻底。下面就分析下引发大气环境污染问题的主要原因: 1.1 城市发展脚步过快 在大气环境还没有遭受到如此严重破坏的时候,大气污染问题也并没有明显的表现,再加上一直以来,国家都把关注的重点放在了经济发展上,所以,在不断加快城市建设步伐和推动经济发展的过程中完全把保护大气环境的问题抛在脑后,没有这个意识,以致出现现在如此严重的大气污染问题,若一直放任不管,不采取任何治理措施,任其发展下去,必将对生态环境造成无法挽回的破坏,乃至影响到环境、人类和社会的可持续发展。在城市化建设进程中最明显的特征就是工业化,虽然工业的发展在很大程度上带动了经济的发展,但同样的也给环境造成了很大破坏,尤其是大气环境。最为突出的问题就是一些工厂一心只想把生产效率和生产效益提升上来,而对自身可能对环境造成污染危害的行为视而不见,把废水、废气随意排放到大气和周边河流当中,经过生态循环就会间接对大气环境造成严重影响,并陷入恶性循环当中[1]。 1.2 生活垃圾 人们日常生产、生活中产生的各种生活垃圾也会给大气环境造成一定污染,比如:农业生产中的秸秆焚烧、生产制造工业中产生的各种固体废弃物、生活油烟、污水等。以破坏大气环境为代价谋得经济增长和物质生活水平提升是不科学的,是一种目光短浅的行为,如果对这些人类可控行为再不加以控制,最终承担后果,受到伤害的还是人类自己。 1.3 机动车尾气排放 城市化发展、人们物质生活水平提升的另一个特征就是,摩托车、私家汽车等各种大中小型车辆越来越多,现在的人们在出行时很少会选择步行,以致道路上到处都是行驶中的机动车辆,排出大量对大气有污染作用的机动车尾气。 2 新形势下治理大气污染、保护大气环境的有效措施 2.1 大气环境的保护 第一,针对机动车尾气污染问题采取一定措施,在机动车管理上实行黄绿标管理办法,这样只有那些尾气排放不会对大气造成污染,并持有相应证明标志的机动车才能上路行驶[2]。同时,在治理在用机动车尾气污染防治工作中应用简易工况法,并针对机动车排气污染制定包括初次检验与年度检验等方式在内的定期检验制度以及动态检测和抽样检测活动。此外,还要注重机动车燃料管理工作的开展和油气回收治理工程的推进,一方面从源头上保证燃油合格;另一方面通过对储油库和汽油运输以及加油站油气污染状况的全程监督,避免或减少有机物污染问题发生。 第二,加强环境监管,严控燃煤类污染源排放污染物,进一步推进分散燃煤锅炉的改造力度和拆并力度,比如:将处于热电联产覆盖范围之内的燃煤小锅炉、分散锅炉以及集中供热锅炉并入集中管网。同时,在各大城市和乡镇地区针对高污染燃料划分禁燃区和严管区。 2.2 大气环境的治理 2.2.1 烟气污染物治理措施 第一,从宏观角度出发进行全面规划和合理布局。治理大气烟气污染时,首先应该在观念上认清和摆正经济发展和环境保护之间的关系,实现二者的平衡、协调发展。在此基础上对存在于当地的烟气污染源种类和数量、分布情况等信息进行全面细致地深入调查,为烟气污染物治理工作的开展做好准备,提供参考依据[3]。另外,在对那些会产生烟气污染物工业产区进行规划布置的时候,要将当地风向可能对其产生的影响划入考虑范围之内,这就需要把这些工业产区布置在位于城市主导风向下风向的位置,同时,还要保证居民生活区与烟气污染区间留有足够的间距,并在二者之间设置绿化带。 第二,积极开展绿化造林工作。在防治大气污染的众多措施当中,绿化造林不失为既高效,又经济的一种防治办法,因为绿色植物相当于天然的空气过滤器,城市绿化当中的植物还具有吸附和阻碍灰尘的功能,当雨水冲洗过后能起到净化空气的作用。另外,植物经过光合作用之后还能够吸收空气中二氧化碳,并向大气中释放出大量氧气,有助于空气质量的改善。 2.2.2 颗粒污染物治理措施 当固体燃料燃烧过后会向大气中排放出大量烟尘,使大气环境中出现烟尘、粉尘、雾等污染物。当期治理大气颗粒污染物的方法主要有干法、湿法和过滤法以及静电法。干法治理主要是利用颗粒污染物自身所受重力作用和离心力作用,常用的有惯性除尘、离心除尘和重力除尘等方法,用到的设备设施有旋风除尘器、惯性除尘器和重力沉降室等。湿法治理主要是先利用水或者其他液体润湿存在于大气环境中的颗粒污染物,然后再把它们收集起来进行相应去除处理,当前阶段主要使用的几种湿法治理办法有泡沫除尘法和洗涤除尘法等,期间会使用到喷雾塔、填料塔和泡沫除尘器等设备。过滤法则是利用有很多毛细孔的滤料老过滤含有颗粒污染物气体来达到去除颗粒污染物的目的,当前阶段常用的方法有布袋过滤法和填充层过滤法等,其中会用到的过滤设备有颗粒层过滤器和带式过滤器等。静电法主要是利用高压电场的电场力作用去除存在于大气中的颗粒污染物,在使用此种方法的时候需要把颗粒污染物大小、数量、操作费用等多种因素都考虑到,以此为参考依据选择适合的治理办法。一般来说,当大气中的颗粒污染物比较大的时候宜采用干法治理;当颗粒污染物比较细小的时候宜采用过滤法与静电法[4]。 3 结语 综上所述,大气环境污染问题是当前我国面临的主要问题,应将其与经济发展放在同样重要的位置上,经济采取各种措施加强对大气环境的保护力度和治理力度,保证环境、经济和社会的可持续发展。 大气环境论文:集中供热系统对大气环境的影响 [摘 要]集中供热是城市能源建设的一项基础设施,是城市现代化的一个重要标志,也是国家能源合理分配和利用的一项重要措施。随着我国城市的快速发展和人们生活水平的提高,城镇集中供热成为发展的必然趋势,但在供热的过程中,不可避免的会产生一些污染,这些污染所含有的污染成分比较复杂,并且在一定程度上还会产生对大气、水体和人体健康的一些危害。因此,我们应当对其进行深度分析,并从各种角度提出污染物的污染控制措施,争取在源头上消除污染。 [关键词]集中供热锅炉房;污染分析;控制措施 一、我国集中供热系统发展概况 在我国的城市中,尤其时北方的城市,在冬季进行集中供热已经成为一种普遍的方式。我国集中供热发展到今天,经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。我国传统的集中供热主要采取热电联产、区域联合供热和小区锅炉房供暖等几种方式。从20世纪40年代至今,近60年的历史大致分为4个阶段:单纯利用阶段―单纯管理阶段―基础建设阶段―综合发展阶段。20世纪80年代以前,从北方采暖地区大城市来看,以分散锅炉房供暖比重最大。20世纪80年代以后,进入到综合发展阶段。热电联产、热交换站以及相配套的尖峰锅炉房等集中供热系统在许多城市相继建成。住房和城乡建设部2014年的“2013年城乡建设统计公报”显示,2013年末,城市蒸汽供热能力8.4万吨/小时,比上年减少2.4%,热水供热能力40.4万兆瓦,比上年增长10.5%,供热管道17.8万公里,比上年增长11.3%,集中供热面积57.2亿平方米,比上年增长10.3%。 二、城镇集中供热系统对大气环境的影响 在供热锅炉的燃煤过程中,会产生烟尘、NOx 和SO2 等大气污染物,污染因子以SO2、NOX为主,其次还有烟尘,CO和CO2等。NOx 和SO2是形成酸雨的主要污染源,易与大气中的NH3、金属氧化物等碱性物质形成气溶胶烟雾,降低能见度。NOx 和烃类化合物在强烈阳光的作用下,极易生成光化学烟雾等二次污染物。NOx 也会对臭氧层起破坏作用,对地面生物和人类造成危害。 1、烟尘:包括降尘和飘尘。主要是燃煤电厂排放的尘粒。2013年全国环境公报显示,工业烟(粉)尘排放量1094.6万吨,比上年增加6.3%,占全国烟(粉)尘排放总量的85.6%。 。尘粒不仅本身污染环境,还会与二氧化硫、氧化氮等有害气体结合,加剧对环境的损害。其中尤以10微米以下飘尘对人体更为有害。一般燃煤电厂的飞灰尘粒中,小于10微米的占20~40%。 2、二氧化硫:煤中的可燃性硫经在锅炉中高温燃烧,大部分氧化为二氧化硫,其中只有0.5~5%再氧化为三氧化硫。在大气中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常缓慢,但在相对湿度较大、有颗粒物存在时,可发生催化氧化反应。此外,在太阳光紫外线照射并有氧化氮存在时,可发生光化学反应而生成三氧化硫和硫酸酸雾,这些气体对人体和动、植物均非常有害。大气中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。2013年,全国工业二氧化硫排放量1835.2万吨,比上年减少4.0%,占全国二氧化硫排放总量的89.8%。 3、氮氧化物:火电厂排放的氮氧化物中主要是一氧化氮,占氧化氮总浓度的90%以上。一氧化氮生成速度随燃烧温度升高而增大。它的含量百分比还取决于燃料种类和氮化物的含量。煤粉炉氧化氮排量为440~530ppm;液态排渣炉则为800~1000ppm。二氧化氮刺激呼吸器官,能深入肺泡,对肺有明显损害。一氧化氮则会引起高铁血红蛋白症,并损害中枢神经。 当前,我国城市大气污染状况仍不容乐观。2013年,我们国家74个城市实施了新的空气质量标准,根据2013全年的监测,74个城市只有3个城市达到了空气质量二级标准,其他71个城市均不同程度地存在超过新空气质量标准的情况。 三、污染控制措施 1、对于烟尘排放的控制对策。一是采用高效率除尘器。如电除尘器的效率高达99%,最高可达99.9%。在静电除尘器的直流电压上叠加25千伏左右的脉冲电压,或者采用布袋除尘和静电除尘相结合的方式,还可进一步提高除尘效率。二是采用高烟囱。将剩余的尘粒排入高空加以扩散,以降低尘粒浓度,但是,过分加高烟囱并非有效的防治方法。因为高烟囱虽可降低污染物的近地面浓度,但却把污染物扩散到更大的区域。 2、对于二氧化硫排放的控制对策。首先,改进及控制在用锅炉的脱硫装置。改进脱硫除尘技术,使用双碱法脱硫。特别是在大吨位锅炉上,不能使用那种自激式脱硫除尘器;其次,在一定条件下要尽可能的减少燃煤。遇有天气较暖、长时间处于逆温天气条件或处于低气压下,锅炉应错开运行、缩短锅炉运行时间,减少燃煤和大气污染物的排放;然后,实施热电联产集中供热形式。据测算分析,从单位运行成本上讲,一个14MW的锅炉比使用10个1.4MW的锅炉可降低30%~40%;在除尘、脱硫、控制噪声等方面的投入上可降低40%~50%,在区域借助大吨位锅炉虽然比小锅炉的环境效益和经济效益要好,但其排放的污染物大部分还是要落在区内,脱硫方式选用不当,对区内的污染还是较重的。从环保、能源、规划等方面考虑,用电厂锅炉采暖供热是消除区内SO2的根本途径[1]。 3、对于NOx排放的控制对策。一是使尾气再循环燃烧,将氮氧化物(NOx)还原成N2排放;二是将尾部烟气脱硝处理氮氧化物(NOx)还原成N2;三是对锅炉燃烧温度和燃烧工艺加以严格科学控制,采用低NOX的燃烧技术,通过改变燃烧过程来有效地控制NOX的生成,或者使用选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种方式对烟道气进行处理,在NOx形成后即被净化。 四、结语 今后,城市集中供热形式将向着多元化发展,城市的能源结构和消费水平,决定了城市集中供热形式仍以高效脱硫、除尘的燃煤型热电联产和大型供热锅炉为主。随着经济发展和能源结构的变化,以天然气等洁净能源为燃料的集中供热将逐步增加。城市集中供热的发展不能脱离当地的经济发展水平,以达到提高人民生活质量和减少大气环境污染的目的。要按照市场经济的规律发展供热产业,选择技术合理、经济可行的城市集中供热形式。 大气环境论文:火电厂的大气环境保护 [摘 要]随着科技的发展,电力产品应用快速地增多了,电力需求量极大地增加了。我国火电厂的发电量占总发电量的大部分,火电厂燃煤发电产生许多大气污染物;在火电厂电力生产过程中,向大气排放的污染物多达100余种,其中主要是烟尘、S02、氮氧化物、大气汞。通过了解烟尘、S02、氮氧化物、大气汞的具体知识,寻找火电厂大气环境保护的具体方法措施。 [关键词]火电厂;大气环境;保护 2013年10月21日,哈尔滨市出现雾霾,能见度极低,致哈尔滨机场400余架航班取消,5万余人受影响。诸多有关大气污染的相关实例,大气污染已经危害到人类的健康与生存。 1.火电厂的几种大气污染物 1.1 烟尘 烟尘是一种气体溶胶物质,它是以一些固体小颗粒或液体分散漂浮在气体之中。生产过程中排放的烟尘,粒径大于10微米时,因本身的重力作用,能迅速沉降至地面,故称为“落尘”;当粒径小于10微米时,因能长期飘游在空中而做布朗运动,故称为“飘尘”。 火电厂燃烧系统产生的飘尘的化学组成比较复杂,其中有镍、镉、铬、铅、 钒、砷等的有毒化合物,特别是致癌物质苯并芘、苯芘[等,通过呼吸道或皮肤进入人体,引起肺癌或皮肤癌。飘尘的危害程度与尘粒的大小及性质密切相关。在各种飘尘中,粒径在0.5一5.0微米的飘尘对人体的危害最大。粒径大于5微米的飘尘能被鼻毛与呼吸道勃液挡住而排出,粒径小于0.5微米的飘尘能被豁附在呼吸道表面而随痰排出,只有粒径在0.5一5.0微米的飘尘能直接深入肺部,在肺泡内沉积,并可能进入血液输往全身,在身体各个部位积累产生症状。 1.2 S02 SO2是无色不燃的有毒气体,有强烈的辛辣、窒息性气味,遇水会形成具有一定腐蚀作用的亚硫酸,若与空气中的NO2发生光化学氧化反应,会迅速转化为S03,进而与水汽结合形成腐蚀性和刺激性较强的硫酸。火电厂锅炉产生的S02污染主要来自煤粉中硫的燃烧。大气中存在的S02、S03和H2SO4(气)等一般称为硫的氧化物,它们对人类及动植物都是极为有害的。S02的危害大致可分为两个方面:其一是当S02转化为S03,与水汽、烟尘等结合形成硫酸雾剂硫酸盐后,对人体的危害很大,不仅可引起咽喉水肿与声带痉挛而导致窒息,而且能导致支气管炎、肺炎和呼吸道麻痹,甚至引起肺硬化而致死;其二是当大气中的硫的氧化物形成酸雨后会对工农业产生不良影响,酸雨会腐蚀金属材料、设备、建筑设施等,因而增加了维修费用,缩短了使用寿命,提高了成本,酸雨还能使土壤日趋酸化、贫痔,从而影响植物的生长,造成农业减产,使森林枯萎,增加水体的酸度,不利于水生动植物的生长。 1.3 氮氧化物 氮氧化物包括多种化合物,如一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、三氧化二氮和四氧化二氮等。这些化合物中,除了二氧化氮外,其余氮氧化物都很不稳定,遇到外界条件改变(光照、热等)就会变为一氧化氮或二氧化氮。火电厂燃煤中氮的含量大多数在1%左右,其燃烧产物主要为一氧化氮和二氧化氮,并且以一氧化氮为主。氮氧化物对环境的影响主要有四个方面,第一,氮氧化物是生成臭氧的主要物质之一,臭氧的形成导致大气的氧化性增强,使一些大气污染物(如确酸盐、硫酸盐等)形成了二次颗粒物,从而降低了大气能见度。第二,氮氧化物是城市细颗粒物污染的主要来源之一。细颗粒物的增多,使城市面临的雾霾灾害风险不断升级。雾霾天气严重影响了正常的工农业生产和交通运输,威胁城市人群身体健康,制约我国社会经济可持续性发展。第三,在紫外线照射下,氮氧化物与碳氧化合物会发生反应形成光化学烟雾。光化学烟雾会导致大气能见度降低,对眼睛和咽喉有强烈地刺激作用,并会出现头痛、呼吸道疾病恶化等症状,严重的甚至可能造成死亡。第四,氮氧化物参与酸雨的形成。相关研究表明,氮氧化物对酸雨的贡献呈增长的趋势,降雨中NO3/SO4的比值在全国范围内逐渐增加,我国酸雨正由硫酸型逐渐向硝酸型转变。如果不对氮氧化物的排放予以严格控制,那么增加的氮氧化物所带来的环境污染甚至很有可能抵消近年来二氧化硫治理所带的环境效益。 2.火电厂的大气环境保护措施 2.1 减少SO2的方法 目前,世界上火电厂所采用的脱硫工艺主要可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三大类。现在比较成熟的脱硫工艺主要有:石灰石-石膏湿法、烟气循环硫化床法、氨法、海水法、旋转喷雾干燥法、电子束法等数十种工艺。石灰石-石膏法是迄今为止最为成熟的烟气脱硫技术,由于其脱硫效率高、成本低的特点,也成为我国应用最广泛的火电厂脱硫工艺。石灰石-石膏湿法脱硫工艺的优势主要是脱硫效率高,脱硫原料廉价易得,烟气处理量大,适应大容量机组,此外脱硫副产物石膏还能用于建筑材料、水泥行业、农业等多个方面,应用前景十分广阔。但是其脱硫过程中需要处理大量的废水,能耗较大,工程投资和运行费用相对于其他工艺还比较高,且脱硫过程中会发生化学反应置换出二氧化碳。 2.2 减少氮氧化物的方法 降低氮氧化物排放措施分为一级脱氮技术和二级脱氮技术。一级脱氮技术主要是采用低氮氧化物燃烧器以及通过燃烧优化调整,有效控制氮氧化物的产生,从源头上减少氮氧化物生成量,目前主要有:空气分级;低氮氧化物燃烧器(LNB);再燃(燃料分级,煤粉再次燃烧)。二级脱氮技术则是利用各种措施,尽可能减少已生成氮氧化物的排放,属于烟气脱硝范畴,目前主要有两种成熟技术―选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。 2.3 减少汞的方法 燃煤汞污染控制措施主要包括在燃煤中汞的释放、转化和排放整个生命流程,以及在各个阶段对汞的各种脱除技术方法。整体而言,燃煤汞的污染控制措施主 要包括燃烧前、燃烧中以及燃烧后的控制。燃烧前控制,燃烧前控制技术涉及洗煤脱汞技术、热解脱汞技术。这些技术都是在燃烧前对原煤进行脱汞预处理,然后再进入设备燃烧利用,这将直接减少进入燃烧系统中的总汞量。燃烧中控制,利用改进燃烧的方法,参考其他污染物的燃烧中的控制技术,在降低其他污染物排放的同时,实现减少一部分汞的排放。主要的技术包括:流化床燃烧方式、低氮燃烧技术以及向炉膛内喷入汞的吸附剂的方法等。燃烧后脱汞是对燃煤汞控制和处理主要的关键步骤,也是未来火电厂汞污染控制的主要方式。目前,烟气脱汞技术研究主要集中在两方面:一是采用吸附剂材料对烟气进行脱汞,二是利用现有污染物控制设备实现对汞的协同控制。 对大气环境的保护是生态建设的一部分,其中火电厂的大气环境尤为重要,要针对相关大气污染物采取具体方法措施来解决,共建生态家园。 大气环境论文:一般大气环境下钢筋混凝土构件抗震性能时变特征 摘 要:采用精细化有限元全过程分析方法,考虑混凝土碳化、钢筋锈蚀及其引起的粘结滑移性能退化等多因素耦合作用,研究在一般大气环境使用年限内,耐久性退化对构件抗震性能的影响规律和内在机理.结果表明,一般大气环境下,钢筋混凝土构件使用年限在30 a内抗震性能变化不大.当使用年限超过30 a后,抗震性能显著退化.当使用100 a时,承载力降低22.5%,刚度约退化33.5%,延性降低36.7%,耗能能力降低40.5%.建议在一般大气环境下对钢筋混凝土构件进行抗震设计时,应考虑随使用年限的增长,耐久性退化对抗震性能的影响,从而保证结构良好的抗震性能. 关键词:钢筋混凝土;耐久性;抗震;时变特征;一般大气环境 钢筋混凝土结构在设计使用年限内,由于材料老化、不利环境及使用不当等因素影响,结构常出现不同程度的损伤,这种损伤积累直接导致结构耐久性降低、承载力下降、抗震性能退化[1].中国传统设计考虑混凝土结构的耐久性不足,设计的安全度设置水平较低,留下了大量存在一定缺陷的结构[2].一般大气环境下,混凝土碳化及其引起的钢筋锈蚀是造成结构耐久性退化的主要因素.实际钢筋混凝土结构的耐久性具有时变特征,任其发展会由量变积累引起质变,地震中完全有可能引起承载力不足,甚至导致结构解体或倒塌.对于钢筋混凝土结构问题更为突出的是许多结构在处于严重腐蚀环境之中的同时又处于地震多发地带[3].对耐久性退化钢筋混凝土结构抗震性能的研究始于1988年Kyioshi等[4]通过喷洒盐水的方法使混凝土梁中的钢筋锈蚀,进行低周反复荷载试验,结果表明,在循环荷载作用下,结构承载力较无锈蚀时降低速度快.之后国内外学者对钢筋混凝土结构耐久性损伤后的抗震性能进行了大量的研究[5-9],Yu等 [10]通过试验发现,随着腐蚀程度的增大,结构失效模式由因纵向钢筋屈服引起的弯曲破坏转变为由于横向钢筋断裂引起的弯剪破坏.Inci[11]采用非线性静力研究方法和非线性时间历程分析方法分析不同锈蚀程度、钢筋分布和不同地震强度对钢筋混凝土框架结构抗震性能影响. 钢筋混凝土结构在锈蚀与地震作用下的动力响应,直接影响结构安全性和耐久性[12].Luisa等[13]指出钢筋混凝土构件承载能力和延性会随着钢筋的锈蚀率增大而减小,在某些情况下,也会导致结构从塑性破坏转变为脆性破坏,这种作用对结构尤其是地震区的结构分析很有意义,这些区域延性特征和实际形成机理都是安全评估中的关键问题.目前,对耐久性退化钢筋混凝土结构抗震性能的研究多考虑钢筋锈蚀或混凝土碳化单一因素的影响,且未考虑钢筋锈蚀后粘结滑移退化对抗震性能的影响,碳化对结构抗震性能的影响研究也不尽合理,新建钢筋混凝土结构抗震设计也未考虑使用年限内结构耐久性损伤后抗震性能的时变特征,既有钢筋混凝土结构可靠度评定时也应考虑既有耐久性损伤及后续耐久性损伤的演化.本文通过足尺锈蚀钢筋混凝土构件低周反复荷载试验,验证有限元模型的准确性,采用精细化有限元全过程分析方法,从混凝土碳化率和钢筋锈蚀率的角度,考虑混凝土碳化、钢筋锈蚀及其引起的粘结滑移性能退化等多因素耦合作用,研究一般大气环境下使用年限内,耐久性退化钢筋混凝土构件抗震性能时变特征. 1 一般大气环境下混凝土碳化及钢筋锈蚀 时变特征 2 钢筋混凝土构件抗震性能时变特征有限 元模型 2.1 有限元分析模型 采用ABAQUS有限元软件进行建模并对试件进行模拟计算.混凝土选取塑性损伤本构模型,采用C3D8R单元,钢筋采用T3D2单元.钢筋与混凝土联结采用SPRING2弹簧单元,如图2所示.弹簧单元1约束钢筋单元节点与混凝土单元节点的水平位移,弹簧刚度由能量等值原理确定;弹簧单元2约束钢筋单元节点与箍筋内部混凝土单元节点的竖直位移,弹簧刚度取极大值. 为模拟箍筋对混凝土约束作用,将保护层与内侧混凝土分开建模,并选取不同的本构关系,考虑到荷载作用下箍筋外侧混凝土压碎后剥落,不再承受荷载,而箍筋内部混凝土由于受到约束作用局部压碎后仍可参与后续受力,故在建立混凝土本构关系时考虑箍筋的约束,将混凝土分为优秀混凝土和非优秀混凝土,优秀混凝土考虑横向约束作用对混凝土强度的提高.一般大气环境下混凝土碳化深度通常未达到优秀混凝土区域或对优秀混凝土区域影响较小,故考虑碳化对混凝土本构关系的影响时,只考虑碳化对保护层非优秀区域的影响.考虑到箍筋约束对混凝土受压力学性能的影响,根据研究成果[16],引入配箍特征值进行修正. 已有研究中通常将碳化深度作为参数,但相同的碳化深度对截面面积不同混凝土结构或构件力学性能影响不同,采用碳化深度来表征碳化对混凝土性能的影响不能考虑构件截面的尺寸效应.为了更合理描述混凝土碳化后力学性能变化规律,本文采用结构或构件的相对碳化面积,即碳化率来表示,如图4所示.其中,碳化面积Ac与截面四周碳化深度b1,b3,h1及h3有关,截面总面积A=bh.在此定义混凝土碳化率(=Ac/A)为:混凝土结构或构件截面碳化混凝土面积Ac与混凝土总面积A的比值. 2.2 耐久性劣化材料本构关系 根据第2节计算结构使用年限分别为0,30,50,70和100 a时,钢筋混凝土构件保护层碳化深度分别为0,17.5,22.6,26.8和32 mm,相应地保护层碳化率分别为0,61%,77%,90%和100%.箍筋内侧混凝土考虑箍筋约束作用对混凝土本构关系的影响,箍筋外侧混凝土仅考虑碳化对本构关系的影响,本构关系采用作者建立的重复荷载下碳化混凝土本构关系模型[15],见图5.碳化对混凝土抗拉强度的影响,在目前研究成果中未见报道,为此本文假设碳化不影响混凝土抗拉强度. 使用年限分别为0,30,50,70及100 a时,箍筋锈蚀率分别为0,7.43%,21.16%,33.79%和50.66%;纵筋锈蚀率分别为0,0.1%,7.15%,13.94%和23.64%.由于箍筋保护层厚度小于纵筋保护层厚度且直径较小,箍筋锈蚀速率大于纵筋锈蚀速率,约为纵筋锈蚀速率2倍.本构关系采用文献[17]建立的反复荷载下锈蚀钢筋本构关系模型. 2.3 试验验证 试验试件共6个,设计图见图6.各试件设计锈蚀率分别为0,3%,6%,9%,12%和15%,锈蚀试验及测试方法依据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》进行,实测试件L-1,L-2,L-3,L-4,L-5,L-6锈蚀率分别为0,2.76%,5.47%,8.63%,9.81%和11.59%.混凝土设计等级为C30,实测立方体抗压强度为31.4 MPa,试件中纵筋采用HRB335,直径16 mm,对称配置,箍筋采用HPB300,直径8 mm,间距100 mm. 试验装置采用MTS电液伺服试验机,按受弯构件加载,加载装置见图7. 试件两端部铰接,中部施加竖直反复荷载.加载时首先采用荷载控制循环加载直至试件进入屈服状态,屈服后改用位移控制,荷载控制的初始荷载取计算开裂荷载的50%,位移控制循环等级均为试验屈服位移Δy,每级循环3次,直至试件发生破坏,加载机制见图8. 详细试验成果可参见文献[15],取试件中部一侧进行有限元分析.箍筋外侧混凝土压碎时剥落,不考虑其受压恢复性能,但内侧混凝土压碎后,由于箍筋约束作用而不至剥落,内侧混凝土受压可以恢复. 以试件L-1及L-5为例,有限元模型计算结果与试验对比见图9及图10. 通过对比分析可知,分析结果与试验结果基本吻合,但有限元模拟滞回曲线更加饱满,再加载刚度初期偏大而后期偏小.这一方面是由于有限元计算中参数选取的复杂性,有限元参数选取的误差及试验中的误差都可能导致二者结果存在差异;另一方面,虽然本文采用弹簧单元模拟钢筋与混凝土的粘结滑移性能,但简化方法与真实情况有所差异.实际构件加载过程中,钢筋与混凝土的粘结强度随滑移量的增大而增大,达到极限粘结强度后,随滑移量的增大而减小,有限元模拟中采用能量法简化为刚度不变的弹簧单元,未能很好模拟再加载初期粘结滑移滞回曲线的平滑段,即宏观上表现为构件滞回曲线的捏拢效应,有限元计算曲线不如试验曲线明显.有限元计算的滞回曲线与试验曲线总体上接近,卸载路径及骨架曲线与试验吻合较好.对于工程应用中的弹塑性分析,这样的分析结果已经能够满足要求.本文所述的有限元计算方法对于模拟锈蚀钢筋混凝土构件在低周反复荷载作用下的响应有一定的准确性和可参考性,可以利用此法进行耐久性退化钢筋混凝土构件的抗震性能参数分析和退化规律分析. 3 锈蚀钢筋混凝土构件抗震性能时变特征 分析 3.1 承载力及刚度退化分析 随着使用年限的增长,各试件滞回曲线见图11. 由图11可知,随着构件使用时间的增长,滞回环面积减小,饱满程度降低,达到峰值荷载后承载力及刚度退化愈加明显.各构件骨架曲线见图12.由图12可知,构件使用年限在30 a内骨架曲线变化不大,使用时间对构件刚度及承载力影响较小;当使用年限超过30 a后,骨架曲线变化较大,由于钢筋锈蚀,构件刚度及承载力发生显著退化. 随着使用时间的延长,骨架曲线达到峰值荷载后平直段明显变短,延性降低.使用年限内各构件力学性能及滞回性能见表1. 各构件承载力衰减曲线见图13.对承载力退化比计算值分析可知,承载力随使用年限的增长,在30 a之前和30 a之后的退化速率明显不同,退化规律采用分段式表示,见式(11). 使用年限/a 由以上分析可知:构件屈服前,刚度随着变形增加迅速降低,屈服后,刚度下降速度减慢,当变形达到峰值位移后,刚度趋于平稳;随着使用年限的增长,刚度退化在构件从屈服至峰值状态时更为明显,达到峰值状态后,构件退化速率基本一致;另一方面,各构件刚度随使用年限的增长,30 a内退化速率较小,30 a后刚度退化速率逐渐增大,当使用100 a时,刚度约退化33.5%. 3.2 滞回性能退化分析 各构件滞回性能见表1,其中弹性状态耗能取最大位移为10 mm时滞回环面积,屈服耗能取屈服位移滞回环面积,极限耗能取极限状态下滞回环面积. 使用年限内各构件延性及极限耗能性能随时间的变化见图16. 由图17可知,若构件在使用年限内出现较为严重的坑蚀,则可能导致构件抗弯强度大于抗剪强度,构件首先达到其抗剪强度,在破坏模式转换点之后,构件发生剪切破坏,从而可能导致结构在地震中发生脆性破坏,甚至突然倒塌. 综合考虑一般大气环境下钢筋混凝土构件抗震性能的演化规律,建议在一般大气环境下钢筋混凝土构件抗震设计时,应考虑典型环境中构件随使用年限增长导致抗震性能的退化,从而保证结构良好的抗震性能. 4 结 论 本文通过对一般大气环境下耐久性退化钢筋混凝土受弯构件抗震性能演化规律的分析,主要结论如下: 1)随着钢筋锈蚀程度的增大,试件承载力、刚度及耗能性能逐渐降低.钢筋锈蚀导致其屈服点逐渐消失,使得构件屈服弯矩与极限弯矩接近,屈服区长度变短,构件延性降低. 2)一般大气环境下,混凝土碳化率随使用年限增长逐渐增大,但碳化速率逐渐减小.钢筋锈蚀开始后,其锈蚀率随时间基本呈线性关系,随使用年限增长,锈蚀程度逐渐增大,箍筋锈蚀速率大于纵筋锈蚀速率,约为其2倍. 3)一般大气环境下,钢筋混凝土受弯构件使用年限在30 a内,构件抗震性能变化不大;当使用年限超过30 a后,构件刚度、承载力及滞回性能发生显著退化.当使用100 a时,一般大气环境下承载力降低22.5%,刚度约退化33.5%,延性降低36.7%,耗能能力降低40.5%. 4)根据计算分析,给出了一般大气环境下使用年限内,受弯构件承载力、刚度、延性及耗能性能退化规律计算式.综合考虑一般大气环境钢筋混凝土构件抗震性能的演化规律,建议对钢筋混凝土构件抗震设计时,应考虑典型环境中构件随使用年限增长导致抗震性能的退化,从而保证结构良好的抗震性能,防止突然倒塌.
冶金工业论文:控制仪表用于冶金工业论文 1控制仪表的分类及发展 20世纪60年代开始大量使用的单元组合式控制仪表是根据控制系统中各个组成环节的不同功能和使用要求,分成能独立实现某种功能的八大单元,各单元之间用统一的标准信号联系,应用灵活、通用性强,可以构成多种复杂的自动检测和控制系统,便于仪表的生产、维护及备品库存等。我国生产的电动(DDZ)、气动(QDZ)单元组合仪表经历了Ⅰ型(1958年研制,1964年投产)、Ⅱ型(1965年研制,1970年统一规范)、Ⅲ型(1975年前后研制)三个发展阶段,DDZ-Ⅲ型采用了国际通用的4-20mA信号制,以集成电路作为放大元件,并具备了安全防爆功能。20世纪70年代又推出了组装式控制装置,它可根据用户要求,以成套装置形式提供给用户,使自控系统的施工、安装以及调试工作量大大减小,维护、检修等工作得到简化。1975年,美国霍尼韦尔(Honeywell)公司推出世界上第一套集散控制系统(DCS)。20世纪80年代,我国开始引进和生产以微处理器为优秀、控制功能分散、显示操作集中的集散控制系统,将控制仪表及装置推向高级阶段,同时出现了以微处理器为优秀的单回路可编程调节器,并进一步发展成智能式单元组合仪表,如DDZ-S型系列仪表。进入90年代,北京和利时、浙大中控、上海新华等相继推出自己的DCS系统。目前国产DCS系统已到达成熟期,由于国产DCS的价格低,能满足基本技术要求,且因开发较晚,某些技术较国外产品先进,其应用业绩不仅在国内市场占有一席之地,而且已经走出了国门。20世纪90年代出现了新一代工业控制系统—现场总线控制系统(FCS),它是计算机网络技术、通信技术、控制技术和现代仪器仪表技术的最新发展成果。现场总线的出现改变了传统控制系统的结构,将具有数字通信能力的现场智能仪表连接成工厂底层网络系统,并同上一层监控级、管理级通过网络连接构成全分布式的新型控制网络。FCS具有网络化,全分散性,系统开放性,对环境的适应性,现场总线仪表的互换性、互操作性和功能自治性等特点,其性能和功能均比传统控制系统优越。FCS将越来越多地应用于工业自动化系统中,与传统DCS相结合,构成技术更先进的混合型分布式控制系统。DCS和FCS的发展推动了采用模拟数字混合技术的DDZ-S型系列仪表和智能仪表的发展,智能仪表以微处理器为优秀,采用先进传感器与电子技术,具有检测、控制、显示、报警、存储、诊断、通信等功能,其精度、稳定性与可靠性均比模拟式仪表优越,可以传输模拟、数字混合信号或全数字信号,可以通过现场总线通信网络与上位计算机连接,能满足集散控制系统和现场总线控制系统的应用要求。按信号形式控制仪表装置可分为模拟式、模拟数字混合式、全数字式三大类。计算机网络技术的迅速发展,使数字通信一直延伸到现场,传统的4~20mA直流模拟信号制将逐步被双向数字通信的现场总线所取代,目前生产中多采用模拟数字混合式仪表和全数字式仪表,随着DCS和FCS发展,无线仪表和短程无线网络开始应用于工业现场,无线网络与有线网络的有机结合,将进一步完善系统功能,提高工业自动化水平。 2冶金工业控制仪表的应用 目前,冶金工业现场已经很少使用模拟式控制仪表,取而代之是模拟数字混合式的智能控制仪表,其传输信号是4~20mADC和HART或(Foundationfieldbus、Profibus)等,近年全数字式的现场总线控制仪表也得到了应用。要实现生产过程自动控制,必须由变送器、控制器和执行器等三种优秀仪表,再附加某些辅助仪表构成过程控制系统。下面根据对十几家企业的调查,主要介绍冶金工业生产过程中控制仪表的应用情况。 2.1变送器类控制仪表 冶金工业应用变送器检测的物理参数主要是温度、压力、流量、物位等四大热工参数。一般来说,压力类变送器可以实现压力、差压、液位、流量等参数的检测。目前,冶金企业采用的压力类变送器多数是横河川仪、威尔泰、西仪、北京远东、德国E+H、Honey-well、ROSEMOUNT、YOKOGAWA等仪表生产厂家生产的智能压力/差压变送器,这类仪表一般输出4~20mADC模拟信号,同时采用HART协议以数字信号输出现场仪表信息,可以通过支持HART协议的手持终端或现场通信器与变速器进行数字通信,实现远程设定零点和量程等组态操作。有些仪表除了支持HART协议,还支持其他通信协议,如横河川仪的EJA系列差压变送器还支持BRAIN协议、FF和PROFIBUS协议,可以通过BRAIN手操器或CENTUMCS/μXL或HART275手操器相互通讯,通过它们进行设定和监控等;Honeywell的ST3000/900系列全智能在线式压力变送器还支持FF、DE协议,可与霍尼韦尔的ExperionPKSTM集散控制系统和智能现场通讯器(SFC)实现双向数字通讯,消除了模拟信号传输误差,方便了变送器的调试、校验和故障诊断。鉴于生产过程对流量精确测量的要求,有些企业选用多参数流量变送器,在测量流量的同时实现对流量的压力和温度补偿,如中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用的加拿大SAILSORS的智能压力变送器是V10F多参数质量流量变送器,传输信号是4~20mADC和HART,采用实时全参数动态数字补偿技术(实现温度补偿功能)和满量程静压补偿技术,实现更高精度和宽量程比。企业使用的温度变送器主要是一体化温度变送器、普通温度变送器和变送器模块。重庆迪洋的DAD系列变送器、深圳万讯的温度变送器都属于普通温度变送器。SBWR/Z系列一体化的热电偶/热电阻温度变送器,它是DDZ-S系列仪表中的现场安装式温度变送单元,它采用二线制传送方式,输出与被测温度成线性的4-20mA电流信号。变送器可以安装于热电偶、热电阻的接线盒内形成一体化结构,也可单独安装于仪表盘内作转换单元。南京菲尼克斯电气有限公司的MCR-SL-PT100-UI,是可组态的3端隔离温度测量变送器,适用于根据IEC60751,采用2,3和4线连接技术连接Pt100热电阻,可输出4种模拟电压和模拟电流信号。西仪集团等仪表生产厂家生产了多种类型的智能温度变送器,具有HART协议和FF通信功能,便于连接现场通信装置和组成DCS系统,具有较好的应用前景。 2.2控制器类控制仪表 目前,多数企业主要使用DCS和PLC实施控制,常用的控制器有SIEMENS的S7-300、400系列PLC,AB公司的PLC,Honeywell的PKS、TCS型DCS,YOKOGAWA的DCS,浙大中控的SUPCON,和利时的DCS等。有些企业还使用国产的智能调节器及普通的显示调节仪等,如,中冶京诚(营口)装备技术有限公司使用上海岛电自动化控制系统工程有限公司PID调节器、江阴众和电力仪表有限公司的智能温度调节仪,天津市中环温度仪表有限公司的XMTW4000系列智能显示调节仪,百特XMB52U6P智能温度调节仪等。 2.3执行器类控制仪表 各企业使用的执行器比较繁杂,某炼铁厂目前使用的DKJ型电动执行器约占44%,奥托克的IKM系列执行器(德国技术)约占18%,其他国内不同厂家如鞍山热工仪表调节阀有限公司、鞍山拜尔自控有限公司、大连新科执行器厂等生产的不同型号的执行器占38%。目前,电动执行器的生产厂家较多,产品的质量标准良莠不齐,特别是存在仿冒产品,企业在选用执行器时,往往选择有规模、有资质、知名度高的企业产品。有些企业最近设计选用的执行器主要有英国Rotork、德国四门子公司SIPOS、重庆川仪等厂家的电动执行机构和气动执行机构。当用户对阀门控制精度要求高,或者工作环境复杂、以及需要实现远程控制,一般都选择智能型阀门电动执行器。 2.4辅助控制仪表 要构成过程控制系统,除了变送器、控制器和执行器等优秀仪表外,还需要配置显示记录仪表和其他辅助控制仪表,辅助控制仪表主要有电源箱、配电器、隔离器、操作器、安全栅、阀门定位器等。目前,企业使用的各类辅助仪表主要是国产的DDZ-Ⅲ/S型仪表,有些企业选用了智能操作器和HART安全栅,如包钢集团使用国产DFP配电器约占47%,现场评价很好。有些企业选用国外的安全栅和阀门定位器,如本钢炼铁使用P+F公司Z787H齐纳安全栅和SIMMENS的6DR50系列电气阀门定位器,包钢集团使用日本koso的EPA/EPB系列电气阀门定位器和SIMMENS的Ps2、6DR50系列电气阀门定位器,现场评价很好。 3结语 冶金工业控制仪表的应用和发展极大地推动了冶金工业的发展,是实现冶金生产自动化的关键所在。围绕工厂整体自动化的总目标,冶金工业正在大量采用DCS、FCS系统,智能控制仪表特别是现场总线控制仪表的市场占有量的逐年增加是控制仪表应用发展的必然趋势。 作者:方景林 李红 才勇智 单位:辽宁科技学院电气与信息工程学院 冶金工业论文:污水回收利用冶金工业论文 1污水处理系统需求 以往仅只满足污水处理要求的处理系统,通常总的处理环节为:分离-沉淀-排污,然而现如今除了最基本的污水处理需要外,对于环境保护、节约资源更提出了新的要求。不仅需要对治污排污量予以精确严格的监测与计量,对于输入的原水、沉淀池用水、调节池用水等利用量、循环回用量均需严格计算与检测。这也是我们此篇文章所要介绍之方案所拥有的特色系统功用,详见下文。 2工艺流程 2.1基本工艺流程 基本工艺流程中分项工艺总体难度适中,实现无困难,衔接得体,目的清晰,便于管理。 2.2各环节加强化学处理,高效分离 冶金污水通过收集沟道进入预先设置的集水池,随后进入沉淀池,由提升泵提升至浅层气浮系统(后文将详加解述)。废水经提升泵提升后,投加混凝剂PAC,通过充分混合搅拌使得PAC混凝剂药剂与冶金污水充分混合,之后流至机械搅拌反应池,利用机械搅拌加速其化学反应,污水中的悬浮物逐渐形成絮体。随之连接特别设置的旋流反应器,加强在PAC混凝剂作用下的化学反应。然后在旋流反应器后仍旧连接相同的管道混合器,其内投加絮凝剂PAM,使得投加PAC后形成的絮体絮凝反应后增大。絮凝好的污水混合物随之进入浅层气浮,利用加压溶气系统产生的溶气水经减压释放形成的微小气泡与废水中的悬浮物絮体互相接触,水中悬浮絮体自然粘附在微小气泡上,随气泡的上升一起浮到水面,形成与下层水体有明显分层界限的浮渣,最后除去表层浮渣,从而达到了净化水质的目的。而经过浅层气浮处理后的清水则由重力原因流到地下清水池储存起来,由回用水泵抽取提升后送至冶金生产车间继续循环使用,且回用率相当可观。浅层气浮浮渣和污泥最终排放至污泥池,经过压滤机固化处理后外运并进行深挖填埋,保证不影响周边环境与生态。反应池、浅层气浮中的放空废水以及板框压滤机的滤液排到污水池之后通过污水泵的提升,回到污水处理系统进行循环处理。 2.3浅层气浮回流原理,缩短分离时间 本项目解决方案采用QF型高效浅层的气浮装置。该气浮装置针对以往之一般气浮池在进出水等方面的劣势,特别将其原水进口和净化水的出口设计为移动式,其目的在于缩短原水气泡整个上浮过程所经历的时间,意即在原水向气浮池流动的同时,池中布水管向着原水流出的相反方向而移动,使得进入池中的原水相对于水池基本处于相对静止之状态,水中的气泡因此而沿着与水平面相垂直的方向向上浮向水面,上浮速度接近原水中固态物质的上浮速度(4~10cm/min),因此原水中的悬浮物能够以接近于T=3min的上浮速度很快的浮到水面上,而浮渣层下的净化水仍停留在下层的原处,当净化水抽提管移到此处时,净化水就能被抽送水泵抽取而排到水池外。在这里,为求达到使得水泡垂直上浮的效果,最突出的问题便是需要使进、出水口能够同步移动,我们在此项目解决方案中,将该机设计为圆形,进、出口管均安放在一定的装置上,使它围绕着转轴中心旋转,这种旋转移动的布水方式巧妙的解决了我们的优秀问题。由于原水中的悬浮物从水中浮到表面的速度快,可以达到三分钟净化原水达标的效果。净化时间缩短,在整个系统的污水处理能力与效率上自然获得了显著的提升。 QF型高效气浮主机系统详述气浮物理固液分离技术在污水处理中应用非常广泛,适用于气浮处理的设备也有多种,但其优秀都是通过产生微生气泡,使絮凝颗粒附气上升分离。微细气泡的产生主要是通过电解、分散空气和溶解空气再释放等方式。QY-QF型高效气浮设备引进日本新技术,运用高效溶气泵将水、气混合加压溶解形成溶气水,再减压释放,微细气泡析出与悬浮颗粒高效吸附而上浮,从而达到固液分离的目的。气浮系统集进水、絮凝、分离、集水、出水于一体,与传统气浮设备类似,设有稳流室、溶气释放室,使处理性能更稳定,不但效果更优越,而且对于传统设备改造尤为适宜。尤为其中的QF型高效气浮主机系统有代表性,它集凝聚、气浮、清渣、沉淀、除泥为一体,整体呈圆柱形,结构紧凑,池深较浅。气浮装置的主体由池体、旋转布水机构、溶气释放机构、转架机构、集水机构,撇渣机构六部分而组成,进、出水口与排渣口全部集中在池体中央部分,布、集水机构、清渣机构都与框架紧密连接在一起,围绕池体中心转动。 新型浅池气浮装置系圆形气浮池,最大的工艺结构特点是中心进水旋转布水,掺入混凝剂发生絮凝后的原水与溶气系统产生的溶气水相互接触混合之后,在稳流,整流装置的作用下,水流基本处于稳定的状态,在此环境条件下完成固液的分离反应与传统气浮装置比较,从根本上改变进、出水方式,消除了固液在水流动态情况下进行的不利因素,使水的停留时间仅保持在4-6分钟以内(由旋转速度调整),也随之将气浮池的有效水深降低到仅400-500mm之间,较之传统气浮装置池子的深度降低了3-5倍以上。这里凝絮好的原水是指在原水中加入絮凝药剂PAC或PAM(PAC为400-1000mg/I,PAM为PAC的1/5左右),经10-15分钟的有效地絮凝反应,形成的原水。具体药量及絮凝时间,絮凝效果须由实验测定。提供成套设备总成及控制系统,通过集中控制与分散控制相结合,以使设备达到最佳运行状态。由于旋转布水器和稳流整流装置发挥作用,使得池内产生了无数个互不干扰的分离反应区,各分离反应区也随着循环周期(可调整的旋转速度)所产生的时间差相继出现或结束。分离反应结束之后在池内自上而下形成了浮渣层、清水层以及泥沙沉积层,其分别配备了同步与之转动的池底清泥装置,在这里,除了泥沙将被按时定时的从池底排出泥槽以外,净化水、浮渣再次循环进入分割的中心筒之内,从池底连续排出池体最终流入储存池,以上述过程为完整的工作循环,设备如此周而复始的连续工作。总体功能特点①.溶气泵边水和气同步吸收,在泵内进行加压混合、气液溶解率高、细微气泡大小平均小于等于30um;②.溶气的水溶解率高达80-99%,较传统气浮效率高3倍;③.自动控制可行性高,易操作、易维护、噪音污染低;④.溶气泵可取代循环泵、空压机、溶气罐、射流器及释放头等组成的复杂系统。 3结语 我国选矿及冶炼工业废水的排放量约占全国工业废水总排放量的12%左右。因此,提高废水处理率与水重复利用率是冶金行业内实现节能减排与资源化的关键环保手段之一。工业循环水排污水的处理是实现"零排放"的关键。我们提供的污水处理系已经经过相当一段时间的生产实践在实际项目中的验证,系统设计成熟,可应用性强,该系统可以说是目前设计最优化、成本核算最小化的系统,而且占地面积小,安装简单,同时可节约了大量安装成本。冶金污水处理手段方法不一,原理及工艺更是千差万别,更出于不同项目所产生的废水的种类繁多,因此不可能有统一的废水处理模式,对不同的企业应该有不同的处理工艺来优化处理废水问题。但当前的时代任务告诉我们,目前虽然有很多污水处理的研究和成熟的处理工艺,但大部分企业只进行了部分处理,只是在一定程度上降低了污水对环境造成的污染,并未真正意义上关注在污水处理影响下的可持续发展,因此我们要积极推广类似本文所述的新产品,新工艺,不只将污水处理拘泥于简单的处理两个字上。提倡以废治废,降低成本,提高废水的回用率,从源头根本上解决污染问题。 冶金工业论文:厂房维修冶金工业论文 一、根据实际情况,确定维修保养计划 xxxx钢铁公司地处沿海地区,应根据气候环境及使用功能确定工业建筑物的维修内容、施工方法;并考虑成本控制及工期(影响生产主线、危及人员安全的要按抢修模式组织施工)要求,从工业建筑物的现状入手、必要时进行可靠度鉴定;准确判断该建筑物的地基基础、结构主体、屋面防水等现有状态。建筑饰面维护,可以结合厂容厂貌美化要求进行涂装;屋面工程的维修维护,要从渗漏点分布、屋面板开裂情况及钢筋锈蚀程度、屋面板变形等入手,分析原因,制定屋面维修方案时采用更换防水层、补强结构、封堵裂缝;或是拆除结构层、翻新,或者平改坡完善防水功能。随着产品生产线提升,需要对原有建筑物进行技术改造,而功能改变的维修是一种对原有建筑物使用性质、结构受力的改变,特别需要慎重。首先对建筑物进行结构鉴定,再委托有资质的设计单位进行结构验算、设计。 二、房屋维修的系统管理 1.维修工程的特殊性 维修工程的施工对象、施工方法、施工环境、施工机械的使用与新建工程差别很大。特点:施工对象是对已有建筑物;施工方法,维修工程工程量小,原样修复,材料品种、规格甚至颜色都受到原有建筑物限制,要通过现场查看、市场比对采购、安装(修复),效率低、速度慢;施工队伍的选择:首先选具有总承包资质的维保公司进行施工管理,包括施工质量、迅速反应、成本控制及安全管控,它必须具有健全的管理体系和规章制度,保障能力强。根据其特点:允许分包技术性较强的专业施工,如专业测量队伍、专业钢结构施工队伍等;施工环境:维修工程大多局限在已有建筑物内,场地小,施工材料运输、机具入场困难,作业时间、作业空间,受生产设备运转限制,效率难以充分发挥,施工场所存在各种危险源,时刻危及着生命安全及职业伤害。施工前要办理各种施工手续,三方挂牌。必须配备的劳动保护用品有安全帽、安全鞋、安全带及氧气报警仪和煤气报警仪;加上周围环境影响施工如噪音、灰尘、油污及有害气体,还必须佩戴防尘口罩、手套、护目镜、耳塞等。废弃物、渣土大多为有毒有害物质,要定点处理,不可乱弃,避免二次污染。受工作面的限制,施工机械难以施展,只能使用使用一些手头工具,效率低,安全和质量控制难度大,即使使用机械器具,措施费用相当昂贵。 2.根据维修工程特点,进行维修管理策划 根据点检状况,确定维修内容、范围、标准,编制维修工程预算、施工方案及验收办法约定工期,减少随意性和盲目性。施工队伍是长协合同单位,有相应资质、业绩和荣誉,一专多能;在合同中约束费率,实行总成本控制。项目安排,受资金投入限制,不一味地强调逢损必修,而是分轻重缓急,以满足生产需要及安全保障为前提,注重结构安全。尽量避免生产和维修同时进行,施工时切断水、电、气源,点检、操作、施工三方挂牌作业,减少因交叉作业带来的安全隐患;施工场所要封闭,减少周边环境和施工的相互影响。同时遵守建筑物安全使用“十不准”的要求,不破坏原结构、不破坏防水系统、不损坏沉降观测标志、不乱开孔打洞等。根据现场条件允许,选择小型的施工机械时,需要检查相关证件及办理安全作业手续。动土作业,首先确认地下管线现状,并办理动土作业手续。 3.过程控制,确保质量 维修工程有时需要更换部分结构件,需要查阅档案,走访建设期的管理人员,以便掌握建筑物现状,准确编制维修方案。拆除是对现有建筑物隐蔽工程的揭露,拆除后,会出现与原设计要求不符的情况。一是设计有变更,另一方面是原建筑物已进行过改造,还有可能就是建筑施工时质量关控制不严。施工管理人员在拆除阶段进行随时的跟踪,发现问题,及时反馈给技术人员,以便对原定的维修计划进行完善。条件允许的情况下,进行改善性维修。例如:在进行金属屋面维修时,发现受恶劣环境侵蚀,屋面檩条锈蚀严重,且檩距较大,请示研究后修改方案,将檩距进行加密,由4.5m改为3.0m,油漆由醇酸漆改为MP钢结构专用防腐涂膜,延长结构使用寿命。还有电气室砼屋面渗水,拆开防水层后发现防水卷材直接铺贴在结构屋面板上,修复施工时,进行建筑找坡,防水卷材由SBS改为三元乙丙、KR防水专用胶水。维修工程施工过程要跟踪,根据维修方案,将难点、关键点作为质量控制点。对重要的隐蔽工序要指出停止点、见证点、旁站点;数量较大且在重要部位的施工材料,要进行必要的抽样检测;对于办公场所的装饰材料,要进行对人体有害物质的检测。安全施工,预防为主。屋面翻修施工,要搭好临边防护;室外粉刷要搭设双排脚手架,特别注意连墙件设置可靠。在密闭的空间进行施工时,要注意通风,佩戴煤气、氧气报警仪,以防止发生窒息、中毒。每一年度的点检情况要进行整理,形成书面《工业建(构)筑物安全评估》报告,主要内容有查出的问题记录、处理措施、处理结果,未整改的遗留问题。报告要上报给生产使用方及本单位上级领导,以便安排工业建(构)筑物下一年度维修计划和资金投入。细节决定成败,过程产生结果。只有细致点检,精心组织,才能确保冶金工业厂房维修工程的功能、质量、安全目标的实现。 作者:张景才 周建波 史琳 单位:上海宝钢工业技术服务有限公司宁波分公司 宁波钢铁有限公司焦化厂 冶金工业论文:车间通风冶金工业论文 1输送气体中含有一定的一氧化氮等物质 除了硫磷物质之外,在冶金企业车间生产过程中,一氧化氮是一种重要的伴生气体,对车间内空气的影响比较强烈,不但危害了车间的作业工人,同时也对周围环境造成了严重影响,因此,有害气体必须得到及时处理。输送气体中含有较多的固体小颗粒。结合冶金企业车间生产实际,除了气体污染之外,在车间内也含有大量的固体小颗粒,对作业工人的呼吸系统造成了严重的危害。因此,正确分析冶金企业车间的气体成分和性质,对制定具体的通风措施具有重要作用。 2冶金企业车间通风应做好风机选型 风机根据工作区域不同分布,对粉尘和各种气体浓度比较大的工作区域采取多个风机共同作用,几个为一组的方式,沿着尾气处理排放的方向布置。为了满足铸造车间内的环境要求,通风机通常配有整体消声器。在调节空气质量的同时,通风机可达到减小噪声的作用,经叶轮作功后,从通风机出口高速喷出。基于这一认识,做好风机选型,是提高冶金车间通风效果的重要措施,对冶金企业车间安全生产具有重要的促进作用。结合当前冶金企业车间气体的性质,在风机选型上,应从以下几个方面入手:(1)风机选择必须满足高效性原则。在风机选择过程中,基于风机在通风中的重要作用,风机只有在工作效率上满足实际需要,达到较高的通风效率,才能满足冶金企业车间通风需要。因此,风机选择中应将高效性作为衡量风机是否达到工作要求的重要指标,做好风机的选择工作。(2)风机选择应对硫磷气体有较强的针对性。由于冶金企业生产车间内硫磷气体含量较高,在通风过程中,只有对硫磷气体排放具有较强的针对性才能满足车间生产需要。为此,在风机选择过程中,应将硫磷气体作为重要的衡量指标,保证硫磷气体的排放能够被迅速排风系统带走,达到净化车间空气的目的。(3)风机选择应重视其抗腐蚀和换气率等指标。在冶金企业生产过程中,车间内气体中硫磷的含量较高。而硫磷会对风机产生较大的腐蚀。因此,在风机选择过程中,将风机的抗腐蚀性和换气率作为主要指标是十分重要的。基于这一认识,风机选择必须满足抗腐蚀和换气率等基本指标。 3冶金企业车间通风应做好除尘器选择 在冶金企业车间通风过程中,除了气体之外,空气中的灰尘也是重要的污染源。在这一前提下,做好除尘器的选择,是消除空气中多种杂质的有效手段。为此,做好除尘器选择,是提高冶金企业车间通风效果的重要手段。通过了解发现,常用的除尘器主要有分室反吹袋式除尘器,机械回转扁布除尘器,低压脉冲长袋除尘器,三种除尘器各有优缺点。静电除尘系统由除尘机和附属设备组成。为确保集尘、除尘效果需要配备水处理装置、送风机、控制器、高压发生机、计测器等装置。工作机理是在带负电放电极周围的空气被电离形成电晕区,电晕区内的空气电离后,正离子很快向负极移动。基于各种除尘器的优点,冶金企业车间在通风过程中的除尘器选择应把握以下原则:(1)除尘器必须具有较强的针对性。由于冶金企业车间的粉尘含量较为复杂,要想提高除尘效果,就要在除尘器的选择中使除尘器能够实现对特殊粉尘的清除,保证车间内的空气质量满足实际需要,达到净化空气和提高空气质量的目的,提高车间的整体除尘水平。(2)除尘器应满足车间除尘的工作指标。在除尘器选择过程中,除了要提高除尘器的针对性之外,还要使除尘器满足除尘的工作指标,使除尘器的工作效率能够满足实际需要,达到提高除尘器除尘效果的目的。因此,将工作指标作为重要的衡量标准,是提高除尘器除尘效果的关键。(3)除尘器应能够适应冶金企业车间的恶劣环境。由于冶金企业车间的生产环境相对恶劣,除尘器在选择过程中只有具备适应恶劣工作环境的能力,才能提高冶金企业车间除尘效果的目的,保证冶金企业车间的除尘和通风满足实际需要。因此,工作环境是除尘器选择必须考虑的因素。 4结束语 通过文章的分析可知,在冶金企业车间生产过程中,应对通风引起足够的重视,并从做好输送气体的性质、做好风机选型和做好除尘器选择入手,提高冶金企业车间的通风效果,保证冶金企业车间通风质量满足实际需要,达到保障冶金企业车间安全生产管理需要的目的,为冶金企业安全生产管理提供有力支持。 作者:孙纳 林洁 单位:无锡市疾病预防控制中心 冶金工业论文:新工艺及新技术冶金工业论文 一、教师在课堂中的作用 学生完成任务之后,教师要进行纠正说明以及总结评价,从而保证学生所讲内容的正确性以及完整性,进一步深化教学内容。除了专业问题外,每位学生要发表学习过程中的一些感受,其他学生要进行提问,使学生们都参与到课堂中来,提高学生们的学习兴趣。在学好专业知识的基础上,培养学生们的创新意识及科学素养。最后由教师进行总结与评价,评价内容包括学生在此次任务完成中的表现,对目标知识掌握的程度以及解决问题的能力和创新思维的能力等。 二、立体式教学法的应用 立体式教学法旨在保障知识传授的基础上,强化思维能力的训练。经过对三届选修冶金工程新工艺及新技术课程的研究生进行的对比实验教学,选取72名无显著差异的研究生作为研究对象,对立体式教学法进行了探索与研究。 1.对于拓展视野的帮助 研究生的学习需要以开阔的眼界来观察与研究专业领域内的热点问题。研究生不能沉浸在周围的小环境下,需要放眼世界,从更大的角度去审视问题、分析和处理问题。结果表明,绝大多数学生认为立体式教学法有助于拓展学生的视野,但仍有8%的学生认为该教学法无助于拓展学生视野。究其原因,主要有以下四点:(1)教师所设置的任务所包含知识面还不够广泛,具有一定的局限性;(2)学生在完成任务的过程中查找资料的途径比较局限,文献查阅能力有待提高;(3)教师应当收集一些学生收集能力范围之外的有用信息教授学生,从而起到引领作用;(4)各个学生在讲述自己所准备的材料过程中,因为个人表达能力等方面因素的差异,导致信息传递不畅。 2.思维创新能力的培养 有23%的学生认为,该课堂教学法对于其思维创新能力的培养非常有效,44%的学生认为该方法是有效的,完全认同的学生数量相对较少,同时,也有5%的学生认为该教学法对于其思维创新能力的培养没有效果。这主要是因为:(1)受大纲对于课程内容规定的限制,课程内容涉及面仍显较窄。因此,应该进一步加强授课内容的改进,强调交叉融合。(2)交流不足,学生们还没有完全适应该教学法,课堂上稍显怯懦,同时,教师由于长期受到传统教学思维的影响,在这种新型教学的课堂上,并没有完全消除“填鸭式”教学法的影响,教师往往在点评过程中,进行了某些灌输,对学生们的思考有些束缚。在立体式教学过程中,可适当邀请某些冶金领域知名教授前来参与课堂教学活动,与学生们开展对话与交流,锻炼学生的胆量,同时,也可以从自身实际出发,启迪学生们的思维,引导学生去发现问题。 3.对于提高科研能力的帮助 良好的科研能力是研究生所必须具备的基本功,这包括资料收集与处理的能力、科研创新能力、发现问题及解决问题的能力、逻辑思维与口头表达的能力等。研究发现,仅有20%的学生认为该教学法对于提高自身科研能力具有很大的帮助,这说明,就培养学生科研素养而言,该教学法仍需适当改进,以进一步提高学生的认可度。同时仍有3%的学生认为该教学法对于提高其科研能力没有帮助。究其原因,主要是:(1)学生的学习主动性有待提高。这需要教师融理论教学于实际之中,让学生明白所学专业知识的用途以及运用的方式,从而激发学生的学习热情。(2)在教学过程中,科研方法方面的内容应进一步增强,也就是增加方法论方面的内容,教授学生科学思考及科学研究的方法,从而帮助学生提高科研能力。 4.知识收获方面 对研究生而言,重在能力及方法的学习,但是作为课堂教学,知识的传授也必不可少,只是与本科生相比,所获得的知识应更加前沿,更加接近实际。通过调查发现,有20%的学生认为,通过该教学法,其所获取的知识量一般,更有5%的学生认为,并没有通过该教学法获取更为丰富的前沿知识。鉴于此,在应用这种方法开展教学时,应着重注意:(1)注重价值引导,强调知识的作用,诱发学生获取新知的欲望;(2)注意研究生教育过程中存在的“重科研、轻教学”的问题,处理好之间的关系,重视课堂教学,使学生的课堂学习与科学研究有机结合,实现课程学习为科研服务,在科研活动中又获取新知的良性循环。 三、结束语 基于冶金新工艺及新技术课程的立体式教学法,激发了学生主动接受最新前沿知识、科研动态及思维方法的兴趣,新工艺及新技术对于挖掘学生的创新潜能,培养学生的科学精神,调动学生的主动意识以及提高学生的创新素质具有良好的效果。同时,调查结果也可以看出,立体式教学法仍有进一步提升的空间。 作者:李林波 武姣娜 方钊 单位:西安建筑科技大学冶金工程学院 冶金工业论文:技术史价值冶金工业论文 一、冶金工业遗产所承载的技术史价值:以铁桥峡为例 以焦炭炼铁开始的近代冶金业的技术创新在工业革命时期对人类文明影响巨大,因此在工业遗产保护领域受到普遍重视。如英国于20世纪80年代末启动了历史遗迹保护项目,钢铁工业历史遗迹作为其重要部分,形成了398个影像资料和70个文件的档案记录。[4]在英国所有与冶金工业有关的遗址中,最重要的当然是位于伯明翰西北50公里的泰尔福德(Telford)地区的铁桥峡。近代冶金工业遗产对工业文明带来的巨大影响,其根本上是钢铁冶炼新技术及其大规模普及所带来的,从这一意义上,我们认为冶金工业遗产的技术史价值可以从四个方面来概括:一是优秀技术的发明或引进;二是新旧技术体系的交替;三是冶金产品如钢铁及其重要景观的形成;四是新技术及其生产系统对社会和文化的影响。而铁桥峡遗址具备了上述四种技术史价值的全部要素,围绕这些要素,相应的工业遗产保护和开发实践得以展开:第一,焦炭炼铁技术的发明和使用,是铁桥峡成为工业革命主要发源地的根本原因,也是其作为工业遗产的优秀价值所在。铁桥峡之所以成为工业革命的主要发源地,是因为1709年亚伯拉罕.达比(AbrahamDarby,1676-1717)在此成功地用焦炭炼出生铁,这一技术创新使炼铁业摆脱了对木材的依赖而获得充分的发展空间,也拉动了煤矿业的进一步繁荣。以钢铁为原料的动力机械、工程建筑和铁路交通因此得以大规模发展,人类开始进入“钢铁时代”。[5]基于焦炭炼铁在技术史上的意义,铁桥峡成为了英国工业遗产保护的首要对象之一,1959年,达比的焦炭炼铁高炉也因此成为首个被挖掘和保护的对象,其最初的目的是纪念Coalbrookdale公司成立250周年。直到1968年铁桥峡博物馆基金(theIronbridgeGorgeMuseumTrust)创立,负责对方圆6平方英里的铁桥峡地区的工业遗产进行保护和研究,铁桥峡工业遗产的保护和开发由此全面展开。第二,焦炭炼铁试验成功后,铁桥峡地区经历了近半个世纪的新旧技术系统交替的时期,这直接体现在高炉动力系统的变革上,这是焦炭炼铁系统得以最终确立并使这一地区成为工业革命摇篮的又一因素,也成为铁桥峡工业遗产保护和展示的主要内容之一。达比的高炉最初是靠上下水池的落差形成动力来鼓风的,为解决干旱的夏天上水池枯水的问题,最初是通过修建马车轨道来输送水,1742年,纽可门蒸汽机代替了马车,用于水的提升,高炉鼓风的动力仍然来自水轮机。直到1776年,直接将博尔登-瓦特蒸汽机用于鼓风的方法得以成功研制,蒸汽机才在高炉炼铁中取代了水力鼓风[5]。在铁桥峡,达比二世修建的上下水池间的运水轨道被保存下来,成为体现新旧动力系统交替过程的主要景观。科尔布鲁克代尔铁博物馆(CoalbrookdaleMuseumofIron)用文字、图片和模型,完整地展示了该地区新旧高炉技术系统的变迁过程,达到了更清晰地再现工业革命是如何发生的效果。第三,1779年修建的铁桥,作为世界上第一座用生铁建造的桥,是工业革命时期新炼铁技术所带来的钢铁新产品和新景观,构成了铁桥峡技术史价值的另一重要内容,这是炼铁新技术实现产业化的直接产物。而人们如何首次用生铁来建造这样一座大桥,本身就是另一项很重要的技术创新。针对高炉和铁桥,联合国教科文组织为铁桥峡作为世界文化遗产作出了以下两点评价:1)科尔布鲁克代尔高炉使亚伯拉罕•达比一世在1709年发明焦炭炼铁的历史得以永存。铁桥作为第一座生铁构建的大桥,同样是体现人类创造天才的杰作。2)科尔布鲁克代尔高炉和铁桥在技术和建筑发展历史上有着重要的影响。可见,正是因其在技术发展史上的意义,铁桥和达比的高炉成为铁桥峡工业遗产的优秀价值所在。此外,铁桥本身的建造技术的复原也成为了工业遗产的重要研究内容。1997年,瑞典画家伊莱亚斯•马丁1779年的一幅水粉画在斯德哥尔摩曝光,这幅画描绘了铁桥建造的方法。随后,大卫(DavidDeHaan)等人进行了详细的考古学、历史学和图片的研究,为了验证画中描绘的方法的可行性,2001年在铁桥峡地区的比利斯特山露天博物馆的运河上,一座按1:2的比例的铁桥使用18世纪的材料和技术建造起来,这一成果成为了展示铁桥建造技术的景观之一。第四,新技术引发的工业化导致运输、生活方式和城镇景观的改变,是铁桥峡地区在整体上作为工业遗产的价值体现,正如联合国教科文组织对铁桥峡价值评价的第3条称:“铁桥峡提供了近代工业地区发展的一个极具魅力的缩影。采矿区、运输业、生产企业、工人住所以及交通网络被很好地保留下来,形成了一个非常协调的整体,具有显著的潜在教育价值。”如果说炼铁炉和铁桥承载着技术本身的历史,那么因冶金业的兴盛而形成的工业社会,则属于“外史”范畴。对这一层面的历史价值进行挖掘,可以为工业遗产的保护和开发提供更广阔空间。铁桥峡现有的10个博物馆中,BlistsHill维多利亚城镇(BlistsHillVictorianTown)是游客参观人次最多的景观,19世纪后半叶的维多利亚时代被认为是英国工业革命的峰端,通过BlistsHill维多利亚城镇的重建,铁桥峡地区还原了19世纪经过工业革命后的英国人的生活状况,这个露天景观包括维多利亚时期普通工人的住房、银行、公立学校、药店、食品店、糖果店、铸铁厂、蜡烛厂、印刷厂,以及火车站和铁路等。这些展示也使铁桥峡地区作为工业遗产景区,更具观赏性和吸引力。 二、中国近代冶金工业遗产的技术史价值特征 中国是世界上发明和使用生铁最早的国家,然而土法炼铁技术是与传统的农业社会相适应的,并未导致工业社会的诞生。近代西式钢铁技术在中国的兴起始于19世纪80年代。相对于西方工业化国家而言,中国近代冶金技术与工业化历史有其自身的特点,使中国近代冶金工业遗产的技术史价值具有一些不可忽视的特殊性:第一,中国近代冶金技术史是一段单向的技术转移过程,且这一时期的技术引进并未带来中国钢铁工业的发达,这是中国近代冶金工业遗产技术史价值首要的特殊性。1885年至1936年,先后有贵州青溪铁厂、汉冶萍公司等钢铁企业在中国创办(见表1),主要设备和技术全部来自英、德、美、比利时等国,其中汉冶萍公司是唯一的煤铁一体化企业,其炼铁和炼钢设备的产能超过中国钢铁企业总产能的2/3,1926年随着汉冶萍公司冶炼设备全部停产,中国近代冶金工业化走向了谷底,中国所需的钢材回到了完全依赖进口的状况。[6]虽然中国近代冶金工业最终走向衰败,但这一时期的冶金工业遗产有着不容忽视的技术史价值。首先,汉冶萍公司等企业的遗存作为中国冶金工业近代化的起点,见证了中国最初的技术近代化的努力,无论其成败以否,意义均非常巨大。其次,客观还原这段艰难而曲折的技术引进史应成为中国早期冶金工业遗产挖掘和保护的主旨所在,对中国来说,这段充满挫折的记忆或许更值得珍视,这是中国近代冶金工业遗产与英美等国的不同所在。第二,在大规模引进西方技术的同时,近代中国广大的乡村仍然长期存在一个土法冶炼系统,为人们日常耕作和生活提供材料。中国早在春秋以前就发明了生铁冶炼,几千年来,铁是支撑中国传统农业经济系统的主要技术要素之一。明清时期,山西因坩埚炼铁的发展和丰富的铁矿资源,逐渐成为铁的最大产地,(图3)这一状况一直持续到19世纪末20世纪初。相对于欧洲,中国近代新旧冶炼技术的交替显得更为艰难和特殊。在对中国近代冶金工业遗存进行挖掘和保护时,我们不能将目光仅仅锁定在新式冶金工业遗存,还应该重视逐渐消亡的近代土法冶炼遗存的价值。正如下塔吉尔宪章所说:“许多旧的或废弃的生产工艺中人类的技艺,是极为重要的资源,一旦失传无可替代。应当被详细记录并传给后代。”而目前中国对在工业化进程中逐渐消失的传统冶炼遗存的关注远远不够。第三,近代新冶炼技术和工业发展所带来的社会变迁,是这段并不成功的工业化进程给中国社会和文化带来的最大影响,是中国近代冶金工业遗产技术史价值另一重要内涵,值得工业遗产价值保护中深入的挖掘和展示。近代随着汉阳铁厂等现代工业的兴起,以农民和乡绅两大社会阶层为基础的传统社会关系逐渐改变。首先,部分农民从乡村手工业者转变成了新式产业的工人。其次,乡绅阶层也发生明显转变。以汉冶萍公司为例,地方乡绅参与到大冶铁矿和萍乡煤矿的开发中。此外,为培养技术人员,士绅的后代被公司选派出国攻读采矿冶金等专业,成为中国第一批本土钢铁工程师。[6]从工业遗产的角度来说,中国目前保留下来的近代冶金设备、厂矿建筑等实物留存已经非常罕见,但我们在现存的企业档案文献中可以挖掘出一批反映技术与社会变迁极具价值的遗产。例如我们在英国谢菲尔德大学找到的汉冶萍公司送培英国的留学生的档案。借助对相关文献的挖掘和整理,可以使中国冶金工业遗产的内涵更丰富,也更具讲述历史和教育后人的功能。 作者:方一兵 姚大志 单位:中国科学院 冶金工业论文:冶金设备维修冶金工业论文 1企业要积极深入开展冶金设备精度维修 精度维修是指按照厂家所规定的维修方法对设备进行维修,让设备能恢复到出厂时的状态。开展精度维修主要包括一下几个方面的内容:在平常的设备巡检和管理中,对检测设备显示出来的异常情况作出正确的判断。企业要对设备的日常点巡检与维护进行重点关照,使用相应的检测仪器对设备进行检查,然后在所检测出数据基础上进行科学合理的分析和判断,将分析后的数据交给专家后,结合专家的意见制定出科学合理的检修方案,与此同时设备的操作者也要主要保护好机械设备,培养其爱护设备的责任感,让其平常使用设备的时候注意对设备的保护,做到爱护设备、科学的使用设备。另外企业要制定出合理的设备使用时间和润滑剂的添加方案,周期性地对设备使用润滑油,让其在良好的状态下运行,延长他们的使用寿命。如今,设备的振动是减少设备寿命的原因,设备振动的情况不仅反映了设备运转是否良好,它也是检测设备检测设备事故原因的重要参数,这对机械的维修有重要的意义,因此我们要对设备的振动情况高度重视,在买回来新的设备后,要依据说明书来对设备的振动情况进行检测,对于振动不合理的设备要严格把关,禁止其运行。在对设备的进行日常检查的时候要依据厂家的维修说明来进行,对需要维修的项目提前做好维修的标准,对设备运行的各个参数进行检查,确定好问题,在对设备维修前要将维修的项目、标准与措施的技术告知每个维修人员,务必要让每个参检人员心中有数,对一些重点的维修项目要重点控制,并且要对维修的质量严格要求,等验收人员验收达标后再对下一项进行维修检测;细节决定成败,企业要对设备进行精细化管理,尽可能延迟机械设备的使用寿命,在对机械设备日常的维护中务必做到严格管理,把好质量关,实行这种管理制度首先要做的就是保证设备的运行情况达到规定的标准与精度,设备的配件质量标准也要严格控制,保证其光洁度、精度与热处理都要达到标准,在维修的时候也要执行这种标准,每个维修步骤都要认真严格完成,做到真正的精细化管理。[2] 2企业要根据需求协调人员分工且进行培训 企业在制定生产工艺和设备的维护检修方案时,把参与维修的人员的任务分配下去,将时间和空间协调好,做到不浪费人力和物力,每个人都要做适合自己的工作,建立有自己特色的设备维修管理模式和运行机制。在进行设备维修的时候要将资源统一调配,让维修计划快、精、准,并且尽可能地降低维修成本。对维修方进行安全教育培训。人员培训包括作业技能的培训与人员的安全教育培训。有一点要引起重视,人员的培训教育工作要好充分的准备工作,相关人员要拿出相应的计划,在进行人员的考核和检查时也要做好科学合理的安排:一要严格控制好参与机械设备操作最低标准,在人员上岗之前要将三级安全教育工作落实到实处;二是对于现场的操作人员要让其熟悉机械设备的安全生产知识与安全操作规程,让每个操作人员人手一本册子;三对于机械设备管理人员也要加强其安全责任意识。每一位设备管理人员都要树立一种理念,那就是“全员安全教育培训”。只要涉及到机械设备,不管是直接还是间接都要参加安全教育培训。不仅是领导层面的人员,甚至包括生产者的家属,加强他们对生产劳动安全的意识,学会自我保护的方法和应急事故的处理办法,摆正自己的思想,重视安全生产,才能从根本上避免安全事故的发生。 3结论 如今随着科学技术和经济的发展,如今的冶金产品也不是过去能够比拟的了,现代化的冶金设备已经走在了高精度、大型化的道路上,以往的的冶金设备管理和维修的制度已经不能满足高精度的冶金设备的要求了,企业要想提高其市场竞争力,增加其经济收益,就要采用先进的机械设备维修和管理手段。 作者:刘莫言 单位:鞍山宝得钢铁有限公司 冶金工业论文:承包企业现场装配冶金工业论文 一、现场装配进程中的细节把控 1、现场装配进程中的进度把控 整体承包企业对分管企业所上交的整体规划,需对其项目规划做好详细的校验,进而保障可实施性。分管单位在规划、制造、装配、调整等各个程序时段需安排专业工程师做好督促监管工作。在装配进程中的进度把控上,分管单位和整体承包与业主要求做好沟通调整工作。为了达到项目进展把控的整体目标,需把处在同一时段的分管项目抑或是不同时段的分管项目整合成一个总体,从而方便对项目的整体做好把控。再者,将完整的项目规划作为基本,编订出每年、每月、每周的规划等,分派到每个施工分部,其再依据获得的各层规划做好人力、物料、器械的调整和协作工作。在具体的实施进程中,需根据各层规划对关键环节实施考核,督促规划的贯彻实施情况,从而规避在工作进程中发生延期的状况。 2、现场装配进程中的质量把控 唯有过程中的质量完全合乎要求,项目的整体质量方可以保证合格。所以在详细的施工进程中,需采取动态管控,应用防止和质量严抓综合的工作形式。对工程质量的检验关注点需集中在对规划实施成效的检验上,工程负责人要求亲自对质量规划的落实情况做好查验,要是发生偏颇,需即时做好调整。质量进程把控,其要求以每个分管企业的自控查验为根基,整体承包企业的监督机构对它进行核实,最终再让业主做好验收的三大层级查验机制。整体承包工程负责机构唯有在三方查验合格后才能够付款。工程部全部职员均需要具有质量是根本的理念,需明晰有关职位的质量权责与重任。 二、怎样处理进度和质量两者间的不可调和性 1、加班追赶 在工程开动的初期,假若现场出现质量不妥的情况,应当采用各种举措来做出补救。然而在工程中期,为了保证工程可以依照规划开展下去,从工程总体来看,加班不失为好的策略,尤其是当工程接近末期时,在最后期限和业主等各方压迫下,加班是加速进展的最佳选择。然而加班会加大人力成本与别的福利费用,并且长期加班不仅会削减施工效率,还会由于加班职员不可以如常休息而影响后面的正常工作。 2、资源的再调配 工程责任人必定要明晰在诸多要素里面,什么是影响工程成效的重点要素,假若在工程施工进程中发现的质量难题没法获得解决,那一定是重要环节出现了问题。原因剖析完毕后,则能够对已有的资源做好再调配。由于对整体工程来讲,其间有些项目能够拖延施工,如此则能够把这项资源调配到重要项目上。然而在采取上面方法时要求考虑全面,以防由于考虑不全面而制约到总体的项目进展。 三、造成过程管控付诸东流的原因 1、业主层面的原因 第一,整体工程项目的施工期限太短,造成得标单位没法在确保质量规范的基础上按时竣工。第二,在招投标进程中,没有对投标价位与施工期限做好科学的安排,没有充分预估项目造价受工时削减的影响。最后可能会虽是标价减少,然而总体质量没法达成要求的水准,最后造成把控的目标没法实现。 2、分管单位和整体承包单位的原因 第一,没有编订科学的施工规划,所编订的规划由于业主原因而和现实情况相差甚大。第二,在投标时段为了得标,没有对项目工时和总体造价做好合理预估,造成在往后的施工时,由于总体造价太低,极难要求详细的施工承包企业添加投资,最后造成工程不能如期竣工。 四、结束语 进程控制是通过自身改变的应对机制,可以高效解决进展与质量关系的改变,可以在规划许可的范畴内快速做好调整,确保进度过程把控目的地达成,已变成当代冶金工业工程统筹的关键方法。这篇文章经过阐述冶金项目中面临的各大难题给出了控制方略,以期字往后的实施中可以规避以上问题,更为顺畅地实施施工。 作者:李淑玲 田增强 单位:河北大自然中宇安全评价有限公司 唐山市古冶国义炼焦制气有限公司 冶金工业论文:铌钽矿处理冶金工业论文 1.二次金属回收 铌钽资源价格昂贵,因此二次资源有着重要的回收价值。铌钽二次资源主要来自铌钽冶炼过程中产生的肥料及铌钽制品在使用过程中报废的元器件[25]。对于纯金属废料,一般经化学清洗后再采用真空熔炼、电子束熔炼和氢化制粉等火法回收[26]。对于硬质合金废料,铌钽的含量较低,仅作为富集物回收,处理方法有锌处理法及硝酸钠熔融富集法,经处理后的富集物含铌钽可达30%。对于铌钽电容器废料的处理比较复杂,首先得采用化学法或机械法除去外壳,然后采用钠还原或碳还原脱氧,然后再进行电子束熔炼得到铌钽锭[27]。此外,对于废铌钽酸锂单晶回收,开发出了铝热还原法,碱处理法等[1,27]。 2.冶金技术方法 2.1酸法 2.1.1氢氟酸法 对于铌钽精矿来说,氢氟酸法是一种应用比较常用的处理方法。该法一般采用60~70%的氢氟酸在90~100oC下进行反应,浸取反应通常在内衬铅,钼镍合金或镶砌石墨板的反应器中进行,搅拌装置需要蒙耐尔合金。值得注意的是,浸出液中铌钽的存在形式,与氢氟酸的浓度是密切相关的,对铌而言,随着酸浓度的增加,其存在形式会出现氟氧铌酸络合物型向氟铌酸络合物型的过渡:H2NbOF5H2NbF7HNbF6;对钽而言,则出现H2TaF7HTaF6的转化。当HF浓度 20%时,主要有如下反应:除了铌、钽外,其他元素如铁、锰、锡、钛、硅等也都能以络合物HFeF3,HMnF3,H2SnF6,H2TiF6,H2SiF6等的形式进入溶液,而稀土、铀、钍、钙等碱金属元素等会生成难溶的氟化物REF3,UF4,ThF4,CaF2等进入浸取渣中。对于后续的分离,主要用到的是萃取的方法。铌钽氟络合酸在一定酸度下能被有机溶剂(如甲基异丁基酮)选择性的萃取出溶液体系。萃取后的有机相再经酸洗、反萃铌、反萃钽、氨水中和等步骤可分别得到钽、铌氢氧化物;再经过干燥及煅烧,即可得到氧化铌和氧化钽产品。为加快反应速度以及提高钽铌矿的分解率,浸取时会加入硫酸。硫酸的加入也有利于后续萃取工段去除杂质的效果。典型的操作步骤为采用60~70%浓度的HF,反应温度为90~100oC,耗浓硫酸量按照化学反应计量比的105~110%,精矿的磨碎粒度 74μm。反应时,首先控制反应液的温度在50oC左右,将磨好的精矿边搅拌边加入到反应器中,此时需要控制加料速度,防止反应剧烈造成HF的挥发。加料完成后,升高反应器的温度至90~100oC并搅拌继续反应约4h。反应完成后,冷却反应液至室温并过滤,滤液进入下一步的萃取工序。利用该法铌钽的浸取率在98%以上。氢氟酸的使用不可避免的会产生很多环境问题,虽然有很多研究人员已经着手解决该问题,如Meyer[28],Brown等人[29]等,但治理成本较高,工业应用前景并不被看好。如何开发出高效提取铌钽矿中有价资源的无氟化工艺路线,将是铌钽工业的研究热点。 2.1.2硫酸法 硫酸法主要用于易分解的复合矿,可以回收矿石中的有价金属,有着较高的浸取率。硫酸法可以分为硫酸溶液浸取(100~200oC)和硫酸化焙烧(200~330oC)。铌钽能和硫酸作用生成多种硫酸盐,不过铌更易于被还原成低价以及发生水解。在硫酸介质中铌很容易被锌汞齐、金属镁和碱金属还原到+3价,而钽很难被还原,而且只能到+4价,铌和钽在硫酸介质中表现出较大的差别。硫酸溶液浸取时,反应温度控制在120~200oC,硫酸浓度为40~60%,可使精矿中的大部分组分都能转化成可溶性的硫酸盐。过滤后的滤液,用少量的水稀释溶液,碱土元素的硫酸盐水解产生沉淀,分离沉淀后调节溶液的pH值,可分别沉淀出铌钽的氢氧化物纯液,不过也可以直接从硫酸溶液中萃取分离铌和钽。为强化铌钽的浸出效果,硫酸溶液浸取过程中常加入氟化铵等[11]或硝酸[4,30]。在硫酸溶液浸取中加入硝酸,主要起到氧化剂的作用[4,30]。El-Hussaini和Mahdy[4]曾经利用硫酸-硝酸混合溶液,对含有褐钇铌矿、黑稀金矿和铁钛铀矿的原矿进行了有价金属元素的提取。通过各因素如温度、硫酸-硝酸浓度、时间、矿/酸比等的考察,得到了较优的浸取条件:混合酸中硫酸浓度为10.8M、硝酸浓度为5.3M、酸矿比为3:1、反应温度为200oC、反应时间为2h。结果表明几乎全部的铌和钽全部浸取出,同时Th和稀土元素的浸取率能分别达到86%和70%。硫酸化焙烧对于铈铌钙钛矿的分解有着很好的效果。一般是将铌钽粗精矿和浓硫酸(85~92%)按照一定的质量比(1:2~3)进行配料,然后置于马弗炉中进行焙烧,温度为150~200oC。此外,在焙烧时常加入少量的硫酸铵以防止反应物烧结。焙烧过程中,铌和钽在大量钛存在的条件下以同晶形杂质进入硫酸钛复盐。焙烧完后对熟料进行水浸可使铌钽可以进入溶液中。此外,熟料也可以采用硫酸(150~300g•L-1)及双氧水(10~30g•L-1)溶液浸取的方法。这时主要生成可溶性的过氧络合物,如H2NbO4(H2NbO2(O2))、H2TaO4(H2TaO(O2)2)等,溶液再进入下一步的分离纯化。当硫酸铵的用量较高(粗精矿:硫酸铵=1:1.4)时,在硫酸化焙烧温度为230~270oC的条件下,所生成的铌钽复盐不会被钛所同晶置换。此时将熟料进行水浸,铌和钽则以络合硫酸盐的形式进入到溶液中。 2.2碱法 碱法分解钽铌矿主要采用氢氧化钠和氢氧化钾试剂,也常采用NaOH+Na2CO3或KOH+K2CO3的混合试剂来降低熔融物的熔点和粘度。按照分解工艺来说,碱法可以分为碱熔法、碱性水热法和KOH亚熔盐法。 2.2.1碱熔法 碱熔法的一般工业实施方法基本相似,首先将混合试剂放入到钢制坩埚中在400~500oC下进行熔融,然后边搅拌边加入粒度为0.1mm的精矿,此时应控制精矿的加入速度,加入速度过快会引起激烈反应而导致熔体喷溅。精矿按照与氢氧化钠(钾)重量比为3:1的比例进行加入。加入完成后,将反应釜的温度升高至800oC,并维持约30min,然后将熔体倒入到水中进行水淬,或薄层倒入铁盘中。钠分解时多钽酸钠和多铌酸钠与氧化铁、氧化锰均转入到沉淀中,而大部分硅、锡、钨、铝等元素以硅酸盐的形式进入到溶液中,实现了与铌钽的分离。过滤分离后的固体渣用盐酸在一定温度下进行分解,铁与锰则进入到溶液中,多钽酸钠和多铌酸钠转为氢氧化钽和氢氧化铌,经水洗,烘干等步骤,即可获得工业纯钽铌化合物。用氢氧化钾做熔剂时,水浸反应完成后的熔体,大部分的钽和铌以可溶性的多钽酸钾和多铌酸钾的形式进入到溶液中,氧化铁、氧化锰和钛酸钾则留在水浸渣中。此时向水浸液中加入氯化钠,可以使得铌和钽以多钽酸钠和多铌酸钠沉淀的形式全部沉淀出来。再经过盐酸处理即可获得钽和铌的混合氢氧化物。该法的缺点是钽铌的回收率偏低,约为80%,不过采用氢氧化钾分解所得钽铌混合物的纯度较采用氢氧化钠制得的要高,相对来说流程较长。 2.2.2碱性水热法 为解决碱熔法分解钽铌矿中的不足,前苏联学者开发出了碱性水热法,亦称碱溶液高压釜分解法。利用该法可使得钽铌的浸取率在90%以上,并使得碱耗降至碱熔法的1/6,不过该法一直未实现工业化。该法采用30~40%的NaOH或KOH在温度150~200oC下与精矿进行反应2~3h,分解时首先生成可溶性的多钽酸和多铌酸,随后转化为不溶性的偏钽酸和偏铌酸。将用NaOH水热法处理钽铌矿后得到的溶液过滤,滤液补充碱后返回釜中再利用。滤渣用15%的盐酸(固液比1:1)在温度80~90oC下进行酸洗30min,得到的不溶性偏钽酸钠和偏铌酸钠在室温下即可被10~20%的氢氟酸所溶解,进入下一步的钽铌的萃取分离。采用KOH对钽铌矿进行分解时,典型反应条件为33~37%的KOH,反应温度为200oC。为提高生成多钽酸和多铌酸的速度,需要加入一定量的氧化剂。根据生成的六钽(铌)酸钾在KOH溶液与水溶液中溶解度的差异,可先将分解后的沉淀物进行水洗,将钽铌转入到溶液中。然后将溶液进行蒸发浓缩,重新加入KOH以沉淀出六钽(铌)酸钾,得到的沉淀物经盐酸分解后即可得到纯度较高的铌钽混合氧化物。 2.2.3KOH亚熔盐法 最近几年来,中国科学院过程工程研究所张懿等[31-34]从生产源头着手,研发了KOH亚熔盐强化浸出低品位、难分解铌钽矿的清洁化工冶金共性技术。亚熔盐为原始创新的反应/分离介质,定义为提供高化学活性和高活度负氧离子的碱金属高浓度离子化介质,具有低蒸汽压、沸点高、流动性好等优良物化性质和高活度系数、高反应活性、分离功能可调等优良反应、分离特性。 2.3氯化法 氯化法主要是利用铌钽矿中各元素的氯化衍生物的蒸汽压的差别,把精矿中的主要组分加以分离。该法在工业上一般用于处理复杂的钽铌精矿或锡渣。典型的工艺流程为:精矿在还原剂(如木炭、石油焦等)的作用下,在400~800oC下进行氯化反应,生成的沸点较低的铌、钽氯化衍生物在氯化过程中可被气体带走,经冷凝之后可回收。而沸点较高的氯化物,包括稀土,钠,钙及其他的氯化物则留在反应器中形成氯化物熔盐。还原剂的加入,可以使得氯化反应能有效的进行,并能提高反应速率,起着还原与活化的双重作用。工艺流程上一般分为团块氯化和熔盐氯化两种。团块氯化是将钽铌精矿和还原剂混合配料后,加入料浆或煤焦油进行压团成块,干燥之后置于700~800oC下进行焙烧,然后氯化。熔盐氯化是将磨细的铌钽精矿和石油焦一起加到熔融的氯化钠和氯化钾混合盐中,氯气由氯化器底部风嘴进入,氯气经过熔盐起到鼓泡的作用,使得精矿中各组分能发生氯化反应。与团块氯化相比,熔盐氯化具有氯化反应速度快并能连续化操作的优点。 2.4其他方法 值得注意的是,前述的方法大多适用于高品位的精矿。但对于难以富集的低品位矿来说,这些方法并不适用,尤其是对硅含量较高的铌钽矿,会引起大量的酸耗及碱耗,并造成分离纯化困难。相应地,其他方法,如硫酸氢钾法等也有了相应的研究。El-Hazek等[23]利用硫酸氢钾对埃及当地的铌钽原矿(Nb2O51.25%,Ta2O50.13%,SiO274%)进行了煅烧浸取,系统考察了矿/硫酸氢钾质量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对铌钽提取率的影响,确定出较优的反应条件为:矿/硫酸氢钾=1:3,反应温度650oC,煅烧时间为3h,此时铌钽的提取率分别达到了98.0%和99.3%。虽然该法在铌钽浸取率上几乎达到100%,但其工业价值及应用前景还有待验证。另外KHF2熔融法主要用于化学分析,这些试剂价格比较高,工业应用价值并不高。 3.技术分析 处理铌钽矿常用的冶金方法及技术特点见于表1中。从表1可以看出,工业上目前最常用的方法仍是氢氟酸法。对于氢氟酸法来说,该工艺流程简单,分解温度较低(90~100oC)且浸取率高(98~99%),适于浸取高品位的精矿。不过,在精矿分解过程中,会有6~7%的HF挥发造成物料损失并会引起操作环境的危害。此外,该法对设备的材质要求很高,增大了成本投入。硫酸法应用范围较窄,只能用于易于分解的钛钽铌复合精矿,对于其他铌钽矿来说并不具有普遍性。硫酸法对反应器材质要求较氢氟酸法低,不过也存在着操作复杂,酸耗量大等问题。碱熔法是铌钽冶金工业上最早采用的方法之一,但也存在着碱消耗量大(约为理论碱矿比的6~8倍)、对设备要求高、碱性熔体操作困难、铌钽的单程回收率较低(仅为80%)等问题,目前该法在工业应用上已经面临淘汰。氯化法适于处理复杂的铌钽精矿或锡渣,不过也存在着设备腐蚀严重,对环境不友好,操作条件严苛等缺点,不符合当前节能减排的方针政策,目前在工业上的应用已经很少。 4.结语 本文总结了国内外铌钽工业中常用的技术路线及方法,并对各工艺技术特点分别进行了分析,结果表明,目前国内外铌钽矿的冶金技术仍主要以氢氟酸法为主。利用高浓度的氢氟酸产生的苛性条件来分解铌钽矿,这不仅对操作环境及周围环境有着危害,浸取之后的废渣同样给环境带来了巨大的污染。寻找出无氟化高效提取铌钽的工艺路线,是当前铌钽工业需要解决的难题之一。另外,我国的铌钽矿多为低品位难处理矿,如何开发出较为经济合理的处理低品位铌钽矿的工艺路线,是我国铌钽工业亟需解决的另一个问题。为解决这些难题,最新的实验室研究进展主要集中在亚熔盐法,硫酸化焙烧法和硫酸氢钾法等。这些方法对于处理低品位的铌钽矿都有着很好的效果,铌钽的浸取率都维持在一个很高的水平,有着良好的工业化的前景,不过为实现最终的工业化应用,还需要铌钽冶金学者大量的工作和进一步的努力。 作者:高文成 温建康 单位:北京有色金属研究总院 冶金工业论文:钢铁资源化冶金工业论文 1钢铁冶金渣的常规利用方式 钢铁冶金渣的常规利用方式可分为冶金返回材料、路和建筑材料以及生产农用肥料和土壤改良剂3种。转炉渣多用作冶金返回材料,相关研制开发分为烧结矿熔剂、高炉和化铁炉熔剂以及用作炼钢返回渣等利用方式,转炉渣中含有大量的氧化钙,可以替代石灰石,用作烧结熔剂加以使用,即在烧结矿中加入适量转炉渣,在烧结造球的同时还能提高烧结速度,并与转炉渣中的铁、氧化铁产生放热反应,为钙、镁碳酸盐的再分解提供所需热量;转炉渣还可以用作高炉或化铁炉的转熔剂,这样可以节省石灰石和生产所需的热能,只是目前这种利用方式并不多见,其原因在于高炉现多使用高碱度烧结矿来完成冶炼,石灰石已经很少采用,转炉渣替代石灰石的作用也因此受到了限制。由于冶金渣的物理性能和天然岩石比较相近,因此也广泛用作道路及建筑材料,在一些基础工程建设中的使用量非常大,如对矿渣砖的利用,加入适量的胶凝材料,再进行搅拌、成型、养护,进而制成建筑用砖,这种砖可用于房屋修建和地下荐椎等;对矿渣混凝土的利用,则是以高炉水渣为原料,加入水泥熟料、石灰等,混合放入轮辗机中,并加入水和骨料碾磨,进而制成矿渣混凝土,主要用作小型的混凝土预制件;再有,冶金渣碎石的颗粒强度还可以满足地基工程的需求,其密度及性能易与沥青结合,多被用作地基用碎石,用于铁路等地基工程的回填。此外,冶金渣的主要成分为氧化钙、二氧化硅,并含有各种复合矿物及微量元素,如Zn、CU等,这些均为农作物成长所必备的肥料,对冶金渣中的的有效成分加以利用,可以用作生产农用肥料和土壤改良剂,如未经炉外脱磷处理的铁水,对其进行提取可适合缺磷的碱性土壤使用;将转炉渣中的二氧化硅磨细,可用作硅肥使用;提取转炉渣内的氧化钙等物质,将其磨碎后便可用作酸性土壤的改良剂。 2实现我国钢铁冶金渣子资源化利用的有效途径 目前,我国钢铁冶金渣资源化利用过程中存在很多问题,集中体现体现为利用冶金渣开发的产品,其附加值不高,且潜热也未能得到充分利用,冶金渣集中使用在代替砂石方面,也就是用于水泥的生产以及建筑材料的使用,关于冶金渣作为农家肥和土壤改良剂虽然在研究与开发上取得了一些进展,但是,只是停留在对冶金渣一些有效成分的简单使用上,在利用过程中,对其炉内所排放出的高温,还没有找到有效的利用途径,有必要对这些问题予以解决。 2.1充分激发冶金渣的活性 以往,对于冶金渣资源化的利用有着很成功的经验,进而使冶金渣大量的用于水泥生产方面,只是对其进行利用的附加值并不高,致使其用于水泥生产所显现出的活性也不高,有鉴于此,应充分激发冶金渣的活性,使之能够达到与硅酸盐水泥活性接近的程度,进而才能实现冶金渣附加值利用的最大化。当前,机械方法是激发冶金渣活性的常用手段,其原理为通过该方法来降低冶金渣的颗粒度,提高其水硬胶凝性能,进而使其颗粒表面积得以增大,从而增加新生颗粒的内能和表面能,与此同时,使晶体结构和表面物理化学相反应,促使冶金渣中的矿物质能够更大面积的与水面接触,进而提高矿物与水的水化反应速度。 2.2生产缓释性钾肥 目前,将冶金渣用于生产缓释性钾肥已经成为冶金渣资源化利用的新兴技术手段,这种肥料易溶于植物根部,其性质能够有效的减少因灌溉与雨水冲击所引起的肥料流失问题,而且现代农业对这种肥料的需求量也越来越大[4]。氮磷钾是促进植物生产的最重要因素,而植物在生产的过程中对于钾肥的需求量是比较小的,但是在结果期对钾肥的需求量却很大,因此,这就要求钾肥的肥效要相对较长,具备良好的时效性,也就是要求钾肥要具有缓释性。 3总结 随着我国钢铁产量的不断增加,冶金渣量不断提升,而对冶金渣传统的处理方法不仅浪费了资源,还对环境造成了污染,加重了环境负担,因此,实现钢铁冶金渣资源化的利用是当前社会以及行业发展的必然要求。这就要求要结合当前冶金渣资源化利用的现状,针对所存在的不足来一一进行完善,包括充分激发冶金渣的活性以及生产缓释性钾肥,只有这样才能有效的实现钢铁冶金渣资源化的利用。 作者:于加兵 单位:贵州大学 冶金工业论文:自动化技术应用于冶金工业论文 1我国有色冶金工业自动化发展现状 从国外引进的先进的自动化系统和设备后,我们将其进行消化和创新,改造出了与我国实际冶金生产相适应的设备,已经具备了较高的水平。不过从国际角度出发,我国自动化技术产品的生产还有很大的提升空间。我国自动化技术不具备自主的知识产权,主要还是以进口为主,而这些系统来自于不同的国家,甚至有一部分是国外已经淘汰的系统,阻碍了平台集合。此外,自然环境的污染和能源结构的破坏,要求生产必须要提高效率和降低消耗,一些老旧的设备应该淘汰。 2自动化技术在有色冶金工业中的应用 2.1现场总线技术 现场总线控制技术简称FCS,至今已经发展了30多年,在其发展过程中,已经在国际上拥有60多个不同生产厂家生产的总线产品。现场总线控制技术具有自身的特征,其拥有多种不同系统的无缝集成、控制设备和企业高层联系等,能够使系统开发和不同系统之间可以功能自治,也可以相互操作,并且能够进行系统结构分数,因此,其在有色冶金工业中得到了广泛的应用。 2.2管理信息系统在工业中的应用 企业的管理是企业的整体发展的重要部分,企业如果配备了一个良好的管理模式,那么就可以有效的提高企业的市场竞争力,推动企业的快速发展。企业信息化系统的自动控制是在冶金工业中,将冶金一系列程序的所有信息进行集成,从而通过实施管理、技术、生产的控制的信息集成,进行及时采集生产过程中所产生的数据。对有色冶金质量管理、实时监测和故障诊断进行智能管理,能够有效的降低生产成本,利用信息化管理能够达到能源管理和动态管理智能管理的目的,从而为企业的发展提供创新的基础。 3以太网在有色冶金自动化技术中的应用 3.1以太网的特点 随着有色冶金企业的持续扩大和发展,加大了有色冶金领域的竞争力。企业要想提升竞争力,就必须要改造落后的设备,引进新设备。不断更新的新技术,造成新技术与旧技术不能实现在控制系统上的高度集成。以太网是自动化的控制网络,其能够有效的解决此问题。以太网具有较高的数据传输速度,并且可以提供足够的带宽需求,存在时间相对较长,在设置、诊断等方面的具有较高的应用价值。以太网有相同的通信协议,其能够允许不同的通信协议在同一个总线上运行,为企业提供了一个公共网络平台基础。 3.2以太网在有色冶金自动化技术中的应用 在有色冶金工业生产过程中,通过以太网能够将不同类型的网络化的仪器仪表与工业计算机相连,并且在相同的总线上运行,从而对所有的系统进行控制。以太网在有色冶金自动化技术中的应用,减少了对原材料的铜矿石进行成分分析的步骤,这些分析大部分都能够利用网络化实现,检测结果直接传达到相关部门,同时还可以将这些数据结果进行共享,企业的成员及客户都可以通过网络进行查找所需数据。如图1,在现场利用以太网网络进行通讯,将可编程逻辑控制器作为主站,其余设备为副站,对所有独立系统的稳定性起到重要的保障作用。 4结语 随着经济的快速发展,有色金属的需求也越来越大,将自动化技术应用在有色冶金工业中,一方面能够有效的提升生产效率、产品质量,一方面还能够减少工作人员实际操作的危险,是有色冶金工业发展的必然趋势。不过我国引进自动化技术相对较晚,技术水平与国际相比还存在较大的不足,因此,我国有色冶金企业应该大力培养科研人员,投入资金,不断研发自动化技术,从而提高我国有色冶金工业自动化水平,推动有色冶金企业的发展。 作者:李其凡 单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司 冶金工业论文:接触式冶金工业论文 1阐述物位检测仪表的工作方式 在开展系统的过程控制中以及物料高度值的显示方面,完全能够利用总线方式连接到计算系统中。此方面的物位检测仪表在一般情况会称作物位变送器或者物位检测仪;其二,以某设定位置为基准,在容器中的物料高度远远高出设定的位置时,传感器在输出方面一般为基电极的开路信号。此信号往往会用在报警器动作或者驱动指示灯当中,此类物位检测仪表一般会称作物位开关。 2物位检测仪表在安装过程中的注意事项 2.1若将仪表设备安装于存在较大灰尘或者露天的场所中时,需要将防护罩加装在物位计的上部。一方面能够确保物位计不会遭受碰撞或者踩踏,另一方面也会达到防尘防雨的效果。 2.2要拧紧接线盒的出线锁紧头,以此来避免在接线盒中产生赃物、灰尘和水汽。 2.3在安装仪表设备之间的准备阶段中,需要根据相关的设计文件细致的核对附件、材质、规格、型号和位号,外观需要保持完好无缺的状态。 2.4安装的阶段,精密性是物位检测仪表显著的特征,因此需要对物位检测仪表轻拿轻放,以此来防止发生碰撞的现象。 3接触式物位检测仪表在冶金工业中的安装与应用 3.1电容式物位开关在冶金工业中的安装与应用 因为电容式物位开关,具体是探测固体料位,针对拥有较大的颗粒的固体物料,想要防止在进料的过程中将探头砸坏,有必要将一根较比探头要长的角钢,焊在探头的正上方,一般情况角钢会设置在L50mm×50mm×5mm左右。然而物料若是粉尘状,想要防止由于附着的残余物料,在探头上造成物位开关的错误指令,则有必要把探头下倾斜18°左右。 3.2静压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在安装静压式液位变送器的过程较为方便、简单,主要是缆绳的直接投入式。可是,在对静压式液位变送器进行安装的过程中,需要选取较为适当的安装电位,才能够实现其便捷度。静压式液位在安装相关部件的位置时,有必要相应的避让液体的出口和进口。当静压式液位变送器应用在某钢厂的高炉工程当中时,会因为存在较大的浊环回水量,促使此变送器产生了较大的探头摆动现象,造成在测量过程中失去了真实性。通过分析该工程工作人员利用加装测量保护管,消除了变送器的失真状况。 3.3差压式液位变送器在冶金工业中的安装与应用 在测量敞开式容器的液位时,变送器需要在容器最底部位置的液位工艺零点处安装。针对差压式液位变送器,若对于导管的测量,和变送器的“-”压室、“+”压室呈现出相反的状态时,则需要反向的设置变送器所测量的量程,也就是不需要对导压管改变连接状态。在安装差压式液位变送器时,其高度不能够比下部的取压口高。在测量密闭式容器中的液位时,下部中的取压点需要利用变送器“+”压室与导压管的连接状态,使其变送器“-”压室和上部取压点相互连接。因为在密闭容器当中,把被测液体中的静压除外,在容器的内部还会拥有一部分的气压,并且气体拥有着极强的可压缩性。因此,在应用的阶段,有必要将导压管内部所储存的气体彻底的排放干净,以此来保证对导管的测量,能够拥有液体都是被测状态,可以确保测量的真实性。针对容器的内部所存在的较大黏度液体、容易自聚液体或者杂质凝聚液体等,需要合理的选取毛细管式的差压变送器,以其来防止导管在测量时的堵塞情况。 4结语 在安装物位检测仪表的准备工作中,有必要透彻的了解物位检测仪表的安装与应用,对于仪表的施工工艺也需要相应的掌握。力求保证能够正确的安装物位检测仪表,从而实现物位检测仪表在运行的可靠性与正确性。 作者:柏宏艳 陆明敏 周少华 单位:苏州海易达消防检测技术有限公司 科林环保装备股份有限公司 梅思安苏州安全设备有限公司 冶金工业论文:冶金工业工程论文 1冶金工业工程的特点 (1)非正常的施工条件下施工。 在正常的施工条件下,冶金工业工程按照多数施工企业具备的机械装备程度,施工中常用的施工方法、施工工艺和劳动组织,以及合理工期和合格工程进行编制的,反映了社会平均消耗水平。如安装工程主要指:①设备、材料、成品、半成品、构件完整无损,符合质量标准和设计要求,附有合格证书和试验记录。②安装工程和土建工程之间的交叉作业正常。③安装地点、建筑物、设备基础、预留孔洞等均符合安装要求。④水、电供应均满足安装施工正常使用。⑤正常的气候、地理条件和施工环境。由于市场竞争激列,企业上一个项目,都希望尽快产生效益,难免赶工期、赶进度;改建、大修、维修项目多发生生产与施工同时进行、地下障碍物、现场干扰、采用特殊的施工方法、施工工艺和劳动组织等情况。 (2)设计变更较多。 由于钢铁行业已产能过剩,目前冶金工业工程改造、大修、维修居多,设计上,新旧交接的位置、尺寸较难准确把握;新旧接合的整体功能满足上也容易出现问题,有的尺寸视施工时的现场情况临时定,因功能无法满足,现场变更设计等情况也较多。 2冶金工业工程造价管理的主要特征 2.1预、结算的计价依据多样化 通常情况下,工程预算、结算的计价依据为各省市在全统定额基础上编制的《消耗量定额》,而冶金工业工程的行业特殊性及存在大量大修、维修的工程内容,在《消耗量定额》上很多找不到子目可套用,须结合使用《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》、《电力建设工程预算定额》以及企业自编定额。特别是小的改造项目、检修、维修性质的项目,需自编定额或单独议价定价。如:土建工程中的清除淤泥、凿墙洞、基础拆除、凝固性水渣凿除等。 2.2概算估算不准,预算偏差大 在施工过程中,工程不可预见的情况较多发生、非正常的施工条件下施工等产生的费用变化是在概算估算阶段无法准确估计的,加之施工过程中产生的设计变更费用上的增减也难以在预算时准确计算。 2.3结算审核争议多 (1)由于《冶金工业建设工程预算定额》、《钢铁企业检修工程预算定额》的修订工作存在滞后性,有的新工艺、新方法在定额子目中不能及时体现,结算编制与审核时只能找接近的参考套用,不同人对定额的理解不同,加之对施工过程了解的程度不同,在定额的套用上往往达不成一致的合理意见。 (2)多种定额同时使用,有的分部分项工程在不同的定额中均有合适的可套用,承、发包方站的角度不同,认可的子目也不同。 2.4招投标标文、合同计价依据 冶金工业工程招标文件与合同需要结合不同的工程特点区别对待,并考虑多样化。固定总价合同均产生包干工作内容外增加费用、定额计价与部分固定单价包干相结合、一份合同同时套用四五种定额等是冶金工业工程合同中常见的特色。此外,定期分析、编制容易引起争议的分部分项工程定额子目是造价部门的重要管理工作。 3控制冶金工业工程造价控制措施 3.1将预算的加强与创新奖励机制相结合,建立改善提案机制,有效控制投资 建立并完善工程造价的提案机制,主要目的为通过创新奖励机制,有效激发企业员工工作的积极性和创造性,使其开动脑筋,不断改进施工措施,优化项目设计方案,以实现节省投资、提高工程质量和缩短施工周期的密度,同时保证施工的安全。通过对比不同的施工预算方案,选择最优的造价方案,以实现有效控制工程投资的目的。比如在优化是工程设计和工程施工组织方案时,主要以节约基建技术改造,或者增加投资费用,通过改善奖励方案,实施正面激励。在方案实施之后,改善成果,采用两重递进式来奖励员工。 3.2严格控制工程全过程管理 施工全过程造价管理有如下意义: (1)提高结算审核质量与效率。 表现三个方面:①承包方有的造价管理薄弱,预算员素质及水平不够,结算编制质量差,业主主动事前提醒合同执行的注意事项,指导签证办理,可提高结算提交速度及结算编制质量。比如维修工程因项目小利润低,有实力的承包商不愿承接,小的承包商往往无专职预算员,有的为施工员兼职,签证的表达、结算编制非常不规范,在结算审核环节无法顺利完成合同履行。通过结合造价要求来规范签证,在施工过程中,业主施工代表及承包人施工代表才能够及时办理有质量的签证。②指导施工详图的绘制,结合造价要求与施工管理部门共同制定具体的绘图标准与要求,使之标准化、规范化,确保造价审核的顺利进行。③对每一签订合同的承包人做事前告知工作,把业主的结算习惯、结算程序、工程施工过程中可遇见的特殊情况等整理成专门的资料,与承包人进行详细交底。 (2)了解施工情况,提高定额套用的准确性。 很多定额争议的解决是建立在熟悉施工情况的基础上的,只有熟悉施工情况,才能分析子目的消耗量与工作内容是否相对吻合。有利于制定更为准确的企业定额。在了解熟悉施工情况的基础上,结合造价审定结果,对每一工程进行造价分析,从而制定出企业定额。 (3)弥补设计缺陷,及时完善结算资料。 设计缺陷在赶工期赶进度的工程项目中时常发生,如:钢结构图纸设计不完整表现之一为只是简单的示意、不画结点板,这些都不利于档案资料保存的完整性以及结算依据的有效性和充分性。造价人员的跟进可及时提出要求,确保及时完成施工详图的设计。许多检修性质的工程设计图中也往往只标注:具体位置、尺寸现场定。如未在施工过程中及时补画或不画详图,事后弥补将造成很大的困难。工程概算阶段的投资控制,根据施工图纸来确定工程量,并套用施工合同确定的工程定额、取费等,按照国家规定的材料价格、设备同比价格作为主要的控制依据。在施工过程中,施工单位应按照施工图来编制预算方案,报审预算方案。根据所编制和制定的设备材料报表,严格控制设备材料的价格。同时,在施工现场的控制中,根据实际情况的变化,比如生产需要、设计变更或者设备的修配改等情况,及时补充费用,严格控制措施费用。 3.3工程决算阶段的造价控制 冶金工程的决算是指对实际工程量的最终确定。而决算造价是否真实、是否能够真实反映工程量,对工程投资的影响是决定性的。而工程量的决算程序包括:在工程竣工验收合格之后,施工单位应按照施工中的设计变更、工程联系单和现场签证等,按照工程定额、招标文件和工程量清单等进行汇总,从而形成冶金工程的决算书,进行初审。在工程开工之前,按照施工图纸来编制施工图预算,在施工过程中如果出现设计修改、补充或者设计变更,则应根据双方合同中的变化条款,重新确定预算,并共同协商确定,批复之后完成决算。在这一阶段,控制的重点有以下几个方面:①严格检查施工单位的工程决算书是否真实、是否有效等;②严格检查竣工图纸中的设计变更与工程联系单内容是否完全符合;③在检查过程中,如果出现设计变更,明确是否有联系单。在施工过程中,及时联系单位监理单位确认,在决算时,重点审查该部分内容,防止费用的增加;④严格检查工程量的变更能够根据合同、附件执行到位。 4结语 冶金工程的投资是比较大的,在本文中的第一部分,笔者分析了冶金工程投资特点,包括需要维修的项目比较多、非正常施工下的工程比较多和设计变更比较多等,因此,工程投资控制难度大。因此,这就要求明确和加强项目投资控制。在本文中,笔者从提高控制造价管理人员素质、加强全过程造价控制和决算阶段的控制等几个方面分析了该命题。希望本文对于提高冶金工业工程造价管理有一定的借鉴意义。 作者:郑方玉 单位:福建三钢集团有限责任公司 冶金工业论文:冶金工业给排水设计探究论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。 3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。 关键词:冶金工业排水设计 冶金工业论文:冶金工业给排水设计论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。 3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。 关键词:冶金工业排水设计 冶金工业论文:冶金工业排水设计论文 1关于水量规范 随着资源的开发和工业的发展,环境保护问题日益严峻,水资源的保护和控制更成为世界性的突出问题,我国的环境保护法和水污染防治法,对水资源的保护和水污染的控制提出了更加严格的要求。《污水综合排放标准》(GB8978-96)中规定中,对水排放量及污染物总量进行限制。因而,对选冶金厂的给排水设计和管理提出了更高的要求。为此,在拟定给排水系统和水量平衡时,就应以充分利用循环水(回水)和减少排放为主导思想。 2冶金企业循环给水系统的特点 循环供水系统在各类工业生产中早已普遍应用,不过大多为供水量大、用水点少的情况,个别甚至采用一泵一机的供水形式,系统比较简单,而冶金生产企业循环供水系统通常单台设备的用水量小,用水点多,安全供水要求高,若考虑不周,将造成设备损坏事故,因此对供水压力要求严格。 有的设汁者由于对冶金工艺和设备性能的特点了解不深,供水管设计的水压降过大,致后面的设备水压不足,甚至形成负压、无水可供的情况,造成设备损坏。因此设计此类循环给水系统,应慎重考虑供、排水管的压力平衡,并应在进、出水管处采取相应技术措施,以确保系统运行的安全可靠。 3具体设计措施 根据笔者在工程中的实际体会,对于金属火眭冶炼企业生产设备循环给水系统的具体设计,可采取如下措施: 3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系统大阻力、同程式系统、在供热、空调专业应用较多,在给水处理构筑物中也有应用,如采暖、热水供应、集中空调和给水处理的大阻力快滤池项目等。这类工程均有出水点压力要求严、用水点多、出水量少的特点。冶金生产企业循环供水系统的特点最与此类似,适宜于此类技术移植采用。即将进、出水水管的管径偏大采用,理论上使进、出水干管从起至终点的压力损失趋近予零,阻力主要集中在没备部分;管道配置中考虑先供水的设备先排水,后供水的设备后排水,尽量使水在管道中流经的距离近似相等。这种配置方式能确保进、出水管压力基本平衡,供水水量仅随支管管径大小而变化,可靠地避免了形成负压、出现断水的情况。 3.2设备进、出水连接管分别设置阀门、压力表由于市场经济的变化多样及原料供应等多方面的原因,工厂调整冶炼工艺流程和产品种类的事时有发生。在设备的进、出水连接管上分别设置阀门和压力表,可随时根据变化了的工况,对供水状况进行适当微调,并可实测相关数据,以累积经验,满足生产需要。 3.3设置供水压力略小于循环水泵的备用水源由于我国电力供应仍比较紧张,循环水泵一般不设双电源和应急电源,临时断电在所难免,故需设置供水压力略小于循环水泵的常高压备用水源。与此配套,还需在供水干管上设置阀门及逆止阀、压力表和断水报警装置,排水干管上设应急外排旁通管和阀门。采取了上述措施,正常工作时,由于循环泵工作压力大于备用水源压力,备用水源供水管关闭;停电时,断水报警系统动作,备用水源开通,即可保证设备安全运行。3.4安装调速装置循环水系统担负着选冶金企业主要设备用水的供给,输送水流量较大,电耗较高,如何减少循环水系统不必消耗的电力,是应引以重视的一个问题。特别当选别系列较多,而循环水泵工作台数较少时,一旦系列变化循环水泵往往不是在高效率区间工作。为此,建议循环水泵配置调速装置,根据生产系列的变化,调节环水泵的转速,使送出流量满足循环水量要求,并使水泵在高效区间工作,尽量避免采取调节闸阀消耗能量,同时不致因选别系列的变化,而引起工作系列水量水压的波动。调速设备可采用变频调速、液力耦合器调速和可控硅串级调速等,调速控制可依循环水泵压出管上的流量计读数为控制参数。应尽可能设计成在正常运行时,不论安装了几台循环水工作泵,只需其中一台泵调速运行,以节省调速设施投资。 4结语 给排水设施设计的合理性、操作性、适应性和可靠性是冶金企业维持正常和高效生产的重要前提,也是环境保护和水污染防治的基本要求;所以,设计人员在设计时应综合考虑技术、工程投资等各方面的因素,通过经济技术比较,确定安全可靠的方案,选用质优、价廉的给排水设备,为厂方提优质的设计。当然,给排水系统的科学管理和严密监控是实施上述要求的根本保证。设计和生产管理的协调配合才是促进生产技术不断完善、不断发展的有力保证。
材料工程论文:提升无机非金属材料工程论文 一、提升无机非金属材料工程专业师资的 1.工程化实践教学能力师资队伍是教学的主导力量,提高无机非金属材料工程化人才培养质量,必须加强工程实践的师资队伍建设。如果专业教师本身缺少工程实践训练,工程实践能力低,无法将理论与实际紧密结合并指导学生工程实践环节,无法调动学生主动实践的积极性。无机非金属材料工程专业“工程化"师资队伍建设薄弱,教师工程化素质与实践能力偏低,不能深入工程化实际开展实践教学活动。依托“工程化"教学,加强构建中青年教师“工程化"培养模式,培养“双能型"专业教师,组织青年教师到企业进行专业实践,实施“工程化"培养,加强教师工程实践的训练,可以了解学科专业的现实需求,加深教师对工程实际和产业的了解,可以促进理论教学与实践教学的结合。蚌埠市无机非金属材料工程相关科研院所,如蚌埠玻璃设计院、玻璃企业、水泥企业较多,专业人才丰富,为校企合作提供了优势,只要教师积极探索校企合作,开展产学研合作,必定能提高“工程化"水平,加强“双能型"建设,提高无机非金属材料工程专业工程化培养水平。 2.无机非金属材料工程专业“工程化"师资队伍实践水平的提高必须寻求校企合作,依托校企合作交流平台,建设双师型师资队伍,要求企业定期为教师开展培训班,教师直接从生产第一线获取企业的新技术、新知识、新工艺、新材料、新方法,并应用于教学过程。支持教师参加岗位职业资格培训,强化师资队伍的工程实践能力。我系逐步建设一支熟悉行业企业需求、工作经验丰富、实践教学能力强的专兼职结合的“双能型"教师队伍。同时,企业可以推荐专业骨干教师与高技能人才承担无机非金属材料工程实践教学任务,保证实践队伍高素质、高水平。组织“双能型"专业教师的培养,鼓励教师到企业进行整个工程实践进行针对性训练,提高师资队伍的工程化教学能力。对于工厂实践教学我们将学生带到工厂,利用工厂的生产设备,聘请生产一线的企业工程师现场授课,比如玻璃窑炉的实验课程,我们就组织学生到企业去,聘请企业技术人员依据企业的窑炉现场讲解整个窑炉的结构、工作原理及工作过程,非常生动形象,也大大提高了学生的学习兴趣,提高了工程化实践能力。同时现场教学也增强了学生“工程化"思想,在工程化实践教学过程中让学生明确自己的学习目标是成为工程师,将来能将科技转化为现实生产力。“工程化"教育中学生体会和掌握工程设计、工程实践的基本分析方法,提升综合实践素质。 二、促进实习实践基地建设 实习实践基地建设一直是工科专业的薄弱环节,如何借助“工程化"提升专业实习实践基地建设是值得考虑的问题。利用无机非金属材料工程专业实习基地和产学研基地工程化方面的优势,对学生进行工程化方面的培养,包括校内实习基地和企业实习基地建设。校内实习基地建设,通过基本仪器设备的添置与更新组建成工程中心,尽可能贴近生产实际,满足专业工程实践教学的基本需要,满足相关专业内涵与外延拓展需要。我院无机非金属材料工程专业利用蚌埠玻璃设计院等具有丰富工程化水平和实践经验的智力资源,利用中航三鑫太阳能光电玻璃有限公司、安徽鑫民玻璃制品有限公司、安徽德力集团、凤阳珍珠水泥集团、海螺水泥集团等企业先进的实践教学基地,共同提高无机非金属材料专业工程化人才培养质量。 三、校企合作办学和产学研合作 按照互惠共赢的原则,搭建校内外合作育人平台。通过政策倾斜、经费扶持、提供场地和设备等手段,推动合作企业在学校内设立研发、设计、生产、检测等机构。积极尝试共建企业冠名班、订单式培养等方式,开展深度合作的办学模式,利用现有实习就业基地主动开展合作,培养学生的应用能力和综合素质;优化校企合作育人机制,校企共同制定工程化实践能力人才培养方案,共同构建应用型工程化课程体系,改革教学方法和手段;校企共同制定优秀课程标准、改革评价方法、注重过程考核;强化实践教学,并推进校企分段培养、模块化教学、多证书制度。蚌埠学院与安徽鑫民玻璃制品有限公司签订校企联合办学协议,组建级无机非金属材料工程“鑫民玻璃冠名班”,班级现有学生49人。安徽鑫民玻璃制品有限公司提供10万元专项资金用于发放该班学生助学金、奖学金等。总之,着力提高工程化实践能力,对于无机非金属材料工程专业学生的培养质量具有重要的意义,是地方本科院校应用型人才培养的前提。工程化实践能力的培养是一个长期的工程,更是一个重要的课题,应在工程化实践能力体系、师资教学能力、实践教学基地、企业合作办学等方面逐步完善。 作者:葛金龙王传虎单位:蚌埠学院 材料工程论文:儿童立体书材料工程论文 一、材料工程在儿童立体书设计中的运用 1.光伏材料又名太阳能材料,是将太阳能转换成电能运用的材料。若是将此类材料运用于儿童图书中,可使白天置于阳光下照射过的书籍在夜间发出柔和的光线,营造新的阅读体验。荧光材料荧光材料是将金属硫化物(或稀土氧化物)与微量活性剂配合经煅烧而成。无色或浅白色,是在紫外光照射下,依材料中金属和活化剂种类、含量的不同,呈现出各种颜色的可见光。遥控器上的荧光材料按钮,手机贴纸上的荧光图案在白天吸收光线后,夜间都会发出柔和的光。我们希望把这种材料运用到儿童立体书的设计中去,使夜间读书也有足够柔和的光线。将点状、线状或面状的夜光材料运用于立体书的某些结构点上,在可见光不足的空间中能得到不同的阅读体验,营造一种氛围,同时还能强调立体书的空间感和趣味性。 2.智能皮肤智能皮肤是一种颇具科幻色彩的高科技材料。将其包裹于书籍的表面,通过皮肤上的上万个微型传感器可以使书籍感受得到周围的环境,从而产生一系列的反应。我们想借由相同的原理,得到纸质的智能皮肤材料。在书籍的纸张中预埋上大量的中空纤维,纤维中灌满黏合剂。当皮肤感应到书籍的损坏,相应位置的纤维会断开,释放出黏合剂,将裂纹自动黏合住。这样就得到了一本能自我修复的书籍。虽然这种设计现在还只是一种畅想,但英国的一家公司已经率先开始着手研究在战斗机上运用这种材料,使得战斗机可以感知周围的环境,从而对危险情况产生预判。 3.形状记忆材料形状记忆材料是一种新的材料。现在已存在用形状记忆材料制作的家具,设计师将这款新型材料制作的家具压制成一个方便运输的平板,在需要的时候,通过将之接上电源,就能在十分钟之内使其从平板恢复成一个家具。在设计儿童立体书时,我们可以将想要表达的立体场景预先设计好,然后利用形状记忆的先进技术将每一个的立体场景压缩为一层薄薄的书页,然后接上电源或者接受阳光的照射使立体的场景再现。通过利用这一技术我们完全可以实现对儿童立体书的一次创新。立体书将不再被纸张创作的局限性所约束,从而实现复杂的、逼真的,纸张无法做到的立体场景,实现对儿童立体书籍设计的变革也是本文探索的主旨。 二、力学原理在儿童立体书设计中的运用 1.结构静力学结构静力学是结构力学中的分支,它主要研究工程结构在静荷作用下的弹塑性形变和应力状态,以及结构优化问题。由于在儿童立体书籍的设计中无法避免会出现较多的纤细结构,以及材料本身薄软的特性。导致它们在受压时结构会产生过大的形变,从而无法提供足够的支撑力。如图,当我们在设计立体书的结构时,需要更多地考虑在集中应力的结构点做加强强度或韧性的处理,从而能保证结构的稳定性。在纸质模型试验中我们通过增加纸张的厚度来加大它的结构稳定性,或者将集中应力的部位替换为稳定性更高的复合型材料来达到增加稳定性的目的,从而实现更加复杂的结构。 2.摩擦力下面我们要探究的是在日常生活中随处可见的摩擦力。物理告诉我们:人类在光滑的平面上行走非常困难,因为光滑的平面会减少鞋底与地面之间的摩擦力;增大摩擦力对人们的生活有种种好处,但有时减少摩擦力也是必要的,例如在机械中加入润滑剂是为了减小齿轮之间的摩擦力,增加机械的寿命。在滑梯上我们保持滑道的光滑是为了减少摩擦力从而保证更有趣的体验。儿童在翻阅书籍的时候,由于皮肤细嫩,手指短小,所以无法获得足够的摩擦力导致不易翻阅,也易造成对书籍的损害。所以在设计儿童书籍的时候,我们可以利用增大摩擦力的原理在图书底面处使用表面粗糙的纸张。这样儿童在翻阅书籍时会更加自如,也延长了儿童书籍的寿命。如图,当接触面越粗糙的时候摩擦力越大。而纸质模型图的冷灰色底面就是更加粗糙的纸质材料,可以帮助儿童更加容易地翻阅图书。而在立体书的立体部分,我们需要减小摩擦力,所以使用光滑的材料(象牙白色纸张),使书籍立体的动态过程中减少阻力的产生,使阅读的过程更加顺畅。 3.弹力在日常生活中,也有一个重要的力:弹力。其两个重要形成条件:接触和变形。物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫作形变。在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫作弹性形变。弹力是指弹性形变而引起的应变力。例如将弹簧拉长后其要恢复原来的形状,就会有力,这个力就是弹力。在儿童立体书中我们运用弹力原理可以将书籍的故事情节与立体结构结合做设计。如图,讲述的是鲤鱼跃龙门的故事,小鲤鱼跃入水塘,留下涟漪。当读者拉出小鲤鱼的尾巴时产生弹性形变,而因巧妙的结构设计产生的应变力拉小鲤鱼回归平面(水面)。这样巧妙地运用弹力,我们得到了一本能与读者互动的儿童立体书。尝试小鲤鱼身体的不同结构带来的不同弹力效果。结果显示图5的结构更具弹力。如图7螺旋切割的纸张也是一种弹力控制的运用。在立体书的设计中加入如弹簧般螺旋的结构,能够在静止的立体结构中增加一丝动感。使用巧妙的剪裁能在闭合书籍的时候毫不费力。 三、总结 书籍可以启迪儿童幼小的心灵,立体书籍更加适合儿童的特殊读物。探究儿童立体书籍未来的创新形式是一次充满童趣的旅程。通过对材料科学以及力学的研究,我们更加意识到在未来儿童立体书籍可以发生的种种改变。采用这些概念设计的儿童立体书籍不仅可以更加生动地叙事,同时也在孩童的心中埋下了科学的种子。从而达到拓展立体书籍发展宽度的目的。当孩童翻开一本由形状记忆材料设计的立体书时,他不仅仅获得了故事里的启迪,同时也定会对科技产生浓厚的兴趣。当孩童打开书籍看见一个个由纤薄的纸张制作的惟妙惟肖、穷工极态的立体场景时,他定会对力学有了新的认知。当然,超前的设计理念同样意味着现实与未来的距离。比如智能皮肤就是一种离我们的生活还有些遥远的材料科学。但未来并不是完全不可见的。任何天马行空的想象都可能会成为人类开启下一个文明时代的关键钥匙。下一位爱因斯坦的诞生也许就会从他翻开一本神奇的儿童立体书开始。 作者:邓卫斌陈方婧王巍单位:湖北工业大学艺术设计学院 材料工程论文:无机非金属材料工程论文 一无机非金属材料工程专业改革措施 1教学体系的的创新 我国的经济发展为目前的无机非金属材料工程专业的改革提供了方向,做好基础性、根本性、原则性的工作任务是目前应该完成的要求,教学体系的改革首当其冲。当前专业的培养目标是:培养政治上合格的,在无机非金属材料学科领域内有广阔而扎实的理论基础、适应能力强、具有创新精神和技术开发能力的高级专门人才。无机非金属材料工程专业的课程体系改革应该从以下三个方面着手:首先加强科学基础以及计算机基础技术的学习,随着科技的发展,科学技术无疑成为了影响社会生产的第一要素,强化学生的自然科学基础能力同时结合计算机技术的适用,在加强其对自然科学本质理解的情况下,显著提高其运用科学技术解决基本问题的能力和速度;其次是重视对工程基础的学习,在无机非金属材料工程专业中,基础知识的学习能提高学生的工作适应能力,掌握了工程技术的共同理论、共同技术,即使就业工程中专业知识有所偏差,也能利用基础知识弥补,强化学生适应人才市场缺口的问题;最后,建立完善的学科专业知识实践教学平台,为了培养更全面的应用型人才,针对地方经济发展以及人才缺口方向,加大对实践教学环节的重视有利于让学生走入工作岗位就能迅速为企业创造产业价值,理应成为本次教学课程改革的重点,因此强化无机材料科学基础、热工基础以及水泥等研究方法和实验等实践环节至关重要。具体到应用步骤,应加大对每一个环节的检查力度,教师做出相应的实践要求,一环扣一环,分步完成。保证学生的实践环节无论是设计或是草图绘制等阶段都有配套的记录,以便于对实践教学质量的控制。同时,让学生运用所学知识进行实验,从事实验操作并对实验结果进行数据处理、误差分析,有助于观察问题、解决问题能力的提高。 2建构应用型人才培养体系 首先,建立一支教学水平高、技术能力硬、思想素质好的师资队伍,形成应用型学科的专兼职教学建设。“兵熊熊一个,将熊熊一窝”,一位高水平的教师给学生带来的好处是其他方面无法比拟的。教师不但要具有渊博的理论知识,更应该在实践教学上给学生正确的指导,从一开始就避免学生走入操作的误区。同时,学校可以与相关大型企业建立起互动关系,建立教学激励机制,鼓励教师与一线工作者多多交流,培养教师的创新能力;聘用基层工作经验丰富的技术骨干在学校担任客座讲师,让企业的技术人员向其讲解各个生产线的优缺点,保证本专业学生能够迅速掌握一线工作中的先进技术和经验,以帮助其迅速掌握学习中的要领,从而适应工作的需要。其次,积极开展与当地的企业相互合作,建立一批质量较高、相对稳定的校外技术实训基地;将校外实训基地建立在当地的相关企业内部,充分利用生产技术骨干和先进的生产设备;同时利用学校的实验室,“材料制备技术”、“工程测试技术”、“材料表征技术”三大课程实验及“专业综合实验”为建设重点,充分利用校内外的教学资源,把实验室打造成技术培训和理论知识结合的基地以满足应用型人才的培养工作。最后,要革新学生考核体系,开展校内证书认证制度过去的一卷考核体系已经不适应当前学习的需要,考生在考试前简单突击一下就能随意应付过去,为了让学生从深入理论研究,可以开展论文考察等形式,高屋建瓴的从应用的角度掌握理论的知识。目前,专业证书代表了各专业的等级水平,也得到了社会的承认。学校可顺应潮流构建校内证书认证制度,建立奖励机制,将职业资格证书引入人才培养机制,以鼓励学生多多考取专业资格证书,强化基础专业的理解,拓展相关知识的学习。 二结语 21世纪,科技的进步也推动了基础产业的发展,无机非金属材料工程专业在我国的经济基础中的作用也不可同日而语。不断总结经验,推动我国无机非金属材料工程专业的不断改革创新任重而道远,需要一代又一代的不懈努力。 作者:王国松廖远单位:贵州大学化工学院 材料工程论文:卓越工程师金属材料工程论文 一培养金属材料工程专业卓越工程师的思考 我校金属材料专业是卓越工程师教育培养计划的试点专业。对于金属材料专业卓越工程师培养计划,我们进行了初步思考。实施金属材料专业卓越工程师培养计划,在校内培养方面,对有丰富教学经验的各类大学都不是问题。需要研究的是进一步转变思想观念,优化完善卓越工程师的培养模式,完善实践型教学体系,提升教师工程素质,建立长期稳定的校企联合培养机制。 1明确培养目标提升教育品质 卓越工程师培养计划是我国强国战略的重要举措,旨在造就一批综合能力过硬的高质量工程技术人才,它提出了一种新的教育品质概念,即高等院校的人才培养应当遵从社会发展需求和适应经济发展要求的双重标准,这不仅包含了对理论知识的应用和创新,还明确了人才培养应以综合素质和创新能力的全面拓展为优秀。这就意味着高等学府对人才的培养应具备适应与时俱进的时代需求和高品质的工程技术发展要求的培养理念和课程体系。高质量工程技术人才不仅要求对工程技术有全方位深层次的掌握,还需通过正确的价值理性的引导,人文社会科学及企业管理精神的长期熏陶,懂得工程技术在社会和国家发展中的价值和意义。然而,目前的教育体系缺乏对学生进行从事工程工作意义的教育,很多工科学生并不明确工程工作的意义及其相应的社会责任,同时由于社会对工程和工学的认知度的欠缺与偏差,导致出现了一种现象——目前硕士研究生培养过程中,仅就学生生源方面,工学硕士明显优于专业学位硕士,甚至出现了工学硕士落榜的考生可以转向专业学位学习的第二选择。在20世纪70年代末至80年代初,大学生的理想职业是“不当工程师也要当技术员”。而且很多院校过去也常常以被命名为“工程师的摇篮”而自豪,但是在21世纪飞速发展的今天,这样的提法已从我们的生活中消失。目前的统计数据显示,现在大学生的理想职业一般为公务员、管理者、金融会计师等一些不具有工程意义的职业。对此我们不禁要发问:卓越工程师培养计划下的本科毕业生,会按照原本的设想,一部分继续全日制工程硕士的学习,另一部分转而攻读工学硕士吗?是不是学术研究型大学“卓越计划”的本科毕业生主要进入工学硕士阶段,从事科学研究;而一般本科院校的毕业生则进入全日制工程硕士的学习?当然,不管答案如何,都要求我们要实践好金属材料专业的三阶段(本科、硕士、博士)培养,这需要社会、学校、教师和学生多方面、多角度,及时有效地转变思想观念,更新教育理念,才能真正提高教育品质。 2创新工程教育培养模式 工程教育培养模式,常规的是变革课程体系、教材内容、教学方式,强化实践环节等。而工程教育的创新模式,例如“校企合作,顶岗实习”“学分互认”也在积极推动高等工程教育培养模式的全面改革发展。针对本科卓越工程师培养计划,常见的按学年分为“2+2”“3+1”“5+1.5”等。高校应打破学校封闭办学的传统模式,积极促进通过校企合作创设工程教育的环境与条件。我校金属材料专业本科卓越工程师计划采用“3+1”培养模式,即3年的校内学习,1年的企业学习,校内学习和企业学习相互交叉。在3年的校内学习时间内,穿插各类实验教学、实践教学以及认识实习,提升学生的实践能力;同时,学生也可根据自己的兴趣辅修管理学、经济学、自动化等第二学位专业。在1年的企业学习中,部分学生采用顶岗实习的方式,另一部分学生直接参与企业的项目研究。 3改革和完善实践教学体系 实践教学的目的是巩固理论知识和加深对理论知识认识,对培养具有创新意识的高等工程教育人才必不可少。我校金属材料专业本科“3+1”教学模式下,将实践教学与理论教学分离,将实践教学作为一个单独的部分,改变原来的将专业、基础课程以教师传授的方法给学生的这种传统教学方式。把培养学生能力作为主要目的,以通过精炼理论知识和工程训练作为辅助依托,学生解决实际问题的能力作为检验标准。与理论教学相得益彰又各自独立的实践教学体系。实践课程的学时有效性不同于理论教学,优化实践教学的教学模式,将工程人才的培养由课堂延伸到课外。同时,学校开设创新性实验和开放性实验,学生可自由选择。此外,课外科技活动和学科竞赛的奖励机制也可以调动学生学习的主观能动性,培养他们的学习兴趣和创造性思维能力。 4大力提升高校教师的工程素养 跟20世纪末期相比,现在的市场竞争更加激烈,高校的教师参加到工程实践中的次数和地位也在下降,这就使得高校教师更难把教学和工程设计都处理好。现在很多刚进入高校的青年教师大多都是没有或者很少有在企业实际的工作经验。结合生产实际和参加到工程的机会也在本科高年级的教学中正在减少,在本科的毕业设计中更是如此。因此,国内很多高校教师的工程实践能力和实践经验不足的现象突显。结合我校实际,可以从以下几个方面进行来提升教师的工程素质,从而满足卓越工程师教育培养的计划要求。 4.1教学相长结合 我校的实际情况,在研究和教学实践中发现,培养工程素质和工程实践能力的养成两个同等重要的因素是教师和学生。通过教师在研中学、学中教;学生在学中练、在练中学,实现教师和学生的共同进步。 4.2产学研紧密结合 学校搭建产学研一体化平台,使用该平台可以连贯地培养青年教师的工程素质,也可以提供给学生一个新的工程实践机会。 4.3合理高效的利用 社会资源创办校企联合教学模式,整合高效利用社会办学的资源优势,发挥出社会办学的力量。通过上面2种方式可以使教学紧密的结合行业发展的前沿,而且可以为教师工程素质和能力的培养提供必要的支持。 4.4加强教师队伍建设 要打造一支整体素质和技术能力都优秀的师资队伍,学校不仅要大力引进具有工程实践背景的高层次工程技术人才,还要建立一种长效机制,使得工科类专业教师有接受与社会发展接轨的工程实践锻炼的机会,并鼓励青年教师积极参与工程实践。学校还可以出台相关政策,以资助和鼓励青年教师到企业中进修学习。在岗位评聘、职称晋升等方面将工程素质考核纳入指标体系也是一种提升教师在工程教学方面素质的好方法。高水平工程教师师资队伍不但要有校内专职教师,还要有企业兼职教师,只有既鼓励有工作经验和科研水平的工程师到学校兼职任教,又鼓励专职教师到企业中兼职,才能使二者充分结合和交流,达到知识技能互补和彼此相互学习的目的。 5积极探讨校企合作方式 卓越工程师计划的实施必须重视校企合作,紧密依托行业。建立校企合作关系,是培养卓越工程师的有效途径。然而,长期以来国内的大部分企业都不愿意接纳未毕业大学生的实习,把在校大学生实习看成是企业负担,并且有很多企业把大学生实习的时间期限规定为1年,这都是培养卓越工程师计划的难点。同时,在校大学生在公司进行实习时,实习期间所需的实习费、安全保险费、交通费等各种费用都需要学校支付,这对于学校是很难承受的高额费用,会导致实习质量“缩水”。目前,在校大学生在企业实习中基本以参观实习为主,学生安全被学校和企业放在了第一位,在有限的实习期间内,对大学生的培养基本难以实现。针对该问题,希望国家明确要求企业担负起培养卓越工程师的校外责任,更希望国家实施政策鼓励企业的这种行为,促使企业积极主动建立校企合作关系,参与人才培养,将培养金属材料专业卓越工程师变成企业的经营政策。事实上,开展培养卓越工程师计划,建立校企合作关系,是一项学校和企业双赢的战略。首先,高等院校的发展,尤其是实施培养卓越工程师计划离不开相关企业的深度参与。其次,企业的发展离不开高等院校培养出的各种专业型人才。我校材料学院已与很多企业(如东北轻合金有限公司、东安发动机有限公司等)共同建立了长期稳定的工程硕士培养关系,已经帮助这些公司培养了众多工程技术骨干和管理人才。最后,校企合作关系的建立,能使高校与企业达到彼此生存共赢的目的。高校与企业之间是“你中有我、我中有你”的关系,合则两利,所以应该促使高校与企业之间建立更深层次的合作,即高校应该在企业建立生产实习基地,根据高校和企业的真实情况,建立各种等级的学生工作站,利用企业在生产、科研中遇到的实际问题和企业所能提供的实际技术、工作和科研环境,给高校本科生和硕士、博士研究生提供相应的研究课题。企业在给高校提供实习设备、场地、工作站的同时,高校学生也能给企业带来一定的经济利润,并且出站的毕业生也可以留在企业继续工作,使企业人才得到新鲜的血液,达到高校与企业双赢的目的。 二结束语 实施卓越工程师教育培养计划是一项系统性工程,也是高校深化人才培养模式改革的重要契机,它涉及人才培养的各项环节。高校根据自身特点,在明确金属材料专业卓越工程师所需具备素质和能力的基础之上,进一步转变教育理念,不断创新培养模式,认真制定培养方案,努力提升教师的工程素质,建立和深化长期稳定的校企合作方式和培养机制,积极推进金属材料工程专业卓越工程师教育培养计划,为社会、现代企业培养更多的卓越人才。 作者:石德全俞泽民高桂丽康福伟李大勇马成国单位:哈尔滨理工大学材料科学与工程学院 材料工程论文:防腐材料交通工程论文 一基于层次分析法(AHP)的环境影响评价方法 1环境评价的含义 本文将防腐材料对环境影响的评价定义为交通工程钢结构防腐材料对环境的影响大小,被评价路段环境质量越好,则说明防腐材料越环保,对路边环境影响越小。建立环境评价体系能够有效地对环境的实际受防腐材料影响程度进行系统调查和评估,检查对减少环境影响的程度和实施效果,检验防腐材料的环保性,判断提出的环保措施的有效性,对一些施工前并未意识到但施工后认识到影响进行分析研究,以达到改进防腐材料和防腐方法的目的,对已造成环境影响的,采取补救措施,以达到消除不利影响的作用。 2防腐材料环境影响 评价过程公路交通工程钢结构防腐材料对环境造成影响的诱因众多,本文从交通工程钢结构的防腐材料、防腐方法及钢结构所安装的环境条件进行分析,将防腐材料分为锌、铝和涂塑3种常见防腐材料;防腐方法则分为电镀、热浸、热喷涂和静电喷涂4种。结合多层次分析法本文确定了以目标层、准则层、措施层3个层次为基本框架的环境评价指标方法,目标层为环境质量;准则层包括防腐材料、防腐方法和防腐环境;准则层中的防腐材料对应措施层中的锌、铝、涂塑3个因素;防腐方法对应电镀、热浸、热喷涂和静电喷涂4个因素;防腐环境对应温度和湿度2个因素。 3评价指标量化 根据所列举的目标层、准则层、措施层各因素之间的关系,结合表1所示的判断矩阵,对各层之间及各因素之间的关系进行量化,建立钢结构防腐材料对环境影响的多层次评价的判断矩阵,得到评价各个指标最终的权重。 4权重计算 根据多层次分析法(AHP)理论,确定权重的方法有和法、根法、特征根法和对数最小二乘法等多种。本文选用和法计算得到交通工程钢结构防腐材料各层间及各个指标最终的权重值,根据表4的权重系数对每一个措施评分表的项目进行赋值。(1)依据措施评分表由专家老师对措施层各个指标打分,通过措施得分率确定措施层指标的分值。其中措施得分率计算公式为:措施得分率=措施得分之和/措施最高分之和×100%。5评价分析对于如何评价防腐材料的环保度,本文根据目标层得分Z的取值范围。将此范围分为5个层次,即环保、较环保、一般、轻度污染、重度污染,对应的得分。 二通锡高速环保度评价 1通锡高速环保度计算 根据通锡高速的实际情况,并请相关专家老师对措施层各个指标打分。准则层得分是措施层总得分的平均分,准则层得分见表5。目标层总得分平均分Z为4.031分,可以得知通锡高速的环保度为环保,交通工程钢结构防腐材料及防腐方法是绿色环保的。 2发展环保高速公路交通工程的建议 从通锡高速的环保度计算可以看出,该高速交通工程钢结构防腐材料的环保度得分为4.031分,环保度为环保的,说明交通工钢结构的方法及材料的选取是环保的,对此从以下几个方面提出建议:(1)推进节能技术的应用。减少使用高能耗的电镀产品,换以能耗较低、效率较高的热浸产品用于高速公路交通工程钢结构中。(2)积极推进高速公路沿线设施环境监测信息化和智能化进程。推广路侧环境监测站,及时有效地实时监测路侧环境信息,实现信息共享和提高环保应急效率。 三结论 现阶段我国高速公路还未建立高速公路沿线交通工程钢结构防腐材料对环境的影响评价体系,当前高速公路钢结构防腐距离绿色环保还有一定的距离,需要从节能减排、新能源、智能化监控等方面来实现绿色交通的发展目标。 作者:葛志华郝思文单位:江苏省交通科学研究院股份有限公司 材料工程论文:工程施工材料费成本控制论文 1人工费的控制要遵循“量价分离”的原则 主要从用工数量和施工质量两方面进行控制。第一,要采用先进的施工技术,提高施工班组的技术水平,减少和避免因施工技术原因造成的返工而增加的施工成本。第二、通过施工企业定额将项目分部分项工程量分摊到各专业施工班组,如混凝土、钢筋、模板、砌体等,通过各施工班组的承包,让班组自行安排劳力分配,降低人工费成本。第三、要合理安排施工工序、施工时间,禁止疲劳作业,要改善工人的施工作业环境,从而提高工人单位时间劳动产量,达到节约人工费的目的。 2材料费的控制材料费 在工程造价中占有很大比重,一般占造价的60%-70%,占直接费的左右。因此有效的控制材料费,才能有效的控制施工成本。材料费的控制同样要遵循“量价分离”的原则,包括材料单价的控制和材料消耗量的控制这两方面。(1)材料的单价控制:主要由公司材料部门控制,在签订工程材料供应合同前,材料部门的人员应根据工程项目所在地周边情况,对市场深入调查了解,通过询价掌握材料的市场信息。对数量大或金额高的材料要采取招标的方式,其他材料要“货比三家”,择优采购。(2)材料消耗量的控制:①进料控制:第一、按施工进度计划确定材料需求计划,以保证现场施工进度为原则,合理安排材料进场,要避免材料的大量库存,要降低材料库存损耗和现场材料的保管费用。第二、根据施工平面布置图合理的堆放各种材料,做好材料标识,减少场内材料的二次搬运。第三、每批入场的材料要仔细验收,遵循“先验后用”的原则,对不符合设计要求及施工质量要求的材料要予以清退。②施工定额控制:在保证项目施工质量的前提下,通过施工定额来控制工程材料的消耗量。对于大宗的材料如水泥、钢筋等主材,要以施工定额为依据,对各施工班组实行限额领料制度,对超耗材料要分析原因,在下次施工加以改进,要在施工现场实行材料耗用的奖罚制度。每天都要把剩余材料回收。③计量控制:项目部要做好材料的“收发存”台帐,要严格控制现场的施工配合比,如混凝土配合比,砂浆配合比等,避免不必要的浪费。④包干控制:在项目施工过程中,可对部分零星材料实行班组包干,如铁钉、铁丝等,由班组自行控制。钢管脚手架、模板等周转材料也可采用班组承包模式,从而降低项目管理的风险。 3机械设备费的控制 在项目施工过程中,选择什么类型的施工机械设备,怎样合理使用施工机械设备,对施工成本的控制来说非常重要,不同的施工机械有不同的特点和用途,因此选择什么类型的施工机械,以怎样方式组合施工设备,要根据项目施工的特点和作业环境因素来确定。第一、要根据现场施工进度的需求;第二、根据施工机械使用费的高低及其综合效益。施工机械使用费由机械单价和机械台班来确定。因此控制了机械单价和机械台班等于控制施工机械使用费,控制方法如下:第一、根据现场的施工进度,加强施工现场施工机械的管理,减少不必要的闲置;第二、提高施工机械的利用率,实现“一机多用”,避免窝工;第三、加强施工机械的维修保养,提高机械的使用率;第四、协调好机械操作司机与施工作业人员的配合,保障施工的顺利进行,要避免疲劳作业,提高机械台班产量。 4工程签证 工程签证是不可避免的,它所造成的施工费用影响着项目施工成本,因此施工企业要重视现场签证工作。办理工程签证时应注意以下几个问题:第一、工程签证必须是书面形式的,甲方、监理、施工方三方都要签字盖章。第二、工程签证内容应明确,项目要清楚,单价、数量要准确,另外时间也要明确,有些涉及到工期顺延的问题。第三、工程签证要及时办理,在项目施工过程中随发生随进行签证,应当做到一次一签证,一事一签证,及时处理。所有的签证材料要做好备案,有利于以后的工程竣工结算。 5结束语 综上所述,施工成本控制工作自始至终贯穿于整个项目施工生产过程中,它是一项涉及面广、综合性强的工作,它需要各管理部门各负其责,密切配合,共同努力,从而达到工程施工成本最小化的目的。 作者:袁锐单位:福建省第五建筑工程公司 材料工程论文:Web主导下材料工程论文 一、“Web主导下材料工程类 学生自主案例教学法”的含义“Web形式”是指在教学过程中,学生面对的对象不是教师,而是处于Web网络的虚拟仿真环境中,单人或多人合作进行设计成分或生产冶炼,Web网络系统自动记录学生操作的每一个步骤,教师通过前端软件观察学生的操作行为,实时回答他们提出的问题。“自主”是指学生学习的工程案例不是教师事先准备的,而是学生在仿真过程中自己得到的。由于学生掌握的专业知识和能力存在差异,使用的冶炼设备、设置的工艺参数和成分都不尽相同,因此得到的案例也不同,甚至很大一部分是失败的案例。“Web主导下材料工程类学生自主案例教学法”是在教师讲授专业知识的基础上,结合课堂教学内容,有针对性地给学生提供网络虚拟仿真平台,学生在平台内完成成分设计或产品冶炼任务,遇到问题可小组交流,提出改进方案。对典型个案,进行全班讲演,同时教师进行点评。该教学法以“任务”为主线,但不以“任务”的完成与否做为考核标准,提交的结果没有对错好坏之分,产生的结果不重要,结果产生的原因才重要。鼓励学生主动寻找可能出现的失常和事故,并运用所学理论知识去分析、去思考、去解决,强化对理论知识的学习渴望,激发学习的兴趣。 二、“Web主导下材料工程类 学生自主案例教学法”的实施方案在实施前,对实施的过程和步骤进行了认真分析,对实施方案的总体框架和实施具体步骤进行了设计,实施方案如下:第一阶段:规划。制定教学目标,确定实验班级。教材调整,确定讲授重点。以教师为主,包括课堂讲授的安排,讲授重点的确定,以及为学生编写模拟操作指导大纲等。第二阶段:执行。发动学生,明确任务。网络操作,案例设计。在线指导,提高案例质量。以学生为主,教师指导。使学生意识到自己的“工程师”角色,在虚拟仿真环境中动手操作,完成生产任务。教师可通过前端软件实时观察学生的操作行为,回答他们提出的问题并分析模拟结果。学生和老师之间、学生和学生之间在信息窗口通过文本进行交流。不同地点的学生可以组合起来,在同一个模拟模型中分别进行操作。第三阶段:分析和讨论。根据模拟操作记录,全班交流研讨,教师点评。师生结合,互动交流。教师从学生的操作结果中选取典型案例,让学生制作讲演课件,给全班同学分析自己的成功与失败经验,教师在交流中给予适时的点评,并进行成绩评定。第四阶段:总结。遴选优秀操作记录,编写示范案例。对学生的优秀设计案例进行整理归纳,为教师进行课62教学新思维堂多媒体教学时使用,也可作为学生课外预习、复习、自学的电子版的立体化教材。 三、个案举例 钢铁大学网站提供了钢铁应用、钢铁设计及冶炼等仿真模块,包括了现代钢铁生产的主要工序,可以为材料工程,尤其是金属材料工程专业大多数专业课程教学所采用。如在金属学材料学课程教学中,布置了一个生产任务:现收到一客户订单,要为一座海洋平台生产一种易焊接的高强度厚钢板,钢种的成份和工艺路线由生产方来确定。订单要求生产9000t的高强度厚板,钢板对机械性能的要求为:屈服强度,LYS>375Mpa;抗拉强度,530Mpa<UTS<620Mpa;54J夏比冲击转变温度,ITT<-40℃;屈强比LYS/UTS<0.82。使用网站中关于海洋平台用中厚板钢的设计模块进行仿真。【学生自主案例】钢种成分的设计在工艺路线为50mm钢板中度控轧、25mm钢板轻度控轧、90mm钢板中度控轧的情况下,经过调试发现Cr、Mo、Ni、V可以不参与设计考虑范围,C、Si、Mn在一定的含量内变化,主要调节Cu、Al、N、Nb元素的含量改变钢材的力学性能,得到了满足客户性能要求的3种不同钢种。从而使基体强度提高,以及固溶体与运动位错间的相互作用,阻碍了位错的运动,从而使钢种强度提高;2号钢种N、Nb、Al含量较高,主要强化机理是:N与Te形成间隙固溶体,起到固溶强化;在钢中加入的Nb,Nb元素能形成碳的化合物、氮的化合物或碳氮化合物,在轧制或轧后冷却中沉淀析出,起到第二相沉淀作用;同时,N与Al、Nb形成氮化合物或碳氮化合物,能钉扎晶界,阻碍晶粒长大,起到细晶强化。3号钢种的设计是在2号基础上调试Al元素的含量,3号钢种Al含量较低。 四、总结 “Web主导下材料工程类学生自主案例教学法”是从新时期生产企业对适应现代材料行业发展、具有创新能力和国际竞争力的工程人才需求出发,分析教学薄弱环节,采用新的教学模式,使材料工程学科的课程教学达到既能传授知识、又能提高能力的“双赢”目标。该教学法使学生成为教学活动的主体,形成了学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的开放型学习氛围。所进行的“Web主导下材料工程类学生自主案例教学法”的改革,仅仅是一种探索性的尝试,还需要不断改进和完善,以使之真正成为有利于学生成长和发展的新的教育教学模式。 作者:贾涓熊玮宋新莉单位:武汉科技大学材料与冶金学院 材料工程论文:人才培养模式下材料工程论文 一、校企协同合作效果 1.科技创新合作 逐步深入加大科研合作力度,学校与企业各有所长,充分利用自己的优势对企业技术难题进行科技攻关,开展课题研究,在互利互惠的基础上达到研究创新和企业自身发展双赢的局面。百色学院紧密围绕广西14+10产业中的有色金属工业、新材料产业需求组建科研团队并开展研究工作,联合国家铝金属产品质量监督检验中心、广西平果铝合金精密铸造有限公司共同开展广西科学研究与技术开发项目、广西科技攻关计划课题等项目的研究工作,在科研服务地方经济社会上迈出了坚实的一步。 2.应用技术型人才培养 质量大幅提高充分利用企事业单位大量的实验设备、雄厚的技术力量及真实的就业环境,为专业学生开展以专业技能知识方面的创新性实践教学环节,帮助同学们加深对专业领域的认识,提高学生的思考及动手能力,并接受岗位实践能力培训,帮助学生养成遵纪守法的习惯,热爱本职工作,培养学生爱岗敬业的精神。通过专业见习、实习活动,通过深入企业生产一线参观、熟悉设备运转情况,产品生产过程、并进行实际动手操作与思考,使学生学习和了解工程实际和生产领域的发展状况,培养学生树立理论联系实际的工作作风,帮助学生增加工作经验,提高就业能力。 3.交流合作互惠互利 每年利用暑假时间,选派数名年轻教师进驻企业学习锻炼,深入企业内部,与技术工程师进行交流探讨,参与企业生产技术攻关,将自己所学知识与企业现状进行共享,帮助企业解决技术上的难题,教师也加深对行业的了解,拓展专业知识,提高专业技能,提高“双师型”教师培养质量。同时,积极邀请企业、行业专家、管理者参与专业设置、课程体系、培养方法等方面的制订,邀请企业工程师、行业专家到校兼课,做专题报告,将行业知识、企业文化、科技前沿等带入学校,形成校企合作、教产融合的互利互惠局面。 4.学生就业合作有所突破 基于良好的校企合作关系,百色学院与贺州桂海铝业科技有限公司根据双方的协议约定,在百色学院举办了联合培养人才的“桂海班”。培训的内容针对性强,充分结合生产实践,紧紧围绕生产过程中需要用到的理论知识和生产设备相关信息,学生的理论水平得到进一步提升,对企业的生产知识有了较深的认识。培训结束,即有74位同学顺利通过测试并与桂海铝业科技有限公司签订了就业协议,在“订单式”人才培养上迈出的可喜一步。 二、总结 通过建立校企协同合作办学联合培养人才,实现企业、学校、学生三方共赢,坚持应用技术型大学的办学理念,符合技术技能型人才培养目标,体现了地方院校服务当地经济发展的战略意义。 作者:刘淑辉单位:百色学院物理与电信工程系 材料工程论文:材料成型及控制工程毕业论文 1材料成型及控制工程 专业毕业设计存在的现实问题当前,大学生就业存在“招聘难”和“找工作难”的“两难”矛盾,材料成型及控制工程专业现有模具专业方向,与制造业息息相关,社会需求量颇大,然而,企业却抱怨高校培养的学生眼高手低,实践能力差,高不成低不就,难以胜任生产的需要,招不到合适的技术人才,学生抱怨在校的实践能力锻炼太少,就业目标茫然,找不到满意的工作,致使往届毕业生实际就业率都很不佳,分析主客观原因,就业环境不佳以及学生就业实践能力的低下是主要因素。从社会需求和就业出发,做好高校输出和企业接受的重要衔接的一个重要尺度就是对学生实践能力及职业能力的培养,转换学科本位为能力本位的教育。以往学科教育中,专业课程实践教学大多从理论出发,课时少,没有可参照的实物,也缺乏实践性的场所,学生动手的机会很少,即便是生产实习中,也仅是一些感性认识,难以深入,而毕业设计阶段的毕业实习更是形同虚设,毕业设计受条件限制,局限在教室、机房中,通常是教师出题,学生选题,很少有机会在实验室,企业进行实地设计,现场设计等,这些都加剧了学生工程背景的匮乏,实践能力差。随着就业压力的增大,企业越来越喜欢接纳有工作经验的人员。对于应届毕业生来讲,让学生具备实际工作经验是不现实,但重视企业所需要的专业技术能力的培养却是可行的,有助于学生增加就业的砝码。毕业设计是工科学生在校的最后一个实践性教学环节,对于学生综合应用能力的培养有着重要的作用,许多的用人单位都会关注学生毕业设计的内容及成效,这也是进行毕业设计改革的重要原因,以就业为导向,通过毕业设计,更好的衔接高校教育和社会需求,提升学生实践能力和应用能力。因此,如何将毕业设计与真实的实践项目结合,完成高质量的设计是毕业设计实践改革的重要目标。 2以就业为导向材料成型及控制工程 专业毕业设计研究结合天水师范学院(以下简称该校)材料成型及控制工程专业的应用型学科特点和人才培养的定位,通过对企业及同类兄弟院校的大量调研,总结规律;通过了解往届毕业生和即将毕业生的切身感受,行业状况及影响就业因素,制定出一套可操作的“以就业为导向”的项目化毕业设计改革方案,由校企联合培养指导,考虑到教师和企业研究方向和学生的特长爱好,把学生分成小组,由小组(或个人独立)完成真实项目(具有生产意义)的毕业设计培养模式,提升学生的职业实践能力,提高毕业设计的质量。项目化毕业设计方案改革的主要举措包括以下几大方面。 2.1选题探讨如何从模具制造类企业的实际项目出发,制定既符合现实需要又能体现教育认知发展的设计项目选题。从企业的实际项目入手,将高校研究理论在真实项目实践中完成,体现产学研一体化应用转型,为模具企业的实际项目保证科学的理论支持。 2.2毕业设计形式根据材料成型及控制工程专业工科学科的特点,培养社会需要的各类职业岗位技术能力,毕业设计应在形式上实现多元化,学生可以依据自己的特长完成产品结构的设计、制造工艺的研究,产品模拟分析或是生产管理的革新等等,不仅体现学生自身的个性特征,更能提高学生的职业兴趣,合理规划职业生涯。 2.3毕业设计时间安排以往的毕业设计开展的时间与毕业实习和找工作交织,匆匆而过,质量难以保证。项目化毕业设计以教学大纲为依据,必须科学安排时间,合理处理毕业实习和设计的交融。 2.4毕业设计指导方式按照前期对毕业设计的选题,必须建立与选题相适应的毕业设计指导方案。改变以往专职教师单一指导的模式,为保证学生的实践技能和理论水平的同时提升,实现企业和专职教师的联合指导模式。毕业设计答辩形式:在前期选题、综合指导方式模式基础上,改变从前学生讲、老师听,提问的单纯形式,结合学生设计的不同特点,采用企业技改提案、研讨会等答辩形式,给予学生展示自己研究成果的机会。毕业设计最终成绩评定办法:综合前面的研究,保证学生学有所用,进行全方位的评价,尤其关注企业对于学生毕业设计中展现综合能力的评定。 3项目化材料成型及控制工程专业毕业设计改革的创新点 3.1思路创新毕业设计改革的思路创新在于以就业为导向,关注职业岗位能力需求,更好的实现校企人才“零对接”,以项目为载体,将材料成型及控制工程专业的毕业设计贯穿于大学培养的全程实践教学,提高学生实践能力,学习兴趣,增加就业砝码。 3.2方案创新从模具专业的市场人才需求出发,以“理论够用,重应用能力”的能力本位培养方式为指导,改变以往理论过重,走过场,脱离实际生产的毕业设计方案,建立操作性强、针对就业性强的项目化毕业设计方案。这也是应用型本科工学发展的必然趋势。 3.3实践理论相结合在材料成型及控制工程专业2010届毕业生毕业设计中采用项目化毕业设计方案,取得了不错的成效,学生普遍反映明白自己要学什么,干什么,为什么,主动积极性高涨,在实践中提出了一些实用的技改创新,服务社会。 4以就业为导向的项目 化材料成型及控制工程专业毕业设计改革的应用价值毕业设计的改革可以缓解高校与社会人才培养的矛盾,提高学生的就业,其应用价值主要表现在:项目化的毕业设计方案有助于校企合作,用人单位提前介入人才培养,培养适合产业发展的技术人才。项目化的毕业设计能够保证教学质量,提升职业能力培养。项目化的毕业设计方案缩短了高校与就业从业的适应期,增加了学生的实际工作经验,帮助学生就业,提高学生的综合素质和职业能力。 5结束语 在材料成型及控制工程专业毕业设计中,通过真实项目的引入,使得毕业设计的空间大大的得到了有依据的拓展,丰富了教学内容,有助于应用型本科能力本位人才培养的实施。从就业出发,合理分析当前就业形势,将毕业设计与就业联系起来,有助于推进高校应用型本科工科教育教学的改革进程。 作者:郑丽单位:天水师范学院 材料工程论文:工程材料课程改革论文 一、课程改革的理念与目标借本课程增加材料成型技术 这一紧密联系生产实际课程内容的契机,改变以往重理论、轻实际的做法,在教学内容、方法及考核方式等方面树立并体现出“突出应用、培养工程能力”的教学理念。在新的教学理念指导下,培养学生正确选材及制定合理的加工工艺的工程应用能力为目的的指导方针,在教材选编、教学内容、方法等诸多方面进行深入地研究和探索。通过本课程的学习,使我校机械和近机械类专业的学生理解工程领域对材料的主要性能的要求、各大类材料的主要特征和各种热成型方法的特点,明确各类材料的相变规律及其组织-性能间的关系及材料加工工艺对组织的影响规律,掌握常用材料的组织、性能及处理工艺特点,最终能够对具体的零件结合具体工况做出正确、科学、合理的选材并确定出正确的加工工艺路线。为我校机类和类机类专业培养工程应用型人才提供必需、充分、有用的工程材料及其成型技术的基础知识和工程应用能力,使他们获得优秀的科学选材、用材和合理安排热、冷工艺路线的能力。 二、合理整合教学内容,构建新的课程知识体系 为使所授机类及近机类专业学生全面了解熟悉铸造、锻造及焊接等热加工工艺,增加“材料成型技术”部分。该部分涉及内容多,而新设置的工程材料及其成型技术课程与工程材料课程相比,课时仅增加8学时,这样必须压缩《工程材料》部分的内容与课时。我们遵循新的教学理念,合理地优化、缩减了《工程材料》偏理论部分的内容,淡化与优秀内容关系不大的内容,强化基础理论。如:在“材料的力学性能”部分,删除材料的物理性能等内容;在“金属晶体结构”部分,删除立方晶系的晶面和晶向的表示方法等内容;在“合金结构钢”部分,删除微合金非调质钢、易切削钢及低淬透性钢。对白口铸铁的结晶过程及钢的表面淬火与化学热处理等内容仅作简单介绍。把金属的塑性加工部分合并到材料成型技术中的锻造部分;把典型工件的选材及工程材料的应用合并到零件失效、毛坯分析与材料选择部分。同时,丰富与后续课程、毕业设计及工程应用密切相关的内容,如铁碳合金相图、钢的热处理原理和工艺、钢的分类编号及用途等,增强学生对这些内容重点与难点问题的理解和掌握,夯实工程材料理论基础。为了培养学生的工程应用能力,使课程内容与工程实践相结合,挖掘平时在实际生产中的相关案例,通过与企业广泛联系,从中获得大量生产中的案例。如在“零件失效、毛坯分析与材料选择”一章,把从企业收集的案例,经过整理、分析后加入教材中。结合生产中的具体零件,在分析零件的工作条件、失效形式及对零件性能要求的基础上进行选材,制定加工工艺路线。这对培养学生工程应用能力大有益处,为他们将来从事机械行业的生产加工,打下了良好的基础。课程始终贯穿材料的成分-组织-工艺-性能之间的关系这条主线。以性能为起点,分部讲授成分、组织和工艺对性能的影响,最后通过学习铁碳合金相图和过冷奥氏体冷却曲线,综合讲解成分、组织、工艺与性能间的关系,让学生牢固掌握“材料的性能取决于其成分、组织和工艺”的观点,这样就变分散为集中,变模糊为清晰,以利于学生建立完整体系的概念,保证了教学内容的基础性和系统性。据此,将课程内容分为工程材料基础理论、常用工程材料、工程材料成型技术基础和工程材料的应用及成形工艺的选择四大模块,实行模块化教学、突出材料的工程应用,并对各模块的内容做了精心挑选与合理调整。 三、综合运用多元化教学方法和手段,提高教学效果 在课堂教学中,为使学生能够在听课过程中主动思考,紧紧跟上教师的讲课思路,采用案例法、启发式、问题授课法、研究式与讨论式等教学方法及这些方法的组合。如讲授加工硬化这一重要概念和内容时,先在课堂上用举例法演示用手弯曲铁丝感到发热和越来越硬的现象,用问题授课法提出产生该现象原因这一本质问题,接着揭示变形中其材料内部的组织结构的变化,然后让学生分析由此带来哪些性能的变化,以此解释加工硬化的成因。多种教学方法的应用,有效地激发了学生对本门课程的学习兴趣,提高了学习的自觉性和主动性。提出并初步实施了工程材料及其成型技术课程的一种新的教学方法-关键词教学法[。针对工程材料及其成型技术课程内容庞杂,概念繁多且课时短的特点,提出了关键词教学法。从基本概念、章节以至全课程中提炼关键词,并将它们有机地结合,将零散的知识结构化,形成关键词网络,构建出课程的基石和框架。初步的教学实践证明,这种方法有利于学生理解记忆,对提升他们的提炼、概括等学习思维能力大有益处。在教学手段上,课堂教学板书讲授与多媒体演示并重,在便于学生理解记忆的基础上,构建出图文并茂、声情融会、动静结合的教学环境。如用板书法讲解相图中的杠杆定律、二元合金相图与Fe-Fe3C相图的结晶过程等内容,可以充分展现逻辑思维全过程。晶体结构、缺陷和结晶过程等应用多媒体技术,可以充分展示三维立体的晶体结构特征与缺陷形貌及形成机理,动画演示由液态到固态的结晶过程,增加了可视性与趣味性。 四、改革实验教学的内容与手段,培养学生的工程应用能力和创新能力 为提高学生的工程应用能力和创新能力,适应创新性人才培养的需要,对工程材料及其成型技术课程的实验进行全新的改革与设计规划,包括类型、方法及考核方法等。按照教学规律,划分实验层次,整合实验内容,理顺实践过程,减少验证性实验,增加综合性和设计型实验。课程设置三个实验,即碳钢硬度测定及热处理、铁碳合金组织观察和零件的选材、热处理、性能测试与组织观察。“碳钢硬度测定及热处理”为基本技能型实验,通过该实验,学生能够对工程材料及其成型技术课程实验中所涉及的设备与仪器有一定的了解,有利于他们熟练地对这些设备与仪器进行操作。“铁碳合金平衡组织的观察”为验证性实验,是为更好地理解和掌握铁碳平衡相图而设置的。“零件的选材、热处理、性能测试与组织观察”为综合、设计型实验,目的是让学生运用所学的材料及成型技术的基本原理,综合分析给定零件的力学性能指标,以此选择材料、热处理及性能检测设备,制定出相应的热处理工艺并完成金相试样制备、组织观察、硬度测试及热处理操作等实践环节。这一综合、设计型实验不仅要求学生掌握课程中相关章节的内容,而且必须针对具体零件的特点进行全面分析与综合,这样选择的材料和制定的工艺才能合理。这对于学生分析问题、解决问题能力的提高是大有益处的,也为他们毕业后尽早胜任企业相关的技术工作创造了条件。 五、实施多种课程考核方式,充分调动学生学习的积极性 课程按照平时、实验与期末考试进行考核,分别占10、10和80分,其中平时考核由出勤、课堂提问和作业三部分构成,克服了以往由期末考试成绩决定学生本门课程最终成绩的弊端,使学生学习的积极性和主动性贯穿始终,形成良好的学习氛围。通过这样认真、主动地学习,有利于学生全面掌握工程材料及其成型技术的基本知识和原理,为他们今后在工业生产中能够熟练应用这些知识和原理打下良好的基础。新设立的工程材料及其成型技术课程,虽然由工程材料课程扩充,课时仅增加了8学时,但在新的教学理念指导下,通过上述在教学内容、方法与手段、实验教学及考核方式等方面所采取的一系列改革措施,即教学内容的合理整合,教学方法与手段的多元化,实验的创新性及考核方法的多样化,充分调动了学生学习的积极性。同时,也提高了他们的分析问题、解决问题的能力和创新能力。 作者:武晓峰陈淑英屈华刘秉余尹桂丽单位:辽宁工业大学 材料工程论文:人才培养材料工程论文 一、校企协同联合培养人才的方式 1.合作育人充分利用校企合作办学资源,积极拓展与企事业单位的合作力度。利用企事业单位的工作环境,开设创新性实验课程与职业技能培训,为学生提供包括基本技能和综合能力训练两方面的实践教学环节,使学生在真实环境下进行岗位实践,培养学生解决生产实践和工程项目中的技术问题的技巧,培养团队协作精神、人际沟通技巧等能力,提高个人技能与管理能力,取得实际工作经验,为学生今后从事各项工作打下基础。进入企业开展专业见习、实习是大学学习阶段最重要的实践性教学环节之一,极大程度地发挥学生的主观能动性,培养良好的学习习惯,探索精神和创新能力。通过生产实践中的摸索与探讨,专业教师及技术人员的协助与指导,培养学生理论与实践的融合、逐步获得实践工作的能力。金属材料工程专业多次赴广西平铝集团等相关企业开展见习、实习活动,每年均派送相关专业的学生进入工厂参观、学习与锻炼,帮助学生更好地强化专业知识,理论结合实践,让学生接受实战性锻炼,提高动手操作和实践创新能力。通过与企业签订合作办学协议,以冠名班、开展订单教育和设立校企合作奖助学金等不同形式,与企业展开深入合作。百色学院与广西贺州桂海铝业科技有限公司成功举办了联合人才培训班—“桂海班”,来自高校、企业的多位位材料界知名学者专家、企业工程师给即将走上工作岗位的学员们上课,向参训学员们传授企业生产知识;近日,百色学院正与广西方洲铝业有限公司商定企业助学金事宜。另外,还开展“教师企业行”活动,选派相关教师走出去主动与企业对接。在校企共建实习、实训基地,专任教师参与企业生产工艺技术攻关,校企双方资源共享等多个方面达成共识。还有,专业采用“请进来”的方式,建立了由学校、企业、行业研究机构共同参与组成的专家教学指导委员会,主动邀请合作企业参与专业设置、招生规模、教学内容设置、教学方法改革等方面的指导和制定,多次深入企事业单位与企事业管理人员协商共同制订专业人才培养方案、协商实践教学环节的开展,缩短学生能力与企业需求的间隙,并聘请企业工程师到校兼课,邀请企业技术人员到校为学生做专题报告,让学生了解本区域相关企事业单位的生产运营情况及本专业领域的前沿知识,增强了人才培养的针对性和实用性。 2.合作就业校企合作,拓宽了学生就业的大门,学生对企业熟悉信赖,企业对学生放心。根据学校和企业的合作协议,学校和用人单位形成良好的用人合作关系,拓宽学生就业渠道,提高就业率。学生以企业的“准员工”的身份在用人单位实习,相当于提前进入了工作角色,减少了与企业沟通、磨合的时间,缩短了进入企业后的适应期,实现校、企、学三赢的良好局面,即学校培养的生学受到用人单位的青睐,企业找到了合适满意的人才,学生通过在校期间的“准就业”积累了一定的工作经验,开启了良好的职业生涯。3.合作科研校企合作,开展科研课题攻关项目。选派教师进入企业进行技术攻关,开展课题研究活动,积极与相关企事业单位开展科学研究,共同钻研技术难题,校企间深度合作将为高校教学与科研提供有利的学术环境,将推动双方在人才培养、基地共建、课题攻关等方面实现双赢。 二、校企协同合作效果 1.科技创新合作逐步深入加大科研合作力度,学校与企业各有所长,充分利用自己的优势对企业技术难题进行科技攻关,开展课题研究,在互利互惠的基础上达到研究创新和企业自身发展双赢的局面。百色学院紧密围绕广西14+10产业中的有色金属工业、新材料产业需求组建科研团队并开展研究工作,联合国家铝金属产品质量监督检验中心、广西平果铝合金精密铸造有限公司共同开展广西科学研究与技术开发项目、广西科技攻关计划课题等项目的研究工作,在科研服务地方经济社会上迈出了坚实的一步。 2.应用技术型人才培养质量大幅提高充分利用企事业单位大量的实验设备、雄厚的技术力量及真实的就业环境,为专业学生开展以专业技能知识方面的创新性实践教学环节,帮助同学们加深对专业领域的认识,提高学生的思考及动手能力,并接受岗位实践能力培训,帮助学生养成遵纪守法的习惯,热爱本职工作,培养学生爱岗敬业的精神。通过专业见习、实习活动,通过深入企业生产一线参观、熟悉设备运转情况,产品生产过程、并进行实际动手操作与思考,使学生学习和了解工程实际和生产领域的发展状况,培养学生树立理论联系实际的工作作风,帮助学生增加工作经验,提高就业能力。 3.交流合作互惠互利每年利用暑假时间,选派数名年轻教师进驻企业学习锻炼,深入企业内部,与技术工程师进行交流探讨,参与企业生产技术攻关,将自己所学知识与企业现状进行共享,帮助企业解决技术上的难题,教师也加深对行业的了解,拓展专业知识,提高专业技能,提高“双师型”教师培养质量。同时,积极邀请企业、行业专家、管理者参与专业设置、课程体系、培养方法等方面的制订,邀请企业工程师、行业专家到校兼课,做专题报告,将行业知识、企业文化、科技前沿等带入学校,形成校企合作、教产融合的互利互惠局面。 4.学生就业合作有所突破基于良好的校企合作关系,百色学院与贺州桂海铝业科技有限公司根据双方的协议约定,在百色学院举办了联合培养人才的“桂海班”。培训的内容针对性强,充分结合生产实践,紧紧围绕生产过程中需要用到的理论知识和生产设备相关信息,学生的理论水平得到进一步提升,对企业的生产知识有了较深的认识。培训结束,即有74位同学顺利通过测试并与桂海铝业科技有限公司签订了就业协议,在“订单式”人才培养上迈出的可喜一步。通过建立校企协同合作办学联合培养人才,实现企业、学校、学生三方共赢,坚持应用技术型大学的办学理念,符合技术技能型人才培养目标,体现了地方院校服务当地经济发展的战略意义。 作者:刘淑辉单位:百色学院物理与电信工程系 材料工程论文:人才培养材料工程论文 一、突出化工专业特色,明确人才培养目标 沈阳化工大学的办学定位是以工为主、以化工为特色的多科性大学,培养目标是高素质的应用型人才。结合学校的发展定位,以化工行业为依托,工程实际为背景,工程技术为主线,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为优秀,通过开放办学、校企合作,统筹规划学校和企业学习来提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。把本专业的人才培养目标定位在立足辽宁,面向行业,辐射全国,培养适应区域经济社会发展、科学技术和化工行业建设需求,德、智、体等全面发展,具备熟练掌握化工设备制造、腐蚀与防护、热处理等专业基础知识和基本技能,能在化工企业、高等学校或科研院所从事金属材料及金属基复合材料的研究、成分———工艺及设备设计、组织和性能检验、生产制造、技术开发和经营管理等方面工作的高素质应用型人才。要求学生掌握金属材料微观组织结构与性能的基本知识,理解金属材料成分、微观组织结构与性能之间的相互关系,能够在这些知识的基础上开展金属材料选用、生产工艺及设备选择、新材料和新工艺设计及相关设备研制;掌握金属材料加工与成型的生产工艺和技术、金属材料成分结构与性能的检测与分析方法、产品质量控制和防护措施的基本知识;掌握高等数学、物理和化学等自然科学基础知识,具备金属材料工程专业必需的机械、电工电子技术、计算机应用的基本知识和技能,能较熟练地应用一门外语;了解金属材料及其相关材料的科技发展动态,以及相关前沿技术和行业需求,具有分析和解决生产中的实际问题,从事科学研究和实际工作的初步能力;具备一定程度的人文社会科学和经济管理科学基础,具有批判性思维、创新能力、环境保护意识和社会责任感。 二、加强专业课程建设,构建特色课程体系 为21世纪化工行业培养合格的金属材料工程专业人才,自2006年以来,沈阳化工大学金属材料工程专业对教学内容、课程设置、课程体系进行了统筹规划和整体安排。经过几年的改革和实践,建立了具有化工行业特点及金属材料工程专业特色、科学合理的教学内容与课程体系。一方面,课程设置与专业特色相契合,再结合沈阳化工大学的化工特色,针对化工单元设备的主要加工方法,如压力加工、焊接、机械加工及化工单元设备的腐蚀问题,对课程设置、课程体系统筹规划、整体安排,构建具有化工行业特色及金属材料工程专业特点、科学合理的新的课程教学体系。强化金属塑性加工原理、焊接冶金学、焊接工艺与设备、金属腐蚀与防护、金属热处理和材料无损检测等主要专业课程。在课程教学中,结合金属材料工程专业的特色,不断进行教学内容与教学方法的改革。采用将教学内容与工程实际、工程法规、工程问题、典型产品相结合,尤其与化工生产和化工设备制造过程相结合的案例教学。典型课程如,金属塑性加工原理、焊接工艺与设备及腐蚀与防护等都是以化工单元设备生产过程为背景的案例教学方法,着力打造精品课程,形成部分专业课程特色教材,加强金属工程材料专业本科学生能力和素质的培养,对其他课程的教学起到了示范作用,推动了教学改革的深入进行,提高了教学质量。另一方面,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为优秀,实践内容贯穿培养过程的始终。首先,增加课程实验,尤其是综合性和设计性实验,然后开展灵活多样的实习实践,在原有的金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习的基础上,增加个性化实习。开放办学、校企合作,结合学生的兴趣爱好、就业方向、教师的科研课题以及就业单位的培训等等,分别送学生到企业去学习实践。为方便学生到企业实习,我校先后建立了与沈阳铸锻工业有限公司、沈阳金杯广振汽车部件有限公司、沈阳来金汽车零部件有限公司、富奥辽宁汽车弹簧有限公司、抚顺机械设备制造有限公司等十余家企业合作的实习基地。通过加强实习基地与相关企事业单位的共建和合作,利用其设施、设备等条件开展实践教学,同时也帮助学生了解金属材料及其相关材料的科技发展动态,以及相关前沿技术和行业需求,培养分析和解决生产中的实际问题、从事科学研究和实际工作的初步能力。 三、建立创新教育机制,培养学生创新能力 鼓励学生在教师指导下积极开展多样化的科技创新活动。如参加指导教师的课题研究,申报并参加大学生创新创业训练计划项目,参加全国及辽宁省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国及辽宁省普通高等学校本科大学生机械创新设计大赛、全国大学生英语竞赛、全国大学生数学建模竞赛等。通过组织各种类型、各种形式和不同层次的课外活动,将各类工程实践活动、创新实践训练、学科竞赛活动、学术前沿讲座、社会实践、公益活动等课外活动作为第二课堂课程模块纳入到课程体系中统一实施和管理。从2006年开始,我们以学校“6S”,即ST(科技训练)、SC(系列竞赛)、SP(社会实践)、SW(社会工作)、SL(系列讲座)、SA(特色活动)为指导,以“挑战杯”“机械设计竞赛”活动为契机,以课外教学环节为突破口,开展了多项大学生课外竞赛活动。近年来,金属材料工程专业参赛学生项目获机械创新设计大赛国家二等奖一项;“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛国家三等奖一项;全国大学生英语竞赛二等奖、三等奖各一项;辽宁省级奖项几十项。通过创新竞赛的开展,活跃了创新教育的氛围,为金属材料工程专业学生的个性发展提供了平台,为学生毕业后从事科学研究活动奠定了一定的基础。此外,金属材料工程专业对学生实行实验室全天开放,先进的科研设备和仪器用于学生科研训练,促进了学生创新能力的提高。 四、结论 金属材料在化工行业中占有举足轻重的地位,随着素质教育的快速发展,为21世纪化工行业培养合格的金属材料专业人才的需要,我们将继续优化专业课程建设,建立具有化工行业特点及金属材料工程专业特色、科学合理的教学内容与课程体系,培养学生创新能力,以适应东北老工业基地建设及化工等行业的需要。 作者:郭树国付广艳蒋彬郭北涛于永梅宗琳单位:沈阳化工大学 材料工程论文:研究生培养质量下的材料工程论文 一、提高材料工程专业学位研究生培养质量的措施 (一)优化人才培养方案,加强课程体系建设专业学位硕士研究生的人才培养方案应更加突出行业、企事业单位的职业性质和特点的要求[5]。按照行业特点或职业需要优化人才培养方案,构建课程体系。在课程设置中尽可能体现出与学术型硕士研究生的区别,在课程设置上突出实用化、工程化、技术化和职业化特点,改变课程设置僵化、强调统一、灵活性差等缺点。 1.课程体系的构建要打破原有全日制学术型研究生课程体系的框框,在重视基础理论能力培养的同时,要适度增加通用型理论课程模块,即“大学科、大平台”课程。材料工程专业学位研究生应掌握各种材料的制备技术、材料的各种分析手段和表征方法,以及工程技术与实践能力。因此,作为专业学位课,我们设置了《材料工程案例分析》、《材料制备技术》和《材料现代分析方法》三门课程。其中,《材料工程案例分析》是一门综合性工程技术性很强的课程,内容涉及金属材料、无机材料、高分子材料以及复合材料在实际工程应用中的特点及技术指标要求,例如金属材料的失效原因分析及采取的措施;电子陶瓷材料在高温烧结时颜色变黑的原因;钛酸钡本应为绝缘材料,但添加稀土元素变为半导体材料;等等。与其他基础课程相比,与企业生产实践的联系更为密切,重点在于培养学生分析和解决实际工程技术问题的能力。《材料制备技术》涉及各种材料的制备原理、制备方法与应用特点,是材料工程研究生必须掌握和了解的基础理论知识。《材料现代分析方法》是一门重要的工具课,既涉及到基础理论知识,又侧重于方法的具体实践应用,是必须掌握的专业学位课程。其内容包括X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱分析、光电子能谱、原子力显微镜、差热分析、红外光谱、核磁共振、激光粒度分析、比表面测试等各种表征和分析测试方法。这些优秀课程的设立将奠定专业学位研究生解决实际工程和技术问题的理论基础。 2.根据培养方向不同,灵活设置研究生课程模块,即“小方向”课程。例如,根据材料工程方向发展的特点和结合材料学院的科研基础,材料工程专业硕士研究生的培养方向主要有材料加工成型与模具设计、电子功能材料与器件、新能源材料与电源技术、高分子材料合成与改性等四个方向。在这四个方向上可灵活设置专业方向模块课程,即每个方向设置两门任选课程。材料加工成型与模具设计方向主要课程有《材料成型技术与模具》和《材料表面工程技术》,电子功能材料与器件方向主要有《先进无机材料与物理性能》和《光电转换材料与器件》,新能源材料与电源技术方向主要有《电化学原理及测试技术》和《新型能源材料》,高分子材料合成与改性方向主要有《高分子材料选论》和《有机波谱分析》。按不同的培养方向灵活设置研究生课程,可为专业学位研究生提供更大的自主选择性,有利于培养其职业素养,提高学习效率。 3.除了专业学位课和选修课外,为了提高研究生的解决实际工程和技术问题的能力,强化专业实践能力,作为必修课程,设置了《材料科学与工程实验》和《专业实践》这两门课程,以更好地凸显专业学位研究生职业取向和过硬的专业实践的特色。同时,还设置了学术讲座、知识产权、信息检索、技术经济分析等课程,以期全面培养专业学位研究生的信息获取能力和企业技术管理等能力。总之,课程设置要联系企业实际需求,考虑专业学位硕士研究生学习工作和研究背景等实际因素,根据企业技术创新的需求,整合教学资源,开发出一套以因材施教、体现学科前沿和实践性的专业学位研究生课程体系,不断提高研究生解决实际技术问题的科研攻关能力。比如,在材料工程专业学位硕士研究生的培养过程中,我们让研究生学习典型的数据处理软件Origin和CAD、ProE等工程制图软件,而该类实用工程软件的学习无疑将提高专业学位研究生的实践技能。 (二)加强师资队伍建设专业学位研究生的硕士论文选题应来自于企业和科研课题,工程背景明确,应用性强。因此,专业硕士研究生导师要求双导师制。一位是校内的导师,另一位是企业导师。学校导师主要负责研究生的课程学习、开题报告、学位论文理论部分的指导等;企业导师负责专业学位研究生的选题、工作安排、专业实践能力的培养、学位论文实践部分的指导等。学校、企业导师要共同制定研究生培养方案,从而保证专业学位研究生培养的质量。在实际操作中,要注意以下问题: 1.在导师遴选上,既要对导师的学历、职称、科研成果等进行量化评定,又要从工程实践经验、基础理论和指导能力及精力等方面对导师进行全方位综合测评。只有达到要求的校内外导师才有资格被聘为专业学位研究生导师。此外,要弱化对导师学历的要求,强化对导师工程实践能力和专业技术能力的要求。 2.加强专业学位研究生导师素质建设。随着专业学位硕士生规模的不断扩大,现有校内导师有相当数量是从学校到学校的年轻导师,他们虽然学历高,但大多缺乏实际工程经验。为此我们有计划地选派年轻教师到设计院、高新技术企业去挂职锻炼。同时,通过承担企业的横向研究,使年轻教师了解工程实际,参加企业的产品开发、设计、技术改造以及企业的运行、营销和管理,从而了解企业的需求。同时,在稳定现有导师资源的同时,我们从企业聘请或引进有工程技术背景的技术人员和专家作为专任的专业学位研究生指导教师,根据学科方向相近或相似的原则,成立3~5人由校内和校外导师组成的导师指导团队,这样可有效发挥各自导师的作用。 3.聘请企业专家担任相关课程任课教师。例如,《材料工程案例分析》这门学位课,可以聘请行业技术专家以专题讲座形式讲授新技术、新工艺和新设备,分析企业面临的技术难题或企业实际发生的技术难题如何攻关解决等,强化研究生解决实际工程技术问题的意识和能力;加大实践领域专家承担专业课程教学的比例,明确实习实践导师和论文导师的职责。 (三)深化校企合作,建立研究生联合培养基地结合专业和行业的特点,选择条件好的企事业单位、科研院所等共建研究生联合培养实习实践基地,强化产学研用人才培养链条。材料学院已与行业部门共建实习实践基地十多个。2012年,桂林电子科技大学材料学院和桂林电器科学研究院有限公司共建了研究生联合培养基地,该基地被批准为省级研究生联合培养基地。上级有关部门拨专款用于该基地的建设。材料学院的专业学位研究生可方便地到该基地实习实践,企业的导师和校内导师组成导师指导团队共同指导专业学位研究生。同时,联合培养基地拿出专项资金用于改善研究生的实习实践条件以及资助专业学位研究生的科研课题。经过实践发现专业学位研究生的工程实践能力和职业技能明显提高。目前已基本形成了培养单位和行业部门良性互动的包括课堂实践、科研实践和企业实践的实践教学体系。 二、结语 材料工程专业学位硕士研究生具有职业教育的背景,职业知识和职业技能的培养是非常重要的。因此,应不断地在研究生培养方案、课程体系建设、双导师队伍建设、研究生专业实践基地建设等方面进行探索与实践,以保障专业学位研究生培养质量的稳步提高。 作者:陈国华何木芬马传国单位:桂林电子科技大学 材料工程论文:机械工程材料课程改革论文 基于建构主义理论和已有的教学经验,我们提出非材料专业《机械工程材料》课程的教学改革与实践研究,希望改变以前只是把教师头脑里的知识转变到学生的笔记本上的传统教学模式,而是以学生为中心。具体来说,主要包括以下几个措施。 措施一:问题或任务驱动引导学生在解决问题或完成任务的时候掌握新的知识。如在学习钢铁材料分类时,首先把任务提出来。要制造桥梁、刀具、滚动轴承等,应该怎么根据需求来选择钢铁的牌号。学生带着任务来学习,更能激发学生学习的主动性。在学生完成任务的过程中加以引导,就能让学生把典型钢种的牌号、成分、热处理特点、组织特点和性能特点等做一个梳理。这些知识点如果完全靠教师来讲授,将是非常枯燥和繁杂的。学习金属塑性变形后的再结晶时,教师可先告诉学生一个工厂的实例:某工厂用一冷拉钢丝绳将一大型钢件吊入热处理炉内,钢丝绳的承载能力超过钢件的重量。由于一时疏忽,未将钢丝绳取出,而是随同工件一起加热至860℃。保温时间到了,打开炉门,用该钢丝绳吊出工件时,钢丝绳发生断裂。然后,教师可问学生:为什么原本承载能力超过钢件重量的钢丝绳会发生断裂呢?学生带着问题再来学习,就会认真很多,对再结晶发生的条件,对性能的影响等都会有深入的认识。 措施二:教学过程中多类比学生熟悉的事情类比的对象可以是其他学科里面的知识,也可以是生活中经常见到的一些情景。如在讲授钢加热时候的转变时,很多学生在把奥氏体形成的过程机械的记忆后,并不清楚为什么热处理要首先加热到奥氏体区。这个时候,教师就可以类比学生初中生物就学习过的干细胞:干细胞可以分化成不同的组织,而奥氏体就相当于钢铁材料的干细胞,通过不同的过冷温度,就可以分化成珠光体、贝氏体或者马氏体。如在讲授金属的凝固时,很多学生感觉金属凝固过程很抽象。这时候,教师可以类比大家都见过的水结冰,就让大家有了感性的认识。讲授珠光体的结构的时候,为了让学生理解珠光体的层片结构,教师可给学生看一张白菜放在水里的图,珠光体的结构就像白菜放在水里一样:白菜和水层片相间,而珠光体是铁素体和渗碳体层片相间。讲授金属滑移的时候,类比多足虫的爬行:多足虫的爬行直观上是通过拱起部分的运动实现的,而金属的滑移通过位错运动实现。通过类比,让学生借助旧知识掌握新知识,在对比新旧知识的过程中,加深对新知识的理解,强化记忆,并且有助于学生构建立体的知识网络。 措施三:激发学生主动建构知识体系教学生学会用思维导图的方式归纳知识。思维导图是将人本身的放射性思维图形化的一种工具,它打破传统的线性思维的束缚,使人的思维处于一种被激发的和完全开放的状态。就某一个关键词所制作的一个思维导图一定是一个兼有逻辑性和发散性,充分体现制作者个性化的围绕关键词的展开的概念关系图。教师可以引导学生画出每章节或者课程总体的思维导图。教师可以抽查部分学生画出的图,从而让教师了解学生的知识结构。学生也可以通过思维导图提高归纳能力以及记忆效率。 措施四:学生自己命题一直以来,命题都是教师的事情,学生对此充满了神秘感。学生会想方设法来打探教师命题的思路、范围。实际上,命题体现了命题者对知识掌握的程度,以及将知识点运用于实际的能力。让学生自己来命题,不仅是身份的变化,更是思维方式的变化。命题比做题的难度更大,但学生对此积极性却很高。每一章学习完之后,让学生课后根据重点难点来命题,发到教师的邮箱。教师集中对其中的题目进行点评。从命题的角度讲解知识点、干扰项,学生也会比较感兴趣。最后考试的时候就从里面抽取质量较好的题目组合成卷子。 基于建构主义的课堂教学中,重心从教师转向了学生。教室不再是教师倾倒知识给学生的地方,曾经学生就像空瓶子,等着被填满。在建构主义的教学模式中,学生被鼓励积极参与到他们的学习过程当中。教师只是鼓励和帮助学生发展和评估他们的认识,从而达到学习的目的。 作者:黄灿叶宏单位:重庆理工大学材料学院 材料工程论文:人才培养下无机非金属材料工程论文 1明确无机非金属材料工程高级应用型人才培养目标与培养要求 明确将无机非金属材料专业的培养目标定位在地方经济建设需要的无机非金属材料工程高级应用型人才,突出“一定基础知识支撑、适当宽度专业口径、突出某一专业方向、强化专业实践能力、博专共存、以专为主、长短兼顾、持续发展”的特点,强调知识、能力和素质的协调发展,强调学生的工程实践能力的培养与培育。通过教学计划、教学内容、教学方法和教学手段的改革,突出工程实践教学,强化实践技能的培训;确保学生工程实践能力的提高。无机非金属材料工程专业的人才培养方案在修订后开设了两个培养方向: (1)传统无机非金属材料方向(硅酸盐及耐火材料),培养学生利用高新技术提升传统产业(水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料等),在节能减排的技术改造中发挥作用。 (2)新型无机非金属材料方向。加强学生对“广泛材料”了解、认识、掌握的培养模式,通过对先进陶瓷材料、复合与功能材料、薄膜与微晶玻璃、材料表面改性等课程学习,在自主择业中能快速适应新材料领域的工作环境。我专业在这两个培养方向上,形成了以国家、企业需求为牵引,将材料基础研究与新材料应用开发相结合的特色发展模式。 2以应用型人才培养目标为中心,优化无机非金属材料工程专业课程体系 根据市场需求和学科发展,即主动适应社会发展,做到“一个专业,两个方向,自主选择”。“自主选择”,即强调学生个性发展,增加选修课和选修覆盖面,使学生有更大的自主选择空间。在此指导思想下,对无机非金属材料专业课程体系进行优化。 1)公共基础平台。按照教育部工科大学生培养要求由学校统一设置,分为必修课和选修课,该平台提供了工科大学生应掌握的基本知识和人文素质。 2)专业基础平台。分为必修课、无机非金属材料工程一级学科基础课程、无机非金属材料工程二级学科基础课程。该平台的设置可使学生掌握材料工程师所需的基础知识和基本理论,为后续课程学习奠定基础,对学生考研也有很好的作用。 3)专业课平台。分为: (1)专业方向限选课,此为无机非金属材料工程专业的特色,学生在三年级自主选择,分传统无机非金属材料方向和新型无机非金属材料方向进行学习。 (2)专业任选课,专业任选课中的基础课程可以使学生加强材料工程专业知识。无机非金属材料专业学生就业的企业,既有新材料企业,也有水泥、玻璃、陶瓷等传统企业,因此在第六学期开始开设就业针对性强的课程,能有效增强学生就业能力。 4)实践平台。分为:通识实践课、学科实践课、专业特色实践课(分两个专业方向)、毕业设计(论文)。 3总结 人才培养模式的改革创新已经在无机非金属材料工程专业学生培养中取得了可喜的成绩,从近年来的实际效果来看,本专业应用型人才培养模式的目标明确、措施具体、效果良好,毕业生就业率近两年均达到90%以上,得到明显提升。高就业率反映了培养方向符合工程领域对人才的需求,促进了行业发展。实践证明无机非金属材料工程专业的厚基础、宽专业、强化工程实践的柔性培养效果得到了明显提升。 作者:张帆马伟民曹大力马雷单位:沈阳化工大学材料科学与工程学院
混凝土冬季施工论文:冬季混凝土施工水利工程论文 一分析水利工程冬季混凝土施工过程中的一些问题 1混凝土裂缝以及钢筋材料发生锈蚀 在温度比较低的情况下,混凝土就会受到温度变化的影响从而导致强度下降,所使用的钢筋材料也会因氧化情况的出现致使体积膨胀,这样就会造成钢筋沿着某一方向逐渐出现裂缝,不仅如此,水泥也会因稳定性差而导致失水过多,硬度下降,也会造成裂缝现象的发生。通常情况下,混凝土会沿着中心部位向两边逐渐断裂,最终形成轴向裂缝。 2水分转移以及混凝土结构疏散情况 从一定意义上来讲,混凝土会因温度变化情况而出现水分转移等现象,致使表面出现一层冰晶或是土黄色物体,从而使结构松散。此外,混凝土内部结构也会因为温度差的变化,压力差变化而造成水分转移,致使出现边缘裂缝并沿着边缘向中心逐渐扩散,称之为空隙结构。 3表面起灰 所谓“表面起灰”以砂浆和粗骨料相脱离、表面起灰、骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大,离析、泌水严重,粘聚性、保水性差,加上养护温度低,水泥水化趋于停止,混凝土水分迅速外离,导致表面起灰。 4结晶腐蚀 混凝土表面返霜混凝土硬化后,某种外剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面,而混凝土表面的水分则逐渐蒸干,此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。 二水利工程混凝土冬季施工技术对策 1重视施工选料工作 第一,采用的水泥应具备强抗冻性能:冬季混凝土施工过程中应采用普通硅酸盐水泥或者是硅酸盐水泥,选用的水泥标号不能小于32.5号,因为这两种水泥具有的抗冻性能均比较强。水泥用量最小不能低于300kg/m3,并且水灰比例应<0.6。第二,配置施工材料时应熟悉并掌握各种掺合料对混凝土材料的抗渗性能以及抗冻性等性能的影响,从而严格控制掺合料的用量。第三,确保使用的骨料不含有其他杂质,如冰雪、矿物质等。对于含有钠、钾离子的防冻剂物质的混凝土材料中,其骨料不能含有活动材料,防止其与添加剂产生化学反应。 2施工混凝土的搅拌工艺技术 2.1在冬季混凝土施工作业情况下 可以选择强度相对比较高的水泥进行施工作业,通常情况下会选择强硅酸盐水泥。这种水泥具有较高的水化热作用,在早期使用过程中强度很高,比普通水泥强度值可延长七天左右的时间,完全符合冬季混凝土施工的质量要求。 2.2与此同时,在进行施工作业过程中 可以依据施工环境及需要,适当的添加引气剂,但此时需要注意混凝土的配合比,通过添加引气剂可以增大水泥浆的体积,进一步改善了拌合物的流动性,提高了水泥的粘聚能力,减少混凝土内部结冰所造成的压力,具有良好的抗冻性。 2.3在混凝土施工过程中 可以通过缩短混凝土的凝结时间来增强混凝土的早期强度,一般情况下可以通过混凝土搅拌环节进行操作,加入一定量的硫酸钠或是复合减水剂。这种方法可以适应外在温度在零下10℃左右,并且即便是复杂的施工工艺也可以采用。提高早期的混凝土强度不仅仅可以适应冬季混凝土施工的气候变化,更加有效的保证其质量。故此这种方法被广泛的使用在水利工程建设中,但是需要注意的是,在施工过程中一定要重视内部保温环境的处理,防止其受到冷寒温度的影响,进而影响质量,不利于混凝土使用寿命的正常养护。 三分析混凝土材料的运输工作及浇筑技术 1施工混凝土材料的运输 在冬季施工情况下,必须确保混凝土运输过程中不受到外在温度变化的影响而出现各种质量问题。所以在进行施工作业前,必须对施工所在地进行勘察,制定合理的运输路线,正确摆放机械设备的位置,运输过程中充分保证混凝土的温度。 2混凝土浇筑施工技术 在进行浇筑之前,先将钢筋及模板表面杂物进行清除干净,尤其是对新、老混凝土衔接部位的垃圾、冰雪物质进行清除。外界温度不低于-10℃时,可以采用暖棚方法对钢筋(直径≥25mm)进行加热。确保不管在什么条件下混凝土浇筑温度均高于5℃,对于细薄截面结构的施工,灌注温度应高于10℃,实行分层连续灌注施工。每一层结构的灌注厚度不小于20cm,利用机械帮助捣固。混凝土浇筑过程中防止出现漏振及过振情况,防止出现离析、分层或泌水情况。 四针对混凝土施工的养护 (1)实行晚间浇筑混凝土,尽可能进行两边的人工振浆及混凝土表面初抹施工,实行压砂整平之后应在混凝土表面覆盖保温层,并在第二天外界温度达到不低于0℃后再次进行压纹机抹面施工。(2)完成混凝土铺筑施工后,通过蓄热法对混凝土周边进行保温养护。(3)针对采用抗冻剂物质的水利工程,利用草袋和彩胶对外露结构进行覆盖,不使用浇水养护。 五结束语 综上所述,在冬季进行水利工程建设混凝土施工是比较难的一项施工工艺,不仅仅是因为混凝土会受到外在温度变化的影响而出现质量下降等情况,更主要的原因是混凝土作为水利工程建设的主要原材料,对水利工程建设质量起到了至关重要的影响。且冬季施工作业难度比较大,耗费时长相对比较长,故此必须对冬季水利工程建设引起足够的重视,提高其混凝土的施工质量,确保整个水利工程建设的长久发展。 作者:李瑛单位:肇源县水土保持预防监督站 混凝土冬季施工论文:混凝土冬季施工技术论文 摘要:由于受到工期的影响,使我国北方的一些工程常常会不可避免的在冬季进行施工。因此在冬季工程施工中,尤其是在对混凝土的施工中,必须要采用科学的施工方式,尽可能地避免混凝土出现早期浸冻的现象,同时还要保证混凝土在冻结过程中的温度与湿度,这样才能保证后续施工的顺利进行。基于此文章针对混凝土冬季施工技术进行了简要阐述,提出几点个人看法,仅供参考。 关键词:混凝土;冬季施工;技术;研究 在混凝土施工的过程中,尤其是新浇混凝土,当水泥与液相状态的水发生化学反应以后,就会产生复合物,可以将砂石与钢材等材料紧紧地结合在一起。但是一旦新浇混凝土处于低温状态下,就会造成这一化学速度减慢,甚至是混凝土强度的增长延缓。当水的温度降至4℃以后,并持续降低时,就会出现水体积增加的现象,如果水泥在水化作用时所需要的水被冻结了,就会造成化学反应终止,这样就会对水泥晶粒结构产生永久性的伤害。 1低温环境对混凝土性能所产生的影响 1.1影响早期性能 混凝土一旦发生受冻现象,就会造成物理力学的性能发生改变。经过相关调查可以看出,在低温环境下混凝土浇筑的初凝时间与终凝时间都会被延长,尤其是终凝时间延长比较明显。且在低温环境下,混凝土表面所产生的水蒸气会结成水,这样也就加大了水灰比,最终也就造成了混凝土强度雨季表面的抗渗能力降低。由于混凝土发生了早期受冻的现象,因此也就造成了结构被破坏,降低了后期的强度,且如果结冻时间早,强度损失也就更大。 1.2降低混凝土的强度 在低温状态下,在一定程度上混凝土强度会增长,但是也会产出一定的水化作用。尤其是当温度逐渐降低以后,强度的增长也就更加缓慢了。在温度降至5℃左右时,水化作用减慢。当温度降至0℃左右时,水化作用停止。在发生冻结以后,混凝土硬化程度就会受到温度、水分以及空气含量等因素的影响。且在混凝土中,所存在的游离水发生结冰现象,这样水分体积就会出现膨胀,在其内部也就会产生出相应的冻胀应力,尤其是当早期强度不足以抵挡冻胀力时,其内部就会发生裂缝。这样在钢筋的周围也就形成了一定的冰膜,减低了钢筋与混凝土之间的粘结力,减少了强度。所以当温度降低到5℃左右的过程中,施工人员应当要立即采取有效的保护措施,避免出现早期受冻的现象[1]。 1.3降低混凝土的耐久性 在低温环境下,混凝土中的水分会发生结冰膨胀的现象,这样也就造成了混凝土出现裂缝,尤其是在荷载作用逐渐加大的影响下,就会降低混凝土的抗裂、抗冻以及抗水渗等性能,这样也就降低了混凝土的耐久性。 2混凝土冬季施工 2.1控制好水灰比 在冬季进行混凝土施工的过程中,要控制好水灰比,并根据实际要求适当提高水泥的实际使用量,同时还可以采用早强硅酸盐水泥。通过相关调查可以看出,适当采用引气外加剂与早强剂等可以有效缩短混凝土的凝结时间,这样在一定程度上也就提高了混凝土的早期强度[2]。2.2保护好原材料的温度在实际施工过程中,要适当对原材料进行保温处理。水泥是不能直接进行加热的,因此就可以将水泥放置在储罐中,在外围也要包裹上保温的棉毡。对于砂石来说,在冬季进行露天堆放很容易发生结霜与起冰等现象,因此必须要铺盖上塑料的篷布进行保温,避免砂石表面发生结冰的现象。而对于搅拌用水来说,就可以采取底部生火加热等方法来保证搅拌用水满足温度要求。 2.3改善混凝土拌制与浇筑 为了避免对混凝土进行拌制过程中热量的损失,因此要对搅拌站进行封闭管理,同时还要适当采取保温措施。此外,还可以采用容量较大的搅拌机来进行搅拌,以此来提高搅拌量,保证工作效率。另外,在进行投料的过程中,要严格遵守搅拌的顺序,先加入骨料与水,这样就可以利用水温来溶解骨料上的冰霜,提高了骨料的温度,当进行预搅拌以后,就可以加入水泥了,同时还要控制好搅拌的时间[3]。另外,为了保证混凝土在运输过程中的温度,还可以采用将罐车的储罐外层包裹上保温的帆布,或是用热水清洗储罐,在运送到施工区域以后,要立即进行浇筑施工,以此来降低温度的损耗。 2.4做好混凝土浇筑后期的养护工作 为了保证混凝土浇筑的质量,可以采取分批浇筑或是暖棚综合法进行养护。暖棚综合法进行养护其实就是在磨房的周围利用棉被进行封闭处理,这种棉被在北方极为常见,因此购买也比较便捷与经济。此外在暖棚中还可以利用火炉或是暖风机等进行加热,以此来保证棚内的温度,达到保温的效果。另外,为了避免混凝土温度过高,就可以适当放置钢板,以此来避免温度的集中。或是可以采用无烟煤来保证混凝土表面的干净。采用暖棚综合法可以保证混凝土不发生冻害,在保证质量的同时,还提高了工作的效率。但是这种方法也存在一定的缺陷,就是经济消耗大,费用高。加之搭建暖棚的过程中需要耗费大量施工材料与人力,因此也就延长了准备的时间。 3冬季混凝土施工要点 3.1施工的要求 在进入到冬季以前,施工企业就要制定出生产计划,尽可能地避免在冬季进行施工,或是减少在冬季施工的工作量。其中要注意的是当不可避免需要在冬季进行施工时,要保证施工的安全与质量,同时还要注重施工图纸的科学合理性,不仅可以避免能源与材料的过度消耗,还可以有效缩短工期。此外在进行冬季施工的过程中,还应当落实好各个环节的施工设备与材料,以此来保证可以在冬季中进行连续施工,或是要制定出科学的施工方法,以及质量安全监管措施,同时还要提前采买好保温材料与加热设备等,保证保温措施满足实际要求。其次是要对施工人员进行相关的技术培训工作,加强施工人员的冬季施工安全意识,同时还要规范好相关的施工要求,严格遵守施工方案进行施工,在保证人身安全的前提下保证施工的质量。最后是要做好技术交底工作,落实施工现场的安全责任人,及时记录施工测温数据等。且在进行施工时,还要严格遵守施工方案进行施工管理,并及时进行测温,保证冬季混凝土的施工质量[4]。 3.2冬季混凝土施工技术要求 在冬季进行混凝土施工的过程中,可以选择早强型的普通硅酸盐水泥,这样可以保证在混凝土发生初凝时不会受到冻害。其次是要选择一天温度最高的时间进行混凝土浇筑,同时要保证混凝土施工配比的科学合理性,并选择一些适应性强的减水剂,以此来保证混凝土具备一定的抗冻能力,同时在进行搅拌的过程中,还应当要控制好投料的先后顺序。此外还应当要避免混凝土在运输过程中热量的过度消耗,在运输的过程中,还要规划好运输的路线,减少运输的时间。此外还要及时清除钢筋上的垃圾,只有保证温度满足最基本的要求以后,才可以进行浇筑。 4结束语 综上所述,在冬季进行混凝土施工的过程中,必须要制定出详细的施工方案,这样才能加强对施工过程的管理,同时还应当及时采取有效的措施,减少冬季施工的风险。此外还要做好各个环节的施工控制工作,这样才能保证混凝土的施工质量。 作者:唐鹏 陶毅 单位:江苏盐城水利建设有限公司 混凝土冬季施工论文:北方冬季混凝土施工探究论文 [摘要]本文介绍了北方冬季混凝土施工的特点,通过原理的分析和实际经验提出了解决北方冬季混凝土施工难点的一些具体措施。 [关键词]冬季;混凝土施工;措施 我国地域广阔,北方有较长的寒冷季节。由于受工期制约,许多工程冬季混凝土施工是不可避免的。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的探索研究认为,当环境温度降到0℃以下后,需要采用适当的施工方法,避免新浇混凝土早期浸冻。结合小孤山的施工情况,谈谈冬季混凝土施工中的施工重点。 小孤山水电站位于黑河大峡谷中下游,肃南裕固族自治县境内。电站厂房距张掖市86km,是黑河流域规划中的第6座梯级水电站—石羊岭电站的替代方案。工程主要任务是发电,采用引水式开发。电站由首部枢纽、引水系统、发电厂房及升压站等建筑物组成。电站装机容量98MW,多年平均发电量3.804亿kw.h,可承担调峰任务。 坝址区属干旱气候,海拔2062.5米,干燥少雨,蒸发强盛,据有关资料统计,多年平均降水量175.4mm,多年平均蒸发量1378.7mm,极端最高气温37.2℃,最低气温-33℃,多年平均气温8.5℃。黑河径流主要来源于降水和融冰化雪,一般4~6月为春汛,7~9月为主汛期,10~11月为退水期,12~3月为枯水期。黑河一般在11月中旬开始流冰,1~2月为封冻期,3月底开始解冻。如果按环境温度考虑,冬季施工贯穿11月份至4月份初,长达半年之久。小孤山水电站冬季混凝土浇注的任务非常繁重。 水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液态(水)变为固态(水)。当温度继续下降,存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液态变为固态时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。 水变成冰后,体积约增大9%,同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即旱期受冻破坏)而降低强度。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。 根据以上理论,我们考虑通过提高混凝土自身温度、提高浇注仓位的温度、加快运输和浇注速度、运输保温和仓位保温养护这些方面来确保冬季混凝土浇注的质量。具体措施如下: 一、施工原材料温控处理措施 1)砼施工所需的砂石料尽量提前堆存于净料堆场进行储存保温,在砂石料中不得掺杂冰屑、雪团和冰块; 2)在净料堆场搭设暖棚,尽量避免砂石料暴露在外; 3)必要时在暖棚内对砂石料进行预热。 二、砼拌和时的温控措施 1)将净料至搅拌站的输送皮带等部位采用采条布等材料封闭,以尽量减少输送过程中的原材料的温度损失; 2)拌和时热水超过60℃时,改变加料顺序,将骨料和水先拌和,再加水泥,以免假凝。热水温度控制在80℃以内; 3)适当增加砼拌和的时间; 4)保证砼入仓温度不低于5℃,拌和物出机口温度控制在10-15℃。 三、浇筑前准备 1)混凝土运输 枢纽混凝土运输距离在0.5km右右,混凝土在运输过程中温度损失1~2℃。混凝土搅拌车罐体包裹一层牦牛帆布被。混凝土运输自卸汽车车厢顶覆盖牦牛帆布被。混凝土运输车辆要求运输速度要快,车到就卸料,不等车,避免混凝土倒运,车辆保温效果要好。 当采用砼泵送砼施工时,待砼泵安装就位后,用帆布搭设保温棚,内挂碘钨灯取暖及照明,泵管外包石棉和双层麻袋布。 2)混凝土表面处理与清基 混凝土施工缝一律采用人工手钎凿毛,用高压风吹干净,并及时覆盖牛绒保温被。冬期缝面不用高压水冲毛,采取干法施工,以免打湿保温被。 3)基础及旧混凝土缝面处理 为防止接缝面新混凝土受冻,对旧混凝土或基岩表面以下10~20cm加热至正温。采用蓄热法,一般情况下建基面清理干净后,用保温被覆盖,直到混凝土浇筑覆盖时再揭开。采用搭设暖棚法浇筑混凝土施工,则旧混凝土表面很容易达到正温。 4)钢模板保温 模板肋间填塞2cm厚双层高发泡泡沫块。组合钢模板表面覆盖牦牛帆布被保温。 四、混凝土浇筑 为防止混凝土早期受冻,一般都要求混凝土有较高的浇筑温度。水工混凝土施工规范规定浇筑温度寒冷地区不宜低于5℃,一般为5℃~8℃。初冬及早春季节拌和楼出机口温度不应低于10℃,12月~2月拌和楼出机口温度不应低于15℃。 1)蓄热法:适用于一般初冬(11月上旬至12月上旬)或早春(2月下旬至3月上旬)季节,最低气温不低于-10℃期间。采用蓄热法浇筑混凝土时,浇筑层顶面的受冻情况主要与外界温度、混凝土入仓温度、混凝土暴露的时间长短有密切关系。混凝土运至浇灌部位后,应采取快铺料、快振捣,及时覆盖的快速施工方法。冬施期间小仓位混凝土的浇灌均应尽量安排在白天施工。 2)暖棚法:适用于室外气温低于-10℃,严冬季节(12月中旬至2月上旬)。暖棚顶盖全部采用钢管,间排距@3.0×3.0m,钢管上铺少量竹跳板,然后盖牦牛被。暖棚四周悬挂牦牛被,搭接30cm右右。支撑结构四周利用模板竖向围令延长,中间预埋钢筋蛇形柱或搭设钢管,间排距@3.0×3.0m。暖棚高度以超出砼收仓面1~1.5m为宜,棚顶挂溜筒下料,下料时揭开暖棚顶上对应的一块牦牛被即可。暖棚内利用电钨灯和电暖风机供热,暖棚内温度须保持正温。 五、保温 混凝土收仓后,混凝土平面需覆盖彩条布和毛牛帆布被。采用暖棚法浇筑完毕后,将暖棚保留3天右右后拆除。冬施混凝土表面不洒水,保温被一直覆盖,如上层继续施工,可分片揭开,施工完毕后继续覆盖。 冬期混凝土模板拆除时间安排在白天10点~16点气温高时进行。拆模时机可通过留置同条件养护试块,试压测定强度后决定。对已拆除模板的混凝土,应迅速跟进覆盖保护,永久暴露面采用贴两层2cm厚的高发泡泡沫板予以保护。泡沫板应紧贴砼面,利用模板拉筋头或螺栓套筒孔内塞木楔,外面钉木条,尤其是砼棱角部位应保护好,搭接严密。结构缝面采取预先在模板和混凝土接触面贴1cm厚的低发泡泡沫板,拆模后再加贴2cm厚的高发泡塑料板。施工临时缝面仍采取贴双层高发泡板的方式(避开插筋头)。 六、混凝土的养护及温度监测 从11月1日开始进行大气温度测定,配合混凝土的施工进行规项目的测定。 1)大气温度采用自动测温仪器,如人工测温每天不少于4次。 2)暖棚内气温每4h一次。 3)混凝土出机口温度、运输过程中温度损失及浇筑温度,根据需要测量或每2h测量一次。温度计插入深度不小于10cm。 4)大体积混凝土浇筑后3d内应加密观测温度变化,内部混凝土8h观测一次,其后宜12h观测一次。 5)超过养护期后,混凝土温度可以在气温发生大变化时抽测。 在2006年5月份,对2004年3月~2006年4月施工期间所浇注的混凝土进行了检查,主要通过混凝土的外观质量检查来验证冬季混凝土施工质量是否过关。总体而言,通过项目部在施工过程中的控制,小孤山水电站枢纽枢纽闸坝冬季混凝土施工取得了成功,在黑河上树立了一座永久的丰碑,再次展现我们葛洲坝水电建设者的风采。 混凝土冬季施工论文:谈混凝土冬季施工质量控制措施 摘要:针对大型渠道混凝土工程冬季施工,分析冬季混凝土的破坏机理,采用全过程控制、全面管理的方法,对混凝土冬季施工质量关键点进行专项质量控制,有效保证了混凝土工程冬季施工的质量。 关键词:渠道工程;混凝土;冬季施工;质量控制 1混凝土冬季施工特点 1.1冬季施工条件差 由于冬季具有风沙大,气温低,雨雪天气多的特点,受其不利因素影响,冬季属大型渠道工程项目质量事故多发季节,特别是混凝土工程受其影响尤为显著,工程质量不易保证。 1.2质量缺陷具有隐蔽性和滞后性 大型渠道混凝土工程冬季施工中出现的质量缺陷通常在春季气温回暖后才慢慢显露。由于缺陷位置的隐蔽和发现时间的滞后,给混凝土质量事故处理带来了极大难度,轻则修补,重则返工处理,不仅给工程项目造成了重大经济损失,而且影响整个结构的抗渗性和耐久性,影响整个渠道工程项目的安全性和使用寿命。 2混凝土冬季施工破坏机理 大量的工程实验研究和工程实践表明,在不同温度下,水化反应的速率存在极大不同,并且水化产物的强度也有很大差别。随着温度的降低,水化反应趋于缓慢,混凝土强度增长速率较常温显著变慢,特别是当温度低至4~5℃时尤为如此。另外,当温度降至4℃以下,混凝土中的游离水开始出现体积膨胀现象,温度降至-0.5℃时膨胀现象更为明显,这对新形成的脆弱的混凝土结构会产生永久性损坏。如果温度进一步下降,达到拌合物中游离水的冰点(-2.5℃左右),游离水结冰,而结冰的水不能和水泥发生水化反应。水化反应停止,水化产物大量减少,造成结果是一方面混凝土强度不能保证,另一方面混凝土出现胀裂现象,影响结构的耐久性和抗渗性。大量的工程实践表明,大型渠道混凝土工程冬季施工产生的裂缝破坏符合上述破坏机理,具体表现为地基冻胀破坏和混凝土自身冻胀破坏。 2.1地基冻胀破坏 渠道衬砌混凝土下地基在低温条件下,产生低温冻结效应,土体中水结冰,体积膨胀(根据冰、水密度差,同质量冰体积膨胀9%),冻胀力作用在混凝土结构上,造成渠道混凝土开裂,严重时甚至出现断裂现象。 2.2混凝土结构冻胀破坏 低温条件下,混凝土内游离水结冰,水化反应停止,混凝土强度增长缓慢;同时,结冰体积膨胀破坏强度不足的混凝土结构,产生酥碎现象。 3渠道混凝土冬季施工 3.1温控要求 日平均气温连续5d稳定在5℃以下或最低气温连续5d稳定在-3℃以下时,按低温季节施工。渠道混凝土在低温季节施工时,早期允许受冻临界强度不应低于7.0MPa(或成熟度不低于1800℃•h)。此外,混凝土的浇筑温度还应符合设计要求,温和地区不应低于3℃;严寒和寒冷地区采用蓄热法不应低于5℃,采用暖棚法不应低于3℃。 3.2施工工法和保温措施 (1)渠道混凝土冬季施工时,如在温和地区采用蓄热法,风沙大的地区还需采取防风措施;严寒和寒冷地区冬季预计日平均气温-10℃以上时,采用蓄热法;预计日平均气温-15℃~-10℃时采用综合蓄热法或暖棚法;对于风沙大不宜搭设暖棚的仓面,可用保温被覆盖,下面敷设暖气排管的方法;对特别严寒地区(最热月与最冷月平均温度差大于42℃),在进行低温季节施工时,要制订周密的施工方案。(2)混凝土的拌和时间应比常温季节适当延长,具体延长时间由试验确定。对于已加热的骨料和混凝土,应缩短运距,减少倒运次数。(3)冬季施工过程中,应控制并及时调整混凝土的机口温度,减少波动,保持浇筑温度均匀。控制方法以调节拌和水温为宜。提高混凝土拌和物温度,首先考虑加热拌和用水,当加热拌和用水不能满足浇筑温度要求时,加热骨料;严禁加热水泥。拌和用水加热温度超过60℃时,须改变拌和投料顺序,将骨料与热水先行拌和,最后加入水泥,以免出现水泥假凝现象。(4)混凝土浇筑完毕后,对于外露表面应及时采取保温措施。尤为注意的是新老混凝土接合处、边角处的保温处理,保温层厚度应是其他保温层厚度的2倍,保温层搭接长度不小于30cm。 4渠道混凝土冬季施工质量控制 4.1配合比设计 考虑渠道混凝土冬季施工抗冻要求,配合比设计较常温条件下应进行合理调整,采用最小用水量、使用早强水泥、掺加高效早强抗冻剂等方法,能有效提高混凝土的抗冻性能。 4.2原材料质量控制 混凝土原材料的质量直接关系到混凝土的质量和性能。渠道混凝土必须满足DL/T5144—2001《水工混凝土施工规范》的相关技术要求。对含有活性成分的骨料,须满足南水北调中线干线工程建设管理局颁布的《预防混凝土工程碱骨料反应技术条款》(试行)的有关规定。 4.3拌合质量控制 混凝土的拌合质量是混凝土工程质量的基础。渠道混凝土冬季拌合质量的关键是拌制过程中的温度控制。冬季施工常用蓄热法或综合蓄热法,采用热水拌合、骨料加热、延长拌合时间等方面的措施来提高混凝土拌合物质量和性能,改善混凝土的和易性,提高混凝土的抗冻、抗渗性能。 4.4运输和倒运要求 混凝土的运输和倒运次数也对其质量和性能有显著影响。混凝土运输距离越长,倒运次数越多,混凝土的和易性越差。冬季施工时,还须考虑混凝土的入模温度等因素限制,所以混凝土施工中宜尽量缩短运输距离和减少倒运次数。 4.5浇筑质量控制 混凝土的浇筑质量是混凝土工程的关键。渠道混凝土冬季施工时,要确保各工序的紧密衔接,做到连续供料、准确摊铺、快速浇筑、高频振捣、及时抹面,尽可能缩短各工序间的时间间隔,做到流水施工,高效作业。 4.6养护质量 混凝土养护的好坏决定着其后期强度增长。渠道混凝土冬季施工时,浇筑完毕后要及时进行保温处理,提高养护质量,以保证混凝土能达到设计强度要求。 5渠道混凝土冬季施工质量控制措施 5.1混凝土拌合 (1)冬季施工混凝土选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥标号不应低于32.5;渠道施工区环境水对混凝土存在硫酸盐腐蚀时,选用抗硫酸盐硅酸盐水泥,以提高结构的抗侵蚀性能;为防止活性骨料的碱骨料反应,混凝土中水泥含碱量应不大于0.6%,拌合物含碱量应小于0.5%,且拌合物中氧化镁含量应控制在3.5%~5%范围之内。(2)粗骨料宜选用连续级配、质地坚硬的卵石或碎石,符合要求的卵石应优先选用;骨料形状接近正方形最佳,针状和片状的颗粒含量不应超过15%;骨料的最大粒径要求不超过钢筋最小净距1/4,同时最大粒径不应大于40mm。细骨料应采用级配良好、质地坚硬的中粗砂,优先选用洁净的河砂;细度模数宜控制在2.4~3.0,含泥量不得超过3%,云母含量小于2%;为抑制碱骨料反应,优先选用非活性骨料。(3)混凝土配合比中混凝土每方水泥用量不宜小于300kg,水灰比宜采用0.5~0.6,为减少冻害,混凝土配合比中宜将用水量降至最低限度,严控塌落度。为提高混凝土的和易性,混凝土中宜掺入外加剂,如常用的减水剂、早强剂、抗冻剂等。外加剂掺入前必须进行试配试验,以确定掺入种类、掺入量和掺入程序等。另外,还可掺入粉煤灰、硅粉等掺合料,以抑制碱骨料反应。(4)冬季施工时,检查原材料堆放和储存条件。较常温季节,砂石骨料宜增大堆高高度,高度不宜小于6m。夜间对骨料堆的迎风面应进行覆盖,防止上霜。骨料堆下宜设地笼廊道,出料口地笼廊道半隐蔽或全隐蔽于地下。依据气温条件,决定对地笼廊道是否加温以保证骨料的温度。缩短水泥在罐内的存储时间,减少热量流失。外加剂桶包裹保温,防止冻结。热水循环管道亦需要包裹保温,减少热量散失防止受冻开裂。(5)混凝土拌合前,采用热水冲洗搅拌机。混凝土拌合时,检查骨料是否清洁,严禁含有冻块和冰雪。混凝土的拌合时间较常温季节延长20%~25%。拌制掺外加剂混凝土时,严格计量,需先按要求配制成浓度溶液,再按使用要求配制成施工用溶液,各溶液须分开摆放,并在容器外做明显标志,不得混淆,每班使用的外加剂溶液须一次配成。检查原材料的计量是否符合配合比要求,允许计量偏差为:水泥±2%、砂石骨料±3%、水±2%、外加剂±2%。严格控制混凝土拌合物的机口温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。 5.2混凝土浇筑 (1)混凝土运输设备具备保温措施;选择混凝土运输最佳路线,尽量缩短运输距离,减少混凝土罐车的等待时间。(2)混凝土浇筑宜选择在白天或正温时间段进行;浇筑前进行清仓处理,清除模板和钢筋上的霜花、冰雪和污垢;浇筑完毕收仓时及时对裸露混凝土面进行保温覆盖,风沙大的地区,保温材料表面应进行压重,确保保温层的保温效果;必要时,对模板也应进行保温处理,采用外挂保温层时,应确保紧密,以保证保温效果。(3)现场留置同条件养护试块,以确定混凝土强度,留置数量由现场施工需要确定。(4)根据混凝土同条件试块的强度和混凝土的内外温差(不得大于20℃~25℃)等条件,适当选择拆模时间,应避免在夜间和气温骤降时选择拆模,如遇气温骤降情况,应延迟拆模。(5)拆模后,对裸露混凝土面及时进行覆盖保温材料,以防温度骤降产生裂缝。 5.3混凝土养护 (1)混凝土由正温转为负温养护时的强度不小于7.0MPa(或成熟度不低于1800℃•h)。(2)采用的保温材料要保持干燥,如遇雪天,及时清除冰雪;风沙大地区,覆盖保温层上应设置压重设施,以防大风掀起覆盖层,使混凝土在达到受冻临界强度前受冻;模板外挂保温层应紧密、扎牢,保证保温效果。(3)拆模后,在混凝土强度未达到设计强度的30%时,不得解除覆盖。 6结语 大型渠道混凝土冬季施工中,以具体质量管理措施为基础,通过从冬季施工准备到验收的全过程控制和全面质量管理,可以有效提高渠道混凝土工程冬季施工质量。 作者:张凤霞 单位:香河县水务局 混凝土冬季施工论文:水利工程冬季混凝土施工探讨 0引言 水利工程建设具有规模大、成本高的特点,对施工质量有极高的要求,否则无法发挥水利设施应有的作用。水利工程建设周期较长,为了保证水利工程具备度汛条件和农田灌溉前使用,工程建设往往需要在冬季施工。冬季气温较低,会对混凝土施工产生冻融循环的作用。如果施工中对冻融循环认识不足,未采取有效措施预防冻融问题,将会造成严重质量事故。因此,防止冻害,确保冬季混凝土施工质量,对保障工程主体结构安全具有重要意义。 1冬季混凝土浇筑施工要点 1.1施工前期准备 冬季进行水利施工前必须做好以下4项准备工作:一是调查施工地区的气象条件和地质条件,掌握工程施工条件,了解建筑的结构和规模;二是调查施工现场的机械和劳动力配置情况,制定施工后混凝土养护方案;三是分析施工地区气象变化特点,根据气象变化特点制定相应的应对方案;四是调查工程施工现场的工作环境。 1.2合理选择材料及配合比 (1)选择快干的水泥,方便使用。根据施工质量要求以及工程建设特点,尽可能选择快速强化或硬化型水泥,或者使用速凝剂加速水泥凝固。如混凝土内放有钢筋,需避免使用氰化物,以免影响钢筋性能。 (2)对于大体积混凝土施工,选择中热型水泥和混合水泥。由于水泥水化热作用的源头为混凝土中央位置,混凝土中央部位温度较高,容易使混凝土出现温度裂缝,而中热型水泥和混合型水泥可以预防和降低水化热作用。 (3)选用无氰化物和无碱型防冻剂作为外加剂。防冻剂的主要成分为硝酸或亚硝酸化合物,并分为I型和II型,II型防冻剂无减水作用,与AE减水剂配合使用时,如防冻剂含有氰化物,可能在混凝土施工时产生有毒气体。因此需考虑是否与外加剂相容并且增加不含氰化物防冻剂用量可增长强度。 (4)选择水化热释放速度更快的水泥,如C3A含量高的水泥,可以在施工早期控制混凝土的温度。 (5)将拌合物各个组分分别加入。将水加热至70℃左右,温度过高会引起水泥发生闪凝。加热时要将水泥和热水分离,避免两者直接接触,同时控制拌合物组分投放顺序。加热骨料时不能采用直接喷蒸汽加热,而应采用管道蒸汽加热方式,以免骨料水分发生变化。控制骨料加热温度,将骨料温度控制在52℃以内。骨料加热应将骨料中的冰块全部融化,以免冰块融化吸收混凝土热量,导致混凝土温度降低。 (6)控制混凝土作业中的配合比。根据W/C标准,初期养护后混凝土抗压强度不得低于3.5N/mm2;使用AE混凝土,降低单位含水率,降低混凝土冻结的可能。 1.3混凝土运输及浇筑 (1)当路基或混凝土基面发生冻结时,不能直接浇筑混凝土。需首先将路基和模板表面控制在冻结温度以上,再在未冻结的路基上进行混凝土浇筑。 (2)浇筑前,清除附着于路基和钢筋表面的冰雪,采用蒸汽解冻,解冻后采取必要措施预防结冻部位再次发生冻结。 (3)浇筑混凝土过程中要注意混凝土温度,做好预防措施,防止混凝土温度快速下降;整平作业前,观察混凝土是否存在自由水,处理自由水后再进行整平。浇筑后采取保温措施,避免混凝土长时间暴露在寒冷天气中。 (4)如若采用混凝土泵进行施工,需要先将输送管道做保温处理,或使用温水浸泡,以免先进入管道内的水泥浆发生冻结。 2冬季混凝土养护要点 2.1养护管理 养护管理的首要任务为确定养护周期,根据建筑学会的标准,冬季混凝土养护周期需要持续到混凝土强度不再受初期冻害影响及混凝土强度需达到3.5N/mm2或5N/mm2。达到预期强度后,根据工程龄期调整养护时间,直至混凝土强度达到水利工程对混凝土强度的需求。养护周期需根据水工混凝土暴露状况确定养护时间。持续暴露状态或处于水分饱和状态的部分,在5℃的养护环境下,普通水泥、快干水泥和混合B型水泥混凝土养护时间分别为9d、5d和12d;在10℃的养护温度下,养护周期分别为7d、4d和9d。一般的暴露部分和不属于持续暴露或处于水分饱和状态的混凝土,在5℃的养护环境下,普通水泥、快干水泥和混合B型水泥的养护时间分为4d、3d和5d;在10℃的养护温度下,养护周期分别为3d、2d和4d。养护温度确定需要综合考虑各种因素,如外界气温、养护方式、混凝土配合比等。由于养护周期确定受养护温度影响较大,冬季混凝土作业时温度管理工作具有重要作用,温度管理应注意以下两点:一是记录各个操作环节的温度,如搅拌温度、浇筑温度和养护中温度等;二是根据养护温度调整养护周期,如若实际温度低于预期温度可以适当调整养护时间。 2.2养护方法 一是保温养护。保温养护可通过隔热和蓄热方式达到恒温效果。隔热是指在混凝土表面覆盖隔热材料,利用水化热效应达到温度要求。隔热养护多用于温度不低于-3℃环境下的混凝土养护。当温度低于-3℃,需将隔热材料制成模具,提高保温性能。由于保温模具的保温效果极佳,水化热损失极少。当移除隔热模具后水泥混凝土温度会急剧下降而导致裂缝。因此,当养护室温度降至0℃以下时,浇筑温度不应过低。当温度降低至一定程度后,应考虑是否用防冻剂。二是蓄热法。通过保温措施保存水化热及外界热量,形成良好的温度环境,提高混凝土强度。使用蓄热法时,可通过加热骨料和水,弥补热量损失。由于水温加热设备简单,水温控制难度低,且水的比热高于砂石料,可首先考虑加热水。骨料加热温度应控制在75℃,水温控制在90℃。蓄热时还可根据浇筑构件的散热情况确定混凝土的入模温度,并反推拌合物出机温度,进而计算各项材料的加热温度。当气温处于-15℃~5℃之间,且混凝土体积较大,采用蓄热法养护的效果最佳。 2.3供热养护 当外界温度过低,单纯依靠水化热温度无法实现混凝土最佳强度,在此情况下可采用供热养护。供热养护常用方法为蒸汽加热法,它包括水汽化和蒸汽液化两个过程。蒸汽加热混凝土是利用蒸汽液化过程释放的热量以及凝结水在降温中释放的热量使混凝土温度达到要求。采用蒸汽加热需要做好预养、升温、恒温和降温4个环节的工作。预养期的时长对混凝土初期强度、膨胀变形能力和后期强度有很大的影响,只有当混凝土达到一定强度后,蒸汽升温才能减少变形能力和抵抗增强内胀力。升温期的重点在于控制升温速度。由于混凝土构件内部温度存在差异,不能完全根据内部温度控制升温速度,还应根据预养时间控制升温速度。如预养期较长,可采用快升温,反之采用慢升温。由于快升温对混凝土与钢筋粘合作用的影响较大,因而在蒸养时长不变的情况下,尽可能选用慢升温和短预养。恒温期也叫热养期,恒温期时长及温度相互制约,温度越低,恒温期越长。普通混凝土蒸养过程中存在临界温度值和时间值(矿渣水泥不存在临界值),通常最高温度不超过95℃(部分混凝土最高温度不超过75℃),可达到最好的生产效率和经济效益。在降温期,由于蒸养混凝土各层降温速度存在差异,内慢外快,容易导致混凝土出现温差,并产生拉应力。对于大尺寸构件、低强度低配筋构件,应采用慢降温方式,可预防收缩应力。慢降温同时要预防出现单侧降温问题,做好均衡降温。 3冬季混凝土施工质量控制要点 3.1建立健全施工质量管理体系 科学有效的是施工质量管理体系是施工质量控制的保证。每个管理人员在沟通的基础上相互协调,最大化发挥团队作用,提高施工效率,确保施工质量。质量管理体系主要包括以下层次。 第一,项目经理。项目经理负责施工组织及领导,对工程质量直接负责。项目经理通过制定质量目标和质量措施计划,组织落实施工目标,根据施工目标下达各项措施和要求。项目经理接受质量保证部门及检验人员的监督,根据质保部门及检验人员提出的建议和要求改进工作。 第二,项目技术负责人。技术负责人负责项目施工技术责任,根据相关规定、技术标准和设计图纸要求,设计施工技术方案,进行技术交底的具体措施。负责人还负责管辖范围内的质量控制措施,对出现的质量问题及时作出判断和提出应对措施。 第三,施工班组长。组长负责质量检查,做好施工记录和质量检查记录,根据施工质量确定是否移交下道工序。发现施工中的问题及时向上级汇报。如发现施工材料有问题后应拒绝使用,以免因施工材料问题引发质量事故。 第四,质检监督员。监督员负责各项把关及交接工作,如材料把关、隐蔽验收把关和工序交接、交工验收检查;发现施工中违反规范的施工行为,并立即要求返工或停工。搜集整理施工中检查记录,制作质量报表,协助分项、分部工程的质量评定。 3.2质量管理过程控制方法 一是施工前的质量计划与控制,包括核查地质勘查资料,做好图样会审;进行施工组织设计和技术交底控制,确定施工方案、施工工艺及施工顺序。做好“4M1E”控制,“4M1E”控制是冬季水利工程混凝土施工准备阶段的首要工作,及设备、材料、配件、施工方案及人员技术资质、施工现场各项质量审核工作,确保“4M1E”控制始终处于控制范围内。建立施工现场质量保证体系。管理人员要根据工程特点制定质量管理制度及保证体系,确定质检技术手段,编制质量目标展开图,确保质量目标和措施得到保证。 二是施工中的质量控制,包括工序质量控制、质量检查和成品保护。工序质量控制方法有主动控制与事前控制。在施工前主动找出影响因素,并严加控制,预防质量问题。质量检查首先要求做好巡视工作,负责人要经常巡视施工操作,及时纠正违规行为和不符合规程的施工操作,做好工序质量交接阶段的检查。成品保护是指对已完成的混凝土做好包裹、覆盖、封闭等保护措施,预防后续工序对成本造成污染和损害。 三是施工结束后质量控制。施工结束后质量控制属于竣工验收阶段对形成的混凝土进行的质量控制,具体控制内容包括竣工验收控制,对竣工的项目进行内部模拟验收,保证通过正式验收。正式验收包括对设计任务书及其相关文件、施工说明书、招投标文件等资料文件的验收。施工单位提交验收申请报告后,监理工程师审核验收报告,确定可验收后再进行初验。初验过程检出的问题应要求施工单位返工,再进行正式验收。工程项目质量评定:根据设计图纸、工程合同及工程质量检验标准严格评定工程项目的质量。 4结语 综上所述,水利工程在冬季进行施工应尽量将施工工期缩小至最小范围,并首选蓄热法,结合材料加热法,可降低成本,提高施工质量,减少冬季恶劣气候条件对混凝土施工进度的影响。虽然以上方法对提高冬季混凝土施工质量的效果显著,但是为保证施工质量、降低成本和施工难度应尽可能避免冬季施工。 作者:陈伟 乐瑞 单位:江西省东乡县林业科学研究所 江西省东乡县水务局 混凝土冬季施工论文:混凝土冬季施工的技术措施 工程中为了缩短工期,则必须进行混凝土冬季施工。但是,在冬季进行混凝土施工时,其容易受到气温的影响而直接影响工程的整体质量,这主要是因为在冬季的低温环境下,水的形态会发生一定的变化而直接影响施工混凝土的质量,所以在现场进行混凝土施工时,必须严格控制施工质量。随着相关人员对混凝土施工的研究不断深入,发现在进行新一轮混凝土的浇筑前,有一段预养时间,能够在很大程度上减少混凝土内部的固相、增加液相,进而提高水泥水化作用的速度,有助于提高混凝土冬季施工的质量。实践表明:只有当采用了合适的施工技术方法,才能提高冬季混凝土施工质量,所以本文就冬季混凝土施工的关键技术进行了粗浅的探讨。 1混凝土冬季施工特点及前期准备工作 1.1混凝土冬季施工特点 一是由于冬季温度较低,以致混凝土强度增长的速率十分缓慢。在实际工程中,为了让混凝土强度快速达到标准强度,则采取一定的保温措施。二是对于混凝土的养护而言,需要正温养护环境,所以提高了施工的费用,且施工技术较为复杂。三是浇注的混凝土常会出现一定的质量问题,且大部分质量问题出现的时间会在春融期或者后期,具有比较明显的滞后性。四是冬季施工混凝土不仅会遇到气温变化问题,同时还会遇到失水问题,导致混凝土失水现象的原因在于冬季的风速较大。 1.2混凝土冬季施工前期准备工作 1.2.1技术准备在制定相关的施工技术方案和措施时,需要以确保施工质量及生产安全为前提,且考虑的主要内容应该包括施工所需的材料、进场与农动力计划以及设备部署等。1.2.2生产准备当进度计划确定之后,则需要对施工任务及现场准备工作进行规划,包括设备的保温防冻、场地的整平以及临时道路的设置等。1.2.3资源准备该环节需要组织外加剂材料、保温材料以及施工仪表等,并做好原材料的检验复试及材料的配合比等相关工作。 2混凝土冬季施工中的关键施工技术 2.1施工温度控制技术 2.1.1混凝土的分块分层技术考虑到混凝土浇筑面积一般会很大,所以在现场进行施工时,为了避免混凝土内部温度过高,则需要进行分块浇筑,且混凝土块与块之间应该设置后浇带,方便后续施工。当需要浇筑的混凝土厚度过厚时,则应该采取分层浇筑的方法进行阶段性浇筑,每一层的厚度尽量控制在2m左右。需要注意的是后浇带的混凝土浇筑时间应在主体混凝土温度基本稳定后浇筑,目的在于尽可能地避免接缝开裂,影响施工质量。2.1.2控制混凝土的浇筑温度所谓的“浇筑温度”指的是在混凝土出拌和机后,经泵送、振捣诸过程后的温度,施工现场的“浇筑温度”一般被控制在28℃以内。为了控制好混凝土的浇筑温度,需要从如下几方面着手:一是在混凝土开盘之前,便需要控制好原材料的初始温度,具体操作是相关技术人员先分别测量各原材料的初始温度,并计算这些材料的出机温度,最后估算出浇筑温度;二是由于浇筑温度会受到很多因素的影响,实际工作中,其温度往往会偏高或者偏低,当浇筑温度超过标准值时,则采取相应的措施,如用草袋遮盖混凝土泵管、利用洒水的方式来降低温度等。2.1.3控制各层浇筑的间歇当需要进行分层浇筑混凝土时,需要注意层与层之间的浇筑间歇,实践表明:浇筑间隙为5~7d时,效果比较好,主要是因为在这个时间段,底层混凝土内部温度已经达到了峰值,并呈现下降的趋势。值得注意的是当浇筑间歇时间超过7d时,为了保证前后层浇筑的混凝土能够很好地结合在一起,则需要对混凝土进行相关的验算,并采取相应的温控措施。 2.2选择合适的配合比 一是冬季施工的混凝土应该具备较高的的抗冻性能,提高混凝土抗冻性能的重要手段:一是选择适当品种的水泥,工地上一般使用的是早强硅酸盐水泥,该水泥的特点在于具有较大的水化热,所以在早期释放的强度最大;二是应该尽可能地降低水灰比,具体操作是增加水泥的用量,进而在一定程度上提高水化热量,便于缩短混凝土达到临界强度需要的时间;三是在施工现场,相关技术人员也会使用引气剂来提高混凝土的抗冻性能,其原理是在保证混凝土配合比不变时,通过使用引气剂,在混凝土内部生成一定数量的气泡,以便增加水泥浆的体积,这样不仅能够提高拌和物的流动性,同时还能在一定程度上改善混凝土的粘聚性和保水性。 2.3对原材料进行加热和保温 在实际工程中,由于冬季施工的温度较低,所以需要对原材料进行加热和保温处理,处理的过程中应该注重以下几方面:一是使用的砂石骨料,应该将其温度保持在0℃以上,一旦出现加热水不能满足拌和温度时,则需要对骨料进行均匀加热,保证骨料的温度在一定的范围内,方便施工;二是施工中使用的水,其温度不宜高于80℃,过高或过低的水温会直接影响施工的质量,同时还应该避免水泥与热水直接接触,具体操作是先投入骨料和已加热的水,搅拌均匀之后,再加入水泥;三是施工现场,也可以通过对骨料进行加热,但加热的温度不应高于60℃;四是不能对水泥进行直接加热,当需要对水泥加热时,则可以利用暖棚来进行预热。 2.4混凝土的拌和及运输 一是为了减少材料运输过程中的热量损失,不仅需要将混凝土的搅拌场地设置在靠近施工地点的位置,同时还应该正确选择运输用的容器,包括形状、大小、保温措施等方面。二是在进行混凝土浇筑工作之前,要保证模板和钢筋上不存在杂物。三是对于使用的混凝土,应该在浇筑之前测量混凝土本身的抗冻剂性能,并做好适当的防冻保暖措施。四是对于需要连续施工的工程,则应该对混凝土采取有效措施,以便保证混凝土能够在规定的时间内达到需要的强度。五是严格控制好混凝土的搅拌时间,搅拌的时间过长或过短,都会在很大程度上影响混凝土的施工质量,混凝土搅拌的最短时间如表1所示。由表1可知,在确定混凝土的搅拌时间时,需要根据混凝土的自身坍落度,以及使用的搅拌机类型和搅拌容量来定。 3结语 由于冬季施工过程中不仅会遇到温度问题,同时还会遇到风速等问题,所以混凝土的冬季施工过程中常会出现各种问题,以致控制冬季施工质量的过程显得比较复杂,在实际的施工过程中,应该将重点放在控制混凝土的温度上。实践表明:不仅需要严格控制混凝土的施工温度,还应该选取有效的冬季混凝土施工技术方法,只有这样才能从整体上提高混凝土的冬季施工质量。 作者:杨佑势 单位:甘肃水利机械化工程公司 混凝土冬季施工论文:水利工程冬季混凝土施工措施 混凝土是一种混合材料,包括水、水泥、石灰、胶凝等材料,将这些材料按照规定的比例充分的混合,最后形成我们经常见到的混凝土。在水利工程施工中,对混凝土的使用很多,施工要求混凝土必须有一定的强度,质量必须过硬,否则会影响工程的质量。在冬季施工中,影响混凝土质量的一个重要因素就是温度,因为温度过低,混凝土的物理和化学变化就会受到影响,在配比过程中,水结成冰,这就会降低混凝土的强度,最终影响施工的质量,所以在冬季施工中,如何提高混凝土配比过程中的温度是关键。 一、水利工程建设冬季混凝土施工容易出现的问题 1.水分转移及结构疏散。这是混凝土结构最为常见的问题,一般表现是混凝土配比后颜色暗哑,土色明显,敲打起来声音空空的,显而易见,这样的混凝土不合格,结构经不起长期的考验,坚硬度不行,造成这种情况的原因就是因为冬季温度低,混凝土内外温差大,水分由内而外移动。2.混凝土裂缝及钢筋锈蚀。裂缝也是混凝土常出现的质量问题,在冬天天气寒冷,热胀冷缩,混凝土施工完成以后,裂缝是非常容易出现的,而且由于钢筋受冷,混凝土也会受到钢筋的影响而开裂,混凝土出现裂缝的原因很多,温度影响只是其一,包括在配置的时候成分差异,材料质量的影响等等。3.结晶腐蚀。冬天水分蒸发速度快,混凝土内部的水分快速蒸发到表面,致使混凝土表面出现结霜的情况,这些结晶会严重腐蚀混凝土,降低混凝土的硬度和质量,长此以往,混凝土本来的坚硬就会被严重影响,工程质量也会降低。4.表面起灰。表面起灰的现象不是很常见,但是也是一个比较严重的问题,造成这种问题的原因有两点:一是温度低,冬季温度过低,混凝土内部的水分就难以平均分布,不是这多就是那少,这样就会造成水分和灰的配置出现问题;二是混凝土在配置的过程中,成分本身就不合格。 二、水利工程冬季混凝土施工措施 1.原材料的配置和搅拌1.1水泥:水利工程施工中,水泥进场时要对品种、级别、出厂日期、散装仓号或包装等进行检查。1.2砂石:施工混凝土中添加河砂中的粗中砂,选择粒度较小的花岗岩。1.3聚丙烯纤维:为增加水利工程设施的使用强度及使用寿命,可以添加适当的聚丙烯纤维,保证混凝土凝结后的抗冲击性、抗裂性能、抗冻融性能、抗收缩性能增加。1.4水:首先,混凝土中对水质的要求还是比较高的,不要因为这样的水用于施工就不在意水的质量和纯度,混凝土中水的最低要求是要符合生活用水的标准,因为水质不纯会影响混凝土的质量。其次,水温也有要求,不宜过高,也不宜过低,一般都会对常温的水进行加热,标准是低于八十摄氏度,温度过低会影响材料凝合,温度过高会出现材料假凝合的情况。2.施工用混凝土的温控措施。2.1混凝土的运输。运输中要保障三点:一是确保时间控制在有效范围内,因为混凝土配比完成以后,放置时间过长不进行后续施工会致使浇筑以后坚硬程度降低;二是在运输中确保交通畅通,运输之前做好路径勘察工作,避开拥堵路段;三是做好保温措施,保证混凝土的温度,可采用加温措施。2.2电加热措施。水利工程冬季建设中混凝土保温浇筑施工措施是使用电加热法,电加热是借助电子设备的电热和感应加热,将变压器与拌合站进行电缆连接,装配相应的漏电保护装置,并在拌合站的水池底部设置30-38根的电热管,通过设置在上水口的温度计对拌合站内的水温进行实时测控。2.3添加防冻剂。上文已经提高了,在低温状态下,混凝土的水化反应会出现异常,混凝土的质量会受影响,添加防冻剂就很好的避免了这一情况,添加的时候要注意结合周围的具体的环境,确定添加的剂量和比例,随时根据外部温度的变化采取措施,做到具体情况具体分析,避免一刀切。3.施工技术要求。3.1冬季混凝土浇筑后在恶劣的环境因素下水化速度加快,混凝土的内部释放热量,但冬季昼夜温差大,造成混凝土的外围温度极低甚至冰冻现象的发生,导致温度分布不均衡出现应力平衡被破坏的现象发生,进而产生混凝土的开裂影响施工质量。避免类似破坏现象的发生可以在混凝土的浇筑前对模板及直径为25mm以上的钢筋进行预热操作,保证浇筑时模板及截面的温度在5-10℃左右,浇筑过程中机械振捣要配合严密。在浇筑工序实施以后,当温度降低时,要做好保温措施,一般采用搭建保温棚的措施,通过这样的封闭避免内部温度降低,也可以适当加温,控制混凝土质量。3.2浇筑的周期会影响混凝土的质量,如果时间过长,混凝土就会受到低温的长时间影响,所以施工方一定要严格控制浇筑的时长,首先要提高工程的技术,这样就能够按照合理的工序进行,程序化作业有利于缩短施工时间;其次要做好培训工作,提高工作人员的施工效率。4.混凝土的养护。混凝土质量的保障,养护工作是非常重要的一个环节,很多混凝土质量出现问题可能并不是前期制作的过程中造成的,很大一部分都是由于后期的养护工作没有做到位,致使问题频发。混凝土的后期养护工作主要从三个方面进行。一是控制水分蒸发。上文也都详细的分析过了,水在混凝土中的作用很大,如果在后期水分都蒸发殆尽了,混凝土也就完了,所以要严格控制水分蒸发,一般采用覆盖的方式,在混凝土浇筑完成后十二小时内完成。二是做好保温工作。冬季混凝土施工的重要影响就是低温,我们也分析了低温对混凝土造成的危害,所以保温工作很重要。一般保温的方式是通过加盖保温棚,保温棚的制作材料用草,因为草的保温效果比较好,草帘还可以避免大风影响。三是适当加热。如果温度过低,保温措施也难以抵御,这时候就要采取加热措施,通过蒸汽管道的方式进行加热。 三、结语 由于在北方夏季汛期不易施工,所以冬季水利工程施工更加方便,但是也存在很大的难度,主要就是冬季寒冷低温的影响,冬季混凝土施工最容易受到低温的影响,所以要加强重视。施工人员要做到控制混凝土配比和浇筑的质量,同时也要控制温度对混凝土质量造成的影响,降低低温造成的水化反应不合格等问题。水利工程施工在我国的基础工程建设中占有很大的比例和很重要的地位,对于工程的方方面面都要照顾到,这样民生工程的质量才有保障。 作者:张太山 单位:安阳水利建设投资有限责任公司 混凝土冬季施工论文:冬季混凝土施工铁路工程论文 1铁路工程施工方法 本铁路工程冬季混凝土施工,在混凝土中掺加适量抗冻剂并将混凝土搅拌原材料预先加热,混凝土经运输、入模温度保持10℃以上,通过蓄热保温、人工加热(通过电暖器、电热炮加热)使混凝土养护温度保持在5℃以上。现场混凝土采用搭设保温防护棚,混凝土输送泵管用保温材料包裹,表面采用塑料薄膜覆盖保湿保温。 1.1冻临界强度冬季施工期间,采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土,在抗压强度达到设计40%及5MPa前不得使其受冻;采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土,在抗压强度达到设计50%前不得受冻。 1.2原材料配合比要求混凝土冬期施工应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥的强度等级不应低于PO42.5MPa,最小水泥用量不应<300kg/m3,水灰比≯0.55。砂石材料必须清洁不含冻块。水加热应提前4h进行,保证水温达到80℃。搅拌站的冬施措施按照天津市相关规定执行,施工前检查其措施必须执行到位方可拌制混凝土。搅拌站的冬施混凝土要求掺加具有早强效果的抗冻剂,保证混凝土在-10℃环境下,混凝土的水分子能够保持液相状态。抗冻早强剂的使用效果和掺量经试验室试配后确定能否达到要求,防冻剂必须是环保产品,不得含有尿素、氯盐成分。混凝土的塌落度有严格要求,冬施期间,底板塌落度140~160mm,搅拌站按照要求塌落度进行搅拌,混凝土运输到工地后要对塌落度进行检验,发现塌落度不符合要求,混凝土拌和物离析、泌水,立即予以退回。 1.3混凝土搅拌和运输为保证搅拌温度,必须严格控制水的加热温度。搅拌过程中,随时注意检查砂、石、水的温度情况,当不满足计算要求的温度时,应及时采取措施或暂停搅拌混凝土。混凝土的搅拌时间不得少于135s,商品混凝土到现场的出罐温度控制在15℃以上。混凝土运输车,外缠苫布保温。混凝土运至浇灌部位后,采用2台泵车水平分层,分区块铺料,快振捣,及时覆盖的快速施工方法。混凝土经输送泵的传输后的入模温度不应低于10℃,对每一台班车辆的进场混凝土进行入泵前的温度测量,入模温度的测量,混凝土浇筑后覆盖前的温度测量并做记录。混凝土的搅拌及运输由混凝土厂家严格按要求进行控制。 1.4混凝土泵送混凝土出罐前一定要测量其温度,保证其温度不低于150℃,输送到作业层的混凝土,测量入模温度,要求不低于100℃。每一台班施工完成后,清洗机具,彻底排出其内部的积水,以免其内部受冻,影响施工的正常进行。罐车必须设置在稳固地点,不得有冰雪冻融物。喂料前,要监督罐车进行倒转,防止混凝土的离析等物理不良变化。施工现场道路注意防滑等措施,水平管的出料方向要低于进料方向。 1.5混凝土浇筑1)冬施混凝土浇筑安排每次浇筑的开始时间宜在当日上午9:00开始,尽可能避开夜间作业。2)冬施混凝土浇筑应尽可能避开雨雪严寒天气施工。3)浇筑混凝土前及时将模板、钢筋上的冰、雪清理干净。4)浇筑前充分做好准备工作,提高混凝土的浇筑速度,保证混凝土的入模温度。5)每次浇筑混凝土前,要检查混凝土入模温度。6)现场混凝土随浇随盖,尤其是底板表面混凝土在二次抹光前,临时性的先铺一层塑料薄膜,待二次抹光后,及时加盖一层保温被。7)混凝土浇筑时要测量其入模温度,保证其温度不得低于100℃,浇筑成型后的混凝土温度不得低于50℃。混凝土浇筑完毕后要及时覆盖保温养护。 1.6混凝土养护和测温混凝土的养护采用地热及混凝土本身温度及外加热综合养护,即在混凝土中掺加适量抗冻早强剂并将混凝土搅拌原材料预先加热,混凝土经运输、浇筑完成时,温度保持在10℃以上,通过蓄热保温或短期人工加热,使混凝土经1~3d混凝土强度达到抗冻临界强度后,可靠混凝土及地热蓄热、覆盖养护。蓄热保温及短期人工加热搭设保温棚。棚架采用钢管焊接制作,底板棚架宽21m×20m,侧墙利用搭设的脚手架,四周及顶部用带棉的帆布密闭。表面覆盖塑料布保湿保温,要求相邻塑料布搭结200mm,铺盖过程中应注意混凝土的成品保护,不得随意踩坏混凝土。遇大风天气时,保温棚用木方或钢管等重物覆盖,以免大风将保温层吹开。安排专人负责混凝土的覆盖检查工作,同时对工人加强冬施期间的技术交底,注意混凝土覆盖物的保护。在浇筑混凝土时,要根据测量温度的要求,预埋好温度计的测量位置,测温次数见温度测量表。保温完毕,相关人员要认真检查,遇有大风天气,要留专职人员检查覆盖情况并负责修复被风破坏的保温层。混凝土养护温度不得低于5℃,不能满足该温度条件时,必须立即增加覆盖保温。若混凝土拆模后,混凝土温度与外界温差>20℃时,在混凝土表面必须继续覆盖两层阻燃草帘被。 1.7测温测温孔的均匀设置,浇筑混凝土时,按照设计位置埋设并采取措施固定,埋设深度为底板厚度的中间部位,每块板共埋设9个。测温时,按测温孔编号顺序进行,每昼夜测4次。 2结语 通过合理的组织安排并制定完善的冬季混凝土施工方案,严格按照计划方案进行实施,可以最大程度的保证冬季混凝土施工质量和进度,为后续铁路工程的顺利推进打下坚实基础。 作者:李琳 单位:天津市政建设发展有限公司 混凝土冬季施工论文:桥梁工程混凝土冬季施工技术探索 摘要: 作为我国基础设施建设的重要组成部门,桥梁工程有着工程大、成本高、质量严的特点。混凝土作为桥梁工程建设过程中的重要施工材料,对完善桥梁工程的施工结构起着重要的作用。特别是在冬季施工的过程中,应该采取相应的措施,确保混凝土在冬季施工的质量。 关键词: 桥梁工程;混凝土;冬季;施工 1引言 在桥梁工程的建设过程中,由于受到冷空气的影响,混凝土的施工面临重重困难,首先是混凝土在低温环境中,其性能将大大降低,甚至会出现开裂以及表面脱落的现象,严重影响了工程结构的耐久性;其次,如果没有充分认识到冻融循环的重要性,会出现质量问题,危害国家的财产以及人们的生命安全。因此,如何有效地实行混凝土冬季施工技术,不仅是人们关注的重点,也是所有桥梁工程研究者首要解决的问题。 2冬季环境对混凝土性能的影响 由于桥梁工程的建设周期长,冬季施工在所难免。因此,冬季低温环境对混凝土性能的影响包括以下几个方面。 (1)低温与水是影响混凝土强度和耐久性的重要因素。因为冷空气会对水产生影响,使其凝结成薄冰,而这些冰凌颗粒会依附在钢筋结构上,使混凝土的黏附力大大降低,最终导致整个桥梁工程的耐久性和抗压性大大降低。 (2)冬季低温容易导致混凝土表面及内部冻融损伤,致使混凝土表面出现脱落脱皮、块体因冻胀出现破裂等质量问题。 (3)在低温环境下,当水变成冰后,不仅会对钢筋结构产生影响,还会在骨料以及钢筋表面形成一层冰凌,使混凝土的抗压强度大打折扣。此外,当冰凌遇到高温天气融合后,会对混凝土的内部结构造成一定的影响,使其形成空隙,从而使混凝土的密实性大大降低[1]。 3混凝土冬季施工技术 要有效地进行混凝土冬季施工技术,就要根据桥梁工程中冬季混凝土的实际情况,通过对配合比法的调整以及蓄热法的应用,提升混凝土冬季施工技术。 3.1调整配合比法 因为冬季施工的温度都在0℃以下,因此,应严格按照相关要求,配置混凝土的配合比,以便混凝土在冬季施工也可以发挥最大的功效。使其能够适应混凝土在冬季施工的需要,具体做法包括以下几方面: (1)选择水泥时,要选取适当的品种,以此来提高混凝土的抗冻性能。实验表明,早强硅酸盐水泥不仅水化热较大,而且抗压强度相对其他普通硅水泥高出2倍左右,效果显著,受到了许多桥梁工程的欢迎。 (2)合理降低水灰比。在桥梁工程施工中,可以根据施工的实际情况适量增加水泥用量,合理降低水灰比,以增加水泥的水化热,进而使混凝土缩短达到龄期强度的时间。 (3)掺用引气剂。在保持混凝土配比不变的前提下,为了改善拌和物的流动性、混凝土的黏聚性以及保水性,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻能力,施工单位可以加入引气剂后生产的气泡,由此增加水泥浆的体积。 (4)早强外加剂的掺加,是将混凝土凝结时间缩短,提高混凝土早起强度的最佳方法[2]。 3.2蓄热法 在施工温度达到-10℃左右时就可以应用蓄热法来控制混凝土在施工时的质量安全。具体有以下几个操作步骤: (1)利用蒸汽对混凝土中的拌合物(如水、砂、石等)进行加热,通过搅拌保证运输机浇筑后混凝土仍具有足够的热度,以此来提高水泥水化热的速度以及混凝土的抗冻能力; (2)一般桥梁工程并不采取蒸汽加热,而是优先选取热水加热的办法,但是热水的温度不宜高出60℃,以防水泥出现假凝固的现象。此外,如果此方法仍不能达到拌合物出口温度的需求,还可以通过对骨料进行加热来提高温度[3]。因为该方法的操作简单,成本低廉,受到许多工程的欢迎。但是该方法也极其易导致温度不均或内部温度较低等现象的发生,因此,在实施时必须加以注意,谨慎维护。 4混凝土冬季施工的注意事项 4.1施工前的准备工作 为了有效地进行冬季混凝土施工作业,降低施工成本,提高工程质量,要在施工作业前对施工地区的气候变化、环境条件、施工规模以及工程条件等进行详细的调查和研究,工程建设中的人员配置以及工程材料的养护方案也要有详细的规划,以便为混凝土冬季施工打下稳定的基础。此外,混凝土材料也要有充足的准备,首先应按照一定的要求,合理采用拌和物,并保证骨料清洁度符合要求,没有任何杂质,避免混凝土出现开裂以及空隙的现象;采用蓄热法时,还应合理设置热水阀,通过对加热水箱的维护结构的增设实现水箱的保温;另外,在采用蓄热法时,施工人员还要加强防火意识,做好防火措施,保证工程以及人身的安全性;在混凝土浇筑前,要确保梁板内没有冰块或雪花,如果有,要先将其进行处理再浇筑,而在浇筑过程中,需要用火盆对混凝土模板进行不断地烘烤,使其加快混凝土的黏聚时间。 4.2混凝土的生产和运输 在冬季,混凝土搅拌的均匀与否,对混凝土的强度以及抗冻性有着十分重要的影响。因此,采用机械搅拌较为合理,如果采取人工搅拌,要将混凝土的混合物的颜色搅拌均匀一致方可停止。另外,为了避免混凝土因冬季气温影响而产生过早冻结的现象,就要为混凝土的搅拌容器配置保温措施。而在混凝土材料的加热过程中,最好按照先加热水再加热颗粒的顺序进行操作。通常水加热是最常采用一种方式,主要是因为水加热有较多的优点,如设备较为简单方便等。如果二者一起加热搅拌的话,还应严格控制加热温度,使其在60~70℃之间,搅拌时,混凝土的温度一定要严格控制,使其在<40℃,混凝土平铺后的温度≥10℃。而混凝土的运输一定会大大减少混凝土的热量的损害,因此,要确定可行性较强的路线,尽量缩短运输距离。 4.3大体积混凝土的配合比法 为了预防冬季大体积混凝土出现裂缝,施工单位可以根据实际情况,对混凝土材料以及拌合物用量进行优化设计,由此选取最佳方案。在冬季混凝土的搅拌中,应按照要求,适当加入砂率,这样有利于混凝土裂缝的控制。虽然砂率对混凝土有一定的帮助,但是若不能确定砂率的最佳掺量,会降低泵送性能,增加混凝土的稠度,及其内部摩擦力,还会降低混凝土的流动性,还会让混凝土的表层产生较厚的砂浆层,进而降低混凝土的抗裂性能[4]。因此,在大体积混凝土的搅拌中,砂率的用量要根据泵送的高度、泵程等因素综合考虑,选取最为适量的砂率,进而减少大体积混凝土的开裂现象。 5结语 总之,混凝土在冬季施工中,容易产生很多问题,只有不断完善桥梁工程中的混凝土施工技术,才能使混凝土冬季施工的质量得到提高,保障桥梁工程的结构稳定。因此,要根据桥梁工程的具体情况,通过对混凝土材料、配比、施工等方面的控制和选择,减少混凝土在冬季施工中的问题,由此让混凝土在桥梁工程中发挥最大的优势,推动我国桥梁工程健康、稳定地发展。 作者:张鹏 单位:河北益合交通检测技术有限公司 混凝土冬季施工论文:混凝土冬季施工技术探讨 摘要: 由于受到工期的影响,使我国北方的一些工程常常会不可避免的在冬季进行施工。因此在冬季工程施工中,尤其是在对混凝土的施工中,必须要采用科学的施工方式,尽可能地避免混凝土出现早期浸冻的现象,同时还要保证混凝土在冻结过程中的温度与湿度,这样才能保证后续施工的顺利进行。基于此文章针对混凝土冬季施工技术进行了简要阐述,提出几点个人看法,仅供参考。 关键词: 混凝土;冬季施工;技术;研究 在混凝土施工的过程中,尤其是新浇混凝土,当水泥与液相状态的水发生化学反应以后,就会产生复合物,可以将砂石与钢材等材料紧紧地结合在一起。但是一旦新浇混凝土处于低温状态下,就会造成这一化学速度减慢,甚至是混凝土强度的增长延缓。当水的温度降至4℃以后,并持续降低时,就会出现水体积增加的现象,如果水泥在水化作用时所需要的水被冻结了,就会造成化学反应终止,这样就会对水泥晶粒结构产生永久性的伤害。 1低温环境对混凝土性能所产生的影响 1.1影响早期性能混凝土一旦发生受冻现象,就会造成物理力学的性能发生改变。经过相关调查可以看出,在低温环境下混凝土浇筑的初凝时间与终凝时间都会被延长,尤其是终凝时间延长比较明显。且在低温环境下,混凝土表面所产生的水蒸气会结成水,这样也就加大了水灰比,最终也就造成了混凝土强度雨季表面的抗渗能力降低。由于混凝土发生了早期受冻的现象,因此也就造成了结构被破坏,降低了后期的强度,且如果结冻时间早,强度损失也就更大。 1.2降低混凝土的强度在低温状态下,在一定程度上混凝土强度会增长,但是也会产出一定的水化作用。尤其是当温度逐渐降低以后,强度的增长也就更加缓慢了。在温度降至5℃左右时,水化作用减慢。当温度降至0℃左右时,水化作用停止。在发生冻结以后,混凝土硬化程度就会受到温度、水分以及空气含量等因素的影响。且在混凝土中,所存在的游离水发生结冰现象,这样水分体积就会出现膨胀,在其内部也就会产生出相应的冻胀应力,尤其是当早期强度不足以抵挡冻胀力时,其内部就会发生裂缝。这样在钢筋的周围也就形成了一定的冰膜,减低了钢筋与混凝土之间的粘结力,减少了强度。所以当温度降低到5℃左右的过程中,施工人员应当要立即采取有效的保护措施,避免出现早期受冻的现象[1]。 1.3降低混凝土的耐久性在低温环境下,混凝土中的水分会发生结冰膨胀的现象,这样也就造成了混凝土出现裂缝,尤其是在荷载作用逐渐加大的影响下,就会降低混凝土的抗裂、抗冻以及抗水渗等性能,这样也就降低了混凝土的耐久性。 2混凝土冬季施工 2.1控制好水灰比在冬季进行混凝土施工的过程中,要控制好水灰比,并根据实际要求适当提高水泥的实际使用量,同时还可以采用早强硅酸盐水泥。通过相关调查可以看出,适当采用引气外加剂与早强剂等可以有效缩短混凝土的凝结时间,这样在一定程度上也就提高了混凝土的早期强度[2]。 2.2保护好原材料的温度在实际施工过程中,要适当对原材料进行保温处理。水泥是不能直接进行加热的,因此就可以将水泥放置在储罐中,在外围也要包裹上保温的棉毡。对于砂石来说,在冬季进行露天堆放很容易发生结霜与起冰等现象,因此必须要铺盖上塑料的篷布进行保温,避免砂石表面发生结冰的现象。而对于搅拌用水来说,就可以采取底部生火加热等方法来保证搅拌用水满足温度要求。 2.3改善混凝土拌制与浇筑为了避免对混凝土进行拌制过程中热量的损失,因此要对搅拌站进行封闭管理,同时还要适当采取保温措施。此外,还可以采用容量较大的搅拌机来进行搅拌,以此来提高搅拌量,保证工作效率。另外,在进行投料的过程中,要严格遵守搅拌的顺序,先加入骨料与水,这样就可以利用水温来溶解骨料上的冰霜,提高了骨料的温度,当进行预搅拌以后,就可以加入水泥了,同时还要控制好搅拌的时间[3]。另外,为了保证混凝土在运输过程中的温度,还可以采用将罐车的储罐外层包裹上保温的帆布,或是用热水清洗储罐,在运送到施工区域以后,要立即进行浇筑施工,以此来降低温度的损耗。 2.4做好混凝土浇筑后期的养护工作为了保证混凝土浇筑的质量,可以采取分批浇筑或是暖棚综合法进行养护。暖棚综合法进行养护其实就是在磨房的周围利用棉被进行封闭处理,这种棉被在北方极为常见,因此购买也比较便捷与经济。此外在暖棚中还可以利用火炉或是暖风机等进行加热,以此来保证棚内的温度,达到保温的效果。另外,为了避免混凝土温度过高,就可以适当放置钢板,以此来避免温度的集中。或是可以采用无烟煤来保证混凝土表面的干净。采用暖棚综合法可以保证混凝土不发生冻害,在保证质量的同时,还提高了工作的效率。但是这种方法也存在一定的缺陷,就是经济消耗大,费用高。加之搭建暖棚的过程中需要耗费大量施工材料与人力,因此也就延长了准备的时间。 3冬季混凝土施工要点 3.1施工的要求在进入到冬季以前,施工企业就要制定出生产计划,尽可能地避免在冬季进行施工,或是减少在冬季施工的工作量。其中要注意的是当不可避免需要在冬季进行施工时,要保证施工的安全与质量,同时还要注重施工图纸的科学合理性,不仅可以避免能源与材料的过度消耗,还可以有效缩短工期。此外在进行冬季施工的过程中,还应当落实好各个环节的施工设备与材料,以此来保证可以在冬季中进行连续施工,或是要制定出科学的施工方法,以及质量安全监管措施,同时还要提前采买好保温材料与加热设备等,保证保温措施满足实际要求。其次是要对施工人员进行相关的技术培训工作,加强施工人员的冬季施工安全意识,同时还要规范好相关的施工要求,严格遵守施工方案进行施工,在保证人身安全的前提下保证施工的质量。最后是要做好技术交底工作,落实施工现场的安全责任人,及时记录施工测温数据等。且在进行施工时,还要严格遵守施工方案进行施工管理,并及时进行测温,保证冬季混凝土的施工质量[4]。 3.2冬季混凝土施工技术要求在冬季进行混凝土施工的过程中,可以选择早强型的普通硅酸盐水泥,这样可以保证在混凝土发生初凝时不会受到冻害。其次是要选择一天温度最高的时间进行混凝土浇筑,同时要保证混凝土施工配比的科学合理性,并选择一些适应性强的减水剂,以此来保证混凝土具备一定的抗冻能力,同时在进行搅拌的过程中,还应当要控制好投料的先后顺序。此外还应当要避免混凝土在运输过程中热量的过度消耗,在运输的过程中,还要规划好运输的路线,减少运输的时间。此外还要及时清除钢筋上的垃圾,只有保证温度满足最基本的要求以后,才可以进行浇筑。 4结束语 综上所述,在冬季进行混凝土施工的过程中,必须要制定出详细的施工方案,这样才能加强对施工过程的管理,同时还应当及时采取有效的措施,减少冬季施工的风险。此外还要做好各个环节的施工控制工作,这样才能保证混凝土的施工质量。 作者:唐鹏 陶毅 单位:江苏盐城水利建设有限公司 混凝土冬季施工论文:水利工程冬季混凝土施工 1表面起灰 混凝土的搅拌过程中由于低温作用会造成水分的分布不均匀,或者施工前未进行严格的混凝土配比实验室实验,造成水灰比不合理,在搅拌过程中或浇筑过程中产生粗骨料与砂浆的离析分离现象,产生严重的表面起灰。这种现象发生证明混凝土内部的水化作用较差。 2水利工程冬季混凝土施工措施 2.1原材料的配置和搅拌(1)水泥:水利工程施工中多选择强度在42.5以上的硅酸盐水泥,水泥进场时要对品种、级别、出厂日期、散装仓号或包装等进行检查,对水泥的安定性、强度和必要性能进行复检。(2)砂石:施工混凝土中添加河砂中的粗中砂,保证砂的比率在40%-50%,选择粒度较小的花岗岩。(3)聚丙烯纤维:为增加水利工程设施的使用强度及使用寿命,可以添加适当的聚丙烯纤维,保证混凝土凝结后的抗冲击性、抗裂性能、抗冻融性能、抗收缩性能增加,纤维原材料应满足:直径12-110um,长度5-26mm,抗拉强度不低于290mpa,弹性模量不低于3200Mpa。(4)水:需要符合饮用水标准的生活用水。混凝土的配料要保证强度等级满足施工技术要求外,还要保证施工对混凝土和易性的要求,和易性是对混凝土的流动性、保水性、粘聚性的要求。混凝土的搅拌可以采用对材料进行预热的方法,可以通过蒸汽加热或铁板翻炒加热的方式实现骨料的有效增温,可以将拌合用的水进行加热,但确保加热后的水分不超过80摄氏度,避免温度过高造成水泥发生假凝现象。 2.2施工用混凝土的温控措施(1)混凝土的运输。混凝土的运输要求是运输过程中不产生离析现象,保证浇筑时规定的坍落度和混凝土初凝前实现充分的浇筑和捣实,确保运输时间不超过行业规定(如表一),需要对运输路径进行有效的勘查,出现道路堵塞等意外交通状况,采取加热保温应急措施保障合适的温度。(2)电加热措施。水利工程冬季建设中混凝土保温浇筑施工措施是使用电加热法,电加热是借助电子设备的电热和感应加热,将变压器与拌合站进行电缆连接,装配相应的漏电保护装置,并在拌合站的水池底部设置30-38根的电热管,通过设置在上水口的温度计对拌合站内的水温进行实时测控,为保证热量的集中和时效,可以给顶口配置棚盖结构配合水温箱的保温效果。(3)添加防冻剂。防冻剂的添加可以确保混凝土在低温的状态下正常发生水化反应,增加材料的有效硬度增长,确保混凝土在规定时间内达到预期强度,可以根据具体的地域特点及施工实际情况确定防冻剂的添加比例和方式,确保防冻剂的添加满足最低温度的防冻需求,避免温度的变化影响混凝土水泥和水分的比例。 2.3施工技术要求(1)冬季混凝土浇筑后在恶劣的环境因素下水化速度加快,混凝土的内部释放热量,但冬季昼夜温差大,造成混凝土的外围温度极低甚至冰冻现象的发生,导致温度分布不均衡出现应力平衡被破坏的现象发生,进而产生混凝土的开裂影响施工质量。避免类似破坏现象的发生可以在混凝土的浇筑前对模板及直径为25mm以上的钢筋进行预热操作,保证浇筑时模板及截面的温度在5-10℃左右,并利用土工布、塑料布等进行密实的围裹实现温度的有效保持,并且保持灌注的连续性,控制灌注厚度在20厘米以内,浇筑过程中机械振捣要配合严密。浇筑完成后,出现严重的降温时,可以适当的进行保温棚的搭建,利用密封效应实现对内部加热温度的保持,使混凝土的施工质量达到预计强度。(2)控制浇筑周期,浇筑时间影响混凝土施工的质量水平,施工单位需要根据实际情况制定合理的浇筑时间,避免浇筑时间过长导致温度较低,出现内部结构温度不均匀、水化作用不均匀的质量问题,根据设计的浇筑时间严格控制,保障浇筑质量的合格。 2.4混凝土的养护混凝土的养护是混凝土质量实现的重要环节,养护过程中要严格控制混凝土的水分蒸发。需要在混凝土浇筑完成后12小时内实现覆盖保护,通常采用塑料薄膜与麻袋结合铺盖的方式实现全面的养护,从下往上的覆盖顺序为塑料薄膜加麻袋加黑色硬质塑料薄膜,在冬季水利工程混凝土施工中,混凝土的养护层上面还可以加盖保温棚用的草帘进行外层的压盖,保温效果提升的同时避免大风的侵袭危害。当施工温度遭遇大幅度的降温状况时,可以采用蒸汽加热的养护方式,具体的操作方法是搭设好蒸汽管道,确保地下的蒸汽管道深埋至冻结部位,蒸汽管道每隔20m设置气眼,保证管道内的高温蒸汽均匀的分布在混凝土的表面,并搭设密封性能好的暖棚实现对蒸汽的恒温保存,保证养护效果的实现。 3结束语 水利工程的冬季混凝土施工是较难的施工操作,需要技术人员对施工过程中的各环节进行严格的把控,实现质量的控制满足工程建设的需求,需要技术人员根据水利工程所处的地理位置及环境进行施工措施的改进和更新,为施工的合理性提供帮助,并切实加强混凝土的养护工作及质量控制,确保工程质量为度汛及灌溉提供充足的保障。 作者:陆梅 王守春 费守明 单位:天津市水利科学研究院 天津市水务工程建设交易管理中心 混凝土冬季施工论文:冬季混凝土工程施工的探究 一、冬季混凝土的施工注意问题 冬季混凝土施工时会面临很多问题,像混凝土的养护期龄的确定问题,而且在施工中要时刻注意混凝土的受冻情况,以便及时处理,还有就是要密切关注混凝土的强度变化,抓住最好的时机对混凝土进行有效的改进。如果错过了最佳时期则会对工程的质量有很大的影响,到时就会严重影响到施工方的利益,以及可能违背施工方最初想要达到的效果。 1.1确定混凝土的养护期龄 混凝土的养护期龄就像食品的保质期,只有确定了混凝土的养护期龄才能更好地施工。如混凝土的养护期龄是28天,在通常条件下,当逐日累计的养护温度达到六百摄氏度时,由于基本反映了养护温度对混凝土强度增长的影响,同条件养护试件强度与标准养护条件下28天龄期的试件强度之间有较好的对应关系。而当温度在零下时,不应考虑混凝土强度的增长,于此对应的养护时间就不计入等效养护期龄。当养护期龄范围在14天到60天为最宜养护期龄,混凝土强度增长处于匀速状态。所以确定混凝土的养护期龄对于后期的施工是非常重要的,这个不仅会关联到施工的工期问题,而且还会与混凝土的强度挂钩。 1.2冬季混凝土的受冻情况 由于混凝土受冻会严重影响混凝土的强度,所以混凝土的受冻情况的观察就变得尤为重要。混凝土应该在早期就预防受冻,在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度的主要因素。从国内外的研究可以知道,新浇灌的混凝土在冬季低温时易冻结,有百分之八十的以上的水变成冰,仍为水的部分不足百分之二十,而混凝土的凝结是水化作用的结果,所以在低温时水化作用就极其微弱了。混凝土在浇灌后应该在早期就进行养护,对水化作用的加速有极其重要的作用,因此需要在早期就预防冻害。 1.3混凝土在冬季的强度状况 混凝土的强度是工程施工的一个重要指标,混凝土的强度主要的影响因素是其中的水分的含量与水化作用的强弱。在冬季,混凝土的强度受到温度与湿度的影响,在受冻的混凝土中发生水化作用停止之前,达到一个最小的强度值,便能使混凝土不受冻害,最终强度也就能保证了。所以归根到底还是要保持混凝土中的水分含量,使其能充分地发生水化反应,其中达到混凝土的最小临界强度以及减少自由水的含量是防止混凝土冻害,加强混凝土强度的重要一步。 二、混凝土施工问题的解决办法 对于冬季混凝土施工中遇到的问题,施工方首先要注意的是要针对相应的问题找出相应的对策,比如混凝土是由于温度的过低而影响到了混凝土的最终强度,那么施工方就要对混凝土进行相对应的处理,加热或者加入防冻剂等措施。对于出现的问题,要及时发现,及时反映,以便及时处理,一旦发现延迟,或者反映延迟,都会使施工方遭受不必要的损失。在对待混凝土出现的问题上,施工方要多准备不同的解决方法来提高混凝土的强度,施工技术的改进能很好地提高混凝土的强度。为了防止混凝土在低温下的不正常硬化,一般的解决方法有蓄热、外加热、防冻剂、综合法等基本处理方法,只要合理运用以上的方法,便可以有效解决混凝土施工中过低温的问题。 2.1对温度湿度进行监控 冬季混凝土的施工进度很大程度上是取决于气温、湿度的变化幅度,所以随时对温度、湿度进行监控变得尤为重要。在冬季进行混凝土施工前,要提前收集或者提前参考有关于本地冬期气温的资料,要提前做好准备和防范,把不利因素扼杀在摇篮期。了解、收集当地冬季的气象资料、气温变化、最高最低温等信息,还要了解施工期未来一段时间的天气变化情况,随时了解温度的变化。施工方要学习并且掌握各种测温仪器的使用情况,了解测温工作的内容,认真记录各项测温数据,指定表格,统一要求。在冬期施工中各种原材料都需要反复的测定温度,以防止不合格的材料被用在施工过程中,还有就是在混凝土中经常会使用一些抗冻剂,抗冻剂的使用量也与温度的变化有很大关系。由此看出温度的监控对于混凝土的施工是很有必要的,关系到整个施工过程是否顺利。 2.2混凝土的强度要及时反映 温度的测量有助于混凝土强度的反映,对于施工方,工程的进度指标都要依赖混凝土的强度,及时反映混凝土的强度状况,有利于提高工程的施工速度。混凝土的强度指标是抗压强度,抗压强度的测定可以使用回弹法检测,用此方法必须要有专业培训的人员来进行仪器的操作。由于回弹法可以在现场测定,操作方便,测试比较迅速,固可以及时反映混凝土的强度情况,但是回弹法测量的精度不高,存在误差大,受影响因素多,所以一般还必须配合其他测定方法综合评定混凝土的强度。混凝土强度的变化趋势随着温度的变化而发生变化,所以温度的测量与强度的测定得到的数据一般都要统一分析,才能更好地反映混凝土的实际情况。 2.3施工技术改良提升强度稳定性 冬季时,混凝土强度的稳定性的提升依赖于施工技术的改进,冬季作业时混凝土的养护一般采用的方法有蓄热、外加热、防冻剂和综合法四种。利用一定的外界帮助来提高混凝土的强度,有助于施工的顺利进行,也能使施工方在有利的环境条件下高效地完成任务。以上四种施工技术,可以单独使用,也可以相互配合使用,各个方法相辅相成,使混凝土的强度能达到施工的要求,提升了其稳定性,以达到用最短的工期,最低的费用来获得优质的施工质量的目的。 2.3.1蓄热 蓄热法主要是针对施工量较大的工程,需要的混凝土量比较大,以及用于零下负十度左右气温的混凝土施工。首先是把原料,如水、砂、石等进行加热,使其带有一定的热量,由于原料的密度较大,热量不易发散,能保持较高的温度。第二步在搅拌的时候还能有相当大的热量,在搅拌时要注意混凝土内部的保温,不要让热量散失太快。接着运输、浇灌后,热量开始减少,但水泥水化作用放热,加强了混凝土的保温,保证了在达到零度时混凝土仍具有抗冻能力。这种方法已广泛用于冬季混凝土的养护与工程的施工中,由于此法操作简单,工艺流程简便,而且费用低廉,受到了广大施工方的认可。需要注意的是此法是一次性加热,利用余热来防止混凝土的冻害,所以要注意环节中的保温,措施要做好,才能达到较好的效果。 2.3.2外加热 相对于蓄热法,此法用于施工量不是很大的工程,适用气温比蓄热法要高,在负十度以上。外加热法可以用火炉、蒸汽、电、红外线加热等,通过加热混凝土周围的器具或者周围的空气等介质,再传递给混凝土本身,或者直接对混凝土加热,使混凝土处于正常硬化的温度条件。运用火炉加热虽然方法简单,但是会释放出二氧化碳使新浇灌的混凝土表面黑化,影响混凝土的质量;蒸汽加热温度较为均匀,且带入的水汽可以使混凝土在湿热环境下硬化,此法操作易于控制,但是由于其使用的设备需要专门购买,加重施工的费用负担,并不是理想的加热方法;电加热是利用电能转换成热能,只需把钢筋与混凝土相连便能直接加热,热损失相较于蒸汽加热较少,但是耗电量大,适用于小型的工程;红外线加热则是利用气体红外线发生器对混凝土进行密封辐射加热,危险性较高,一般较少使用。 2.3.3防冻剂 混凝土防冻剂是根据冬季温度条件,结合施工情况,使混凝土可以加速在负温情况下的凝结与硬化,强度有显著提高并且不影响混凝土的后期强度。目前使用较多的防冻剂有氧化钙、氯化钠等化学药剂,它们混在混凝土里可以降低水的冰点以达到抗冻的效果。防冻剂可直接使用,不需要另外的处理,其加入量为总胶材料用量的百分之二到百分之五,要根据温度的不同而适当调整掺量。 2.3.4综合法 综合法就是针对实际情况,合理地把上面三种方法组合起来使用。比如外加热法用电加热法的话耗能太大,就可以加热到一定程度之后,配合加防冻剂来达到想要的预期效果。 三、结语 对于冬季的混凝土施工的若干问题,做出了相应的对策,施工单位要根据不同的施工条件选择不同的应对策略。混凝土的硬化的速度,硬化的程度都关系到工程的施工过程的顺利性,所以,搞好冬季混凝土工程施工的各种问题的研究就变得尤为重要了。 作者:叶东和单位:吉林市公正建设工程招标有限责任公司 混凝土冬季施工论文:管窥水利工程冬季混凝土施工技术 1.分析水利工程冬季混凝土施工过程中的一些问题 1.1混凝土裂缝以及钢筋材料发生锈蚀 由于水泥具有的安定性差,并且混凝土材料水灰比例太大,导致失水速度快,早期强度相对比较低,从而造成开裂现象。混凝土结构中有部分水分沿着边缘结构移动到中心位置,从而产生压力形成轴向裂缝。 1.2水分转移以及混凝土结构疏散情况 混凝土结构疏散、混凝土水分转移,表现为混凝土表面为土黄色或冰晶,并且砂浆骨料声音空哑巴、结合脆弱等。另外,因为混凝土内部结构具有的湿度差、压力差以及温差,造成水分从边缘移至中心位置,形成空隙结构。 1.3混凝土表面出现起灰问题 混凝土中由于粗骨料和砂浆料发生脱离,从而造成“表面起灰”情况,表现为骨料裸露在外,表面起灰。其主要是因为混凝土混合物材料中水灰比例过大,其存在泌水、离析严重,具有的保水性以及粘聚性差,另外养护温度过高,使水泥材料几乎停止了水化作用,水分蒸发快速,从而造成表面起灰。 1.4混凝土出现结晶腐蚀问题 施工中,混凝土结构表面出现返霜情况,在混凝土凝结硬化后,一些外加剂会渗进混凝土表面中,加上混凝土表面水分不断蒸发,从而对混凝土结构和饰面层结构的结合产生影响。 2.分析冬季混凝土施工技术措施 2.1重视施工选料工作 ①采用的水泥应具备强抗冻性能:冬季混凝土施工过程中应采用普通硅酸盐水泥或者是硅酸盐水泥,选用的水泥标号不能小于32.5号,因为这两种水泥具有的抗冻性能均比较强。水泥用量最小不能低于300kg/m3,并且水灰比例应 0.6。 ②配置施工材料时应熟悉并掌握各种掺合料对混凝土材料的抗渗性能以及抗冻性等性能的影响,从而严格控制掺合料的用量。 ③确保使用的骨料不含有其他杂质,如冰雪、矿物质等。对于含有钠、钾离子的防冻剂物质的混凝土材料中,其骨料不能含有活动材料,防止其与添加剂产生化学反应。 2.2施工混凝土的搅拌工艺技术 2.2.1搅拌采用调整配合比方式。这种方式适合应用在混凝土温度为0℃环境下的施工作业,详细步骤: (1)为了加强混凝土具有的抗冻性应采用适合的水泥品种,可选用强硅酸盐水泥;这种水泥具有较高的水化热,处于早期时强度很高;通常情况下,三天时具有的抗压强度值等同于普通硅酸盐水泥七天时的抗压强度值。 (2)最大限度的减小水灰比例,适当提高水泥用量,提高水化热,从而缩短达到一定强度水平所需时间。 (3)可以通过添加引气剂物质,在确保混凝土配合比一定的前提下,添加引气剂之后产生的气泡会使水泥浆体积增大,也相应改善了拌和物具有的流动性能,提高保水性及粘聚能力。还能帮助降低混凝土内水形成冰过程产生的压力,从而增强混凝土材料具有的抗冻性。 (4)可以添加早强外加剂,从而缩短混凝土的凝结时间,改善早期强度。采用掺有2%水泥量的硫酸钠以及掺有5%水泥量的早强复合减水剂。 2.2.2混凝土搅拌环节中的蓄热技术 适用条件为外界气温低于-10℃,并且工程结构较厚的施工。具体措施是针对选用的砂料、石料以及水实行加热处理,确保混凝土材料在搅拌过程、运输过程以及浇灌之后,还残留有一定的热量,促进水泥水化作用,提高混凝土的早期强度。从而确保新浇混凝土材料在温度下降至0℃之前就具备一定的抗冻能力。该工艺方法具有施工费用低、操作简便的特点,在施工过程中需重视内部保温处理,防止外露表面和角部位置受冻,并且需要适当延长养护时间。 2.2.3搅拌施工中的外部加热技术 该施工工艺适用施工环境温度为不低于-10℃,工程构件厚度适中。施工方式是对混凝土构件结构四周的空气进行加热,然后使热量传送至混凝土中,也可以对混凝土直接进行加热处理,确保混凝土材料能在常温环境下硬化。方法1:通过火炉加热,这种方法只适合应用在小范围工地施工中,其方法简单。缺点是效果不是很明显,并且燃烧过程中排放出的CO2会对浇筑的混凝土结构质量产生影响。方法2:通过蒸气加热方法,其能确保混凝土结构处于湿热环境下硬化,这种方法控制比较简单,并且加热也比较均匀。缺点是需要使用专门的锅炉,所以所需费用较多,另外热量损失严重。 2.3分析混凝土材料的运输工作及浇筑技术 2.3.1施工混凝土材料的运输 合理确定搅拌机设备的摆放位置,从而缩短混凝土的运输路程,并且制定最优的运输路线。所用运输容器也应从容量大小、容器类型以及保温材料等方面进行考虑选择,确保装运混凝土容器具备良好的保温作用。 2.3.2混凝土浇筑施工技术 在进行浇筑之前,先将钢筋及模板表面杂物进行清除干净,尤其是对新、老混凝土衔接部位的垃圾、冰雪物质进行清除。外界温度不低于-10℃时,可以采用暖棚方法对钢筋(直径≥25mm)进行加热。确保不管在什么条件下混凝土浇筑温度均高于5℃,对于细薄截面结构的施工,灌注温度应高于10℃,实行分层连续灌注施工。每一层结构的灌注厚度不小于20cm,利用机械帮助捣固。混凝土浇筑过程中防止出现漏振及过振情况,防止出现离析、分层或泌水情况。 2.4针对混凝土施工的养护 (1)实行晚间浇筑混凝土,尽可能进行两边的人工振浆及混凝土表面初抹施工,实行压砂整平之后应在混凝土表面覆盖保温层,并在第二天外界温度达到不低于0℃后再次进行压纹机抹面施工。 (2)完成混凝土铺筑施工后,通过蓄热法对混凝土周边进行保温养护。 (3)针对采用抗冻剂物质的水利工程,利用草袋和彩胶对外露结构进行覆盖,不使用浇水养护。 3.结语 总之,在水利工程施工过程中冬季混凝土施工一直是工程施工工作的一个难点。这是因为混凝土受到外界温度影响较大,温度过低会对混凝土的一些性能造成不良影响。因此,冬季水利工程混凝土施工是应从施工材料选择、搅拌技术、运输以及浇筑工艺方面做好各个环节的施工控制,确保混凝土施工质量。 作者:田波单位:中国水电十五局科研设计院 混凝土冬季施工论文:研究冬季高标混凝土施工策略 摘要:针对气温对混凝土的不利影响,高标号混凝土T梁混凝土在冬季施工时,使用高效减水防冻剂减水,并在混凝土拌合和养护施工中采取保温措施,可有效保证施工质量,缩短施工周期,降低工程成本。 关键词:冬季;高标号混凝土;T梁;施工 前言:随着我国高速公路的发展,各种新材料新工艺不断用于工程施工,为加快施工进度、缩短施工周期及降低工程成本创造了条件,然而冬季施工又要求我们必须确保施工质量和施工进度,现结合笔者在施工中一些所得就C50T梁施工中一些问题浅谈如下: 一、温度对混凝土的破坏机理 冬季施工中,混凝土在0℃以下的硬化是一个多种因素共同作用的复杂过程。新浇混凝土在0℃以下作用的冻涨破坏主要分以下两种。 混凝土浇筑后,初凝前水泥未来得及水化就冻结成冰晶体。在这种情况下,水泥处在“休眠”状态,温度恢复0℃以上水泥才进行正常的水化,与未受冻的混凝土强度基本相同。但混凝土在极低温度下很快冻结无法振捣。 新浇混凝土初凝后,水泥进行缓慢水化,强度缓慢增强,温度继续下降混凝体就会受到冻害。因为冷却从表面逐渐向内部发展,水分向表层移动。当温度降到冰点时,水分开始结冻,形成冰聚体,引起水分在混凝土中的重新分布。由于冰聚体体积膨胀而排挤凝胶体和水泥颗粒,破坏了水泥水化后形成的结晶骨架。另外混凝土越密实,毛细现象越明显,水分的移动、冰聚体的形成越迅速。一旦混凝土转入0℃以上,冰聚体消失,就会在原来位置留下空隙,给混凝土留下严重的质量隐患。 混凝土在0℃以下受冻最常出现第二种情况。在冬季施工中必须采取有效措施,进行热工计算,保证混凝土在0℃以下强度的正常增长。 二、降低单位混凝土用水量 经试验知混凝土的抗冻性能同水灰比有关,在水泥等级相同情况下,水灰比越小,混凝土强度越高。所以在满足规范要求的前提下降低单位混凝土的单位用水量,可减少游离态的自由水。 (一)测定掺加减水剂的7天抗压强度 试验中采用po.525水泥,掺加减水防冻剂2.5%,7天抗压强度平均值为48mpa,减水率为12%。 (二)确定w/c C50混凝土标号采用w/c来控制混凝土强度。 经验公式:Rp7=0.48Rcj7(C/W-0.52)式中:Rp7——混凝土配制强度,取值为设计强度的100%;Rcj7——掺加减水剂的水泥7d的抗压强度。 (三)计算用水量 单位混凝土的用水量同骨料种类、粒径及混凝土的坍落度等因素有关。混凝土的用水量可用下式计算:W=3.33(H+K)(1-Wj)式中:H——设计混凝土需要达到的坍落度;Wj——掺加减水剂的减水率;K——系数。 注:k适用于中砂,如采用细砂值应增加3.采用粗砂应减小2。 配制高强度混凝土时,在用水量确定后,通常采用调节减水剂的用量来控制混凝土的坍落度。其他计算同普通混凝土配合比计算一样,在此不再累述。 三、热工计算 为保证混凝土的拌合温度及出机温度,在施工前应预先通过热工计算,确定其合适温度。施工中采用热水(50~55℃)拌和及骨料预热(30~35℃)的方法。 混凝凝土的拌合温度按下式计算:T=[.092(M1T1+M2T2+M3T3)+4.2Tw(Mw_W2M2-W3M3)+C1(W2M2T2+W3M3T3)-C2(W2M2+W3M3))/[4.2Mw+0.9(M1+M2+M3)]式中:T—混凝土拌合温度,℃ Mw—用水量,㎏M2—砂子用量,㎏W2—砂子的含水率,%C2—冰的熔解热,KJ/㎏Tw—水的温度,℃T1—水泥的温度,℃T2—砂子的温度,℃T3—石子温度,℃W3—石子的含水率,%C1—水的比热容,KJ/㎏M1—水泥用量,㎏M3—石子用量,㎏ 骨料温度大于0℃时,C1=4,C2=0;当骨料温度小于或等于0℃时,C1=2,C2=335,经计算,混凝土的温度完全能够满足要求,可用来控制施工。 四、施工工艺 采用强制式拌和机和锅炉烧热水法。为了满足热工计算要求,保证混凝土拌合温度、出机温度及入模温度,步骤如下: (1)投料搅拌。投上全部砂石骨料后,开始搅拌,同时通蒸汽30~45s,保证混合料再拌合仓内均匀受热,此时骨料预热可达30—35℃。需注意的是骨料加热不能超过40℃。 (2)搅拌。将热水、水泥、高效减水剂依次投入拌合箱内搅拌60—90s,可根据具体情况适当延长,以加强混合料之间的热量传递,保证温度基本一致,提高拌合质量,增强混泥土的和易性。混凝土拌合物的出机温度控制在25—30℃。 (3)运输、浇注、振捣成形。采用翻斗车加棉被覆盖,运入施工现场,确保入模温度控制在18—25℃,并振捣成形,成形后立即转入暖棚养生。成形温度应控制在10℃以上。 五、暖棚养生 暖棚搭建采用分段式,用钢筋焊结成骨架,上面覆盖透明塑料布,以利用白天太阳光的能量;晚上覆盖草毯子保温。暖棚搭接触采用棉被覆盖保温,防止漏气。分别在棚的四角及棚中间生炉火,炉火数量根据暖棚大小确定,确保棚内温度不得低于5℃,设专人检查混凝土及棚内温度,各点应选择有代表性的位置布设,一般应离地50cm左右,第一个24小时不少于八次,其余每昼夜不少于四次。同时要用烟筒将烟气引出棚外,以免新浇混凝土吸收CO2后易于同混凝土中的氢氧化钙反应,在混凝土表面形成碳化层。 养护期间注意棚内温度和湿度。混凝土的硬化,关键在于水泥的水化作用,温度升高,水泥水化速度加快,因而混凝土强度发展也快。反之,温度降低,水泥水化速度降低,混凝土强度发展将相应迟缓。湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著影响,湿度适当,水泥水化便能顺利进行,使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够,混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行,甚至停止水化。水泥水化作用不能完成,致使混凝土结构松散,渗水性增大,或形成干缩裂缝,严重降低混凝土强度,从而影响耐久性。发生失水现象时,应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒温水养护。 混凝土冬季施工论文:焦炉基础大体积混凝土冬季施工质量控制 摘要 笔者结合某焦炉基础大体积混凝土工程,较为详细的介绍了施工质量控制要点,并提出了大体积混凝土冬期施工技术质量保证措施,具有较强的现实指导意义。 关键词 焦炉基础工程;大体积混凝土;冬期施工 1 工程概况 某焦炉基础长76.05m,宽16.3 m,厚0.8m~1.2m。设计要求混凝土强度等级C25,加强带部分为C30。内配,Φ20@130双层钢筋网片,属于超长大体积混凝土。施工时间2009年1月8日,正值寒冬时节。加之该地区正降大雪,施工现场积雪厚度10cm,室外气温最冷降至-12℃。根据设计要求,混凝土应连续浇灌不留施工缝。针对此情况,施工企业对此工程精心研究方案,合理组织施工,在冬期圆满完成施工任务,施工质量经济效益很好。 2 施工要点 2.1 基底处理 岩面清冼前,对于已经清理干净的基底用常用的小锤进行岩面敲击,通过这种方式来进行基岩是否坚固的检测,若存在松动的岩块,应先进行清除,待清除完毕后才可进行下一道工序。完成岩面清洗后,项目的施工人员应以实际情况为基础进行地质素描图的绘制,并和项目的建设、设计、监理以及质检站等方面的相关人员协调一起对基底的地质与开挖方面的情况进行检查验收,值得注意的是岩面应保持洁净。 2.2 模板的安装 从设计要求来看,施工中的测量放线环节为9.65m,在模板的安装中应对标高进行严格的控制,同时应做好加固。通过脱模剂的应用来提升混凝土表面所具有的光滑度。按设计的要求进行模板安装后,应对模板的位置进行检测,确定是否存在偏差,同时还应对模板控制点所具有的高差进行检测。从该项工程技术来看,由于模板是悬置在钢筋上面的,因而导致安装弧形模板比较困难,正因为如此,应预先设置好支撑,通过内拉锚杆增设的方式来实现安装时对模板的控制,从而确保模板无法下沉和上浮。 2.3 混凝土浇筑以及收面工序 焦炉基础大体积混凝土冬季施工中为了确保质量,应以施工组织设计为基础,有步骤的进行底板混凝土的施工,在施工过程中要控制好不同标号的混凝土所具有的浇筑位置。 在对硅粉混凝土进行收面时,应将一个自制的钢滚筒的一端安放在浇筑完成的混凝土的底板上,钢滚筒的另一端则应放在能够进行高程控制的槽钢上面,通过滚动的方式让混凝土的表面平滑。人工用木抹子对初凝的混凝土进行压平,在此基础上,通过钢抹子来进行抹面收光,由于硅粉混凝土的凝固速度较快,因而该项工作必须在混凝土浇筑完成后的三个半小时内完成。 由于弧形边墙弧形半径很窄,同时,捣振混凝土当中,水泡冒出后都粘固在钢模的里侧上剔除不掉,只能把钢模剔除以后,但这些混凝土表明依旧是有太多的孔洞,混凝土的施工质量定然会被影响。因而,采用合适措施及时处理是必要的。由于这些决策的实行,并运用上下两块不同模板,实行拆掉下部模板时收面,而且因上部模板作用规避混凝土成功,证明的确存在气孔。 2.4 混凝土砼的保养 为确保混凝土浇筑后有优良的硬化平台,规避因干缩而产生裂缝,需在混凝土脚注后12小时里紧密盖实,且蓄水25cm来保养砼3天。 2.5 混凝土砼的测温 我们采用应对策略进行制约检测,就为快速掌握大体积底板混凝土砼的温度转变情形。这个工程所有底板中,安置了测温导线56处,在砼被浇注后3天初凝中,温度间隔两个小时进行一次检测,3天后每隔到4小时进行一次检测,同时搞好温度准确记录。此次工作要到混凝土和外界温差小于15℃时才能达成。此工程采取测温仪型号是UJ38型电子测温仪。 大体积混凝土砼的施工质量需要确保,底板及底板特殊部位的设计也需要保障,制止由于温度而出现缝隙,我们要实时对所测温度实行及时记录和讨究,且实行措施随时进行温控。在底板出现周围里,在上部掩盖毛毡被二层,铺设一层塑料薄膜在下面,如果混凝土砼的内外温差已达25℃,那么,混凝土上还应盖上草帘被确保混凝土砼内外温差缩小到25℃。 3 冬期大体积混凝土砼施工保障技术质量策略 依据具特别性的此工程,运用了泵送补偿收缩,由于冬期施工气温较低,有效发散大体积混凝土砼水化热的混凝土技术,在合作比选料设计、施工措施、理论计算、测温、控温、保养保温方面需要使用综合性策略,能够有效制约混凝土缝隙。在强化带中加有钢丝网片,网片2h被隔开以后再到浇灌强化处,不能留下作业缝隙,要一次性完成浇注。在试验室测验压力后,28d与条件试块在和标准试块C25混凝土砼的强度值保证C28强度,两个月后在现场检验基础时没出现施工缝隙。现如下进行经验归纳: 1)通过合理的施工程序和方式,分段分层浇注。混凝土初凝时采取气温较低的有利条件在第二层浇筑前使水化热有效散发,不会留下作业缝隙,尽力抑制住混凝土砼内部温度上升; 2)现场设置暖棚,封住搅拌站、生火取暖,加高混凝土搅拌温度,在不放入热水泥、骨料情形下,通过蒸气锅炉加上热水让水温度保持在75℃~95℃间,混凝土采取矿棉管保持运输管温度来减少热耗损; 3)选择矿渣硅酸盐水泥使水化热相对较低,用粉煤灰代之部分水泥,能有效减弱水化热,其后期强度和基准混凝土高于或等同混凝土,完备了混凝土密实性和和易性,强化混凝土泵送性和保水性; 4)投入HS-AF高效减水剂能有效减弱水灰比,隔离混凝土中水分的游离。完备混凝土砼的内部制约力情形,混凝土砼中内部的毛细气孔减少,极大降低混凝土砼的收缩,从而缩短和制止缝隙的出现; 5)进行二次振捣来缩紧粗骨料和钢筋下部裂缝,强化混凝土砼的紧实度,加大混凝土砼的抗裂功能; 6)加强现场的测温保温工作,做到间隔四周生焦3m炭火一座,需要人为进行保温生火。在混凝土砼浇筑前,模板需要预热,周围温度需要加大,浇筑混凝土后,在上部和周围积极盖上草帘和塑料薄膜。在盖不到草帘的地方采取聚苯板盖上。布置合理的测温孔,把握精准混凝土砼的表面和内部温度。通过结构检测和施工工艺对混凝土砼的内部温度情形采取修整,强化对工程质量的预控预防功能; 7)在浇筑混凝土砼达成4h时开始测温,在3天后检测混凝土内部温度达到21℃,表面温度却只有5℃,温差是16℃,持续一周后温度逐渐下降,甚至有些偏低,基本满足体系规定温差25℃的需求。 实践说明了掺入粉煤灰和外加剂技术进行大体积混凝土砼的施工是可行的。以此方法代之原设计HEA能有效缩减资本。在质量和经济方面成效都非常显著。 4 结论 在焦炉的基础施工中集中的应用了多项新的技术,以焦炉基础表面为例进行了硅粉砼表层的处理,应用了钢滚筒与底板边墙的弧形模板下部拆除收面等两项技术,通过这些先进技术的应用,实现了该项目的工程施工工艺的良好简化,工作效率也得到了极大的提高,项目的工期也大大的缩短,实现了良好的经济效益与社会效益。 混凝土冬季施工论文:饮马峡110kV输电线路工程铁塔基础混凝土冬季施工措施 摘要:饮马峡110kV输电线路工程经过地区多为沙漠戈壁地区,受气候、地形地貌因素、植被、土质条件、河流等因素的影响,饮马峡110kV输电线路工程沿线多年冬季气温表现出较为强烈的差异性。基于此,文章介绍了青海110kV饮马峡~锡铁山输电线路铁塔基础混凝土冬季施工方法、步骤及技术要点,以期为类似工程提供参考。 关键词:输电线路;铁塔基础;混凝土;冬季施工 由我项目部承建的饮马峡110kV输电线路工程,线路全长41.15km,共有134基铁塔,混凝土2082.34m3。全线海拔为3230~3750m,经过地区多为沙漠戈壁地区,受气候、地形地貌因素、植被、土质条件、河流等因素的影响,饮马峡110kV输电线路工程沿线多年冬季气温表现出较为强烈的差异性。最低温度为-30℃,最大风速40m/s,覆冰情况10mm,个别地段标准冻土深度为172cm。为了满足饮马峡110kV输电线路工程在沿线恶劣的自然环境条件下浇制混凝土的需要,确保混凝土结构的长期耐久性能,在参考青藏高原冬季混凝土施工经验的基础上,深入线路基础施工现场,针对我项目部施工的不同区段、不同环境条件的特点,在施工现场进行了试验,取得了宝贵的第一手资料,并根据试验结果,确定了基础混凝土冬季施工措施。 本工程基础施工将延续到2009年12月~2010年1月进行,该季节的平均气温在-5℃以下,且早晚温差较大,夜间气温可在-10℃以下,中午11点到下午3点有时气温能达到0℃以上,现场浇制混凝土的时间主要选择在这个时候进行。另外,冬季浇制要采取相应的防冻措施,确保基础混凝土的施工质量。我项目部将采取蓄热法的施工方法对全线路基础进行浇制。 一、冬季施工温度界定 当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃,则此5天的第一天为进入冬季施工的初日;当室外日平均气温连续5天稳定高于5℃,则此5天的最后一天为冬季施工的终日。 根据当地气候特点及地下水位较低情况,本工程冬季施工采用综合蓄热法,即掺入防冻剂的混凝土浇制后,利用原材料加热及水泥水化热的热量,通过适当保温,延缓混凝土冷却,使混凝土温度降到0℃前达到预期要求的施工方法。 二、施工技术措施 (一)原材料准备 1.混凝土冬季施工水泥采用普通硅酸盐水泥时,水泥标号为42.5, C20强度砼用量312kg/m3,水灰比0.53。当采用抗硫酸盐水泥时,水泥标号为42.5,C20强度砼用量360/m3,水灰比0.48。 2.拌制混凝土所采用的粗细骨料应清洁,不得含有冰、雪冻块、有机物及其它易冻裂矿物质。砂子加热温度控制在20℃。拌合水采用饮用水。 3.在基础工程开工前,器具等进行核查时,砂、石、水、水泥备料必须能满足连续浇制施工的需要,并且应在浇制前备足养护用彩条布、棉篷布、草帘、火炉、煤碳等。 4.水泥在使用前运入搅拌棚内存放,进行预热。 (二)土石方开挖 1.基坑开挖预留500mm防冻层,待浇筑前操平再挖至设计深度,以避免地基受冻在来年春天解冻后造成不均匀受力,形成基础倾覆。 2.基础坑开挖后保留预留高度,若不能及时浇制时则在坑底铺盖厚度不小于1m的稻草或苞谷秸保温,防冻。基坑操平后用彩条布将坑口盖严,采取坑内生火炉的防冻措施,且应挂测温温度计,随时掌握坑内温度变化。 (三)混凝土浇制 1.不得在冻胀性地基上浇制混凝土,防止解冻后产生不均匀下沉。 2.冬季施工根据室外温度确定当室外温度低于5℃时应以加热混凝土用水及砂来保证混凝土拌和物出机、入模温度。砂采用将火炉埋入砂堆的方法加热。要求当加热水时敞口罐必须加盖,以防止灰尘落入水中造成污染;砂加热用的铁皮汽油桶不得少于2个,且不得有破损,以保证有足够的预热面积,并防止炉灰掺入砂料,影响混凝土浇制质量。对已烧坏、破损的炉(桶)须及时更换。混凝土拌合水及骨料最高温度分别为60℃和40℃。 3.浇制用水、砂石提前加热,一般保证砼出机温度不低于10℃,入模温度不低于5℃。 (四)混凝土浇制减少热量损失措施 合理选择放置搅拌机地点,保持道路畅通,尽量缩短距离。尽量减少装料次数,投够后再加热水。砂、石加热要按技术要求严格认真操作。 三、混凝土养护 (一)基础养护 1.基础浇制结束后除留有火炉燃烧用的通风孔外需及时用彩条布或棉篷布将坑口盖严,坑内生火养护。彩条布、棉篷布离开基础顶面300~400mm并用草帘遮盖严实,以保证整个基础都在恒温状态下,顶面不受冻,并在彩条布、棉篷布上加盖草帘或苞谷秸,以减少坑内热量损失。负温下新浇制混凝土禁止浇水养护,基础立柱浇筑后立即包草袋。 2.养护火炉采用煤炭。应开通风口,防止人员加煤、测温时煤气中毒。火炉每个坑内以2个为宜(具体数量根据坑的大小及天气情况确定),并随天气状况适当增加数量;养护火炉不宜太小,必须保证坑内温度稳定在5℃左右;养护必须设专人负责,每6小时测量一次坑内温度并作好记录;下坑添火等作业应将坑上覆盖物打开后不能立即下坑,待新鲜空气置换后再下坑操作,且坑上应有监护人。火炉不能距基础结构太近。为确保混凝土养护期间不受冻,每基基础浇制完成后均留2 人进行24小时值班监护到回填结束。 (二)拆模回填 1.土方回填作业时间应安排在上午11点至下午3点进行,当天基础坑必须回填完,防止受冻。 基础拆模后,按设计及规程要求进行回填,然后在地面露出部分盖草袋,堆土1米后做防冻层。 2.防止早拆模或因拆模温差太大,导致气温急剧冷却造成混凝土表层裂缝。 当日均气温在0℃~-10℃时基础浇制后应按蓄热法养护3昼夜,养护期间将立柱顶部用草帘遮盖严实后,再用彩条布或棉篷布将整个坑口盖严,并在上面加盖草帘或苞谷秸。 3.当养护期间气温下降,则在每个坑内加生2个火炉,确保养护期间基础坑内呈正温;当日均气温在-10℃~-20℃时基础浇筑后应按蓄热法养护4昼夜,其间每个坑内必须生2个火炉,将立柱顶部用草帘遮盖严实后,再用彩条布或棉篷布将整个坑口盖严,并在彩条布上加盖草帘或苞谷秸。 4.开挖出还需回填的土方采用塑料薄膜覆盖两道,防止土料受冻。 基础拆模后在立柱上套塑料薄膜立即回填,回填土中不得填入冻土。 四、冬季施工混凝土质量检查 1.检查外加剂质量和掺量,检查水、骨料、混凝土出机及浇制时的温度。检查混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期间的温度,检查混凝土表面是否受冻、粘连、收缩裂缝,边角是否脱落,施工缝处有无受冻痕迹。 2.拆模时混凝土温度与环境温差大于20℃时,拆模后的混凝土表面应及时覆盖,使其缓慢冷却。并检查坑内养护温度。 3.冬季混凝土施工测温的项目与次数应符合规定:室外气温及环境温度测试每昼夜不少于4次,强度未达到3.5N/mm2之前2小时测一次。此外还需要测最高、最低温度。搅拌机棚温度每一工作班不少于4次,水、水泥、砂石温度、混凝土出机、浇筑、入模温度每一工作班不少于4次。 五、结语 1.基础浇制工程所面临的冬季施工问题是基础施工的主要难题之一。尤其是克服冬季气温、环境对混凝土的主观影响,若采取蓄热法的冬季施工就能够确保冬季施工基础混凝土的稳定。 2.冬季混凝土施工必须严格按照设计的配合比进行控制,施工过程中尤其要注意拌合用水、骨料的加热满足要求。 3.在施工中我们采用掺入防冻剂等冬季施工措施,并采取切实可行的保温养护方法和工艺措施。从而大大提高了施工质量和施工进度,确保了工程顺利有序的进行。 实践证明我们采用的这种冬季施工措施是可行的,只要在施工过程中组织得力,措施得当,工序做细,基础混凝土冬季施工是可以保证的。目前通过110kV饮马峡基础混凝土冬季施工,给我们积累了施工经验,探讨出了较先进的施工方法和施工技术,为今后类似施工打下了坚实的基础。 作者简介:邹建华(1984-),男,甘肃平凉人,青海送变电工程公司送电一处助理工程师,研究方向:施工技术。
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1引言 对工程项目的质量检测,需要严格遵循国家出台的法律法规,严格按照工程建设的强制性要求以及设计的文件等进行检测,对于建设工程中所使用到的材料、装置以及其使用性能等,都要进行详细的检查和多次的试验,这样才能保证其质量问题。这几年以来,我国的经济得到了不断的发展,相应的建筑工程数量也在不断的增加,因此,相关的从业人员应该加强对质量检测工作的重视。 2相关的工程检测方式 2.1破损性的检测方式 所谓的破损检测,就是要求对建筑项目采取科学有效的检测方式,还能够对其他一些建筑的部位采取破坏性的试验活动,从而达到良好的检测效果。这种破损性的检测方式在具体的项目工程建设的过程中,还要根据建筑项目的实际情况来作进一步的确定,要严格按照标准规范检测的过程。由于破损性检测存在一定的不足之处,所以在检测工程项目的时候,在一定程度上会对建筑工程结构带来破坏。因此在实际的操作过程中,一切都要根据具体的情况来分析,从而增强工程检测的控制。 2.2无损性的检测方式 无损检测是一种间接性的检测方式,它在工程质量检测中具有很重要的作用,其通过检测建筑项目中一些不同的物理量,然后对相关的一些信息参数做进一步的计算,按照建筑工程项目的施工设计的标准,判断其施工的质量是否符合标准。这种无损性的检测方式对建筑项目的结构不会造成破坏,其检测的准确度较高,因此对于建筑项目中的很多部位都能够采用无损性的检测方式。 3建筑工程质量检测中存在的不足之处 3.1检测部门工作落实不到位、检测设施落后 对于建筑工程检测部门来说,其主要是依赖专业技能和素质高的工作人员,和相关的一些检测设施来展开工作的,但是,由于检测部门过于依靠各监督的部门,因此直接影响了各检测部门在有关设备中的更新工作,对于相关的工作人员也缺乏专业知识的教育和训练。相关机构对质量检测工作的重视程度不够,导致一些检测工作人员在工作中缺乏积极性,导致其检测效果不佳。如果检测的结果出现了误差,而检测的设施又较为落后的情况下,可能会导致不合格的材料顺利通过检测,进而导致建筑工程的质量问题无从找到质量的依据和保障。 3.2建筑工程质量检测的市场不规范 由于建筑工程检测的市场不规范,导致在市场上出现一些违反市场规则,开展一些恶性竞争的企业和个人。因为检测市场的体制机制不健全,导致在工程质量检测的过程中,那些不良企业和个人对施工方出示虚假的报告,这种情况在市场上经常能看到。另外,还有些一些检测单位在工作中所收集的数据不够精确,在处理数据的时候不认真。这些恶性问题都是由于检测市场的不规范造成的,检测部门没有发挥其重要的监督作用,从而导致工程的隐患。 4工程质量检测在建筑工程中的作用 4.1增强结构实体检测性能 在建筑工程施工的场地,进入施工地点的所有成品以及材料在通过质量检测之后,一定要强化其结构实体的检测,综合建筑工程项目的实际情况,按照施工设计的相关标准,在正常的维护和使用的情况,以及满足施工设计的要求下,务必要确保建筑工程符合性能高、持久性强、安全性高等要求。建筑工程的施工会受到很多不同因素的影响,从而给建筑项目的使用性能带来损害。在检测建筑项目的结构实体的过程中,要合理评估建筑项目的可靠性,增强建筑结构的持久性以及安全性,保证建筑项目的施工质量。 4.2节能性检测 这几年以来,我国在建筑领域方面实现了一个较为迅速的发展,在可持续发展这个大环境下,节能检测成为了建筑项目检测过程中一个重要的内容。在具体的检测过程中,主要是对建筑项目的分户墙以及外墙的保温、门窗性能等展开节能性的有效检测,检测采暖空调设施的使用性能,以及其构成材料和隔热保温系统的性能,在综合建筑项目的实际情况,完善建筑节能的项目规划,按照建筑项目的节能设计要求,采用符合条件的节能的产品以及节能的材料。 4.3减少造价 在建筑工程检测的过程中,有关工作人员要认真排查建筑材料,挑选出符合要求且性价比较高的材料,从而减少建筑项目所需要花费的资金。另外,还要根据工程检测出来的结果,采取相应的措施解决建筑项目中存在的质量问题,避免出现返工的情况。另外,不仅要展开合理有效的工程质量检测,而且还要针对性地进行指引和创造一个规范文明的市场环境,从而促进建筑项目的不断发展。 4.4提升工程的效率 通过科学有效的工程质量检测,在建筑项目施工的过程中,采取相应的解决措施和方法,增强对质量的控制,可以减少施工的时间,尤其是在建筑项目施工的过程中,依照工程检测出来的结果,有利于建筑项目施工的相关工作人员做出一个较为准确的规划,进而加快施工的速度,提升建筑项目施工的效率。 5结束语 对于建筑工程的质量控制,要选择合理有效的工程检测方式,相关的督促单位也要对存在的问题进行及时的处理,另外,在具体的工程检测中,还要综合考虑建筑项目的实际情况,规范工程检测的过程,强化对建筑项目的质量检测,进而提高建筑项目的质量。 参考文献 [1]杨显志.刍议工程质量检测在建筑工程中的作用[J].建筑与装饰,2018(7):107,110. [2]吴亦军.建筑工程桩基检测技术实践与探析[J].建材发展导向(上),2017(8):284-285. [3]王文忠.工程检测对建筑工程质量控制的影响及重要性分析[J].中国新技术新产品,2015(16):135. [4]黄良平.浅谈工程检测对建筑工程质量控制的重要性[J].城市地理,2016(02):127. [5]奚俊峰.探讨工程检测对建筑工程质量控制的重要性[A].《建筑科技与管理》组委会.2015年4月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会,2. [6]叶晓雁.建筑工程桩基静载试验检测存在的技术问题分析[J].中国房地产业,2017(22):125. 作者:赵小强 邹大圣 陈登科 陈 霞 王世俊 单位:重庆信达工程检测技术有限公司
汽车工业论文:汽车工业设计管理论文 一、工业设计理论:设计贴合消费者心理需求 将人的因素放在首位,想象和体会消费者心中的感受、特性和偏好,进一步察觉到潜藏在消费者心中尚未被意识到的需求。这也正是企业开发出受到消费者喜爱的独特产品所必须找到的切入点。只有当工业设计师为高技术赋予适当而亲切的设计时,消费者才能真正享受到高科技所带来的舒适,架起技术与生活之间的桥梁。 客车底盘从过去单一的直纵梁式发展到高地板大行李舱复合式,搭载货物量随行李舱容量的加大而增多。此外,乘坐舒适仍是客车设计人员努力的目标之一,航空式设计、电子化的应用等均为人性化设计的体现。在车内采用先进的电子装置,可以帮助驾驶员消除在驾驶中的各种失误。当驾驶员昏昏欲睡或与前行车辆未保持安全距离时,系统会发出适时的预警,这样会使驾乘人员感到更安全、更轻松。 利用人体工程学进行座椅设计,为确定舒适方便而又尺寸紧凑的车身内部空间提供了准确的依据。按照现代设计的观点,愉快是比舒适更为广泛的概念。乘客已不满足于舒适地坐在汽车内。客车更注意装饰效果的新颖和艺术风格的独特,渐渐超越乘坐舒适的常规评价标准,而且在美观、舒适、触感、视野等方面都有很大改进。座椅设计和布置的首要问题是使乘客具有正确的坐姿。要用一个座椅去满足不同身材的人,就要求座椅各部位可进行调节。客车座椅有十余种调节方式:如座垫前端与后端的升降调节、靠背角度与腰部支撑的调节、中折靠背的调节、头枕的角度与高度的调节、座垫左右侧支撑与靠背左右侧支撑的调节、整个座椅的前后移动与回转的调节等。现在,越来越多的客车采用倾斜地板的座椅,通常倾斜2.5度,前排与后排座椅的离地高度相差约4.5厘米,像影剧院座椅一样,极大地开阔了视野,使坐在客车中央的乘客也可饱览周围景观。 二、工业设计理论的产品个性化 未来汽车的整体设计走向在高科技的引领下开始转为个性化与多功能诉求。许多历史悠久的汽车公司不再坚持传统的设计风格,而改以高科技的设计或配备来吸引顾客,例如稀薄燃烧引擎、轻量化车体、主动车体控制系统、免持钥匙系统。而针对顾客个人不同的需求,汽车设计必须凸显其特有的个性与功能,例如电动硬顶敞篷车、RV车、休旅车、超微型车等。在环保的前提之下,高科技也一直运用汽车设计之上,例如复合动力系统、燃料电池电动车等。 中华汽车CARTEC中心副总经理吴海对此曾说:“新的审美观念和功能性的完美结合,越来越模糊的车种界限以及难以想象的汽车颜色,就是我们要开的汽车。”也就是说,未来推出的汽车,我们不会再关注它是属于哪家汽车公司,而是谈论着这辆车具有的新功能、充满惊喜的造型或配色。 三、工业设计理论的绿色设计理念的导入 绿色设计(GreenDesign)是20世纪80年代末出现的一股国际设计潮流,它的基本思想是:在设计阶段将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响为最小。对工业设计而言,绿色设计的优秀是“3R”,即Reduce、Recycle、Reuse,不仅要减少物质和能源的消耗,减少有害物质的排放,而且要使产品及零部件能够方便地分类回收并再生循环或重新利用。 以环境保护为目的的新型汽车被称为“绿色汽车”,主要表现有: 1.低污染排放,推广使用无铅、无硫燃油,以降低尾气污染; 2.低能源消耗,柴油发动机及燃气发动机在客车中的比例增大; 3.低噪声污染; 4.积极研究和开发电动汽车。 四、工业设计理论的产品的通用设计 工业设计应体现为大多数人服务的宗旨,设计的服务对象应包括残疾人、老年人等需要特别关怀的弱者,根据他们的具体状况和需求进行无障碍设计,即通用设计。短途公共汽车首先保证乘客的快速上下车,采用低地板和平坦踏步。旧式客车地板距地面高850—950毫米,而现代客车地板距地面高700毫米,有的为400毫米,客舱的高度应保证乘客能在车顶扶手下自由走动,窗上梁的高度应保证站立的乘客具有足够的视野。为乘客提供座位在短途公共汽车来讲,是一个次要的要求。而对长途客车来讲,首先应保证为乘客提供座位。 汽车工业论文:汽车工业设计管理论文 每辆展车都强调在尽可能紧凑的前提下创造出宽敞的空间,同时在美学与文化方面的表现功力也不容小觑。 也许最初日本建筑设计师坂茂在与平面设计师原研哉构思这样一个展览时,只是为了透过日本在汽车设计方面的领悟和创新来展示蕴藏于日本设计中的“soilandspirit”概念,但令他们没想到的是,这个展览在汽车行业所引发的关注、对未来汽车发展趋势以及有关工业与文化、环境关系的探讨甚至吸引来了联合国秘书长潘基文。 在刚刚过去的2008年,两位日本设计大师在伦敦科技博物馆举办的以“为拥挤的地球设计汽车”(DesignsforaCrowdedGlobe)为主题的展览,展示了包括丰田、日产等在内的七家日本汽车制造商在“移动的个人空间”(mobilecell)概念探索中的最新设计成果。 事实上,无论是平面装帧设计还是工业产品设计,日本显然已是全球范围内公认的佼佼者,因此要挑选能够代表日本设计精神和水准的选择并不算少,令坂茂与原研哉最终将目光定格在汽车上的重要原因是——日本汽车已然成为可以反映本国文化和思考的象征物。 在坂茂看来,展览并不为单纯展示汽车,而是要揭示出其背后隐含的各种文化的、心理的、地域的、环境伦理的等在内的意义。“汽车不单纯是为了运输,不单纯是一种工具,对于日本人来说,这是一个生活空间,所有与生活有关的都蕴含在里面。”他说。 在这次展览中,“尺寸”、“环境”和“移动的个人空间”是在未来城市流动生活的基础上所探讨的三个主题。与技术创新同样出名的是日本的人口密度,这使得较早地迈入小型城市用车(日本称为KeiCar)及燃料汽车的研发领域、并有着丰富阅历和经验的日本汽车制造商所提供的各种城市运输解决方案颇具借鉴意义。 不论是日产的Cube、丰田的iQ还是大发的Tanto及Hijet概念卡车,每辆展车都强调在尽可能紧凑的前提下创造出宽敞的空间,丰田“i-Real”的设计更有意思,除了可以在公共汽车道上行走之外,还能在人行道以及室内运行,显得别具一格,而大发舍弃B柱的设计也尽可能地使汽车空间达到最大化。 与汽车制造商主动思考未来可持续发展一样,山口晃运用日本传统绘画技法的画作“大山崎交通”(OyamazakiTransportation)则同样体现出艺术家对未来城市流动性的思考与设想。在这一刻,艺术与工业、与生活融为了一体。 一个国家的工业设计如果由其本国文化驱动并在处处渗透着该国文化与艺术的痕迹的同时走在时代科技的尖端,可以想象其蕴含的威力有多大。事实上,这次由艺术家所主导的汽车展并非仅仅为观者上了一堂生动的、设计方面的课,还提供了一个深入了解日本文化的窗口,而其更实在的意义则在于,为那些期望在日本市场有所作为的他国汽车制造商提供了一个近距离了解日本市场需求的机会。 汽车工业论文:汽车工业成本管理论文 摘要:入世后,国外汽车企业以低成本为基础进行价格竞争,争占我国汽车市场。我国轿车企业普遍存在生产能力开工不足、管理技术落后、生产成本过高等问题。为增加我国轿车竞争力,应引进先进的管理技术,实施成本管理创新战略。 主题词:汽车工业;成本管理创新 在近年的世界汽车市场上,汽车巨头的激烈竞争集中体现在降低成本上。各大汽车集团纷纷聘用有“成本杀手”称号的人担任要职,以成本管理创新为手段,以低成本为基础,以价格竞争作为抢占市场的法宝。作为当今世界上具有最大潜在汽车市场的中国,入世的未来几年,汽车工业充满了机遇和挑战,将受到全方位的冲击和震撼。价格竞争是入世后我国汽车企业与世界汽车巨头之间无法回避的竞争。因此降低汽车成本是我国汽车工业的必然选择。 1、入世后我国汽车工业面临国外汽车企业的挑战 1.1、国外汽车企业以低成本为基础进行价格竞争 国外汽车企业进入新兴市场一贯以成本战略为基础,采用低价格的竞争策略来抢占市场。从运用价格竞争战略的效果看,低价格可以使一个企业在与竞争对手的竞争中,瓦解顾客对其它品牌的忠诚,进而开辟自己的品牌及占领市场份额。因此,国外汽车厂商纷纷谋求如何降低成本,来满足价格竞争的需要。 在进行价格竞争的策略上,国外汽车企业在我国入世后,已开始重视对适应我国市场的经济型轿车的开发与研制。近期,日本汽车企业推出了9个品种20余种型号的经济型轿车,售价均定位于7000—8000美元之间;福特和戴—克公司推出了售价在7000—8000美元之间的经济型轿车;奔驰公司也先后推出“经济型速度之星”和“经济型短跑运动员”等小型轿车。这些经济型轿车的价格定位均与我国《“十五”规划》中要开发的经济型轿车的定位相仿,随着我国汽车市场的进一步开放,这些轿车的进入将给我国汽车工业企业带来不可估量的冲击。 1.2、中外汽车企业的成本比较 将中外汽车企业的成本做一比较,我国汽车企业则明显处于劣势。以日本为例,丰田公司以“只有降低成本才是至高无上的原则”为出发点,创造了“JIT生产方式”,始终把降低成本作为追求的目标。在1974年6月—1976年12月间,该公司降低成本金额高达650亿日元,其后,该公司年成本降低对利润的贡献均保持在10%以上。 随着日本三大汽车企业纷纷采用“JIT生产方式”,日本汽车企业的成本逐年降低。1998-1999年,日本汽车三大公司的销售成本率有两大公司呈现下降。丰田公司从1998年的78.3%下降到1999年的77.1%;本田公司从1998年的69.1%下降到1999年的67.7%。 从我国目前情况看,我国汽车企业的成本也在呈现缓慢下降态势。一汽集团的销售成本率从1998年的86.2%下降到1999年的85.7%;东风集团从1998年的88.2%下降到1999年的82.7%;北汽、上汽集团也从1998年的92.9%、75.7%,下降到1999年的90.2%、74.7%。 上汽集团是销售成本率最低的厂家,仅为74.7%。之所以如此,主要是由于其主打产品——“桑塔纳”的生产能力利用率达到71%、年产量达到22万辆所产生的规模经济;其次,价格较高、科技含量较高的“别克”轿车的旺销,对整个企业集团的销售成本的降低也发挥了重要的作用;同时,上汽集团提出“可比产品成本要达到每年下降5%”的目标取得了一定成果。值得注意的是,由于“别克”轿车的销售价格高于国外市场价格,使上汽集团增加了销售收入,降低了销售成本率,但随着入世后汽车市场的进一步开放,国内外轿车价格逐渐趋向一致,会导致上汽销售成本率的提高。 虽然我国汽车企业的成本呈现缓慢降低态势,但与日本三大汽车公司相比,仍有较大的差距。我国汽车企业销售成本率较高的主要原因有两点。一是目前我国市场上销售的数十种车型,绝大多数是引进或仿制国外20世纪80年代的产品,需要向合作方支付大额的技术转让费、高价购买关键零部件以及承担外方人员高工资;二是虽然引进的20世纪80年代的生产线的技术和产品已成熟定型,但生产批量未达规模经济点,导致巨额固定成本居高不下,从而直接导致我国汽车企业的销售成本率提高。 2、我国汽车工业自身存在的问题和机遇 2.1、问题 2.1.1、生产能力普遍开工不足 我国汽车企业在设计产量上均达到了汽车组装线的经济规模产量,但实际产量普遍未能达到规模经济点。截止2000年底,我国已建成具有年产各种汽车300万辆(轿车年产120万辆)的生产能力,但2000年全年只生产各种汽车206万辆,占生产能力的68.6%。轿车产量达60万辆,为生产能力的50%。表1为2000年我国主要汽车厂家生产能力利用情况。 从表1可以看出,2000年上海大众公司和一汽大众公司的轿车生产能力利用率较高,为73%;上海通用、长安奥拓、东风神龙生产能力利用率仅为30%左右。生产能力利用率的严重不饱满,直接导致车均固定成本居高不下。同时,由于我国汽车企业实际生产量未能达到规模经济,也导致汽车价位过高,从而抑制了市场的需求,使我国汽车工业形成了“需求不足市场容量小企业规模小不经济、成本高价位高需求不足”的恶性循环。 汽车工业是规模经济显著行业,对生产成本影响最大的是生产批量,若产量达到设计年生产纲领,产品价格下调是必然的趋势。目前,我国轿车市场的需求量只有60—70万辆。盲目要求我国汽车生产企业达到年产轿车100万辆的规模,显然是不切实际的。市场的需求制约了我国汽车企业的发展。 英国马克西和西尔伯斯通过对汽车生产线长期平均成本所做的分析结果表明:1条汽车生产线的最小、最佳规模是年产6万—10万辆。因此,我国汽车企业应从实际出发,先使单条汽车生产线达到最小最佳规模(年产6万—10万辆)后,再通过组建同等经济规模的生产线,扩大生产量来达到生产线经济规模。其后,在需求增长和扩大出口的情况下,达到年产100万辆的企业经济规模。 2.1.2、企业管理技术落后 我国的管理技术落后首先表现在我国企业本身的管理基础较弱,多数企业是由国有企业通过重组、参股或控股方式发展起来的,管理层大多来自计划经济结构的国有企业,较大部分缺少现代企业管理素质。 地方政府过多的行政干预,也在很大程度上束缚了企业独立自主的管理能力的发挥。我国汽车企业面对的市场,被人为地分割为本地市场和外地市场,各地政府均对本地的汽车企业进行保护,对外地汽车进入本地市场设定了各种各样的壁垒。这不但导致汽车企业进入外地市场时要付出高额成本,同时也抑制了当地汽车企业提高自身管理创新能力的主动性。 2.2、机遇 我国汽车工业《“十五”规划》提出,要“加大汽车工业战略重组力度,以一汽、东风、上汽集团为基础,培养2—3家具有较强国际竞争力的大型企业集团。”以此为契机,可改变我国汽车工业各自为战、缺乏宏观调控,以企业和地方的局部利益而牺牲全局利益的现状,拉开中国汽车工业大重组的序幕,使企业上规模、上效益。 我国汽车工业《“十五”规划》中还提出了“在5年内重点发展排量1.3L,售价8万元左右,百公里油耗达到国内先进水平的经济轿车”的宏伟目标。我国汽车工业企业现已具备研制低价位经济轿车的能力,因此,对国内汽车企业来说,这是一个巨大的市场机遇。 3、引进先进的管理技术,实现成本管理方法创新 3.1、变革成本管理思想实施成本战略 成本战略有别于传统的成本降低方式。它是紧盯市场目标,以成本为竞争中心,通过使用独特的技术、借助有利的原材料购进渠道及利用规模经济的特性来进行操作,从而达到在同业中成本最低,以低于同业竞争对手的售价来获得大量的市场份额的战略。 建立低成本地位,使企业在确定行业产品的最低价格上具有决定权或成为降低成本的主导者,则有更多的机会获得超额的利润。 成本战略要通过市场调查,确定消费者需要的产品特性,进而设立该产品的目标成本。目标成本预先限定产品成本的最高限额,规定制造过程中实际消耗的成本不准超过这一限额,然后要求设计、工程、外购材料等部门通力合作达到目标成本。成本战略要求只有在最后工序达到成本降低额的目标后,才能进入实际制造阶段,否则仍要通过多重循环挤压成本,以使实际成本达到目标成本的目标。 成本战略将改变成本的立足点,将其从传统的生产现场转移到产品的策划、构思和设计阶段;从业务链的下游转移到源头。直观地说,在设计阶段就对将要发生的产品成本进行虚拟核算,可以使开发新产品的成本大大降低。 成本战略中关键的是确定目标成本,即在新产品开发设计过程中,为实际目标利润而必须达到的目标成本值。其可表示为:目标成本二期望销售价格—目标利润。目标成本是企业允许的最高成本额。 期望销售价格可在与同业竞争对手的同类商品中进行比较得到,要同时考虑到其它企业类似产品目前拥有的市场份额、可能达到的市场容量、企业自身销售物流系统是否完善(销售网络人员的熟练程度)和商品战略等。目标利润必须兼顾多种因素,不但要从企业的经营观念、经营方针和经营战略出发,还要考虑到企业的长期投资计划、研究开发计划、中期利润计划以及内部留存收益运用计划等因素。 3.2、提高劳动增值率 更新观念,杜绝浪费,提高劳动增值率是降低成本的主要手段之一。生产浪费可分为以下7种。 a.生产过量的浪费,最典型的是工作超进度,造成产品的积压,增加和产生挪动或堆放产品的工作; b.窝工造成的浪费; c.搬运环节上的浪费; d.加工本身的浪费; e.库存的浪费,库存越大,资金占用越多; f.操作上的浪费; g.制成次品的浪费。 在小批量、多品种混合生产的情况下,由于生产次数改变多,使生产浪费变的更加严重。要改变这种局面,首先,要求缩短设备的切换调试时间,随时根据生产需要切换调试设备,以适应后工序的生产指示或客户的需求,做到生产中各工序的现实需求与产品的最终需求合拍。第二,要缩小搬运批量,即使各工序能按很小的批量切换生产,如果向下道工序的搬运批量较大,就不能避免搬运在途或加工等待在途,搬运批量应配合生产批量的缩小而力求缩小,其理想状态是“按件搬运”。第三,要采用“U型生产线”与“多功能工人”相结合的生产方式,即配合设备的小型化,使各工序的距离变短,作到“进出一致”原则,即取出与投入再加工的工位位置一致,消除回头再取加工物件的无效损失。第四,在此基础上加以“一工多能化”,使员工具有操作前后各个工序设备的能力,可达到少人化的目的,又可以提高流水线的生产效率。 3.3、增加劳动附加值 成本战略的另一主要方面是,劳动思想更新,减少无效劳动,增加劳动附加值。 任何车间的生产劳动都可如图2一样划分,将现场劳动划分为“浪费”、“不增加价值的劳动”和“增加附加值的劳动”三部分。虽然增加附加值的有效劳动所占比例较低,但只有这部分能改变产品质量和组装加工的方式。也就是说,这部分在制造零部件或产品时,可对原材料或半成品等加工对象付出劳动,创造出附加值,即劳动增值率。严格地说,没有附加值的劳动也应视为浪费,因为它们没有提高或增加产品的附加值,只会增加人工成本。属于浪费的劳动应立即消除;对不增加附加值的劳动,要合理安排,加以改进,尽量减少其所占比率,提高劳动附加值。 3.4、降低材料采购成本 降低材料采购成本取决于采购上的创新,导入市场竞争机制,降低材料采购成本。汽车产品材料费用一般占售价的35%—60%,是产品成本中最直接、最基础的部分,所以,要想降低材料成本,首先应按产品逐一认真核对数据。 在材料采购、产品配套零部件采购中,应导入市场竞争机制,企业所有的采购业务,包括生产产品的直接零部件、材料、非直接物料(机械、设备、房屋、服务以及维修等),都应该归口采购部门统一采购。 采购部门将所需采购的项目分类,将非直接物料归为一类;对直接生产配套零件则尽可能组成系统或总成一并采购,通过扩大每批批量值可取得较低的采购价格。 在供应商的选择上,首先,可以参照QS—9000质量标准体系,给供应商打分,选择合格的供应商。按市场竞争的方法可取得成本控制范围内合理的较低的配套价格。根据上海通用公司实践统计,选择几家合格的供应商经过几轮竞价,一般情况下价格可平均下降5%—10%。随着生产工艺的成熟、工人操作的熟练、产量的增加、合格品比例提高等因素的变化,可要求供应商逐年调整供应价格。我国加入WTO后,随着关税税率的降低,汽车企业还可利用WWP、GPS全球采购系统,在世界范围内获得质量同等、价格更低的零部件,使汽车产品在成本上有竞争优势。 汽车工业论文:汽车工业跨国并购障碍分析论文 摘要目前,中国汽车工业跨国并购面临着法律、体制、资本市场、企业文化等方面的一系列障碍,为了更好地促进中国汽车工业的发展,我国应该从政策和制度上积极地采取一系列切实可行的措施。 关键词跨国并购直接投资资产重组市场化 1引言 改革开放以来,我国利用外商直接投资获得了长足的发展。截止2002年12月底,全国累计批准外商投资企业424196个,合同外资8280.60亿美元,实际使用外资4479.66亿美元,跨国公司直接投资在我国国民经济中的地位日益突出。但由于我国政策的限制,国际直接投资进入我国一般都是采用新设投资的方式,跨国并购这一跨国直接投资的最主要方式在我国利用外资中所占比重并不高。2002年“世界投资报告”显示,2001年我国吸收了468.88亿美元的国际直接投资,但只有不到5%是通过跨国并购的方式进入我国的。本文论述了汽车工业跨国并购之所以难以在我国广泛展开,主要面临着法律、体制、资本市场、企业文化等方面的障碍。 2跨国并购面临的主要障碍分析2.1法律障碍 (1)有关外资并购的法律体系不健全。我国还没有专门适用于外资并购的法律,仅有的几个用于调节外资并购活动的规章制度,如2002年10月证监会颁布的《上市公司收购管理办法》,2002年11月,证监会、财政部、国家工商总局和国家外汇管理局联合的《利用外资改组国有企业暂行规定》,特别是2003年3月7日颁布、4月12日起施行的《外国投资者并购境内企业暂行规定》,成为我国第一部外资并购的综合性行政法规。综观这些法规,其规定原则性太强,缺乏可操作性。另外,缺乏一系列的外资并购配套法规,如《反垄断法》、《社会保障法》等等,在一定程度上阻碍了外资并购的发展。 (2)缺乏科学、高效、透明的外资并购审批制度。我国在《合资经营企业法》、《合作经营企业法》、《外商投资企业法》及其实施条例、细则中对外资进入做了规定,但这些规定从总体上看,具有重审批权限和程序界定,轻操作办法的特点。例如《外商收购国有企业的暂行规定》虽然是直接针对外商收购国有企业行为制定的,但其中的实质性内容只是设定了审批权限和审批程序,而对许多细节性操作问题没有明确规定,缺乏内在协调性和结构的严密性,难以构成一个相对完整和独立的审查外资准入的审批制度,因而极易引起外商的误解。 (3)缺乏排斥地方利益约束及国有股权管理的法律制度体系。由于汽车制造企业是以资本为纽带,以全球为资源利用销售市场的综合产业,其本质决定了该产业排斥地域封锁和地方保护主义。而我国汽车制造企业一般都与所在地方具有密切的联系,许多汽车生产厂家都是借助于地方性产业政策及地方法律法规得以发展起来。更多的地方通过设立国有股权投资公司来对相应的地方汽车生产企业达到控股或参股。因此,急需建立排斥地方利益约束的法律制度体系。汽车制造企业一直以国有股权为主控制,虽然多数汽车制造企业特别是上市公司都已经进行了改制,但国有股包括国有法人股的股东权利的行使路径并没有真正清晰过。因此如何建立关于国有股权管理的法律制度体系是中国汽车工业发展需要解决的首要问题。 2.2体制障碍 (1)企业产权不清,治理结构不健全。在企业产权不清晰的条件下,跨国公司对国内企业的收购标的本身就蕴涵了巨大的风险,收购后的企业组织也难以通过产权来实现对资源的内部化配置,并形成跨国直接投资的内部化优势。因此,企业产权不清严重制约了跨国公司的并购意愿。又比如股权结构的缺陷,目前我国企业的大股东平均控股比例大多在50%以上,这种特殊的股本结构使得外商想成为控股股东就必须取得较大比例的股权,无形之中增加了并购成本。外资企业若不能控制被并购企业,就无法获得转移技术和管理能力优势的收益,也无法把在生产经营、营销手段、售后服务等方面的经验嫁接到国内企业中来,跨国并购的优势就不能得到充分发挥。 (2)资产评估问题。外商购买国内企业时遇到的首要问题就是购买价格。目前,国内企业的资产评估大多采用国有资产评估制度。评估部门的评估和国有资产管理部门的确认是以账面资产为准的,而外商接受的价值不是账面价值而是市场重置价,即该企业的实际价值,这和账面价值有较大的差距。这个问题是外商购买国内企业难以成交的结症之一。另外,全国仅有国有资产评估机构400多家,专门从业人员 1000余人,远不能满足需要,评估实际水平距国际水平差别甚大,操作过程中有时还受行政干预。一些国内企业的资产没有经过规范化的核定和评估,如对企业品牌、商标、信誉等无形资产的评估。 2.3资本市场障碍 所谓资本市场障碍是指现阶段我国资本市场的缺陷,从而为企业之间产权交易设置的障碍。资本市场的建立和完善是企业间开展并购的前提条件和基础。不仅如此,资本市场的发达程度还决定了企业并购活动的发达程度。对于上市公司而言,证券市场的发展直接影响着上市公司并购的质量。国外大多数企业间的并购都是在证券市场上完成的。我国的证券市场起步较晚,仍处于初级发展阶段,不仅市场规模比较小,而且本身带有很多的不规范性。目前国内的资本市场,除A股市场刚开始对合资企业开放之外,基本不对外资开放;证券市场上“一股独大”现象突出,国有股、法人股不流通,而流通股B股、H股数量有限,加之股市低迷、信息披露不规范、幕后交易时有发生。这些都大大限制了外资通过证券资本市场进行跨国并购。 资本市场发育不成熟的另一表现是金融工具品种少,企业筹资渠道狭窄。并购活动耗资巨大,单纯依靠一个公司自有资金显然是不现实的。在西方发达国家,跨国公司主要利用国际资本市场和证券市场,借别人的钱来完成跨国并购。90%以上的并购资金是通过发行股票、债券、以股换股、抵押贷款、信用贷款等融资手段筹资。但我国绝大部分并购活动还仅仅停留在资产无偿划拨、承担债务或现金收购等方式上,并购活动中的融资效率十分低下。 2.4企业文化差异造成的整合障碍 在知识经济时代,企业并购呈现出范围广、巨额化、跨国化等一系列新特点,逐渐成为世界各国企业扩大规模、获取竞争优势的最有效的战略选择。但这一战略选择的实现并不完全取决于有形资产规模(如厂房、机器、技术、资本等)的简单叠加,更重要的是实现并购企业和目标企业从有形资源到以企业文化为优秀的无形资源的整合,从而在根本上提高企业的优秀竞争力。跨国并购中,并购双方来自不同的国家,政治、经济背景不同,社会制度和经济发展程度不同,东西方文化差异造成的冲突不可避免。由于并购中往往要涉及到人员变动、管理模式选择等问题,双方文化的差异就表现得更为突出和明显。据有关数据统计,在全球范围内资产重组的成功率只有43%左右,而那些失败的重组案中80%以上直接或间接起因于新企业文化整合的失败。因此,如何通过整合在企业内部建立统一的价值观和企业文化,实现“l+1 2”的效应是并购双方必须认真考虑的问题。 3采取的主要对策与建议 3.1健全外资并购法律法规,适当简化审批程序 首先,充分借鉴发达国家及其发展中国家的成熟经验,构建起既符合国际惯例,又体现我国具体国情的、操作性强的外资并购法规体系。具体而言,应将重点放在《企业兼并法》、《反垄断法》、《产业政策法》等法律的制定上。在制定上述法律的基础上,还应完善其他配套法规和制度,以更好适应外资并购的需要,如修改《公司法》中关于公司投资限制的规定,适当放宽收购资金的到位期限;完善《证券法》中要约收购的规定,使国有股向外资转让的比例进一步合理化;完善《企业破产法》,使破产企业的债务清晰、职工安排与安置进一步合理化,减轻外资并购的相关成本等。其次,简化外资并购的审批程序。外资并购的审批制度要按照国际惯例改为实行有限度的自动核准制,用统一的法律法规来规范审批程序,明确审批权限,强化审批责任,简化审批手续,合理规定审批时限。外资并购的审批权力可以适当下放,此外,国家及各省市都应该尽可能设立或委派专门机构开展外资并购的审批工作,以防止出现政出多门、相互冲突的现象。 3.2规范资产评估制度,提高资产评估水平 科学合理的资产评估制度为企业并购提供了可靠的依据,有助于外商对目标公司的资产结构、经营状况、资产价值、获利能力等重要指标进行详细了解与科学分析,从而确定恰当的并购交易价格,使得整个外资并购工作定量化、规范化,避免主观随意性。因此,必须进一步改进和完善我国现有的资产评估制度,努力提高评估水平,积极与国际惯例接轨,以实现既保护国有资产在外资并购中不受侵害,同时又保证外资并购活动顺利进行的目标。我们在转让相关资产时,要尊重国际通用的评估原则和方法,不应人为地要求国有资产、国有股权的转让定价不得低于净资产价格,同时,也要改变不论国有资产质量如何,一律用重置成本法来评估其价值的做法。 3.3大力发展资本市场,畅通外资并购的市场渠道 资本市场是跨国并购的重要平台。就目前来看,我国资本市场的规模还相对较小,而且缺乏高度流动性和稳定性,要想真正成为外资并购国内企业的基本平台,还应重点做好以下工作:一是加快推进符合条件的外商投资企业在A股市场上市;二是当市场发育相对成熟,监管制度相对健全时,有限度地对外资开放二级市场,适当允许外资通过收购流通股来达到并购的目的;三是对于外资收购的上市公司国有股、法人股等非流通股,在“禁售期”满之后,是否可以借助QFII机制,以及其他配套措施来解决其持有股份的流通问题,以调动外资并购国内上市公司的积极性,也给外资退出被并购企业提供一个良好的市场渠道;四是建立上市公司国际并购审查制度,防止国家相关的优惠规定被纯粹的投机性外资所利用,扰乱正常的市场秩序;五是建立一支能够为外资并购提供全方位服务的国内中介机构。 3.4以建立现代企业制度为优秀,规范汽车制造企业治理结构和股权制度 按照现代公司制度规范,依法落实股东责任、董事责任和经营责任,实现责权利相结合,使其成为符合市场经济要求、具有完全行为能力的独立主体,彻底脱离行政附庸的角色。逐步实现地方国有股权在当地汽车制造企业中退出控股地位,这样在消除地方保护主义影响的同时,还可以保障汽车制造业在全国甚至全球范围进行零部件采购和汽车销售,彻底消除地区贸易壁垒和资源壁垒。与此同时,建立清晰有效的中央与地方两级有机结合的国有资产管理体系。 3.5加快产权市场建设 市场化是汽车制造企业进行产业内并购重组的根本保障。要建立以自由竞争为特征的企业并购市场环境,通过企业之间的股权关系纽带,逐步形成以股权并购为主要形式的产业内并购,同时以法律制度的形式确立企业并购市场规则。同时通过汽车制造企业国有股权出让获得资金,专门建立以汽车技术开发为主的投资公司,支持中小科技企业,确保中国在汽车新技术方面的合理利用和技术开发,再以向大企业转让或由原企业股东回购的方式退出,逐步建立中国自主知识产权的汽车技术支撑体系。 汽车工业论文:汽车工业废水处理论文 1用排水现状 1.1工业废水排放特点 汽车各类涂装废水通过管网排放至厂区废水处理站进行集中处理。废水处理采用物化与生化联合处理工艺,物化处理单元采用混凝沉淀工艺,物化出水与生活污水混合后进入生化处理单元,生化处理工艺采用生物接触氧化法,生化出水达标排放,平均排放量约2250t/d。 1.2回收利用分析 工业冷却水对水质要求较低,水量需求巨大,主要用于补充冷却水蒸发与排污的水量消耗,是工业废水处理尾水回用的理想对象。当然,尾水作为中水回用于冷却水时应考虑可能对冷却水系统造成的不良影响,并应采取相应的防治措施。通过对厂区废水排放量的调查,废水站排放废水水量能够满足冷却水补水需求。排放废水的水质满足GB8978—1996《污水综合排放标准》中的二级排放标准,虽然未满足中水回用要求,但仅COD、浊度等个别指标略有差距,经过深度处理后作为冷却水系统水源具有很大的潜力。 2中水处理方案 2.1回用工艺选择 再生水的细菌总数与悬浮物是相对于自来水有较大差异的2个指标,悬浮物指标虽未在回用标准中予以规定,但考虑到悬浮物的累积对循环水系统的稳定运行可能会产生较大影响,也应在工艺设计时予以重点考虑。因此,回用工艺宜选择采用物理分离的工艺模式。 2.2工艺流程 超滤技术具有操作简单、流程短、分离效果好,处理效率高、能耗低等特点,在废水处理中得到了广泛地应用,也比较适宜于作为废水处理尾水的深度处理。中水回用处理工艺采用预处理+超滤的多级过滤工艺流程。 2.3工艺介绍 (1)预处理 预处理由砂滤器、活性炭过滤器、保安过滤器组成。砂过滤器与活性炭过滤器均为2组并联运行,作用是预先去除水中部分的污染物质,减轻超滤设备的负荷,延长超滤膜的寿命。排放废水进入砂滤器前通过计量泵向水中投加PAC絮凝剂,使水中的悬浮物形成较大的絮体,经过砂滤器时被其中的石英砂截留,从水中去除。砂滤器出水进入活性炭过滤器,利用活性碳的吸附能力降低水中有机物等污染物的浓度。2组活性炭过滤器的出水合流进入保安过滤器,保安过滤器滤芯孔径50μm,主要作用是去除水中的较大颗粒物,保护超滤膜不受损伤。 (2)超滤 保安过滤器的出水进入超滤系统,超滤系统由16支超滤膜组件及配套的气动阀门、流量计等设备组成。超滤主要应用于将溶液中的颗粒物、胶体和大分子与溶剂等小分子物质分离,分离过程主要有:在膜表面及微孔内吸附(一次吸附);在孔中停留而被去除(阻塞);在膜面的机械截留(筛分)。利用超滤膜的上述分离能力可进一步降低处理废水中的悬浮颗粒、胶体、微生物的含量。 (3)供水 向超滤膜出水中投加次氯酸钠,保持水中余氯含量,防止细菌、藻类滋生,最终进入回用水池,通过回用水泵升压后回用于冷却水系统。 (4)处理工艺特点 本处理工艺采用全自动控制方式,占地面积小,操作简单,可靠性强。利用滤料层的截留与超滤膜的分离机理,对细小悬浮固体颗粒与微生物具有较高的去除率。 2.4工艺及设备参数 中水处理设备设计产水能力为60m3/h。超滤膜组件为东丽(TORAY)HFU-2020外压式聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,截留分子量150000g/mol,有效膜面积72m2,最大进水流量12m3/h。 2.5设备运行说明 (1)砂碳滤 砂滤器、活性炭过滤器运行时,水流自上而下流经滤层,进水流量为55~60m3/h,进水压力为0.08~0.1MPa。为保证持续良好的过滤效果,每48h进行一次清洗,按先反冲洗后正冲洗的步骤进行。砂滤器反洗前先以25m3/h进行5min空气擦洗,使附着在滤料表面的污染物脱落,提高反冲洗效果。反冲洗时冲洗水自下而上流经滤层,带出污染物,反洗流量为120m3/h,冲洗时间为10min。 (2)超滤 超滤机组进膜压力为0.05~0.1MPa,中水回收率达90%以上。超滤膜组件连续产水运行过程中,污染物会使超滤膜产水量发生不可逆的变化,为确保超滤膜连续稳定运行,需定期反洗恢复超滤膜产水量。为此,超滤膜每隔30min执行一次物理清洗,包括反洗与空气冲刷。运行表明,反洗时间1.5min,流量60m3/h,空气擦洗时间1min,可以使超滤产水量达到较为稳定的状态。除了物理清洗,超滤膜组件每24h进行一次维护性清洗。维护性清洗是为了确保膜的最适宜寿命及透过水产量。维护性清洗时,将带有次氯酸钠的反洗水注入超滤膜组件并浸泡20分钟。化学清洗用于去除附着在膜表面或积蓄在膜孔内的污染物质,当过膜压差上升或膜过滤性能下降时实施化学清洗。化学清洗通常使用柠檬酸与次氯酸钠进行酸碱组合清洗以获得最佳的清洗效果。清洗时,配制质量分数3%的柠檬酸与质量浓度为3000mg/L的次氯酸钠以50L/min的循环流量别循环1~3h后排放。一般2~3月实施一次化学清洗。 3回用可行性分析 3.1中水处理效果 中水回用处理设备经过调试运行,运行情况良好,产水水质稳定。具体水质指标(2014年3,4月的数据平均值)与回用标准。 3.2经济与环境效益分析 中水回用工业冷却水系统具有良好的经济效益与环境效益。中水回用后,每年可以节约新鲜自来水量并减少排污量约14.4万t,按工业用水费用3.4元/t,废水COD平均质量浓度为60mg/L计算,每年直接经济效益约48.96万元,减少向环境排放污染物8.64t。 4结论 (1)汽车工业废水具有水质变化大 成份复杂等特点,经处理后排放的尾水采用预处理+超滤工艺可以克服传统中水处理工艺对进水水质条件要求苛刻的问题,经过深度处理后的再生水,出水满足回用标准,回用于循环冷却水系统是完全可行的。 (2)汽车工业废水经过物化与生化处理后 排放的尾水采用多级过滤技术进行深度处理,中水回用至循环冷却水,既减少了污染物的排放又节约了水资源,经济效益与环境效益显著,具有一定的推广应用价值。 作者:陆宁 郭牧 李璐 王春冬 单位:同济大学环境科学与工程学院 上海依科绿色工程有限公司 上海市闸北区环境监测站 长江勘测规划设计研究有限责任公司上海分公司 中芯国际集成电路制造上海有限公司 汽车工业论文:自主研发汽车工业论文 一、中国汽车工业发展现状分析 中国汽车工业发展现状及特点,2012年,中国汽车市场销售额稳健增长,产销突破1900万辆创历史新高,再次刷新全球记录,连续四年蝉联世界第一。目前中国汽车工业发展呈现以下特点: 1.乘用车产销明显增长。2012年乘用车产量1552.37万辆、销量1549.52万辆,增幅比上年分别提高2.9和1.9个百分点。乘用车产销辆首破1500万辆大关,创历史新高。 2.小排量汽车平稳发展,新能源汽车产销上窜。2012年1.6升及以下乘用车销量占乘用车总销量的67.15%,新能源汽车生产12552辆,销售新能源汽车12791辆2。中汽协预计,随着新能源汽车规划推出,今后几年,我国新能源汽车产销将会有较大幅度的提高。 3.自主研发能力弱,产能过剩严重。我国汽车工业自主研发能力较弱,从新中国第一辆红旗轿车到现在年产近两千万辆汽车,优秀技术几乎都让外国大企业垄断,导致国产汽车产量大但利润少。2012年的产能过剩就已经达到500万辆,相当于日本的新车市场,预计到2015年这一数字将达到相当于美国市场的1500万辆。 4.汽车出口保持良好态势。据中汽协会统计,2012年汽车整车出口增长明显,高达105.61万辆,比上年同期增长29.7%。出口的主要车型为轿车和货车,所占比重分别为45.3%和27.9%。自主品牌出口增长较快,奇瑞、吉利、长城高居出口企业前三名,其中奇瑞和吉利均超过10万辆。总之,尽管中国汽车行业面临不少问题,但整体已步入发展快车道,技术水平显著提升,产业集中度不断提高,已经成为世界汽车生产和消费大国。 二、优化中国汽车工业的建议 中国汽车工业的优化过程需要多方参与,共同努力。政府方面,纵观我国汽车工业的发展和布局,政府的决定性作用清晰可见,故汽车产业的优化仍需发挥政府的宏观调控作用。 (1)完善技术创新融资的政策环境。政府资金主要投入技术的前期开发阶段,而后续的竞争性研究领域由企业出资支持,同时利用风险投资机制吸引大批社会闲散资金投资于企业的技术研究工作。政府还可以设立专项基金,鼓励和引导高校、科研机构加入基础技术研究领域。 (2)加强区域协调合作,打破行政地域限制,控制地方政府盲目的汽车工业重复建设,提高整个汽车行业的生产效率。同时积极促进汽车企业同国外的战略合作。 (3)结合我国“梯度开发战略”,调整汽车工业布局,使汽车工业适度向中西部地区转移。汽车巨头企业加大行业间兼并、重组或联盟力度,优化资源配置,形成强大的汽车产业集群。中小企业根据自己的比较优势定位,利用独立、灵活、专业的特点,进行专业化生产,促进产业升级和技术水平的提高。 三、结语 总之,通过多方积极努力,我国汽车工业自主研发能力将得以强化,特别是优秀技术的研发会推动我国汽车品牌战略的实施,提高本土汽车产量与质量。适应市场场需求,传统汽车生产将向节能、环保、新能源、混合动力汽车生产转变。这些最终均将促进中国由汽车大国向汽车强国转变。 作者:王瑞晋 张杏梅 单位:山西师范大学地理科学系 汽车工业论文:汽车工业国民经济论文 一、我国汽车产业的支柱地位 (一)部分汽车集团汽车销量占据主要地位 从2013年汽车销量来看,销售量排名靠前的汽车主要集中在大众、福特、通用、日产等汽车品牌,其中大众所占比例最高,汽车的产销较为集中。如表3所示。 (二)供需关系决定汽车产业成为支柱产业 据世界银行的统计研究表明,人均GDP达到1000-2000美元后,GDP每增加1%,汽车拥有量增加1.02%~1.95%。2008年之后,中国汽车需求量急剧增长,从生产供给方面看,我国汽车生产供给量在逐年提高,并且增长速度逐步加快,与消费同步。2003年仅为444.37万辆,而2013年汽车产量超过2000万辆,从某种意义上说,我国汽车供需体现出明显的“需求拉动供给”。而且自2010年以后,我国汽车产业出现“供不应求”的特殊事实,国内汽车市场存在巨大的发展空间。如表4所示。 二、汽车工业对国民经济的拉动作用 一个国家经济出现高增长时,汽车工业总是以高于其他产业的速度拉动国民经济增长,每增加1万辆车,拉动GDP增长88.82亿元。日本经济高速发展的15年间,国民经济增长了36倍,汽车工业产值增长了57倍。根据表5中所示,我国的汽车工业产值逐年攀升,国内生产总值也在逐年增长,汽车工业产值在国内生产总值中所占比重也越来越大。2011年到2012年间,汽车工业产值占国内生产总值的比重超过了10个百分点,应该说是转折年。因此,汽车工业的产值对于国民经济的拉动起着重要的作用。 三、汽车工业对相关产业的带动作用 汽车的产业链较长,上游涉及到冶金、有色金属、橡胶、电子、石化、钢铁等行业,下游涉及到金融、保险、法律咨询、产业服务、广告等行业。汽车的产业链较长,汽车的工业产值每增加1各单位,相关行业至少增加:上游0.6,下游2.67个单位。比如对上游汽车电子产业的带动。2012年我国汽车电子产值2672亿元,伴随着我国整车产量和单车电子成本比例的提升,以单车电子件2-3万元的较低用量测算,国内汽车电子空间接近4000-6000亿元。以2016年中国汽车电子市场规模达到5000亿来计算,其复合增长率将达到17%,其中,车载电子相关子行业增速有望达到30%以上。据相关数据显示,在欧美发达国家中,购买一辆汽车的价格中,大概有40%左右要支付给金融、保险、法律咨询、产业服务、科研设计、广告公司等各种服务业。这也许就是汽车工业发展对服务业的基本带动作用。汽车产业对服务业的带动效应很大,基本原因在于其产业链条的延伸范围很宽、延伸半径很长。 四、汽车产业对财政收入的巨大贡献 我国汽车主营业务收入近几年逐渐攀升,利税在整个财政收入中占到4%、5%左右,对我国财政收入的贡献较大。 五、汽车产业提供了大量的就业机会 汽车产业提供了大量的直接就业机会和间接就业机会。据相关资料显示,汽车及相关产业就业人口比例:美国:17%,德国:16%,日本:11%;中国:直接就业人口:200万,间接就业人口:3000万;汽车行业每个就业岗位带动零部件附属产业7.5个就业岗位,根据汽车产业链发展的趋势,汽车行业的重心将体现在上游研发设计环节和下游销售服务环节。因此汽车产业的发展必将带动两类人才的短缺:一类是具有专业特长和实战研发经验的高层次的人才及团队;二是汽车服务类人才。总体来说将会造成汽车研发人才、外贸和法律人才、营销人才、保险人才的巨大需求。因此,汽车产业的发展必然提供大量的就业机会。 作者:刘清云 单位:郑州财税金融职业学院 汽车工业论文:锻压机械汽车工业论文 1锻压机械工艺中金属覆盖件工艺装备分析 而在金属覆盖件的工艺装备方面,机械压力机是主要的装备主体,最为典型的组合就是双动机械压力机和数台单动机械压力机组成而对冲压生产线。我国在锻压机械行业在车身覆盖件工艺装备上有着很大的进步,从现今车身覆盖件冲压技术的发展能够看出,液压机的加盟以及多工位压力机的使用及柔性化技术逐渐成熟。机械压力机作为是冲压生产线的重要主体,在液压某些关键技术的不断突破下,液压机在冲压上的优势和潜能逐渐得到了充分发挥。柔性化技术的成熟是在轿车车身覆盖件生产比较重要的技术进步,在这一过程中组成冲压生产线设备的数控化打下了基础,并在柔性传送技术以及机外仿真技术等方面的完善标志着车身覆盖件柔性技术的成熟。 2锻压机械在汽车工业中的应用 第一,汽车工业当中的锻件是汽车产生企业的重要生产要件,和机械工业相关汽车工业对锻件的精度比较重视,锻件细微结构及中空部位成型等都是比较关键的构件。锻件的高强度以及高可靠性,所以轿车的重要零件通常是采取锻件作毛坯,对于典型的锻件而言,主要有连杆以及曲轴和轴类的一些零件;而在操纵系统方面则主要有拉杆以及轮架等,在轿车的典型锻件方面主要能分为两种类型,也就是特种模锻以及普通模锻,其中的普通模锻主要是通过小飞边和无飞边的工艺进行实施。 第二,汽车的圆盘齿坯锻造工艺装备方面,这是轿车盘类锻件最为典型的代表,由于在数量上相对较大,对其精度和效率也相对较高。从早期生产工艺方面主要是通过锻锤以及机械压力机等作为主机,然后分几个重要的工序来完成,而在轿车发动机的连杆锻造工艺方面主要是由两种方式所构成,分别为电液模锻锤生产线以及热模锻压力机生产线,前后各是适用于小批量的生产以及多品种的生产,后者则比较适用大批量的生产。 第三,汽车齿轮轴的锻造工艺装备方面,轿车齿轮主要是作为变速箱的重要零件,这是汽车工业中比较常见的轿车轴类件,并有着细长以及多台阶的特征。楔横轧工艺有着高效节能和节材的优势,并在工作循环打那个中对金属有着连续挤压的分布,从而形成了满足形状以及尺寸要求的阶梯轴锻件。楔横轧工艺在自身的特征上表现的比较显著,主要就是一次行程能获取一个或一对零件,从而在生产效率上就相应较高。并且在自动生产线的构成方面相对比较简单化,基本是通过自动上料装置以及感应加热炉等构成,能够实现连续性的生产。 第四,汽车发动机连杆的锻造工艺方面,发动机连杆锻造技术的发展趋势是对锻造生产线机械化以及自动化水平提升的重要方法。通过机械化的上下料装置以及机械化的传送装置等减少对人工的操作环节,从而来实现自动化以及半自动化的生产。从国外的锻造工艺新方法发展来看,主要有多工位自动熟镦机上高速锻造成型以及粉末锻造工艺,随着不断的发展,我国当前的锻压机械在汽车工业中的应用也比较广泛。 3结语 总而言之,我国的锻压机械在工艺装备的水平上正处在不断提升的阶段,自动化和集约化的生产将成为未来发展的必然趋势。锻压机械在汽车工业当中的地位不仅是取决于锻压机械行业的进步,同时也和汽车工业发展战略有着重要的关系。由于本文的篇幅限制不能进一步深化探究,希望此次理论研究能起到抛砖引玉的作用以待后来者居上。 作者:王清泉单位:山西科技大学华科学院 汽车工业论文:复杂性分析汽车工业论文 一、汽车工业的复杂性分析 汽车工业是一个庞大的、多变的并且复杂的社会经济系统。汽车工业的复杂性不但体现在历史背景、市场环境、行业规模、研发技术等问题上,而且还体现在其整个行业产业链作为一个整体系统的复杂性。 1.行业组成复杂。加入WTO之后,由于进口关税的下调,许多外资汽车企业加大了在中国市场的资金投入力度。美国、德国、日本等汽车工业比较发达的国家,都已在中国开设了合资汽车生产企业。不但如此,随着中国汽车工业的不断发展,一些国外知名的汽车零部件生产企业也随即在中国投资设厂。这些因素客观上直接导致了目前中国汽车工业的复杂性。 2.产业链结构大。汽车产业链牵扯面广、关联性大,其上游企业、下游企业、汽车服务业、汽车管理机构与汽车生产企业一起形成虚拟企业,各个企业作为汽车工业的子系统相互合作、相互竞争,共同形成了整个汽车工业的复杂系统。汽车产业链的各个组成企业均是一个有机的整体,其行为具有自主性。 3.市场需求多样化。由于人们消费能力的提升和消费意识的变化,我国汽车工业的企业结构由相对单一逐步转向多样化、多层次结构。客户对汽车质量的要求也越来越高,差别化和个性化主要体现在汽车的价格、品牌、类型、行驶性能、安全性能、能耗、颜色、外观、内饰、舒适性等方面。汽车生产的多样化、多层次直接影响了汽车工业其他产业链的连带变动和更新,从而使汽车工业整体变得愈发庞大。 4.科学技术更新。总体来看,高新技术的应用使汽车性能不断提升,智能化、人性化成了当今时代汽车工业的主旋律。每一次科学技术的突破和创新,都能在很大程度上带动汽车工业的发展。此外,由于世界能源短缺、石油价格不断上涨,新能源汽车的开发,已经成为国际汽车工业的新趋势。这些改变,很大程度上都会增加汽车公司自身结构组织变动的可能性。 二、汽车工业复杂性特点 1.多样性。汽车工业的多样性指的是整个产业各个汽车公司产品的差异性。硬件方面:不同品牌的汽车生产商的生产职能部门设置、厂房设备、生产技术及材料等都存在差异。软件方面:每一个企业的企业理念、企业目标、经营策略、领导和员工素质也有着明显的不同。而这些软实力的差异,也是导致汽车产品多样性的一个重要原因。 2.多变性。汽车工业的多变性有两层含义:一是指汽车企业外环境的变化,包括国家政策、市场需求、新技术产生等;二是指由于受到企业外部环境的影响导致的汽车生产企业内部组织的变化,包括生产设备更新、设计理念变更、人员配置变化等。 3.非线性。汽车工业的整体组织结构并不是传统的线性结构。它的信息交流是网络结构和层级结构。不但整个系统为非线性结构,各个子系统内部也呈网络结构。整个汽车工业的结构组织发展成为非线性结构,其整体的表现形式不再是各子系统表现形式的简单相加。 三、启示及不足 汽车工业在一个国家的工业体系中占有非常重要的地位。汽车工业的发展很大程度上在于其适应外部环境变化的能力。对于我国汽车生产企业来说,准确把握市场变化规律,积极调整自身战略目标和经营管理理念就显得尤为重要。本文只是针对汽车工业的特点进行了一些理论层次上的分析,在细节方面并没有建立模型和求解,缺乏定量的研究。 作者:段飞陈红单位:中北大学经济管理学院 汽车工业论文:冲突矿物汽车工业论文 1冲突矿物法规立法情况 2010年8月,美国证券交易委员会(SEC)通过了以《多德—弗兰克法案》中的冲突矿物条款为基础的实施规定,要求产品中使用冲突矿物的美国上市企业必须公布相关信息。按照该法案的规定,如果在美国交易所上市的企业使用了冲突矿物,要对该矿物进行原产地调查,确定是否来自刚果(金)及其周边国家。如果不是来自于这些地区,仅需提供专门的信息披露报告(简称SD格式报告)。如果来自这些地区,需要对其进行详细的尽职调查,如果是冲突矿物,则需要冲突矿物报告(简称CMR报告),详细说明矿物的来源区域、贸易过程等信息。同时要求2015年以后,所有的大公司不允许存在不确定的情况,小公司可以延迟到2017年。该法案尽管不禁止企业采用冲突矿物,也不对使用冲突矿物的企业进行罚款。然而,由于披露的信息会引发国际舆论的关注,从而给相关制造企业增加压力,迫使其断绝与冲突地区矿物企业的业务往来。美国非政府组织EnoughProject每年对企业冲突矿物的应对状况进行调查,将调查结果排名并公布,通过对这些企业进行评定,使公众了解各公司对该法案的响应和执行情况。企业为了自身的声誉,维护在消费者心目中的知名度,也纷纷要求上游企业禁止应用来自非洲的冲突矿物,以确保采购的产品不会为武装组织提供资金。2014年3月,欧盟建议草案,要求从刚果(金)东部及其他高风险和冲突频发地区采购冲突矿物的欧盟企业进行供应链尽职调查,从而确保进入欧盟的矿物采购行为是负责任的,不会为武装冲突提供资金。另外,加拿大、英国等国家也正积极制定相关的政策和法律来阻止企业参与冲突矿物的贸易。目前,国际经合组织出台的《关于来自冲突和高风险地区矿物供应链尽职调查的指导索引》被多个国家采用。 2法规对汽车行业的影响 冲突矿物是指锡、钽、钨、金4种矿物,其主要用途如表1所示。几乎所有电子设备都在使用冲突矿物,例如作为焊锡原料的锡以及用于电容器的钽等。汽车电子化是汽车行业的发展趋势,汽车中所使用的电子部件呈现持续上升趋势。再加上汽车产业链长,对于整车产品的冲突矿物调查需要基于供应链层层进行追溯,直到最上游的冶炼厂,这个过程复杂而耗时。因此,冲突矿物法规的实施对汽车行业将产生较大的影响。 3汽车行业应对策略 应对冲突矿物法规,汽车企业应明确以下三点。(1)法规是否适用于本企业。规则的适用对象必须是在美国证券交易委员会(SEC)注册的公司,即需要向SEC提交年度报表、季度报表的大型公司,主要是上市公司。另外,冲突矿物还必须包含在报告公司制造生产的最终产品中。(2)冲突矿物是否来自刚果(金)地区。报告公司需要对所使用的冲突矿物的来源进行原产地调查。冲突国家主要包括战乱频繁的中非国家,即刚果民主共和国、赞比亚、安哥拉、刚果共和国、中非共和国、南苏丹、乌干达、卢旺达、布隆迪和坦桑尼亚等10个国家。(3)冲突矿物是否为武装分子的牟利工具。报告公司一旦确定冲突矿物来源于冲突国家,按照规则,企业就必须进行尽职调查,以确定冲突矿物是否用于资助冲突国家的武装分子。这一过程繁琐复杂,尽职调查报告必须明确冲突矿物的原产国、矿址、冶炼场所,并进行详尽描述。更为严格的是,报告还必须经过独立的第三方审计,以确定尽职调查的方法达到国际标准,并且尽职调查的措施被切实执行。通过以上分析汽车企业主要应对措施如下。 (1)建立供应链信息库和追溯机制。对于很多中国汽车零部件制造企业,其所用的金、钽、锡、钨并非来自冲突国家。但根据冲突矿物法规,生产企业仍会面临采购商的询问,并负有对冲突矿物的来源进行“合理的原产地调查”义务。由于很多企业处于供应链的下游或中下游,一般不会直接接触到冲突矿物的直接供应商。另外,很多零部件的采购也中转多次,更加大了追踪冲突矿物来源的难度。中国出口制造企业应及早建立供应链信息库制度,对各项原料、各零部件来源的信息归类整理,同时合理地询问供应商,尽早创建起关于冲突矿物的信息追踪机制,从而满足来自采购商的询问和报告要求。中国汽车材料数据系统(CAMDS)能够帮助汽车行业对汽车零部件供应链中的各个环节和各级产品进行信息化管理。借助该系统,各级供应商可完成对整车中的零部件和材料产品信息的填报与提交,包括零部件的材料和基本物质的构成。在此数据的基础上,整车企业能够完成对汽车产品中金、钽、锡、钨的跟踪与分析。(2)掌握冲突矿物来源信息。如果中国制造企业所用的金、钽、锡、钨确实来自冲突国家。根据冲突矿物法规的尽职调查要求,汽车企业应获得关于冲突矿物的原产地、矿址、冶炼厂、是否用于资助武装分子等信息。同时,企业还可以在原材料采购合同中加入必要条款,以限制冲突矿物提供方资助武装冲突。(3)减少冲突矿物的使用。汽车企业在产品设计和材料采购上,应该尽可能减少冲突矿物的使用,选择符合法规要求的、经过审计的冶炼厂进行采购,最大程度地减少冲突矿物的使用量。(4)供应商信息搜集和披露。汽车企业应基于供应链进行汽车材料信息的调查与搜集,沿供应链逐级获取产品中有关金属的来源并进行信息公示。企业可借助现有的供应链管理系统,也可以借助某些专门的针对冲突矿物信息搜集设计的网络工具进行数据追溯。 4结语 总之,对于冲突矿物法规,中国汽车企业需充分了解法规要求,加强产品全产业链数据管理,掌握供应链信息,建立起追踪冲突矿物来源的信息库和询问机制,这样才能更好地“走出去”。 作者:徐耀宗柴静孙建亮单位:中国汽车技术研究中心 汽车工业论文:现代汽车工业论文 1汽车发动机中现代电子技术的应用 由于技术的发展,电控制喷油装置由于性能的优越渐渐的取代了原始的机械及机电混合式的系统。电控制喷油设备的好处是能够自动使发动机的状态始终保持最佳,同时可以有效的净化空气节约原料。此装备先将发动机的客观数据编程到微机处理器中,使发动机能够保证规律控制供油,在发动机启动后,依据传感器发送来的气流温度、流量、转速等数据,运用已设定的代码程序计算,再与程序中的最佳状况相判断比较来对供油进行调整,最终使得发动机达到一个最佳工作环境,提高其综合性能。 2汽车底盘中现代电子技术的应用 2.1电控自动变速 电控自动变速是通过对驾驶员控制的数据和发动机的转速、载荷、制动状态等数据的判断、运算之后自动的调节变速杆位置,使其到达最佳掌控换挡的时间控制,得到最佳档位。电控自动变速器具有灵敏性好、加速性能良好、准确返回路况信息等好处。传动系统的电控制设备,可以自动的适应工作情况的瞬间变化,使得发动机保证最低的转速状态。电控制气动换挡装置利用了电子装备代替原始的机械换挡杆,是利用电磁阀门和气动阀门来控制的,这样在简化汽车操作和达到最佳安全性方面都有了显著的作用。 2.2汽车防抱死系统 汽车防抱死系统(ABS系统)是汽车安全性部件中最重要的一部分。他是利用控制车轮在汽车制动时的抱死确保车轮在地面上达到最佳的滑动距离,从而确保汽车制动时不会发生失去转向功能以及拖滑等不安全的情况,提高了汽车的安全性能和稳定性能,缩短滑行距离。而驱动防滑系统(AccelerationSlipRegulation,ASR或Trac-tionControlSystem,TCS)是汽车防抱死系统的补充与完善,防止了汽车在启动和加速之后的轮胎打滑,更加改善了汽车的稳定性以及加速的牵引性。 2.3电子转向助力系统 电子转向助力系统是利用一台直流电机取代原始的利用蓄电池、液压助力缸及发动机为汽车提供动力的系统。与传统液压系统相比,此微机控制系统优点颇多,其体积小、原件少、重量轻,使转向作用力保持最优状态、最佳的转向回正,调整稳定行使性、增加低速时机动性的特性。电子技术在汽车底盘中的应用除了ABS系统,电控自动变速器(ECAT)和电子转向助力系统外还应用于自适应悬挂系统和自动控制系统(CCS),随着对汽车安全性能的重视,汽车的安全气囊系统、防撞系统、安全带的装备控制等各种对安全有作用的汽车部件都逐步的采用了电子技术。 3现代电子技术在汽车工业中的发展趋势 汽车电子技术的发展是汽车未来的发展趋势,实现汽车、人、环境三部分的整体相结合,汽车电子技术是朝着微型、智能、高效的方向发展,并且在更新传感器技术,微处理机技术以及智能交通系统都不断的发展,具体介绍如下。 3.1不断更新的传感器技术 由于汽车电子控制系统的种类繁多,这就需要不断对传感器技术推陈出新,创新传感器的类型,研发各种新型的、高效的、可靠性能高而成本又低的传感器。智能性传感器不但能够自动对非线性校正和温漂、时漂,可以较强的抵御外部对其的电磁干扰,使得传感器的信号不受到干扰,保证了其高质量的精度。还能够提供模拟处理的信号,对信号进行放大和处理。同时,这种智能化的集成传感器方便安装、结构紧密,不会受到机械本身特征的影响。所以不断的推出新型的传感器至关重要。 3.2微处理技术广泛应用 世界上汽车工业对微处理机的用量极度的增加使微处理技术的广泛应用为汽车的发展带来了很大的改革,使汽车仪表从先前单一的功能逐渐变成了智能化、多功能的仪表,这样能够精准的测量并显示打印出汽车上所需要测量的数据结果。同时,微处理技术还具有预测、判断、运算以及引导的作用。具体表现例如:对汽车中蓄电池的电压、车胎气压和车速等进行检测并及时作出警示,可以监视汽车中各部件的工作状况。微处理技术被广泛的应用在汽车的故障诊断、环保、安全性能、发动机状态、控制速度等各方面。 3.3智能汽车及智能交通的推广 随着科技的发展,越来越多的技术都变的更加的智能化,而智能汽车也成了汽车制造关注的方向。其中,自动驾驶仪的想法主要依靠于电子技术。智能交通系统(IntelligentTransportationSystem,ITS)的构建是与电子技术、卫星定位等多学科相交叉结合,是依据驾驶员给出的目的地信息,提供距离最短、速度最快同时避开高峰路段的最优驾驶路线,使驾驶员能够快速省油的到达所预想的地点。此系统是装有电子版地图,能够利用卫星来定位进行导航并显示出路况信息。从全球定位系统中得到交通堵塞、事故、车流量及路途天气情况等信息,根据所给出的信息得到一个最佳的行使路线图。随着此项技术的不断发展进步,在未来就会出现路上的所有车辆都是根据计算机所控制的智能性汽车。 4结语 汽车电子技术的发展除了以上介绍的三点,还在软件技术、多通道传输技术以及数据传输载体等方面都是其发展的趋势。近几年来汽车技术的重大突破点大多在电子技术方面,即电子技术依然成为了汽车发张的重要因素,即未来的汽车将趋向于智能化、电子化。 作者:王晓娟单位:新疆商贸经济学校 汽车工业论文:汽车工业的创新能力评述 本文作者:张金友工作单位:山东现代职业学院 我国汽车工业技术创新能力与国外的比较分析 专利申请数量专利申请数量也是衡量一国研发能力的重要标准"就我国汽车产业而言,从量的方面看,2003年,我国的专利申请数达到182226件,位居世界前列,然而细细分析,情形却不容乐观"从质的方面看,我国的专利申请项目中,产品外观设计创新占绝大部分,并且有逐步上升趋势,而发明创作和实用新型技术的研发相对较少。 我国汽车工业技术创新能力建设存在的问题)自主创新能力有待提高 目前国内零部件产品对技术输入有较强的依赖性〔、中、闷汽乍零部件企业在某些中低附加值产品方面具有相当的开发能力;在汽乍关键零部件的技术开发方面具有一定能力,但是与国际先进水平差距甚大,尚不具备进行基础研发、同步开发、系统开发和超前开发的能力许多关键零部件仅仅是仿制外国产品"。 提高我国汽车工业技术创新能力的对策建议 尽管我国汽车工业的技术基础较差,产品开发能力较弱,但我国有不断提高汽车工业技术创新能力的有力条件,如:中国经济发展迅速,汽车市场前景广阔;有良好的潜在人才资源,只要采取的政策、措施科学有力,就一定能把我国汽车一E业的技术创新能力提高到一个新水平"为此,应采取以下措施:加大研发资金投人强度研发是支柱产业的灵魂,汽车工业的研究发展与应用要求加强对研发的投人并成立研发中心,这样才能够吸引、培养企业所需要的研发人才,才能提高企业的创新能力〔〕拓宽资金来源渠道企业提高自主创新研发能力需要大量资金,单靠企业自身远远不够这一方面要求政府发挥财政资金引导作用,对研发多投人资金并注重财政资金投人绩效;另一方面要积极拓宽研发资金来源,充分利川金融机构借贷、风险投资机构等向研发注入大量资金。造就一批高水平的技术创新人才队伍高水平的科技人才队伍及其作用的发挥程度是决定一个产业技术创新能力的关键因素"因此,一方面要提高科技人员占汽车工业职工人数的比例,加强技术交流和人才培养;另一方面,要形成一种适应市场的要求,促进人才辈出.充分发挥人才价值的竞争机制和激励机制53深化实施以标准、专利为优秀的知识产权战略由于我国汽车行业尚未建立完整的专利)战略研究机构,缺乏专门研究人员和研究经费,难以开展系统的调研下作.没有形成完善的理论体系"因此我们建议汽车工业的主管部门应发挥政府的宏观管理和协调作用,根据国家经济发展的总体战略方针,针对我国汽车工业面临的国内和国际环境及条件,分析我国汽车工业的特殊性,应加快制定国家技术标准政策尽快实现自主知识产权为优秀的技术标准体系,同时增强具有自主知识产权和优秀技术的能力。制定支持汽车行业及企业技术创新的有效政策制定支持汽车行业及企业技术创新的有效政策"自主创新是汽车工业发展的关键,已成为政府、汽车工业及企业的共识〕但是,迄今为止,政府在促进汽车仁业自主创新方面仍未推出真正有效的具体政策在政府已推出装备制造业振兴政策时.具体推动汽车下业技术进步政策的出台,已经非常急迫目前,汽车工业研究产业共性技术、关键性技术的平台缺乏,政府有必要对为全行业服务的研究机构予以重点支持.并且对基础性、公共性研究项目加大政府财政支持力度对于解决汽车工业面临的能源、资源、环境问题的研究机构和研究项日,政府不仅要在资金、人才等方面大力支持,而且要具体参与领导和组织项[I的实施政府还可以通过财政税收政策,支持与汽车工)发展密切相关产业的研究与开发,尤其是新能源、新材料、新环境保护领域的研究开发"政府还应当做好新能源、新材料、新环境保护技术的前期市场导人工作,对新能源、新材料、新环境保护技术的前期应用给予部分的财政支持和税收优惠"。 汽车工业论文:我国汽车工业面临挑战研究论文 [摘要]随着WTO保护期结束,汽车工业企业面临着前所未有的挑战与危机,汽车工业企业必须对所处的内外环境、宏微观环境进行分析,找到汽车企业所面临的机会与威胁、优势与劣势,对汽车企业实施危机管理,构建一套既有理论依据又具实践价值的危机管理对策,以保证汽车工业企业的可持续发展。 [关键词]危机管理汽车工业SWOT分析对策分析 随着WTO保护期结束,中国汽车工业的发展面临前所未有的挑战与危机,加之中国汽车工业企业普遍缺乏危机意识,没有建立相应的危机管理对策,危机应对能力十分薄弱,一旦危机出现,汽车工业将难以应对,必将面临生死存亡的抉择。因此,正确分析我国汽车工业所处的内外环境、找到汽车企业所面临的机会与威胁优势劣势,构件一套危机管理对策,对保障汽车工业企业的可持续发展具有较强的实践意义。 一、汽车工业企业危机管理的SWOT分析 对中国汽车工业企业危机管理进行SWOT分析,可以找出中国汽车工业企业危机管理中的优势与劣势、机会与威胁,从而构建出有效的中国汽车工业企业的危机管理攻防策略体系。 1.中国汽车工业企业危机管理的优势分析 首先,完备的汽车工业体系。经过近半个世纪的发展,中国汽车工业已经体系完备,基本建立起了包括轿车、载货车、客车、专用车和零部件等比较完整的工业体系。其次,劳动力资源丰富。人力成本低廉是中国汽车工业在国际竞争中突出的成本优势,也是国外跨国公司争先在中国投资办厂的动因之一。再次,价格上有比较优势。中国生产的某些国产车型与进口车相比价格上有比较优势,如3吨左右的轻型货车的价格水平还不及国外同车型价格的三分之一。最后,熟悉市场。中国的汽车生产企业比国际跨国汽车公司更熟悉中国的国情,更清楚市场和用户的要求,开发的产品更有针对性。 2.中国汽车工业企业危机管理的劣势分析 首先,汽车工业企业劳动生产率低,整车出口能力较弱。按照20世纪90年代后期的统计,若将零部件行业也计算在内,则中国汽车工业大致是每年人均生产一辆汽车,而日本是40辆~60辆,欧美是20辆~40辆。其次,技术开发投入和投融资来源不足。据《中国汽车工业年鉴》统计,2004年中国汽车行业的研发费用仅为86.2亿元,占汽车工业销售总额的1.45%。而国外主要跨国公司的研究开发费投入比例一般为5%,有的甚至高达10%。最后,产业链条短,企业规模偏小,生产成本偏高。 3.改善中国汽车工业企业危机管理的机会分析 第一,到2020年中国国民经济要实现翻两番的奋斗目标,经济增长速度年均须达7.2%,这将为中国汽车产业的快速发展创造良好的宏观环境。第二,经济社会的工业化、城市化加上庞大的人口,使中国成为当代最有吸引力和潜力的汽车消费市场、巨大的国内市场给中国汽车工业的成长壮大提供了较好的机会。第三,居民收人水平的提高将推动消费结构升级,从而为中国汽车产业的发展提供广阔的市场。目前,中国人均GDP已达1000美元,如果不考虑其它因素,未来10多年,中国汽车市场维持年均15%左右的增长速度是有可能的。最后,随着中国汽车市场快速发展和国际汽车产业制造基地不断转移,中国已成为跨国汽车公司投资热点,从而可能成为世界新的汽车制造基地。 4.中国汽车工业企业危机管理的威胁分析 (1)经济环境因素带来的威胁。根据需求理论,汽车消费需求是人们在经济社会活动中的需求而产生的次生需求。在经济危机时,由于员工对未来预期充满不确定,就会减少不必要的开支,由于主要需求大幅度地降低,作为次生需求的汽车消费需求也随之大幅度减少,汽车工业企业收入也随之急剧减少,出现亏损和财务危机。 (2)自然环境因素带来的威胁。导致危机事件发生的自然环境因素多种多样,其它们引发危机的作用方式、范围及后果不一样,对它们的预防和控制手段也不一样。首先,汽车使用量的增加,加重了自然环境的负担,这一问题已经成为引发汽车工业危机的首要因素。其次,中国目前各大城市的道路交通严重不足,成为限制中国汽车工业发展的又一危机因素。最后,随着汽车数量的与日俱增,对石油和石油产品的需求与日俱增。而石油的短缺,已经构成未来汽车工业发展最为严重的瓶颈。以中国5%的人均GDP增长率计算,到2015年交通的能源消耗将是现在的3倍,国内的原油根本无法满足需求。 (3)政策环境因素带来的威胁。第一,不合理的税费延缓了中国私人汽车消费热潮的到来,成为制约汽车消费扩大的最重要的因素。第二,不完善的金融政策制约了产业的发展、汽车消费的增长、汽车市场的扩大。第三,交通管理政策。长期以来,城市交通管理不能完全适应经济发展的需求以及道路交通的变化,城市交通拥挤程度日益加剧。由于中国存在混合交通、城市道路占用严重、停车设施远远不能满足需求、交叉路口秩序混乱、道路的不合理占用等方面的问题,而交通管理的科技含量很低、管理手段落后、设施缺乏、交通法规教育及执法力度不够等等弊病,导致了通行能力的下降,也加剧了交通供需失衡的矛盾,给交通管理带来了更大的难度。以上分析说明:入世后中国汽车生产企业面临的危机是多方面,多数危机是汽车工业在长期发展过程中积累而成的,入世环境的变化使这些新老危机进一步加剧,如果不加以消除,将直接危及中国汽车工业的生存与发展。 二、汽车工业企业危机管理对策 汽车工业企业应充分认识所处的环境中的有利和不利因素,通过卓有成效的危机管理活动,制定有效、合理的危机管理对策,降低危机带来的损失和危害,获取危机中的商机,激发汽车工业企业更大的活力。 1.战略创新策略 中国汽车工业企业在遵循市场经济规律和辅以必要的政府政策引导的前提下,以国内大的汽车集团为基础进行重组,在此基础上推进与国外大型汽车集团的合作与重组,向国际大型汽车集团的实力靠近,缩小与外国汽车制造企业的差距,更好地迎接汽车工业全球化的挑战和竞争。目前,中国仍要继续扩大和加强与世界领先汽车集团的合资与合作,按照有理、有利、有节的原则,对利用外资的政策和政府管理的模式进行适当调整,做到更好地利用国际资本和先进技术,尽快地缩小与国际发达水平的差距,共同面对加入WTO的压力,更有利于免受国际汽车龙头企业产品的直接冲击。提高企业集团的竞争实力。 2.自主发展策略 中国的汽车工业企业要在国际上立足,就必须拥有自主的知识产权和品牌,拥有自主研发的能力,应当在消化、吸收的基础上不断创新,提高自身的研发能力。中国经济的不断发展将使中国市场对高质量、高档次的产品需求不断上升,中国企业必须作好迎接市场升级的准备,通过技术创新提升产业竞争力,迎接市场升级的挑战。首先,中国汽车生产企业可以通过官、产、学、研大联合,集成各方面的技术创新资源和能力,构建起一个具有世界水平的、具有雄厚的创新实力、运作机制良好的创新平台,从而与产业发展实现良性互动,在关键的产品和技术上形成持续创新力,实现新一代汽车技术的重点突破,从而促进汽车产业的可持续发展。其次,加大技术研发与科技投入的力度,形成自我设计开发能力,带动中国汽车产业生产效率和国际竞争力的提高。再次,构建技术创新的重要途径——加强国际国内合作。鼓励企业采取合资、合作的方式,引进、消化、吸收先进技术,不断研制、开发、生产新车型。 3.人才策略 汽车工业企业在实施人才战略时,要突出四个重点:首先,培育真正的企业家。企业家是企业发展所急需的优势资源之一,企业家被公认为现代经济发展中的主要因素,企业家是现代市场经济的稀缺资源。特别是经济转型中汽车工业企业的改革与成长,急需大批企业管理帅才的支撑。其次,注重人才资源的开发与管理。在知识、信息更新速度日益加快的情况,中国的汽车工业企业既要留住人才,更要吸引外来人才充实自己的队伍。再次,创造有利于人才成长的环境,建立良好人才开发运行机制。最后,实行人才资源提升和人才国际化双战略。在人才资源提升战略方面:一是提升汽车业技术人员、管理人员的专业教育层次,专业教育中心高移,以本科教育为主,加大高层次人才培养数量。二是构建终身教育体系,加强现有专业技术人才的继续教育,提升现有人才尤其是具有中专以下学历人才的文化技术素质,争取到“十五”末期,现有人才中50%以上达到大专以上水平。三是吸引高层次学历的海外人才,回国投身中国的汽车现代化建设。四是进一步提高汽车系统的人才管理水平、布局水平、效益水平和信息化程度,使之达到国内领先水平,进而进入到国际先进行列。在人才国际化战略方面:一是培养中国自己的,在人才管理和培养方法上与国际接轨,并能够进入国际科技前沿、与国际同行交流密切、有较大影响的汽车科技大师和高技术创新人才,以及培养一大批精通国际惯例、善经营会管理的国际技术人才和国际商务人才。二是吸引海外优秀人才来中国工作,为中国的汽车工业献计献策,同时把大量优秀的汽车人才送到海外工作、学习、进修和交流,逐步形成符合国际惯例并具有中国特点的人才培养、使用和激励机制。三是把握住引进海外人才的关键点,投入足够的资金,引进急需的优秀拔尖人才,并积极扩大人才劳务出口,寻求合作发展,开创广阔的人才空间,学习先进的技术和管理。 4.加快汽车服务业发展策略 加快并提升汽车服务业的发展速度与水平,既可以应对开放汽车服务贸易所带来的直接冲击,提高中国汽车服务业的竞争力,更为重要的是,还可以减弱服务贸易开放对汽车产品市场的全面影响,提高中国汽车工业的综合竞争力。(1)从宏观经济政策上加快汽车服务业的发展。要允许汽车工业企业进入汽车服务贸易领域,鼓励和推动汽车工业企业与金融、保险、租赁行业的合作,以促进汽车金融服务、汽车保险服务、汽车租赁服务的较快发展。尤其是要尽快对非国有经济开放汽车服务业,打破国有企业对汽车服务贸易的垄断地位,促进各种所有制企业的平等竞争,通过加强市场竞争程度推动汽车服务业的资源流动和资源有效配置,提高各类汽车服务业的发展水平和质量。(2)依赖体制改革加快汽车服务业的发展。一是解决汽车制造业与汽车服务业,尤其是汽车金融业和汽车保险业的体制分割和体制障碍,沟通、加强这两个产业的内在联系;二是改革与汽车服务贸易相关的贸易、财税、金融、保险等方面的体制,形成有序、高效的运行机制;三是要加快国有汽车服务企业的体制变革,大力发展产权主体多元化的汽车服务公司,尽快加强汽车营销网络和服务体系的建设,促进汽车服务企业提高经营效率和国际竞争力。 5.提升优秀竞争力策略 拥有优秀竞争力的中国汽车工业企业能获得超额利润,有了雄厚资金实力,中国汽车工业企业也就能更好地抵御危机,降低危机对企业的威胁程度,追求优秀竞争力是保证企业长远发展的根本战略。首先,汽车工业企业从高层管理者到每一个员工,都应该认知企业优秀竞争力战略在汽车市场竞争特别是国际汽车市场竞争中的作用,重视和关心汽车工业企业优秀竞争力的培养。其次,要集中资源从事汽车专业化经营,在这一过程中逐步形成自己在经营管理、技术、产品、销售、服务等诸多方面与同行的差异。第三、加强技术创新,这是打造中国汽车工业企业优秀竞争力的关键。一个汽车工业企业要形成和提高自己的优秀竞争力,必须有自己的优秀技术,可以说优秀技术是优秀竞争力的优秀。对汽车工业企业优秀产品进行技术分解、归类和整合,弄清一般技术、通用技术、专有技术和关键技术。然后集中人力、物力、财力对专有技术和关键技术进行研究、攻关、开发、改造,并进一步提高和巩固,以形成自有知识产权的优秀技术。第四,在汽车工业企业管理方面,应加快建立良好的公司治理机制。要按照现代企业制度的要求,进一步深化改革,理顺企业领导体制、法人治理结构、生产经营管理体制、资产经营管理体制等,为汽车工业企业优秀竞争力的打造提供制度保证。第五,塑造独特的汽车工业企业文化。竞争对手可以模仿技术、品牌,惟独不能模仿全体员工认同的价值观——企业文化,这个价值观无形中能形成了对员工的激励,使他们为此而奋斗,形成独特的优秀竞争力。 6.发展电动汽车策略 从治理环境污染和调整能源结构的角度出发,中国发展电动汽车显得十分必要和紧迫。 (1)以创新精神来精心组织电动汽车的研发。在发展电动汽车方面,国家应发挥主导作用,由国家统一部署,组织计委、经贸委、科技部、各有关地方政府、企业、研究机构等共同做好这项工作。还可按照市场机制原则,整合社会各方面的力量,以大型汽车集团为依托,组建电动车辆股份公司,主要从事关键(优秀)技术研究开发和产业化,在保证中国拥有自主知识产权的前提下,还应加强与国外有关机构(学术团体)的交流,及时掌握国外研究开发动态,为我所用,与国外有关研究开发机构(公司)进行一定程度的和多种形式的合作,甚至引进某项关键技术或联合开发、成果共享,以便在世界电动汽车领域取得领先地位。 (2)全社会支持,尽快实现电动汽车产业化。国家对发展电动汽车应进行全面规划,统盘考虑,既着眼于当前,又放眼未来。从整个项目工程看,应采取纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动车多项并举的方针。由于中国在纯电动车技术研究开发方面已有相当基础,技术较成熟,重点是突破电池技术“瓶颈”,提高电池的性能、寿命,降低使用成本。建议在一些城市和风景旅游区开设实施电动汽车试验示范区,试验或强制使用纯电动汽车。同时大力开展混合动力电动汽车的研究,加快产业化的步伐。混合动力电动汽车相对纯电动汽车和燃料电池电动车近期更具产业化前景。 汽车工业论文:现代汽车工业技术状况分析论文 编者按:本文主要从引言;问题呈现;解决对策;结束语四个方面进行论述。其中,主要包括:汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化、维修手段有待更新:汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大、维修技术有待提高:汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展、制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实、现代手段的有效运用:汽车维修业推向现代管理模式和管理方式、汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理、维修人才的积极培养、加入对维修人员的考试行列应该是趋势等,具体材料请详见。 摘要:随着社会经济的快速发展和人们消费理念的逐渐更新,汽车已成为现代社会中人们工作、生活不可缺少的一种重要交通工具。然而,当我们在尽情享受现代汽车工业发展给我们生活带来种种便利的同时,我们也无法回避这么一个现实,那就是汽车随着行驶里程的增加和使用时间的延续,其技术状况将不断恶化。因此,我们不仅要不断研制性能优良的汽车,也要借助维护和修理水平的提高来恢复其技术状况。 关键词:汽车维修职业教育行业特征检测手段 一、引言 随着国民经济的快速发展,生产制造各领域也随之发生深刻变化,汽车诊断及维修技术也在悄然发生变化。近几年随着我国汽车制造业和公路交通运输业的迅猛发展,汽车数量在不断增加,这客观上对汽车检测诊断和维修技术提出了较高要求,尤其对如何保证通过汽车维修确保车辆运行不造成或少造成社会公害问题更引起社会的广泛关注。笔者结合自己的认识和体会,拟对此问题谈谈个人的看法。 二、问题呈现 1.维修手段有待更新 纵观我国汽车维修行业,多少年来,一直无法摆脱手工作坊式工作模式,实现质的飞跃。特别是由于汽车拥有量的不断增加,维修行业业务过程愈显复杂、数据信息量大,人力往往难以对维修各部门工作进程进行有效监督和对企业经营数据进行准确的统计和分析。以一个三十人的维修行业的月度工时统计,如采用人工计算,需要一个工作人员一到两天的时间,加之维修周期长的统计报表,更是大大增加了管理者主观判断上的失误性,因此极大挫伤了维修员工的工作积极性,弱化了汽修行业的凝聚力;较为零散的管理也弱化了本行业在顾客心目中的形象,不利于为长期、灵活的客户服务奠定坚实的基础;行业维修手段的普遍落后无疑使修车时间延长,劳动效率降低,工时费增多,引起消费者不悦,这可以说是现在汽车维修业普遍存在的问题。同时汽车维修资料信息查询也一直以来处于原始、落后的现状,这一点是公认的,传统的汽车维修资料查询形式,如主要借助图书、杂志、报刊等落后传统媒体没有改变,其结果只能是信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓,特别对于近几年来大量涌入的进口汽车,更因缺乏维修资料,给维修工作带来很大的困难,就相当一部分汽车维修技术人员而言,他们根本不可能将数千种车型的维修资料、数据、程序等记忆在大脑中,汽车维修现有落后的维修手段越来越显示出自身的局限性。 2.维修技术有待提高 汽车维修诊断和维修自身整体发展落后于汽车设计和汽车制造技术的发展已经是一个不争的事实。现在汽车已经是高度的机电一体化,尤其微电子技术、电子控制技术在汽车上已经广泛应用,可就现在大部分汽车维修人员现有的维修技术,和他们所接受的一些职业教育和职业培训,已经不能满足现代汽车维修技术的要求;汽车维修中,维修人员确定维修思路由于受到自身先天条件(维修技术)的制约,显得较慢,且又不准确,所以遇到棘手的、错综复杂的故障就会感到束手无策,这种情况下许多人往往采用碰的方式,毫无头绪地对一些部件进行更换,给车主带来不必要的经济损失。就现在的一些顶级车而言,敲打维修只能是捉襟见肘,毫无意义。同时,制约汽车维修技术发展的另一个重要因素是维修中环境保护问题得不到落实。我们知道,汽车废气排放的标准对现代汽车技术的要求越来越高,对于汽车维修业来说,不仅要求一些部件的重装质量非常好,而且要体现维修人员的高超的维修技巧,否则一般的维修水平就不能通过排放标准所规定的要求。综上所述,由于汽车职业教育跟不上维修行业一线上不断发展的形势,客观上已经导致了很多问题和争议,目前汽车维修行业人员的素质问题,特别是汽车维修职业教育问题日益突显,如何培养优秀的汽车维修工人,提高行业的整体素质,已经是摆在整个行业面前较为突出的问题。 三、解决对策 1.现代手段的有效运用 随着科学技术的快速发展,我们应尝试将以计算机为主要载体的现代信息技术运用到汽车维修业中去,以实现把汽车维修业推向现代管理模式和管理方式的高潮。我们有理由相信现代信息技术的运用将预示着汽车维修革命的到来,这种革命的到来会让汽车维修从业人员的维修服务意识不断根深蒂固,他们也将会切身体会到先进维修手段的运用所造就的是“高端服务”,这种服务将势必成为汽车维修行业将来竞争最重要的手段。当然,基于强势维修手段下的维修体系应该包含良好的维修服务、售前服务及售后服务,缺一不可。事实上现代信息技术的运用不仅可以加强维修人员的服务意识,也将有助于提高整个维修行业的运行效率,特别是有助于建立快捷,方便的客户维修信息和维修档案;建立稳定的客户关系和科学准确的维修经营数据。可以说,汽车维修行业运用先进的现代信息技术进行建档、管理,不仅速度快,时间短,资料全,效率高,而且准确及时的汽车维修报表在客观上也能减少管理者主观判断上可能造成的失误,这有利于加强维修全体员工的工作积极性,加强行业的凝聚力。伴随着网络技术的飞速发展,汽车维修专业互联网的开通将可以更迅速、快捷地提供维修配件、维修设备、维修资料、维修技术与管理人才等方面的供需信息,使维修行业经营者和管理者能够及时获得信息,作出正确的选择和决策,而互联网上的行业之间的技术交流和人才互访,也将加速汽车维修技术人员的整体技术水平提高。 2.维修人才的积极培养 汽车维修行业的健康有序发展维修人才是关键,任何离开或忽视了人自身发展的因素去寻求企业内部的所谓发展只能是空中楼阁。所以我们除了要求维修人员参加日常的维修培训外,使他们通过汽车维修专项技能认证体系来提高他们的维修水平也是行之有效的方法。诚然,我国曾经有类似于汽车修理工国家职业标准对汽车从业人员的认证考核,且早在本世纪初期就大约有十几万人通过鉴定并取得资格证书,但是原有的职业教育知识体系陈旧,没有充分体现现代汽车技术的闪光点和发展趋势,因此考虑新的适合汽车维修发展趋势的职业教育以及考试模式显得特别重要。同时,现在的职业技能鉴定是全科式的,几乎和汽车设计,制造,维修有关联的所有科目都得掌握,根据现代汽车设计和制造技术的发展情况来看,做汽车维修的专才显然不够,特别是随着汽车维修业的发展,以往对维修人员考核中比较弱化的项目,如汽车配件和估损以及维修企业管理,在现代维修业发展形势下显得格外重要,将它们加入对维修人员的考试行列应该是趋势。 事实上通过有关机构的调查表明,大部分行业内人士对这这考核项目都表现出极大的兴趣。而且我们认为,汽修考核应该涵盖目前汽车技术最新的发展要求,体现规范的诊断思路和操作流程,对于考试合格人员应统一颁发由国家劳动和社会保障部职业技能鉴定中心制订的证书,以确保国家职业资格证书的效力,只有这样才能确保对汽车维修从业人员的教育符合形势发展的要求。 四、结束语 现代社会对汽车故障诊断技术和维修要求非常高,汽车维修过程中,要树立汽车维修行业在整个社会中应有的地位,需要的是维修行业硬件和软件的共同发展,只有这样才能保证整个汽车维修行业的健康合理发展。 汽车工业论文:西部汽车工业问题研究论文 [摘要]本文通过对西部汽车工业受到威胁的考察,分析西部汽车工业的优劣势,并据此提出西北汽车工业的发展对策 [关键词]西部汽车工业 面对WTO过度期的结束,以及国际国内汽车工业迅猛的发展势头,西部汽车工业面临着极大的困难和挑战。此时非常有必要明确发展对策。 一、西部面临的国外及东中部地区汽车工业的挤压和挑战 首先,国内的市场份额受到威胁。外国汽车企业和东中部地区的汽车企业利用其熟练的市场运作、灵活的竞争手段竞相瓜分国内市场。其次,加入WTO后,进口汽车价格走低,东中部的汽车工业尤其是民营企业更以低价位赢得竞争优势。西部汽车企业生产成本却高居不下。第三,国外企业以其领先的技术优势占据中高端市场。国内东中部地区汽车企业则通过联合研发增强实力。而西部汽车工业企业技术落后、资金缺乏。第四,国外汽车巨头和东中部汽车企业服务意识强,形成了第三方物流等新的物流模式。而西部汽车企业销售服务却局限于传统模式。 二、西部汽车工业的优劣势分析 1.西部汽车工业的劣势 (1)企业规模小,产业集群化程度低。按照国际上25万辆-30万辆的经济规模临界点要求,西部还没有一家汽车企业能够达到。西部汽车工业产业集群程度低,集群规模少、小。 (2)政府管理多头、相互封闭,专业化分工协作少。西部各级政府部门对西部汽车工业企业管理过多,干涉过多,地方保护主义严重。地区间恶性竞争,相互拆台,争夺外资。 (3)技术研发水平落后。产品以合作和引进为主,自主知识产权产品少。而科研投资依然少而又少,多数企业每年开发费用不到销售额的0.1%。 (4)投资结构不合理,企业资产负债率高。2004年西部汽车工业国有及集体资本占实收资本的19.9%,个人资本占9.5%、外商资本占15.3%。外商投资在实收资本中所占比重很大。2004年西部汽车工业企业资产负债率为54.0%,对银行资本的依赖很高。 (5)信息化程度低,汽车服务体系不健全。西部汽车的设计、开发和制造能力相对较低,普遍缺乏高效的网络化设计平台、集成制造平台、公共测试平台和信息服务平台,没有系统的现代化的汽车销售服务体系。 2.西部汽车工业的优势 (1)西部汽车工业在全国占有重要的地位。西部汽车工业在全国的地位越来越重要。一方面,西部汽车工业带动了西部的机械电子、石油化工等多个行业的发展。如促进了装备行业的发展、车用计算机软件系统的更新,推进了电子计算机领域的更新换代。另一方面,促进了西部道路交通建设的加快,促进了西部地区现代化物流的发展。 (2)西部汽车工业部分产品具有较强竞争力。中重型载货车:2003年重庆红岩汽车有限公司和陕西汽车集团有限公司的产量占到全国的7.05%,市场占有率超过10%。轻型车:轻型车中西部庆铃汽车股份有限公司的轻型货车占全国4.8%,2003年轻型载货汽车-皮卡异军突起,占到了全国的半壁江山。微型车:西部的长安汽车一直保持微型车行业领先的地位,市场占有率居于首位。摩托车:在全国前10家摩托车生产企业中,西部企业占到了二分之一,其产量占全国的28.3%3.西部具有很强的产品研发实力 西部众多的高等院校、科研单位和多家汽车研究中心,如:长安大学和西安交通大学都设有汽车和发动机专业、汉阳专用车研究所等等。 三、发展西部汽车工业的对策建议 1.培育产业集群 重点放在做大做强龙头企业上。其次,把小企业纳入专业化分工体系中,扩大专业化生产规模。加快企业自身的主辅分离,提升配套企业的规模和档次。 2.大力发展自主品牌 利用合资企业、跨国公司的技术优势,加快外方技术转让的速度,扩大技术转让的范围。利用西部大学和研究机构众多的优势,进行产、学、研三方合作。 3.加大汽车工业对外合作 积极承接国际制造业转移,通过合作、参股等方式引进整车、零部件、物流等方面的企业,以及相关中介机构。各级政府也应该主动搭台。 4.培育西部汽车行业协会 积极实行政府职能转变;制订有关的扶持政策;尽快建立完善保障行业协会健康有序发展的法规规章;尽快形成行业协会分布合理、覆盖广泛的布局结构;建立行业协会运作机制。 5.引进和培育汽车人才 鼓励学校、社会培训机构与企业结合,开设对口课程;加大政府投入,成立汽车研究中心或汽车研究院。 6.建立汽车技术公共平台 整合西部科技资源,组建汽车、摩托车工程技术中心。建立西部汽车工业产品质量监督检验中心。 7.建立健全相关政策法规,规范行业市场 建立汽车行业管理与汽车消费服务领域的相关法规;制订相关的保护性政策。例如实行计划管理、目录管理、项目管理、关税配额制、差别关税、技术标准限制,以及反倾销法等;调整税费结构,建立以燃油税为主体的汽车消费税费体系;鼓励分期付款。 8.创造良好的外部环境 培育良好的投资环境,吸引各地资金向西部投资。制定优惠的税收政策,促进企业研发和产业升级;鼓励民营资本进入汽车行业;要加强城市基础设施建设,缓解城市交通问题。 汽车工业论文:世界贸易组织对汽车工业影响论文 加入WTO对我国汽车工业既是挑战,又是机遇。关税方面,在短期内和局部领域会给我国汽车工业带来阵痛,但加入WTO将引起我国汽车产业政策、规则方面的调整,对我国汽车工业的影响是深刻、长期和全面的。如果我们因势利导,加大调整和改革力度,在有限的保护期内,尽快融入世界汽车市场的大格局中去,可以使我国汽车工业走上健康发展道路。 一、WTO有关汽车方面的主要条款与我国汽车工业产业政策的比较 1、WTO有关汽车方面的主要条款 货物贸易方面的条款:国内税和其他费用在汽车销售、购买、运输、分配或使用诸环节对国内产品和进口产品一视同仁;取消进口数量限制,以近三年实际平均进口量作为过渡期,以第一年发放的配额量为基础,年增长15%,直至2005年取消配额,汽车贸易量的进口基数是60亿美元;从2000年起关税每年下调10%,2006年前整车进口关税平均降至25%,零部件进口关税平均降至10%。 贸易技术壁垒方面的条款:《贸易技术壁垒协议》(简称TBT)规定推行强制性技术规格、非强制性技术规格和产品认证制度,但该协议在“在各方同意的国际标准中,对旨在保护发展中国家使用的特有技术生产方法和生产过程中的技术规定、标准和测试方法存在根本差异的,不应予以使用”。 投资与技术转让方面的条款:WTO从2001年开始执行与货物贸易有关的投资措施协议(TRIMS),该协议规定:不得规定国产化比例;进口与出口不得挂钩;不得限制进口部件总成装车;不得以外汇平衡为理由限制进口;不得规定出口数量;可拒绝执行强加上述要求的合同。 服务贸易方面的条款:必须提供市场准入渠道,允许跨国资本自由流动;不得采用数量配额和垄断专营方式限制国外供应商数量;不得进行服务贸易总额或资产总额的限制;不得实施股比与投资总额的限制;不得对法人形态进行限制;禁止向本国服务商提供补贴;必须实行国民待遇;必须给予最惠国待遇等。 2、我国汽车产业现行主要政策或规定 货物贸易方面:对进口汽车有数量限制,并征收10%的消费税,15%的车辆购置费;整车进口平均关税为55%,其中,轿车、轻型车整车进口征收80~100%的进口关税,零部件进口平均关税为35%。 进口车价主要由整车到岸价、消费税(5%至8%)、增值税(17%)、关税(80%至100%)构成。 服务贸易方面:外资不得进入中国汽车服务领域,如进出口、融资、保险、租赁等;生产汽车、摩托车和发动机产品的中外合资、合作的外方股权比例不得高于50%;规定法人形态,在整车与发动机领域不得以独资形态出现;外商不得独资在我国建立客运和货运运输公司。 投资与技术引进方面:规定国产化率,并根据国产化率制定进口关税的优惠政策;鼓励出口政策;引进技术的审批必须考虑国产化要求,否则不予批准。可以看出,WTO中的主要条款与我国现行汽车政策之间矛盾的焦点在于市场准入方面,我国现行的汽车产业政策或规定在投资、技术、服务、贸易等领域限制国外企业的进入,恰恰与WTO的基本原则相对立。 二、加入WTO对我国汽车工业的影响 1、关税调整的影响 关税调整包括整车和零部件两个方面。 整车方面:目前我国进口轿车价格是由到岸价、消费税(5%~8%)、增值税(17%%)、关税(80%~L00%)所构成。以上综合税率按车辆档次(排气量)的不同,从121.68%至154.35%不等。另外,还包括商检费用、运输费用、金融费用以及选装件价格、经销商费用和诸如许可证转购等其他的费用。以进口一辆排气量为2.2升、到岸价约为15万元人民币的丰田佳美轿车为例,其消费税为8%、增值税为17%、关税为80%,那么综合税率应为129%。以15万元乘以129%等于19.5万元。再加上金融、商检、经销等其他环节的费用约8至10万元,这辆车的实际价格至少在42万元以上,至少比到岸价高出27万元人民币。 过渡期后汽车整体关税可能下降至25%,但不会所有车型税率都为25%。轿车关税有可能会比其他车型高一些。加上增值税、消费税、正常的销售利润等,轿车整车价格不会像一般人所想象的那样大幅度下跌。在一辆国内实际价为42万元的轿车中,关税只有12万元,约占30%。即使2006年中国进口车关税降至25%,这辆车的国内实际价最多不过降低9万元。况且,我国的关税减让是分阶段实施的。从价格角度看,目前我国轿车的价格普遍低于同类进口车型,加入WTO后价格对国产轿车的冲击是有限的。 国家开发银行支持的天津夏利、长安奥拓等微型轿车,国外市场同档次轿车的平均价格约为5000美元左右。而夏利、奥拓的部分车型1999年以来已降至5万元人民币以内。从价格上相比,即使入世六年后,国产微型轿车也并不惧怕进口的同类车。而国家开发银行支持的一汽大众捷达、神龙富康等中档轿车,国际上同档次车的价格约8000美元,按照目前关税及汇率计算,报关后价格约合人民币15.1万元,稍高于上述国产车型价格;按加入WTO六年后的关税及现有汇率计算,国际上同档次车报关后的价格约合人民币10.5万元,低于上述两种中档国产轿车目前的价格。可以这样说,加入WTO后轿车排量越大,级别越高,价格优势就越不明显。国产与进口轿车在技术水平和质量水平方面差距很大,国外轿车品种、规格之多,对消费需求不同层次的覆盖面之广,是目前国产轿车所不能比拟的。据有关调查显示:国际同类产品价格即使高于国产车,20%左右的消费者仍将购买进口车;进口车价格与国产车基本持平时,将有80%的消费者购买进口车。因此,一旦“入世”,中国汽车市场将会受到价格与品质因素的双重影响,而不单单是由价格来左右。这是进口汽车冲击国产汽车的最主要因素。 零部件方面:加入WTO以后,零部件进口平均关税将由目前的35%降至10%。随着轿车整车市场的竞争日趋加剧,也会要求其配套件同步降价。在选择配套件时,将逐步采用国际通行的竞争定点。比较采购原则,配套价格一般仅比国际价格高3~5%,原来配套零部件企业获得的较高额利润将不复存在,许多企业已经出现或即将出现不同程度的亏损。 我国汽车零部件工业总体滞后主机的发展,基础薄弱。其原因: (1)投资严重不足,投资比例不合理,我国汽车工业对主机的投资远大于零部件。“六五”、“七五”、“八五”期间对零部件的投资仅占汽车工业总投资的30%左右。国际零部件企业一般都有几百万套(件)产量,为多家整车企业配套,而国内零部件企业,即使是国产化搞的最早、规模最大的上汽集团,也不过是几十万(件)产量。大多数零部件企业没有形成规模经济,普遍成本高,效益差,基本不具备国际竞争力。 (2)结构极不合理,几十家企业生产同一类零部件产品,产品水平不高,生产规模,许多企业铸、锻、冲、机加工、热处理、总装等样样具备,“小而全”难以形成经济规模。 (3)产品和工艺水平不高,引进车型国产化缓慢。许多工艺难点仍未突破。一些高新技术产品尚属空白,关键件难以国产化。 (4)产品开发能力弱,难以适应整车更新换代要求。 2、投资与投资政策 加入WTO在投资与投资政策领域对我国汽车工业的影响,主要表现为对现有投资的冲击,投资政策变动引起的中外合资企业中控股权的争夺,以及外国独资企业与中资企业、合资企业的竞争。 在投资政策方面,目前我国《汽车工业产业政策》中对投资有严格的限制,加入WTO以后,这些限制迟早要取消。 从宏观的角度看,股权比例和法人形态等方面限制的取消,意味着中方将让出汽车企业的主导权。因为即使在目前规定法人形态与股权比例的条件下,外方仍始终控制着技术产品的主导权,对合资企业在技术方面的授权和转让极其少。股权比例限制的取消,使中方在合资企业中的发言权更小,而法人形态限制的取消将使外方掌握除在市场、金融方面之外的全部权利。这样,我国汽车工业将可能成为国际跨国汽车公司的生产、消费地。 从微观的角度看,投资政策调整的影响并非完全对我国汽车企业不利。原有的投资政策实际上抑制了合资企业的技术创新,保护了外方投资者,用行政手段规定股权比例或让出一定市场的方式直接强制要求外方输入技术,这在短期内是有效的,但在极其有限的竞争空间内,技术的输入不仅是有限的,且输入技术的“品质”大都是次优、甚至是已经淘汰的,技术转让费和技术引进费也是极其昂贵的,产品更新周期大大长于跨国公司。投资政策的调整将使企业之间的竞争更加充分,产品更新换代更快,真正形成技术创新机制。 零部件与整车不同,国家只是对关键零部件有股权比例与法人形态有限制,目前我国零部件企业之间的竞争不充分主要不是来自外方,而是来自地方与汽车集团对零部件市场的分割。因此,加入WTO以后,对我国现有零部件行业的“散”、“乱”、“差”进行“整合”在所难免。在现有市场份额下,不仅外资不愿进入,而且己有的一批规模不经济、缺乏竞争力的外资企业,外方考虑的首先不是发展,而是退出的问题。对于有实力的外资企业,将可能在市场整合的过程中随着市场的集中逐步拓展。零部件的整合对我国零部件企业,特别是具有较高技术水平、较强经济实力的企业是有利的。 3、产品与市场和技术 产品方面:我国现有轿车产品都是引进国外的车型,其中上海别克、广州本田、一汽大众奥迪A6、神龙富康、上海大众帕萨特B陷等具有90年代水平,其余如普通桑塔纳、捷达、夏利、奥拓等属80年代水平。具有90年代水平的轿车目前在我国保有量很少,而保有量大的几种车型在发动机工况、节能、安全、环保、电子技术应用等方面,与现代轿车相比存在许多不足。 技术方面:加入WTO以后,我国的汽车技术开发面临着艰难的抉择。一方面,基础研究、基础储备特别是缺乏技术开发带头人,边际成本大大高于国际汽车企业;即使产品开发出来了,又将面临市场问题,开发高成本形成的产品高价格难以同国际产品相抗衡。目前一汽、东风公司等,虽然在国内汽车行业中属技术力量较强的,但自主轿车开发能力与国际水平差距大。一汽多年来,只开发了红旗轿车,而其他厂家尚无成熟的轿车产品上市。上汽总公司虽然建立起合资性质的技术开发机构(泛亚技术中心和大众技术中心),但其技术产权仍掌握在外方,仍培育不了自己的技术开发能力。我国汽车行业的技术开发只有少数局部的开发实践,没有完整的现代化的轿车整车开发技术,许多开发实质上还是仿制。市场方面:加入WTO以后,我国汽车产品的生命周期将大大缩短,像普通桑塔纳那样近18年的产品生命周期将一去不复返。产品生命周期缩短对我国新产品将是一个严峻的挑战,特别是对于缺乏规模经济的零部件项目。随着整车产品更新换代的速度加快,每种产品数量将减少,如果仅为一种整车配套,那么零部件厂家将效益不高甚至亏损。 以上分析说明:今后几年国产轿车市场占有率呈下降趋势是不可避免的,而为了阻止市场占有率快速下降对我国轿车引起的负面影响,全面大幅度降低整车价格从而向国际价格回归是今后几年的必然趋势,而大幅度的降价必然给轿车生产企业带来利润较大幅度的减少。从产品的角度看,目前单车的利润水平是在竞争不充分的条件下产生的,加入WTO以后,市场竞争不充分逐渐为竞争充分的市场所代替,从而降低整车单件的利润水平是一种必然趋势,但市场竞争充分条件下的利润率水平将难以维系我国部分国有企业和合资企业的高成本运行。 4、零部件的国产化 零部件国产化政策的调整,将是我国加入WTO以后对汽车零部件调整政策的一个优秀问题,从某种程度上讲,国产化政策调整对零部件企业的影响大大超过关税调整对企业的影响。但政策的调整与经济变量的调整对企业的影响方式完全不同。 1994年颁布的《中国汽车工业产业政策》中的一个重要方面是国产化政策,该政策规定凡是达到一定国产化标准的,可享受不同的优惠税率:零部件100%进口,国产化率为0时,关税为50%;国产化率达到40%,关税为30%;国产化率60%,关税为24%;国产化率80%,关税为20%。 从这一政策的初衷看,国产化政策是为了培育我国的技术开发能力,增加就业。在国产化政策的引导下,我国轿车生产企业将主要精力放在国产化方面,许多企业以国产化代替了企业的自主开发。加入WTO以后,取消或者减弱国产化趋势将加强。一是来源于WTO本身对国产化的否定;二是国际汽车产业是以市场为评价标准,加入WTO后我国轿车生产企业对零件要遵循全球采购、全球供货的规则;三是国产化政策不仅没有真正培育起我国零部件的技术开发能力,相反各集团在自身利益的驱使下,建立起了通用性差、没有市场竞争力的小而全的零部件体系,许多企业为国产化而国产化。取消或者减弱国产化的要求直接有利于我国的轿车整车厂,使其在零部件采购方面具有重大的选择权,可以更多地从技术和成本方面考虑零部件体系,在更大的空间优化配置资源。 取消或者减弱国产化的要求对我国零部件企业的影响程度是不同的,其影响程度完全取决于产品的成本和质量在国际上是否具有竞争力。 从产品本身的特点看:轿车零部件按其产品特征可以分为铸锻毛坯件、大型结构件、高技术功能件和一般小件。铸锻毛坯件和一般小件属于低附加值产品,是发达国家向发展中国家产品转移的对象,此类产品具有明显的生产地和消费地指向,跨国零部件企业一般也要求当地化生产,因而对我国汽车工业影响不大。大型结构件如车架、车身、车桥、内外饰件等因体积大,不易运输,进口成本高,此类产品也具有生产地指向,因而也不是跨国公司出口的重点,但跨国公司可以采用合资、独资等方式实行当地化生产。因此,只要零部件企业的量、价格等方面具有竞争优势,在国内就具有较强的竞争优势。而高技术功能件,如电子控制系统、安全系统和尾气净化系统等高技术件,这些零部件的技术完全掌握在跨国公司手中,我国零部件企业不具备竞争优势。 从零部件的国产化率看:由于汽车零部件的关税将进一步下调,因而依赖进口材料越多的零部件企业,更有利于降低采购成本。相反,生产零部件的国产化率越高,对零件采购成本下降的空间就越小。 从企业的所有制性质看:我国汽车工业的零部件企业所有制性质多种多样,有国有、集体、民营和中外合资企业。在中外合资企业中,又有同汽车跨国零部件公司的合资,同非汽车公司的合资,相比较而言,入关对它们的冲击较小,而对于其它所有制类型的企业,则有较大程度的冲击。 5、汽车服务贸易 我国汽车服务贸易是比汽车生产更加幼稚的行业,其体制仍基本上沿袭计划经济下的旧体制。目前除合资企业可以销售本企业的产品外,在经营范围方面限制相当严。 加入WTO以后,我国在汽车服务贸易领域将逐步开放,开始可能在汽车销售、售后服务等方面,然后涉及到汽车保险、融资和消费信贷等领域。 汽车服务贸易的开放,最直接的表现是汽车市场竞争格局将发生变化。一方面汽车服务贸易的逐步开放,意味着我国将允许国外汽车公司或汽车贸易公司在中国设立分公司。另一方面关税下降和配额不断增加,降低了国外汽车贸易的进入成本和进入条件。这样,原来我国汽车市场以国内整车生产企业为主、国内汽车进出口公司为辅的主体格局,将转变为国内整车企业(包括合资企业)、国内汽车贸易企业和以纯贸易方式进入我国的独资汽车贸易公司并存的格局,外商贸易企业建立销售网络,以新的销售方式直接威胁我国汽车行业己有的销售网络。我国现有轿车整车厂如上海大众、一汽大众、神龙公司、天津夏利等经过多年的努力,在全国建立了较为完善的营销网络和维修体系,具有明显的竞争优势,这是竞争对手在短时期内无法做到的。但当初建立起来的营销体系,其盲目扩张、装修豪华的车库和落后的管理与营销观念,在我国进入WTO以后将受到严峻的挑战。 三、国内外汽车公司在我国加入WTO后的应对措施 由于资料有限,在这里只能对加入WTO以后国内外汽车公司的调整作一些判断性的分析。 1、国内企业 目前国内的主要汽车集团有一汽集团、东风集团、上汽集团、北汽集团、天汽集团、重汽集团、中汽集团等七大集团,这七家汽车集团的主要经济指标差距较大,面临的问题有的是共性问题,如没有形成技术开发能力、人员富余的等,有的是个性问题。 因为轿车是我国加入WTO以后冲击最大的汽车产品,从汽车产品构成看,由于上汽集团的轿车几乎占该集团汽车产量的100%,因此它面临的冲击最大。其次是天汽集团,轿车产品占汽车产品的64.5%,一汽集团、东风集团、北汽集团的冲击相对小一些。这些企业集团轿车产品占汽车产品的比例分别为28%、18.8%和9.6%;中汽集团和重汽集团则没有轿车产品,相对冲击更小一些。 但从主要财务指标看,上汽集团承受力最强,而其余六家企业集团相对小一些。由于上汽集团有大幅下调价格的空间,而中国汽车工业仍有一定的保护期,这样,上汽集团逐步调整价格的空间就更大,因此即使考虑汽车产品结构因素,上汽集团对加入WTO的承受力在我国七大汽车集团中仍是最强的。若其他企业因降价使总资产贡献率下降5%,则我国其他六大汽车集团将出现不同程度亏损,而目前即使没有加入WTO,有些企业集团已经出现亏损。 在上述状态下,这些企业集团对加入WTO后拟采取的措施可能是: (1)谋求与国际跨国公司全方位合作,重汽集团拟与世界著名的重型卡车生产商——瑞典的VOLVO公司合作,在中国生产VOLVO公司98年推出的FM系列车型,并利用VOLVO公司技术改进斯太尔车。项目立项已获国家有关部门批准。一汽集团债转股后,德国大众公司拟回购一汽集团股份,与一汽集团全面合作,目前正在谈判中。天汽集团正在与日本丰田公司谈判合作事宜。 (2)向政府要政策。这方面突出表现在一汽、东风和天汽集团。经企业积极要求,国家今年批准一汽集团78亿元债转股方案,12月2日已签订了框架协议。东风公司债转股也在紧锣密鼓中,其中神龙公司债转股已与国家开发银行签订了框架协议。国家批准天汽公司将其优良资产重组上市,上市后己筹措12.8亿元。 (3)转变经营机制,优化管理模式。一汽、东风汽车集团相继提拔了年富力强的领导,对集团内部的机构进行了一系列重大改革,使得部室机构和人员大大减少。同时,对企业内部进行了不同程度的重组。一汽集团在1998年成立了富奥汽车零部件有限公司,其最终目的是仿效美国通用公司将一部分零部件企业从一汽集团独立出去,让其独立面对市场。 2、跨国汽车公司 在跨国汽车公司中,已经与我国合资的公司与没有同我国合资的公司对我国加入WTO的态度及其要求政府采取的措施是不同的。 已进入中国整车生产、销售的跨国公司将采取的措施是: (1)进一步要求降低配套零部件价格,使整车的降价转移到零部件,以抵御其他没有进入到中国整车市场的其他国外跨国公司企业产品的直接加入。 (2)要求全球采购。与我国合资的国外企业如美国通用公司、德国大众公司、日本本田公司等都要求对国产化率的限制适当放低,对零部件实行全球采购。 (3)要求有一个合理的保护期。为了抵御进口产品快速进入中国市场,在入关初期,它们要求进口配额不应放的太大,并且在配额限制上不应仅仅是轿车整车,还可包括零部件。 (4)随着整车市场日益激烈的竞争,跨国公司下属合资公司将进一步要求扩大股权,以扩大其在合资企业中的经营权(因为50%的股权不能保证国际跨国企业的知识产权,在其它权限方面也受到限制。) (5)争取在汽车销售、维修和保险等汽车服务业方面从事经营活动。 没有进入中国整车生产的跨国公司将采取的措施是 (1)利用区域优势,整车产品直接进入中国市场,以质量、价格等优势同国内整车企业竞争,韩国、日本的汽车企业最有可能采取这一策略。 (2)独资办企业,福特等公司可能采取这一策略,对于跨国公司来讲,合资的成本太高,一旦允许,就采取独资形式,其实质同现有的合资企业竞争。 (3)要求中国政府扩大其产品直接进入中国市场的范围。 (4)以汽车销售、维修、保险等汽车服务领域为突破口,相继进入中国汽车市场。 3、国际零部件企业 同整车企业对WTO的态度一样,没有进入中国零部件行业的跨国零部件企业,与已经进入我国零部件行业的跨国零部件企业所采取的应对措施是不同的。 已经进入中国零部件行业的跨国企业要求: (1)采取一定的保护措施,在保护时,应区别对待。对于技术含量低的零部件企业应全方位的开放,而对于高科技术、高附加值的零部件生产企业,由于这类企业的投资很大,应作为特别的对象加以适当保护。 (2)必须保持一定的国产化比率或称当地化生产的比例。 (3)逐步降低关税,使这些合资企业有一个逐步适应的过程。 对于没有进入中国零部件行业的跨国企业,是通过合资方式还是贸易方式,取决于近期的成本比较和远期对中国汽车市场规模的战略评价。在目前只有几十万辆的规模下,难以对零部件跨国公司构成足够的吸引力,跨国零部件集团在华投资更多的是一种长远的考虑,战略布局的考虑,而距离中国比较近的国家如韩国、日本以贸易方式直接进入中国市场的可能性较大。 四、我国政府可能采取的对策 中国加入WTO后,关税的下调是一个过程,如何充分利用这一段保护期,将加入WTO对我国汽车工业的不利影响在保护期内降至最低,减少可能的冲击,是政府和汽车生产企业所必须考虑的。 汽车工业产业政策或有关规定的调整势在必行,如何调整,调整的程度,还要看最终谈判的结果。但调整的指导思想将是在有限的保护期内,以保护民族工业为目标,推动国内主要汽车集团快速成长。调整的重点从国产化转向培育企业的自我技术开发能力;调整的手段转向经济手段、法律手段;调整的领域从项目,生产领域转向技术、环保和汽车服务贸易等非生产领域。 据报道,目前国家机械工业局正在研究加紧扶植国内汽车企业的措施,将会公布一系列调整和扶助国内汽车企业的方案,内容除了加快推动企业重组和兼并步伐外,也会推出强化整个汽车行业的产品质量、减员增效、降低生产成本、调整产业和产品结构等几方面内部环境的措施,并提供较佳的私人购车优惠政策等外部环境。另外,为减轻部分主要汽车企业集团的债务包袱,政府将加快企业债转股的速度。近期,我国政府可能会对汽车工业采取以下一些比较大的措施: 1、尽快取消以限制为主的消费政策,改善私人购车外部环境 长期以来,我国政府部门为了防止乱花钱购买公车,实行了以限制为主的轿车消费政策。据统计,各级政府部门规定的各种收费政策达200余种,占轿车实际零售价的20~50%,由此导致车价高出国际市场价格一倍以上。当私人购车迅速增加,轿车进入家庭成为国民经济增长重要动力以后,现有的消费政策就成为障碍,其调整势在必行。在轿车进入家庭的起步阶段,高车价严重限制了消费和市场容量。市场容量上不去,生产厂家达不到规模生产的水平,成本也难以下降。目前几大轿车生产厂家除上海大众接近规模生产水平外,其他厂家差距尚大。打破这种僵局的首要措施是调整政策,将限制为主改成鼓励为主,通过下调费用使目前市场上的主力车型价格降至10万元左右,销售量可能有一个大的增长,几大轿车生产厂家逐步接近规模生产水平,促进成本显著下降,并展开价格和服务竞争,从而进入价格下调,产销量增加,成本降低,价格进一步下调,产销量进一步扩大的良性循环。 与此同时还要继续积极稳妥地推进公车改革,除少数高级公务人员外,其他公车开支应当转变为私人购车的需求。 2、通过兼并重组进一步推动汽车工业改组,促进规模经济和专业化分工,以此为基础降低生产成本和销售价格 加强国内主要汽车集团的合作、联系,通过资产重组尝试集团之间的零部件产业交换,以扩大规模来降低零部件成本。国际汽车业之间的兼并成为国际汽车工业的发展潮流。但目前我国的汽车工业仍存在着地区割据的局面,加入WTO以后,将很难在激烈的市场竞争面前同国际汽车企业相抗衡。因此,国内主要汽车企业之间的联合将显得更为重要。在零部件方面,集团之间零部件的产业交换是利用集团各自优势、扩大零部件批量的有效办法,只有这样,在局部范围内将竞争对手变成合作伙伴,一致对付进入WTO以后面临的共同困难。 3、推动我国汽车工业积极参与全球汽车工业分工,寻求自身发展 汽车工业是要求规模经济、以全球为市场的工业。近年来汽车工业巨头之间的合并接二连三。可以预见,在今后三年内,若干个最具实力的大跨国公司将占有全球大部分汽车市场份额。不论中国加入WTO与否,汽车工业生产、贸易的全球化是大势所趋,中国必须顺势而为。中国作为今后相当长一个时期最具市场潜力、本国汽车工业有一定基础但总体上较为落后、经济开放度已经较高的国家,应当以积极参与全球分工的角度看待和处理与跨国公司的关系。 国家目前正在筹划重点支持三至四家汽车集团调整政策,支持它们进一步与国外大型汽车集团全面合资生产产品。这样可以使世界著名汽车集团与国内大型制造商形成风险共担、股权投资的机制,入世后世界汽车集团不是想方设法排挤合资企业,而是想方设法支持和发展合资企业。要力争在关税税率下调到位之前,使国内外汽车产品的价格差价大幅度缩小,这样才可能使加入WTO的冲击降至最低,最终使得一汽大众、上海大众、二汽神龙、上海通用、天津夏利、广州本田等合资公司以及中方控股的一汽、二汽、上汽等集团更加壮大,使得轿车工业在中国汽车工业的实质地位越来越高,并使中国的某些汽车产品在国际上具有一定的竞争力。从中国家电等产业发展过程看,只要政策到位,这种前景是完全可以期待的。 4、要求企业加强自身的管理 入世后,要求企业在质量控制,成本控制、减员增效等方面多下功夫,优化资源配置,进行内部整合,降低成本,提高产品质量;加大在科研开发上的投入,提高技术水平;扩大自身的销售网络,强化服务手段。要从策略上充分利用自己对国情的了解,避免同国外厂商的产品直接对抗,在车型选择方面,要针对广大市场,发展真正适合我国国情的经济性车型,如发展车型小、附加功能少,价廉的“准轿车”等,充分利用外国厂商对中国市场还相对陌生的时期,迅速占领市场,使国外轿车短时间难以延伸和派生。 汽车工业论文:汽车工业计划经济管理论文 在很多中国人的印象中,日本是一个市场经济国家。可是如果仔细观察一下战后日本的经济发展模式,我们不难得出这样一个结论∶日本的经济模式其实更类似于计划经济。下面就以日本汽车工业的发展为例,来看一下日本政府是怎样搞计划经济的。 战后日本经济发展的原动力,当首推汽车工业。目前日本的汽车工业占日本国民总产值的10%,就业人口的10%也都从事与汽车工业有关的工作,日本的巨额对外贸易黑字也是主要来源于汽车的出口。战后日本能够在不长的时间里,一跃成为世界第一的汽车生产国,应该归因于日本政府计划经济的成功。 一、废墟中诞生的发展战略 1945年8月15日,日本宣布无条件投降。当时日本已基本成为一片废墟,许多评论家都认为日本今后将永远作为一个三流的农业国。可是在这片废墟中,日本的官僚精英们已开始著手为日本策划一个既雄心勃勃,又务实可行的未来。 由于日本是战败国,不可能再搞军事工业,要发展工业只能寄托于民用工业。同时由于日本的自然资源非常缺乏,不可能象美国和苏联那样建立一个独立的国内市场,必须走“贸易立国”的道路。然而在没有充分自然资源的情况下,要想在只有中国面积25分之一的国土上,养活1亿多日本人,并让他们过上富裕的生活,只有靠搞高技术,高附加价值的产品才能实现。 在民用商品中,除了住房以外,小轿车是最昂贵、附加价值最高的产品,所以日本的官僚精英们把赌注下到小轿车这个代表民用技术最高水平的商品上。同时小轿车又是钢铁、橡胶、玻璃、机电的综合工业,可以成为推动整个日本经济发展的原动力。日本的官僚精英们认定只有民用轿车工业的发达才能使日本走向经济大国的梦想成为现实。 1945年8月28日,距日本宣布投降仅仅13天后,日本通产省的官员就召集丰田、日产等当时日本汽车公司的首脑,商讨日本的工业再建问题。通产省的官员向汽车公司的首脑们说明了政府准备以小轿车产业为今后工业发展龙头的计划。可是由于战前日本是军国主义的经济结构,丰田、日产等汽车公司都只生产军用卡车,从来没有生产民用小轿车的经验,所以“军转民”也不是轻而易举之事。 另外一个难题就是美国是当时世界上最大的民用轿车生产国,作为战败国的日本不可能对美国关闭本国的民用轿车市场。当时日本的小轿车技术远远落后于美国,在美国轿车的强力竞争下,日本的小轿车似乎没有取胜的可能。可是在“官民”协商会上,与会者们经过仔细研究讨论发现,美国当时生产的轿车都是排气量1500毫升以上的大型轿车,几乎不生产1500毫升以下的小型轿车。如果日本生产1500毫升以下的小型轿车的话,就可以避开同美国汽车厂商进行直接竞争,这是日本发展民用小轿车的唯一出路。 在这次“官民”协商会上,确定了把排气量1500毫升以下小型轿车作为日本经济发展龙头的战略。所以这次“官民”协商会成为日本民用轿车工业发展的原点。这个正确的经济战略,为后来日本经济的高速发展打下了坚实的基础。 二、初期的苦斗 1945年9月2日,进驻日本的盟军最高司令部发出指令,禁止日本生产一切汽车。这对于日本的民用汽车发展计划,无疑是一个沉重的打击。当时的丰田公司社长丰田喜一郎向全体员工宣告∶“本公司今后将步入苦难的旅程,说不定连工资也发不出来,愿去愿留请大家自己定夺”。几天后,有8000员工的丰田公司只剩下3000人。无事可作的丰田公司只好从事汽车修理,同时生产一些电熨斗等民用小商品。 在此同时,日本政府的官员们开始向盟军司令部陈情,恳请盟军司令部允许日本生产一定数量的汽车。他们说日本的交通已经废墟化,急需汽车来运送粮食等生活必需品。盟军司令部经考虑后,于1945年9月28日同意日本全国每个月生产1500辆卡车,但仍然禁止日本生产轿车。 不让生产轿车怎么办?那就先搞研究,先搞试制。要搞研制,首先要有足够的技术人员,丰田喜一郎开始四处搜寻技术人员。正好当时许多从事研制“零式”飞机等军工企业的技术人员大量失业在家,丰田喜一郎一气招收了200多名技术人员。 丰田公司以德国小轿车为原型,开始研制排气量1000毫升的SA型小轿车。1947年1月,试制成了第一辆SA型小轿车。但这种小轿车是由一批完全没有商品意识的技术人员搞出来的,只注重技术的先进性,完全没有考虑到生产的容易性和成本价格问题。SA型小轿车采用了许多当时十分先进的技术,如独立悬挂车轮机构等。但由于采用了过多的新技术,使车辆的生产成本很高。更为深刻的问题是车辆的耐久性和可靠性太差,行驶几千公里车轮的悬挂弹簧就会出现断裂,驾驶时换档的动作稍微粗鲁一些变速器的齿轮就会损坏。当时使用过SA型小轿车的人评价说∶就象玻璃作的一样,一碰就坏。 1947年6月,在日本官员的努力说服下,盟军司令部终于同意日本每年生产300辆小轿车。于是丰田公司在1947年10月将SA型小轿车投入批量生产。可是由于SA型小轿车的大部分零件都是手工制造的,生产成本很高,加之可靠性和耐久性的问题,SA型小轿车在市场上根本卖不动。可是当时丰田公司搞生产的部门还是按照军工生产的方式管理生产,只是设法拼命增加生产量,根本不管轿车是否能卖得出去,结果造成公司的巨大亏损。 1948年,丰田公司不得不停止SA型小轿车的生产。SA型小轿车总共才生产了215辆,亏损就高达1亿多日元。另外由于大量的库存积压,丰田公司的负债额已高达2亿5000万日元,公司已处于倒闭的寸前。多亏日本银行及时给丰田公司提供了2亿日元的融资,才使丰田避免了倒闭的命运。虽然没有倒闭,丰田公司的经营仍非常困难。1949年丰田公司又亏损了7600万日元,不得不进行裁员和减薪。 但裁员和减薪引起了工人们的极大愤慨。工人们抗议说∶本来丰田靠生产卡车还可以赚一些钱,公司的巨大亏损就是因为搞小轿车的研制所引起的,强烈要求公司停止研制小轿车。1950年4月,工会组织了大规模的罢工和示威游行。在此情况下,丰田喜一郎社长不得不宣布辞职。丰田公司的新任领导班子答应了工会的要求,宣布停止小轿车的研制,只专心搞卡车的生产。 1948年,盟军司令部为了安定日本经济,开始在日本实施通货紧缩政策,结果造成了严重的经济萧条。到1949年,半数的日本企业都处于停产或休业状态,社会上出现大批的失业者,日本经济已接近濒死的边缘。也就在这个危机的关头,好运开始降临日本了。 对于日本来说,第一个好运是1949年中华人民共和国的成立。中共建国并宣布向苏联一边倒后,使远东的国际形势发生了根本的变化。为了遏制共产主义在亚洲的发展,美国对日本的政策发生了180度的大转弯,从原来压制日本的政策转变为扶持日本的政策,试图使日本成为亚洲的反共桥头堡。 1949年10月,盟军司令部解除了对日本生产汽车的禁令,放松了对日本的经济管制。不久第二个好运又降临了,这就是1950年6月爆发的朝鲜战争。朝鲜战争爆发后,美军向日本发出了大量的军需物资订单,使濒死的日本经济一下起死回生。1950年8月,丰田公司一下收到美军10亿日元的军用卡车订货,使丰田公司的经营立即扭亏为盈。1949年丰田公司亏损7600日元,而1950年则盈利2亿5000万日元。 当时日本制造的卡车质量很差,特别是为了完成突如其来的大量订货更是粗制滥造,车箱是用粗木拼凑的,车门也关不拢。日本人自己也感到有些不好意思拿这样的粗制滥造品来交货,但美方却说∶“没关系,没关系。我们只要求开一个单程,把物质运到前线后,就把卡车烧了。这样质量的车就可以了。” 三、严格的扶持保护政策 为了促成国产汽车的发展,1946年通产省内成立了专门负责汽车工业的“自动车课”。在1950年代初,日本的轿车工业和欧美相比落后几十年。1950年美国的汽车生产数量为625万辆,英国为63万辆,法国为29万辆,日本仅为2万多辆。1951年9月,为了制定一系列有效的优惠和保护政策来促成国产轿车的发展,通产省自动车课的负责人向日本各汽车制造公司的领导人发出了调查表∶“为了促成国产轿车工业的振兴和发展,你们希望政府为你们制定什么样的优惠和保护政策?” 调查的结果显示,各汽车公司对政府的要求主要有两点∶1、在银行贷款方面对汽车制造公司进行优先照顾,在税收方面对汽车制造公司实行一些特别的减免措施。2、对外国轿车的进口进行最大限度的限制,对进口轿车征收高额的关税。于是通产省根据企业的要求,制定了促进国产汽车发展的一系列扶持保护政策。 通产省将轿车按排气量划分为1500毫升以上的大型轿车和1500毫升以下的小型轿车,只对进口1500毫升以下的小型轿车征收高额的关税。当时美国轿车几乎都是1500毫升以上的大型轿车,欧洲轿车则以1500毫升以下的小型轿车为主,所以这种贸易限制并没有激怒美国人。 实际上通产省在限制进口汽车的方面,执行了比明文规定更为严格的限制措施。首先是禁止“官用车”的进口,各政府机关用轿车必须使用国产轿车。但这种极其严格的限制措施,也招来了很多非难。警察厅说国产警车的性能太差,遇到开进口轿车逃跑的犯人根本追赶不上。因此警察厅要求进口一些高性能的外国轿车作为警车,但通产省仍然不批准警察厅进口外国轿车。通产省的官员解释说∶“现在是国产轿车发展的关键时刻,为了保护本国的汽车工业,不得不这么作。大家再忍一忍,过5、6年后国产轿车的质量就会好起来。” 通产省对“民用车”的进口也同样采取极其严格的限制措施。当时除了美国驻军的家属,外国人公馆等情况外,本国人想进口外国汽车几乎不可能。对民用轿车进口限制意见最大的是出租汽车公司。当时日本国产轿车的售价和外国轿车一样,但质量却有天壤之别。外国轿车可以开10年,国产轿车则开1年就得报废,而且国产车故障不断,象玻璃玩具一样碰一下就坏。使用国产轿车使出租汽车公司的利润大打折扣,所以出租汽车公司强烈要求通产省放开轿车进口的严厉管制,甚至有人指责通产省象战前的东条英机政府一样独裁专制。但通产省仍然严格地执行进口轿车的限制,当时日本人可以搞到的进口轿车基本都是来自美国驻军家属出售的二手车。 在保护国产轿车的同时,通产省也在考虑怎样才能尽快地建立起本国独立的轿车工业。通产省考虑了三个方案∶1、由国内的技术力量自行开发研制。但这样需要相当的时间,成功的可能性也不是很大。2、从先进国家招聘技术人员来日指导轿车技术的开发。比如战后法国就招聘德国的轿车技术人员到法国研制轿车,取得了巨大成功。3、从国外引进轿车生产线和主要零部件,在日本组装生产轿车。在组装生产的过程中学习对方先进的生产技术,逐步实现零部件的国产化,最后实现轿车的完全国产化。 当时通产省并不想扶持太多的轿车制造商,因为轿车制造商太多,必然导致资金和技术的分散,不利于培养有竞争力的厂商。通产省当时认为日本只要丰田和日产两家轿车制造商就够了。1951年底,通产省自动车课的官员招请丰田和日产两家公司的首脑进行协商。自动车课的官员说明了通产省考虑的三个国产轿车发展方案,询问采用哪个方案可以在5年之内开发研制出具有与外国轿车竞争抗衡能力的国产轿车。日产公司当即表示选择“引进技术”的第3方案,认为这是最保险、最可能实现的方案。而丰田公司却选择了“自力更生”的第1方案,希望政府给予贷款的支援。 通产省同意了丰田公司和日产公司所选择的不同道路,于是日本的轿车工业在“引进技术”和“自力更生”两条道路上同时推进。 四、国产轿车的诞生 1952年,在通产省的主导下,日产公司开始和英国奥斯汀公司协商引进轿车生产技术,1953年正式决定引进奥斯汀公司的A40小轿车生产线。但通产省给日产公司规定了严格的附加条件,必须在5年之内实现100%的国产化。而日产公司在3年10个月后,就实现了100%的国产化目标,并在此基础上开始自行研制小轿车,最终成为日本的第二大汽车制造商。 丰田公司以前也曾和美国的福特公司商谈过引进轿车生产技术,但由于种种原因协商未能成功,于是丰田公司下决心走自行研制的道路。但1947年丰田自行研制的SA型小轿车的巨大失败,曾一度迫使丰田中断了轿车的研制。1951年底,由于朝鲜战争军需生产带来的景气,公司决定重开小轿车的研制。 这次丰田吸取上次的经验教训,必须生产一种能卖得动的轿车。为了造出能卖得动的轿车,首先要搞清轿车的主要买主是些什么人,他们对轿车有什么要求。于是丰田公司对轿车的买主进行了详细的调查。当时日本的一般工薪阶层的月薪是1万日元左右,而小轿车的售价是100万日元左右,一般工薪阶层根本买不起轿车。轿车的买主除了政府机关外,最大的客户是出租汽车公司。 既然出租车行业是最大的买主,丰田决定制造一种主要面向出租车的轿车。丰田对全国各地的出租车公司进行了详细的调查,调查的结果显示,出租车司机对出租车的要求是∶1、要求一种省油,车身小型灵活的轿车。美国轿车太费油,而且车身大,在日本的窄小马路上行驶不灵活。2、要求有良好的乘坐舒适性。由于当时的国产轿车其实是在小卡车上套一个轿车壳子,所以国产轿车的乘坐舒适性和外国车有云泥之差。3、要求对恶劣道路有良好的适应性。当时日本的沥青铺装道路还不到5%,所以对轿车的恶劣道路适应性有特别的要求。4、要求有良好的外观。国产车的新车还看得过去,但使用几个月后就到处锈迹斑斑,车门也关不紧,窗玻璃也合不上。 丰田针对此要求,终于研制出一种能满足出租车使用的,特别结实耐用、又乘坐舒适的小型轿车。丰田将其命名为“皇冠”牌小轿车。1955年10月,排气量1500毫升的“皇冠”牌小轿车在日本开始销售,立刻大受好评,使丰田公司一举占领了国内轿车的主要市场。在占领国内市场以后,丰田公司又瞄准了外国市场。在1970年代初的石油危机以后,省油的日本小型轿车开始风靡世界,1980年,日本的汽车产量超过美国成为世界第一大汽车生产国。 五、后记 1980年日本的汽车产量超过美国成为世界第一,令世人大吃一惊,但他们多半没有想到这原来是日本的官僚们在35年前制定的长远规划结出的果实。另外,日本的半导体工业,电子工业也都是计划经济成功的典型。 近年来于中国政府提出要走市场经济道路的口号,但一些日本经济学者却有不同看法,他们认为中国从来就没有搞过真正的计划经济。因为中国的计划经济从来没有一个明确具体的发展计划,比如中国政府1980年提出要在2000年前使中国经济翻两番,可是却没有提出怎样才能实现经济翻两番的具体计划。现在中国政府又提出要搞科技兴国,可是仍然没有拿出怎样实现科技兴国的具体方案。中国政府以前搞的计划经济,不过是一种“摸石头过河”的碰运气方法,而且经济政策朝令夕改,不能算作真正的计划经济。 现在不少中国学者把计划经济模式看成一无是处,认为市场经济模式才是振兴中国经济的灵丹妙药。其实计划经济对于市场经济来说,仍有其独特的优越性。当达国家中,国家主导的计划经济成分也占相当的份额。日本经济的成功就可以说是计划经济成功的典型,应该值得我们借鉴。中国政府应该重新检讨一下计划经济的问题,找出一条适合中国经济发展的道路。
房屋建筑节能探讨:房屋建筑节能施工技术的实施 摘要:近年来,随着我国市场经济和科学技术的不断发展,房屋建筑施工技术得到了前所未有的进步。然而,节能是我国建筑行业发展潮流中的一个热点,如何才能在房屋建筑过程中减少能源的消耗,进而实现房屋建筑行业的可持续性发展,这是绝大部分房屋建筑行业所关注的一个问题。本文就房屋建筑节能施工技术进行分析,并探讨其实施应用。 关键词:房屋建筑;节能施工技术;实施 建筑节能即在建筑材料生产、房屋建筑过程中和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能源消耗。目前,我国的建筑能耗占社会总能耗的30%左右,比同等气候条件下的发达国家高出2~3倍,由此可见,房屋建筑的节能施工技术的实施是很有必要的。 一、房屋建筑的节能施工技术分析 1.1房屋建筑的节能施工技术应用现状 由于我国是一个人口大国,对房屋的需求量相对于其他国家更大,据相关分析报告数据显示:我国每年新建房屋建筑面积近20亿平方米。但由于我国的建筑节能工作起步较晚,在经历了20年的艰苦探索后,我国的房屋建筑节能技术取得了全方面的提升。主要体现在⑴出台了一系列房屋建筑节能技术政策和法规,建筑节能组织管理得以进一步规范化;⑵制定了多套房屋建筑节能技术标准操作规范,节能技术标准化得以不断升级;⑶专业的房屋建筑节能技术实施人才队伍得以初步建立;⑷房屋建筑节能相关产品及整体配套得以开发和推广应用。近年来,我国的房屋建筑节能施工技术越来越得到重视,且在今后,我国的房屋建筑过程中会继续贯测节能理念,充分应用各种资源和各行业节能技术的互补性,积极开展与其他国家关于房屋建筑行业节能技术及其他行业节能技术的交流和合作。 1.2房屋建筑的节能施工技术存在的问题 据相关数据统计表明:我国的社会总耗能量正在向逐年减少的形势发展,但是建筑耗能却在呈逐年上升的趋势发展,这也就放映了我国的房屋建筑节能技术在某些城市并没有得到很好的发展和推广。主要表现在①房屋建筑节能技术的推广手段匮乏。在部分一线城市,房屋建筑节能施工技术的推广仅靠官方建筑来表率,宣传也仅限于部分公用建筑,在农村和民用建筑的节能施工技术更是难以发展和推广;②受到经济的限制。由于节能型建筑在施工过程中需应用高新技术和节能型材料,其花费相对其它类型的房屋建筑较高。归根结底,房屋建筑节能施工技术还是要通过稳定经济基础来推动,才能有有持久动力;③节能施工技术部分细节的法规不健全,组织管理力度不强。 二、房屋建筑节能施工技术的实施应用 2.1外墙保温节能的施工技术 外墙保温不仅适用于南方需要夏季隔热地区的空调建筑,也适用于北方需要冬季保温地区的采暖建筑。其施工技术第一步是应用节能材料:如玻璃纤维增强混凝土、粉煤灰、聚苯板等。第二步是聚苯板的粘贴:在即将浇筑的墙体外侧浇筑玻璃纤维增强混凝土,并用抹子将其抹均匀,再将聚苯板粘贴在玻璃纤维增强混凝土上,然后将聚苯板按预定的位置对其,注意在聚苯板粘贴时应按照由上而下的顺序粘贴,错缝粘贴,转角咬搓。空白处均匀涂布粉煤灰饼,并用力按压聚苯板。之后检查聚苯板的垂直度和平整度,以确保聚苯板与玻璃纤维增强混凝土黏贴牢固。第三步是聚苯板的保护:在聚苯板面刷一遍界面剂,再用玻璃纤维网布横向铺于聚苯板。同时,用镘刀将拌好的砂浆均匀抹于聚苯板整体表面,注意逐行抹压,以防外墙和聚苯板连接的复合墙受到撞击后在抹灰面层和玻璃纤维增强混凝土内形成空洞。在抹压过程中注意避免刮破网布,或是造成网布褶皱。在聚苯板粘贴施工完成24小时后,用砂纸把半封不平整的地方打磨平整,最后用锚固件将聚苯板固定,要求用冲击钻钻孔,固定过程中注意保持聚苯板与外墙的平整。 2.2门窗设计节能的施工技术 门窗设计节能的施工技术应综合房屋建筑所在地区的气候、建筑物的高度、体形系数及周围环境等因素来实施。其施工技术第一步是窗型的选择:如推拉窗、平开窗、固定窗,在采光和通风允许的条件下,平开窗和固定窗的节能效果更为显著,但从结构上来看固定窗是最节能的窗型。第二步是外窗类型的选择:应根据当地的室外平均温度来考虑,选择符合气密性等级、传热系数小的外窗,如单框中空玻璃窗或是单框双玻璃窗。第三步是窗框的断热处理:可利用冷热断桥型窗框,再将高效保温材料镶嵌在窗框内。第四步是控制窗墙面积比:一般情况下,外窗面积比不应超过窗墙面积比,且窗墙面积比应控制在0.30左右。第五步是控制门窗接缝严密性:用高效保温材料填满门窗框和墙体间的缝隙,用密封效果好的弹性松软型材料和密封膏严密封闭门窗四周与墙体接缝的表面。并用高低缝和缝外压条将扇与扇之间密封好,最后用橡胶、橡塑或泡沫密封条将玻璃和槽口接触面密封好,避免出现门框外露、无卷边脱槽等现象。 2.3屋面保温节能的施工技术 屋面是房屋建筑的外围护结构,对地面和外墙的耗热量有着极大的影响,是房屋建筑节能施工技术的关键环节。其施工技术第一步是进行屋面绿化保温:方式包括苗圃式、棚架式、及蓄水养殖式,其中,苗圃式是在屋面防水层上用砖或砌块筑床埂,以形成苗床,而床埂下每隔一定的间距设置排水孔,苗床内铺设一定厚度的种植介质,根据当地的气候条件和环境种植花草、小型果树及中草药等。棚架式适用于较低的房屋建筑,即直接利用地面种植攀缘植物,以形成绿色荫棚。蓄水养殖式是在蓄水屋面的水面上养殖繁殖能力较强浮游类植物,也可同时养鱼。屋面绿化保温技术不仅能改善空气质量,还能降低房屋建筑周围环境的温度,使建筑内部空调容量减少。第二步是进行屋面倒置保温:把屋面中的防水层和保温层颠倒铺设,且将保温层设置在防水层上,并要求保温材料是憎水性的,如挤塑聚苯乙烯保温隔热板。做法为保温层为挤塑聚苯乙烯保温隔热板直接铺设于防水层上,并在防水层面上做配筋细石混凝土。另外,屋面排水坡应注意采用坡屋面的构造形式,且坡度应为3%,并采用导热系数小的隔热保温材料,以便增加屋面的热工性能,提高房屋建筑的使用空间。 三、小结 总而言之,房屋建筑节能施工是一项纷繁复杂、系统性和操作性较强的工程,在施工过程中的各个工序之间既紧密联系又互相影响,任何一个环节的工序如不按规范操作,都会间接或直接影响房屋建筑的节能效果。因此,在房屋建筑节能施工过程中,必须要根据房屋建筑的实际情况采用科学且有效的节能措施,掌握每一个工序的节能施工技术要点,并强化措施,从而推动整个房屋建筑节能施工技术的进步,真正实现房屋建筑行业的可持续性发展。 作者:朱江 单位:贵州建工集团第八建筑工程有限责任公司 房屋建筑节能探讨:房屋建筑节能存在问题及措施 房屋建筑节能成为世界范围内提倡的理念,要求实现经济建设和环境保护和谐发展的目标。笔者主要分析房屋建筑节能过程中存在的问题,并阐述节能施工技术的有效运用,旨在为提升节能建筑效果、推动房地产经济发展提供帮助。 一、房屋建筑节能存在的问题 1.房屋节能意识欠缺 房屋建筑节能属于一种新型建筑思路,施工方和用户对相关理念不够了解,在日常设计和施工过程中忽略节能意识,造成经济损失。一些设计人员因为节能意识的欠缺,在选择隔热媒介等过程中完全没有考虑节能方面的问题,一味地为达到隔热效果和提升经济效益目标进行设计,严重影响房屋建筑工程中产生的节能效果。 2.节能设计存在不合理性 在房屋建筑节能设计指标上,我国相对国外发达国家存在较大差距。这种情况充分暴露我国在房屋建筑节能设计环节中存在的科学性问题。例如,当前我国大部分的采暖地区运用的围护结构在热耗功能上与气候类似的发达国家相比要多,其中外墙部分的传热系数达到国外发达国家的3倍左右,其中外墙4倍左右而屋面达到3.6~6倍,但是,门窗部分的空气渗透达到5倍的程度。目前,在发达国家的居民住宅当中,其实际每年采暖环节中产生能耗为7.57kg/m2标准煤。但是,我国当前运用的采暖耗能已经达到13.5kg/m2标准煤,远远高于发达国家。主要原因在于我国在房屋建筑节能设计环节中,一般考虑外墙和屋顶等作为保温隔热媒介。 二、节能施工技术的应用 1.墙体施工中的节能施工 墙体施工环节当中的节能施工一般涉及到材料的选取和保温施工技术两方面。首先,在施工材料的选购上,工作人员应选择砖体为主,尤其集中在空心和实心砖中。例如,陶粒空心的混凝土砌块砖等,其棱角比较整齐,且规格较为一致,能够有效避免其在砌筑过程中产生灰缝不够均匀的情况。除此之外,施工人员在砌筑的过程中应预先留好洞口和管道等,不能随意在空心砖砌块的相关墙体上进行打凿。因此,可在不同管道或预先留有的管线部位运用实心砖体,能够较为有效地避免外墙体部分出现通缝等失误。施工之前,相关部门人员应结合具体需求对砖体排列图进行设计,并在实际排砖的过程中运用主规格的砌块作为主要部分。对于孔错缝搭砌的问题,可通过控制器搭接长度达到目的。在竖向排砖的过程中,有效通过梁下的部分应为整砖,操作人员应将缝宽控制在3~5mm范围之内。在保温施工技术部分,墙体内侧和外侧应为墙体保温施工过程中较为重要的环节。内侧部分的保温效果相对外侧部分效果相差较多,且墙体外侧部分的保温效果较强,在房屋内占用面积较小。因此,在实际施工过程中操作人员应对内侧进行简单处理,重点实现对外墙体进行保温施工过程。外墙体部分保温施工过程中需注意以下几点:首先,如果梁柱体表面较脏,工作人员应进行适当清洗并运用粘结剂;其次,如果底层面墙体具备一定强度,在其上层部分再涂抹一层灰可明显增加其中抹灰的厚度,可有效控制在10mm左右的范围之内。抹灰面部分需展开洒水潮湿养护措施,并在墙体没有达到完全干燥和凝固之前避免出现撞击情况。最后,需在窗户下部位增加玻璃纤维网格布,能够有效防止抹灰面和相关保温材料之间产生孔洞。 2.门窗施工中的节能施工 目前,我国房屋建筑工程中已经不适合运用传统意义上的木材和铝合金等,不能达到节能的标准要求。塑钢材料的门窗本身在隔热性能上较优,且容易进行加工,能够被广泛运用在实际施工过程中。即便塑钢材料门窗容易成型,且耐腐蚀性极强,但是,其在强度上存在一定欠缺,实用性受到影响。因此,要想达到标准的房屋建筑节能功能,工作人员可选择新型的注胶断热铝类型的材料,其不但具备铝合金所有的优点,还在隔热性能上较强。但是,因为该材料造价较高,在市场推广过程中遭遇一定阻碍。 3.保温屋面施工中的节能施工 屋面节能主要指的是将其中一层导热系数较小且容量较低的保温材料实际安置在防水层与屋面板之间,有效保证其节能效果。另外,在屋面节能施工的过程当中,其保温材料铺设的主要方式应为正铺法,材料应选择加气凝土块等,以免影响节能效果。 4.太阳能的应用 太阳能本身属于一种新能源,其在运用的过程中能够发挥有效的节能效果。太阳能不但环保效果好,还在来源广度和利用率等方面具有其他能源无法比拟的优势。因此,太阳能在房屋建筑节能中的运用在节能过程中发挥重要的积极作用。新型的太阳能技术能够将遮阳、散热等集合为一体,并逐步形成具有一定代表性质的混合类型太阳能技术。该技术能够为房屋建筑有效提高天然性质的光照和热能,大幅度降低能源消耗量,达到房屋建筑节能目标。 三、房屋建筑节能问题的解决措施 1.建立并健全建筑节能法律法规 国家政府部门应加大其法律法规的规范性,完善房屋建筑节能相关的法规和标准等,在促进房屋建筑节能的基础上提供完善的法律基础。因此,国家相关部门可有效运用其管理的行政手段,对房屋建筑施工全过程进行强制规范,有效并及时建立起建筑技能相关的全过程监督和管理系统,有效加强其在实际运营过程中的监督和管理效果。 2.房屋节能设计与施工节能 房屋建筑节能设计和施工过程贯穿整个房屋建筑项目始终,直接与工程项目施工结果有密切联系。首先,在节能设计工程中,相关的设计和管理人员应对前期设计、材料和设备选择和后期节能设计等展开综合性管理。在实际施工的过程中,技术人员应对施工涉及到的所有内容专门建立技术方案,并交由相关部门批准和审查。除此之外,对于从事施工的所有技术和操作人员进行节能技术的交底和操作培训,有效保证节能施工效果达到要求,全面提升房屋节能效果。 3.大力发展建筑节能技术研究 首先,房屋建筑技术的研究需要以稳定的技术发展等为基础,相关的业务操作人员应全面提升自身的操作和研究技术,在研究和开发新型房屋建筑节能技术的过程中,运用自身专业知识,在降低成本和保护环境上发挥重要作用。我国应转变原先依赖国外先进进口材料的情况,成功出口由我国制造的节能环保建筑材料。不但能够明显降低建筑花费的成本,还可能在节能减排和维护生态平衡等方面发挥重要作用,形成新的经济增长点。其次,在进行建筑节能技术研发的过程中,为了保证节能效果,可重点关注理论和技术上的创新发展,相关专业人员应全面投入到技术创新过程中,在实践的过程中全面提升节能技术的利用率,并充分结合国外的先进技术,达成节能目的。 4.加大建筑节能的宣传 首先,国家相关部门可利用公共媒体,从不同渠道范围内展开细致的节能宣传工作,将具有国家发展意义的房屋建筑节能意识实际进入寻常百姓家,帮助其了解建筑节能相关的发展意义和与自身生活工作中存在的利害关系,实现全社会范围内对房屋建筑节能重视度的提升。例如,综合当前信息化技术的发展,工程相关管理人员应创新宣传方式,运用微信公众号或App渠道全面推广房屋建筑技能相关理论,招聘专门的公众号和App的运营和管理人员,管理该宣传渠道中信息推广的方式,定期推出创新型的节能理念,在全社会范围之内形成房屋建筑节能意识的不断推广。除此之外,建筑企业相关人员还应对施工和设计人员进行建筑节能意识的培训和宣传,并在培训的过程中适当增加一些实际操作活动,以践行培训课程中学习的理论知识。 四、结语 由于社会经济和科学技术的不断发展,我国城市化建设步伐加快,其中工程建筑项目数量剧增,房屋建筑作为其中的重要组成部分不仅影响社会经济发展状态,还与房地产企业运营有着一定联系。笔者主要分析当前房屋建筑节能产生的问题和解决措施等,希望为促进经济和环境和谐发展提供帮助。 作者:邵建锋 单位:中铁十一局集团房地产开发有限公司 房屋建筑节能探讨:房屋建筑节能体系的构建 一、建筑节能体系在建筑工程中的应用现状 1.优化建筑施工方案,节约建筑能源。建筑施工方案是整个建筑项目施工的开始,也是建筑项目实现节能目标的关键所在。因此,必须注重建筑施工方案设计的合理科学性,争取通过合理的施工方案来实现建筑施工项目人力和物力资源的有效安排以及对施工过程中可能出现安全事故和资源浪费现象进行有效的预防。施工方案设计的科学性很大程度上决定着整个建筑项目施工开展的风格和方向,建筑企业和施工单位能否取得预期的经济和社会效益以及施工目标,很大程度上也是由建筑施工方案决定着的。所以,若想做好建筑节能体系,那就必须健全和完善施工方案设计管理,优化方案设计。 2.改进施工工艺、减少建材浪费。建筑企业必须加强对建筑施工节能技术的研发和创新,主要可以通过以下两种方式开展技术创新工作:首先,可以积极吸取外国先进的节能施工技术,购进先进设备进行学习和推广。其次,就是加强自主创新,提高企业自身的节能技术创新能力。这可以通过设置节能技术创新奖励制度来激励技术部门人员。要注意的是,必须确保新技术的安全科学后再将其投入实际施工中,否则将导致安全事故的发生。通过施工技术的创新和提高来提高建材的利用效率,这样既发展了建筑施工工艺,又降低了施工中建材资源的浪费。 二、建筑工程节能技术的应用 1.新型玻璃材料。新型玻璃通过内部分子结构对光热的反射和吸收,达到冬季室内保温,夏季室内散热的功效。这一功效能够降低居民冬夏季对空调的使用率,从而达到降低资源消耗的目的,单从此点可以看出新型玻璃材料所具备的社会效益和经济效益。另外,因为此种玻璃对光独特的吸收和反射作用,能够极大的减少因为玻璃反光而引起的城市光污染问题,这可以说是从源头对光污染进行治理。最后,虽然这种新型玻璃材料具备较高的使用性能和科技含量,但是,它并不是价格昂贵、无法普及的装饰材料,相反,这种新型玻璃生产的成本造价和市场价格非常低,使用寿命也较长。新型玻璃材料只是当前节能材料的一种,随着建筑节能技术的发展和推广,建筑节能新型材料的市场占有率、种类以及性能都得到极大的发展,这是我国建筑节能技术取得进步的表现之一。 2.屋面保温节能技术。若想从节能角度来提高屋面保温施工技术,则主要可以从以下几方面考虑:首先,选择具有节能性的屋面保温隔热材料。屋面保温隔热材料的选择关系到屋面施工质量和屋面节能性,因此,必须给予重视,要注重其材料的质量和性能,检查其是否具备良好的吸水率和导热性以及是否符合屋面整体施工参数需求。其次,要对屋面的坡度以及屋面厚度进行合理设计。屋面厚度以及坡度直接关系到屋面的保温隔热性能,因此,在设计时要避免热桥现象的出现,要根据屋面管道以及通风孔等来设计厚度和坡度,而且,要考虑屋面的热胀冷缩性质,避免出现温差过大时的屋面裂缝问题。最后,屋面施工不同于其他建筑结构的施工,其影响因素较多,最为重要的就是天气因素,若是施工阶段的天气状况不好将导致屋面混凝土和屋面基层干燥的延期。若是无法避过坏天气,可以选择搭建帐篷或者在屋面涂抹隔气层和防水层。 3.门窗安装施工。门窗框和玻璃扇的传热系数及密闭性是外墙节能的关键环节之一。木和塑料门窗的传热系数比钢、铝门窗低30%左右,双层玻璃比单层玻璃低40%左右,因此,价格比较好的是塑料单框双玻璃门窗。为保证门窗能达到预期的节能要求,安装过程中应注意以下几个问题: 3.1根据设计要求选择门窗时,要复查其抗风压性、空气渗透性、雨水渗漏性等性能指标。 3.2安装门窗框时要反复检查框角的垂直度。变形严重、缝隙超标、密封条不密闭的门窗扇不能上墙。3.3在框与扇、扇与扇之间须设密封条,以防渗水、透气,推拉窗的轨遭处须增加密封处理。局部缝隙较大的位置可用单组份密封膏挤注。 3.4在门窗框四周与墙或柱、粱、窗台等交接处,须用水泥砂浆进行严密处置,在靠室外一侧须结合外装修进行处理,以防渗水、透气。 4.太阳能节能技术。太阳能是当前应用最为广泛的再生无污染能源之一,其作为循环能源的应用极大的缓解了我国各地区的能源消耗问题。太阳能能源的应用不仅仅局限在满足居民使用方面,还在建筑行业以及化学行业得到了极高的好评。建筑行业在利用太阳能中主要是采用太阳能板在屋顶进行收集和采光,这一技术简单而有效。而且,这一技术的应用还提高了屋面的隔热性能和保温性能。人类对太阳能的应用充分体现了技术的创新性和发展性,也让人们看到了可再生能源的优势,而此技术在建筑行业中的应用则更是一种技术融入居民日常生活的体现,是现代建筑工艺与现代创新科技结合的体现。 三、建筑工程节能技术应用的前景及调整 建筑节能体系并不是单指建筑施工技术,建筑材料、工程竣工验收以及后期工程质量审查等环节都能充分利用建筑节能技术,由此可见,建筑节能体系是对建筑工程项目一种覆盖式的改革和创新。此外,虽然建筑节能材料得到极大发展,但是,相较于当前建筑市场的需求而言,建筑新型节能材料的种类和性能质量仍无法满足要求,这是当前建筑节能体系未来发展需要重点研究和探索的方面。 四、结语 建筑节能体系是对整个建筑项目和建筑市场进行的一场覆盖式的全面改革和创新,要想真正做好并发展建筑节能体系,那就必须对建筑项目进行多角度、多方向、多方面的研究和探索,争取将建筑节能与建筑项目的施工开展完全融合。 作者:郝新 房屋建筑节能探讨:房屋建筑节能材料质量控制研究 1房屋建筑节能产品材料控制要点 (1)节能产品、材料进入施工现场时必需提供生产厂家产品合格证、质量保证书,有资质第三方提供检测报告,及其保温隔热系统主要组成材料有效期内的性能检验报告。同时该产品应经上级主管部门备案登记,允许使用,满足国家相关规范与验收标准。(2)现场在监理人员见证前提下,施工方送样人员(技术负责人)现场取样送至第三方复检。①抽样复检按以下要求进行:样板应对保温层厚度、抗冲击性、抗压强度进行试验;保温浆料应对导热系数、干密度、抗压强度进行抽样检验;钢丝网应对丝径、电焊网镀锌层重量、电焊网焊点抗拉力进行抽试验;锚栓应对单个塑料锚栓抗拉承载力标准值进行检测;网格布应对经向拉伸断裂强力、纬向拉伸断裂强力、经向强力保留率、纬向强力保留率、单位面积质量进行检测。②技术性能及质量应符合以下要求:样板保温制品的技术性能应按JGJ144-2004GB/T20473-2006GB50411-2007Q/NTY006-2006标准检验要求;对保温浆料、钢丝网、锚栓、网格布进行检验,检验结果应符合《外墙外保温工程技术规程》JGJ144-2004。 2房建节能工程施工质量控制要点 2.1墙体节能工程施工 (1)墙体基层所使用的砌块规格、型号及其性能:导热系数、保温性能、耐燃度等物理性质符合墙体节能需要,满足设计图纸、图集要求,其配套使用砌筑砂浆品种、规格也应符合设计要求和相关节能标准规定。(2)墙面保温材料目前设计多为玻化微珠保温砂浆与阻燃型模塑聚苯乙烯泡沫板或挤塑板等复合材料二种方式玻化微珠外墙面保温料分为单组份、双组份,相对来说双组份浆料柔软性、渗透性、粘贴性性能较好,同时抗老化性能加强,施工成型后不易发生:开裂、脱落、剥离等质量通病问题,在施工方案中应优选考虑,聚苯乙烯泡沫板或挤塑板对其防火性能、保温隔热性能、板材厚度、规格尺寸加强控制验收(3)墙体节能工程施工前应组织一线施工人员培训与技术交底学习,试做小块样板间,经验收合格方可大面积施工,重点控制基层干燥度,与各基层之间施工工序验收,不能一次成活,分层分批施工,基层与基层施工、基层与饰面层施工,应粘接牢固,无空鼓、裂缝发生,下道工序施工前需对上道工序验收,控制基层含水率直至全面完成,完工后的保温隔热材料的厚度必须符合设计要求。玻化微珠外墙面施工对保温浆料,抗裂砂浆,界面剂砂浆需计量准确,专人配置,具体施工步骤:避免雨天、5度以下气温天气施工对基层清理、平整度检查施刷界面剂(干燥后)分2~3次批抹灰玻化微珠保温浆料(必须挤压密实并与基层粘接牢固)同时控制浆料厚度保温浆料干燥后,悬挂网格布(铁丝网片)进入抗裂砂浆抹面施工。完成后外墙饰面层不宜使用瓷砖粘贴,当需要瓷砖装饰时,应控制其规格、型号满足设计要求,在施工过程中在其粘贴保温基层增设钢丝网片,增加粘接度,完工后应对饰面砖作拉拔试验,试验结果满足设计标准值,其耐冻性也必需符合要求,使用外墙饰面砖粘贴,接缝位置及细部容易发生渗漏现象,除外墙保温材料外施作防水,其饰面砖缝使用密封胶进行处理,确保无渗漏发生,否则将会影响到内层保温材料使用寿命。当采用聚苯乙烯泡沫板或挤塑板做外墙面保温施工时,应对预埋或后置锚固件的数量、位置、锚固深度进行现场检查同时对其锚固牢固程度进行现场测试,其结果必须满足设计标准值,对于外墙门窗侧面,墙体上凸窗四周的侧面,也应按照设计图纸、施工方案进行保温节能处理,外墙热桥部位要采取隔断热桥措施,整体、细部均应进行节能处理。 2.2门窗节能工程施工 (1)深入了解节能门窗产品型号、数量与性能,制定门窗验收方案,必要时到生产厂家实际参观,对其生产工艺,组装过程及其方法,产品进场时提供生产厂家合格证、质保书及其检测报告(2)建筑外窗玻璃需强制认证,易设计为中空双层玻璃,采用玻璃密封胶处理。框与附框、洞口间隙需作密封处理,确保保温性能、水密性能;抗风压性能满足设计要求,同时检测结果应符合标准规定。(3)外门安装应按照设计要求采取保温、密封等节能措施。传热系数2.47W/㎡.K,有节能要求特种门其节能性能也应符合设计要求。 2.3屋面节能工程施工 用于屋面节能工程的保温隔热材料从其耐温差、耐使用、及其重要程度方面来说,不仅控制产品本身质量,其品种,规格及其导热系数燃烧性能满足设计要求更要控制施工工艺,施工过程尤其其细部环节值得重视,其具体施工工艺及方法:基层清理干净,无积水,按设计施工规范抄平找坡,布置灰饼或冲筋,上人屋面的轻骨料混凝土铺设应布置确定最高点和最低点位置,带线施工,控制在规范允许偏差范围内。防水卷材铺贴,要求基层平整、干燥,卷材铺贴上下层及相邻间搭接宽度必须保证不小于10cm,接缝不得重叠,先上后下施工,先大部后细部施工,局部增加垫衬。做到铺贴面平整,无皱折、孔洞气泡、翘边等质量缺陷发生,穿过屋面防水层的各种管道与防水层之间的空隙应铺贴牢固,或用油膏封闭严密,底层卷材和基层之间应粘结牢固,屋面坡度应符合设计要求。轻骨料屋面混凝土施工过程,隐蔽检查和验收记录齐全:结构层现浇钢筋混凝土分项验收合格,穿板洞口、管线位置正确,细部防水处理严密。 3建筑节能分部工程质量验收 建筑节能分部工程的质量验收是整个房屋竣工验收组成部分,应作为专项分部验收,也应划分检验批、分项工程进行验收,在其合格基础上进入分部验收,验收不合格不得进行竣工验收。首先施工方组织技术负责人自行初步验收评定施工质量,再报建设(监理)组织专项验收,对于验收中存在的质量问题,施工人员及时整改,整改完毕后再次组织验收,直至验收合格。房屋建筑节能工程验收时应对下列资料核查,并纳入竣工验收档案资料:(1)设计文件及承包合同及其他合同文件;(2)设计交底和图纸会审及会议纪要记录;(3)节能材料、构配件质量证明、检测、验收文件资料;(4)节能工程计量、计价及支付款文件;(5)外门窗气密性、风压及雨水等项目检测测报告,风管及系统严密性检验纪录;(6)房建系统节能性能检验报告。 作者:刘永陆 单位:合肥圣达建设工程有限公司 房屋建筑节能探讨:关于房屋建筑节能施工技术的研究 摘要 本文首先介绍了房屋建筑节能及其意义,其次分析了房屋建筑节能施工技术主要原则,最后提出房屋建筑节能施工技术的主要措施。本文的研究对从事房屋建筑相关行业的工作人员具有重要的参考价值和一定指导意义。 关键词 房屋建筑;建筑节能;施工技术;保温隔热 0 引言 与部分发达国家相比,我国存在更为严重的能源浪费现象,主要是因为我国的房屋建筑节能工作起步较晚,从而导致我国房屋建筑能耗是发达国家的数倍。随着我国经济的健康良性发展,我国的房屋建筑节能工作也呈现出健康发展趋势,但近年来,房屋建筑节能施工技术力量薄弱等许多技术方面的问题出现在工程实践当中。当今我国房屋建筑节能工作最为重要的任务就是,加大房屋建筑节能施工技术创新,力保工程施工质量,加强房屋建筑节能施工技术及其应用研究。房屋建筑节能施工技术在工程实施过程中意义重大,它对整个房屋建筑节能质量的好坏起着决定作用。因此,为了提高房屋建筑节能的社会效益和经济效益,就必须对房屋建筑实施全过程、全方位的节能施工技术管理及控制,重视房屋建筑节能施工技术的应用。近几年,虽然我国在房屋建筑节能施工技术研究方面取得了一定成绩,但问题也大量存在。因此,加强并做好房屋建筑节能施工技术及其应用的研究已成为当今建筑节能行业内的一项亟待解决的任务。 1 房屋建筑节能及其意义 房屋建筑节能主要包括建筑照射、空调和采暖等的节能,房屋建筑节能过程中,要与改善建筑舒适性统一考虑。房屋建筑节能主要是指房屋的使用、新建、设计、改造和规划过程中,采用节能型的材料、工艺、设备、技术和产品,执行节能标准,室内热循环质量在得到保证的前提下,多利用可再生能源,减少热水、照明、供热供应等能耗,提高空调制热制冷系统效率,加强房屋用能系统运行管理。 房屋建筑节能意义重大,具体体现在以下几点[1]:建筑业发展的需要,目前新建建筑数量迅猛增加,与其保持同步,能耗也快速增加,要想走可持续发展道路,必须要实施建筑节能;随着人民生活水平的提高和我国经济的发展,舒适是人民生活需要的主要建筑热环境,通过建筑节能可以提高建筑热环境的质量和保护生态环境;建筑节能是我国减轻大气污染的需要;房屋建筑节能是社会经济发展的需要,在一定程度上,它能缓解能源资源紧张的局面;建筑节能是提高能源效力降、低能耗的战略举措;建筑节能与国计民生息息相关。 虽然我国能源丰富,但由于我国人口众多,人均资源量远远低于世界平均水平,目前我国能耗消费量排名世界前列,其中,建筑直接消耗能源约占社会总能耗1/3,而该部分的能耗很大一部分是房屋建筑能耗。因此,我国目前的能源状况比较严峻,如果想让我国建筑业沿着健康良性的发展道路继续下去,房屋建筑节能势在必行,房屋建筑节能施工技术要不断创新,努力降低能源消耗,提高能源使用效率。 2 房屋建筑节能施工技术原则 房屋建筑节能施工技术对于房屋建筑节能质量有着重要影响,通常在房屋建筑节能实施过程中,房屋建筑节能施工技术具有以下原则。 1)房屋建筑材料要优先考虑建筑节能材料,例如:提倡使用节能型的门窗和门窗密封条;为提高隔热保温性能,采用节能型墙体和屋面;提倡使用聚氨酯、发泡聚苯乙烯、玻璃棉等高效的保温材料;减少传统实心粘土砖等材料的使用,考虑多用煤粉灰制品、空心粘土块、空心砌块等新型材料; 2)严格贯彻执行房屋建筑节能设计要求,例如:重视回收余热废热,提倡使用地热、太阳能等可再生能源;充分利用自然光,积极应用人工照明,使用高效、耐用的光源和灯具;采取必要供暖供冷手段,按照能源的实际供应条件,改善房屋建筑热环境;为住户创造必要的日照条件和良好的通风,重视房屋环境设计,为房屋建筑节能的实施创造良好的室外条件等。 3 房屋建筑节能施工技术措施 结合我国目前房屋建筑节能发展现状,我国通常采用的房屋建筑节能施工技术措施主要包括以下几个方面。 1)屋面保温隔热,屋面作为房屋外围护结构重要组成部分,通常屋面系统分为正置屋面和倒置式屋面两类,其中,屋面设计中倒置式屋面是优先采用的方法,因为它能够保护防水层,从而可以解决屋面渗漏问题。同时,屋面还可以采取其他措施,来提高屋面保温隔热性能,比如实施屋面绿化,屋面绿化可以降低房屋周围环境温度,相关研究表明,房屋周围环境温度降低1℃,房屋内空调能耗降低6%;屋面绿化还可以间接减少温室气体的排放。因此,屋面绿化可以大幅降低建筑能耗; 2)门窗保温隔热,门窗是阻止外部空气侵扰的屏障,是房屋能量散失的主要部位。建筑外窗材料优先选用铝窗和塑料窗,主要是因为其保温隔热性能好;随着节能要求的提高,要多使用塑料中空玻璃窗,主要是因为其内部的导热性能较低的惰性气体,可以降低中空玻璃传热系,同时它还有减少冷空气渗透,提高外窗气密性等性能[2]; 3)墙体保温隔热,它分为内保温和外保温两种,房屋外墙上的保温与饰面系统是墙体保温的主要屏障[3]。墙体外保温可延长房屋结构寿命、综合投资低、保温效果佳、热工性能好等优点。外挂式外保温是目前较为成熟的外墙外保温技术,实践表明,该种保温技术效果好、安全高效,因此,目前我国墙体保温的主要形式就是外墙外保温。 此外,房屋建筑材料要选用导热系数小、密度轻、价格合理的保温隔热材料;重视回收余热废热,提倡使用地热、太阳能等可再生能源,提高能源的利用率;开发计算机节能分析软件,并建立建筑节能检测中心与实验室,从而建设起真正的节能房屋建筑。 4 结论 综上所述,房屋建筑节能工作是一项复杂的系统性的工作,在进行节能设计时要根据环境、地形等条件综合分析,做出最适合的建筑节能计划和目标。此外,房屋建筑节能要重视使用功能的要求,同时还要考虑到舒适性和安全性。总而言之,房屋建筑屋面、门窗、墙体等的保温隔热施工是房屋节能效果的关键,因此,工程实际当中,一定要重视这三个方面,并加大该方面节能施工技术的研究,争取把我国房屋建筑节能工作做的更好,提高能效,降低能源消耗。
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业认识实习改革与思考 摘 要:该文介绍了近年来中国矿业大学材料科学与工程专业的认识实习的组织,改革以及实习基地建设等方面的工作。认识实习一直以来都是材料科学与工程专业重要的教学环节,得到多方的关注。该文对该专业认识实习的现状进行了分析与研究,发现存在的问题,并对所存在的问题进行改革与实践,取得良好的效果。实践证明,认识实习的开展对于培养学生对该专业的兴趣,理论与实际相结合的能力都具有积极的作用。 关键词:材料科学与工程 认识实习 实践 改革 材料科学技术的发展,是国民经济发展的重要基础,为航天、航空、信息、国防、交通等高新技术进步提供了有利的支撑作用。材料科学与工程专业以物理学、化学为理论基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科[1]。随着社会经济和科学技术的不断发展,材料科学与工程专业人才培养的实践能力和综合素质的要求也越来越高。实习是把理论教学和社会实践联系起来的有效途径,因而实习课程已经成为材料类本科生培养计划中的重要教学环节。 为了使课堂教学与生产需求密切联系,培养学生理论联系实际的能力,提高学生实践能力和综合素质,必须强化认识实习环节。大二结束时,大多数工科学生完成基础课程的学习,开始转入专业课程的学习。此时,学生对该专业课程的学习和未来的就业方向充满期待但又缺乏了解,认识实习作为学生了解该专业在实际生产中的应用窗口,能够帮助学生建立初步的专业概念并激发其学习专业课程的兴趣和爱好,为其未来两年的专业课程学习提供动力。因而,精心安排的认识实习对学生培养至关重要。 1 材料科学与工程专业认识实习现状分析 在多年实习教学的基础上,我们总结了开展实践教学的经验,同时也发现一些问题。认识实习中常遇到或发生的问题主要有实习单位的落实,实习教学的模式以及学生思想重视程度等问题。 近年来,受金融危机的影响,一些行业不景气,相关企业的经济形势也非常严峻,有些甚至都停工检修。这些单位不愿意接纳本科生进行认识实习,而且在生产不旺盛的企业里实习,学生的收获非常有限,甚至会影响其学习该专业的积极性。有一年,认识实习在一个从事金属件热处理的工厂进行,该厂工艺设备陈旧,能耗高,工人作业环境恶劣。当时就听到有学生悄悄说到“材料专业毕业后就在这样的工厂工作啊, 真不该报考材料”。显然,实习单位的选择不当大大影响学生的学习热情。还有一些企业出于安全考虑,对接受大学生参观实习缺乏积极性,不愿意承担相应的社会责任。因此很难与之建立起长效的合作机制。 由于材料专业人数众多,大多数实习单位场地局促,都是让企业负责人员带领学生参观生产流程的各个环节,且生产现场噪音大,大多数学生反映无法听清工作人员的讲解,对生产流程中各个环节的运转掌握不到位,实习效果不尽如人意。 有些学生重视理论课程的学习,而轻视实践教学,对实习重要性的认识不够。在实习过程中,这些同学走马观花,无意于对生产流程的观察,也就很难对复杂的生产流程建立起整体印象,对专业理论知识在实际中的应用也难以建立感性认识。这也使得实习效果不尽如人意。 2 材料科学与工程专业认识实习的改革与思考 为了提高认识实习的效果,提高实习质量,我们从实习单位的选择,实习模式以及实习效果的考核等3个方面进行了改革。 2.1 实习单位的选择 单位的选择应以学生为主体,按照本科生的培养计划,结合该专业特色来选择适合的实习单位,为学生了解专业的典型生产流程提供信息渠道。具体来说,实习单位的选择应本着能给学生产生良好、正面印象的原t。一些知名的国内外大中型企业,拥有先进技术和设备,往往更能够引起学生的关注,激发学生的实习兴趣。并且,这些企业重视其社会责任和企业形象,愿意支持与配合高校的认识实习工作,为认识实习提供更多的便利条件。此外,实习单位的选择还应该考虑是否适合认识实习的开展。例如,一些大型企业,其自动化程度高,大多数生产过程都通过控制仪表来完成,现场少有人工操作。在这样的企业实习,学生无法观察生产线内部的流程和工艺,连续生产设备如同原料和产品之间的黑匣子,难以产生感性认识,对于专业的了解帮助不大。这类企业虽然技术先进,但并不适合认识实习。相反,一些中小型企业,由于自动化程度不高,学生可以深入生产车间参观生产流程,近距离观察各种设备,甚至是人工的生产操作,因而对原料到产品的生产过程有深刻的感性认识。所以认识实习单位的选择要综合考虑多方面的因素,以适合认识实习的开展,达到实习目的为根本。 为了更好地开展认识实习工作,我们利用校企合作平台以及校友的力量在重型工程机械著称的徐州和经济活跃的常州建设了实习基地。实习单位涵盖了大中型国企,徐工集团,中车集团,德资Bosch-Rexroth公司以及中煤科工集团常州研究院有限公司等多家大中型国企外企下属的工厂和车间,为认识实习的顺利、高效的开展提供了强有力的保障[2]。 2.2 改进实习模式 为了提高实习的质量,改善实习效果,我们对实习模式进行改革,一改以往直接把学生送到实习地点,学多学少都是学生自己掌握,无法保证实习质量,而是按照实习前准备―进厂实习―实习后总结的思路开展实习工作。实习之前,在学校召开实习动员大会,首先把即将参观实习的厂家企业提前告知学生,布置学生查阅相关资料,对实习单位的产品、工艺流程进行了解,以及对所涉及到的专业知识做到心中有数。实习过程中,到达一个实习单位,首先请实习单位的技术负责人介绍,使学生对实习对象有个理性的认识,然后分成几个小组,每个小组分别由一个企业技术人员和一个指导教师带队,参观和实习生产流水线,将所学理论放到实践中验证;参观完毕后,全体集合,对参观产生的疑问进行统一解答,从实践又回到理论。通过理论―实践―理论的思路,取得了最佳实习效果[3]。 2.3 改革综合考核措施 有效的考核方式,能够帮助学生树立对认识实习的正确认识,在培养计划改革中,加大认识实习课程的学分,有利于提高学生对认识实习课程的重视,在机制上起到促进和激励学生认真参与认识实习的作用。考核不仅是保证实习效果的必要手段,而且能够促使学生在实习过程中深入钻研,琢磨理论知识和生产实际的有机结合。每个实习单位的参观完毕并不意味着实习的结束,我们要求学生对每一次参观有详细的现场实习日记,并转化成实习报告。实习报告的内容不仅包含所实习企业的基本概括,更重要的是要对现场技术人员讲解的生产原理、工艺流程、主要控制参数等内容进行总结归纳,内化成自己的知识。此外,实习报告中还要求学生针对自己的专业方向,结合实习的内容,阐述个人的理解和体会,以启发学生思考问题,拓展思路。同时,为了提高学生的主动性和积极性,我们鼓励他们与现场指导人员互动与交流,对生产流程提出问题,并及时记录学生在实习过程中的学习状态。通过综合考核现场实习情况和实习报告,树立学生对实习的正确态度,来督促学生对教学内容掌握,以期达到良好的实习效果。 3 结语 中国矿业大学历来重视学生的实习环节,近年来,学校加大对学生实习的经费投入,加强学生实习教学质量的控制和提高。经过多年的努力,我们在材料科学与工程专业认识实习教学的探索和实践中,已经在徐州和常州初步建设一批管理科学,技术先进的实习基地。在实习教学过程中,我们丰富了实践经验,拓宽了学生的专业知识和视野,提高了学生独立思考的能力,也培养了学生的工程意识。但是,我们也意识到:实习质量的提高是一项艰巨的、长期的任务,只有通过不懈的努力,用于探索与实践,不断完善现有实习条件,最大限度地启发学生的创新思维,激发他们对专业方向的兴趣,为专业课程的学习打下良好的基础。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业新创新型人才培养模式 【摘 要】学校依托材料工程领域部级人才培养模式创新实验区建设,探索材料类创新型人才培养模式。建立了以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。并通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,以科研带动教学,促进学生实践能力及创新能力的提高。 【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式 一、引 言 现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。 过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。 近年来,依托材料工程领域部级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为优秀的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。 二、我校材料科学与工程专业发展历程 我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建 1.培养模式的确定 全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。 结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。 2.培养目标的定位 依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。 材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。 3.培养方案的修订 学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。 (1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。 (2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。 (3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。 4.课程设置体系的构建 结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。 课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。 为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。 5.教学手段、方法的改进 随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。 6.创新平台的搭建 近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“部级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个部级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。 四、结束语 1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。 2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。 3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。 材料科学与工程论文:探讨材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设 摘要:在如今“大学科”的背景下,材料科学与工程专业应加强对课程体系和实验教学体系的建设,主要包括材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面。构建了以公共基础课、专业基础课、专业优秀课、公共选修课、专业选修课等为基础的课程体系,并且构建了以加强学生的实验能力、培养其创新意识和创新能力为目标的,基础知识、专业实践能力和创新意识相结合的实验教学体系。材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设,为社会培养了更加符合时代需求和具有创新意识的专业人才。 关键词:材料科学与工程专业;课程体系;实验教学体系建设 材料科学与工程是一门研究材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工以及它们之间相互关系的规律,以及对材料的生产技术和生产过程进行研究的学科。材料科学近年来迅速发展成一门独立的学科,并呈现出与工程相互交叉渗透的发展趋势。作为基础学科,单纯的注重培养专业素质明显已经不能适应社会发展的需求。随着我国材料科学与工程教育改革的逐步实行和迅速发展,高等院校的相关材料专业也从课程教育体系、实验教学体系、教学方法等方面进行了改革。该体系应树立新型的教学模式,优化教学方案,建设完善的课程体系和实验教学体系,从而能不断提高教学质量,充分培养学生的创新意识和创新能力,全面推动材料科学与工程教育的改革。 本文根据我校的实际情况,借鉴其他院校改革的相关经验,对材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设进行了探讨和分析。 一、课程体系建设 材料科学与工程专业的课程体系建设,应符合21世纪高等教育的发展趋势。树立以素质为前提,知识为载体,能力是关键的新型人才观。还要把各类材料和相关的合成技术以及分析测试技术当做一个整体,进行分析,真正形成“大学科”,才能满足社会和时展的要求。课程体系建设主要包括以下几个方面。 1.公共基础课。公共基础课主要包括两个方面,分别是:社会科学基础课程体系和自然科学基础课程体系,占总学分的45%。公共基础课主要包括了人文社会科学知识、自然科学知识以及工具性知识,主要是为了培养学生的思想道德品质、文化素质和身心素质、获取知识的能力。 2.专业基础课和专业优秀课。专业基础课包括数字电子技术基础,画法几何与工程制图、工程力学等课程,占总学分的6%。专业基础课以培养学生的工程素质、工程应用能力和工程技术知识。 专业优秀课是材料科学与工程专业的重点组成部分,密切围绕学科专业的基本要求和培养目松柚茫即可以突出学科专业的共同特点又可以体现不同院校的办学特色。专业优秀课主要包括:材料科学基础、材料工程基础、材料物理化学、材料物理性能、材料科学研究方法、材料设计与制备、计算机在材料科学与工程中的应用七大课程,占总学分的14%。充分体现了“大材料”学科的共同知识体系。有利于学生更有效的掌握专业知识,更好地培养学生形成良好的的科学素质、知识应用能力、创新能力。 3.专业选修课。按照二级学科设置专业选修课,占总学分的13%。主要包括无机非金属材料的主干课程,和金属材料的主干课程。学生通过选修这类课程,可以在掌握“大材料”学科共同知识的基础上,对于无机非金属材料和金属材料的基本知识结构体系也能有一定的了解。此外,还开设了高分子材料、复合材料、材料成型加工工艺与设备和一些特色选修课,使优秀课程得到深化,也激发了学生的学习兴趣。 4.公共选修课。公共选修课包括各种素质类课程和任选课程,占总学分的8%。这类课程开设的主要目标是加强学生的人文主义和经济管理等教育,促进学生的个性发展,提高学生的综合素质。 5.实验设计。实验设计包括实验课程、设计及实习等。实验设计是理论教学知识的延伸,有利于培养学生的实际操作能力,激发学生对科学研究的兴趣。主要的内容包括:课程设计、材料性能实验室、材料设计与制备综合实验室、毕业实习等。占总学分的14%。 二、实验教学体系建设 随着社会经济的发展和科学技术的进步,对于材料和工程专业的人才的要求也不断提高,他们应掌握材料现代测试技术与研究方法,并且要具备从事各种材料合成制备、性能与结构分析研究、新材料开发及应用的能力。以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨,根据材料科学与工程专业培养目标要求,构建课程基本知识-专业综合-设计创新三层次实验教学体系。课程基本知识实验教学体系服务于专业理论课程的实验教学;专业综合实验教学体系是独立于专业理论课程平台的实验教学,包括课程设计、材料设计与制备综合实验、毕业设计;设计创新实验教学体系是为学生自主设计创新服务的平台实验教学。[1] 材料科学与工程专业平台实验室下设材料制备实验室、材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室、材料计算机模拟实验室,形成了即独立又相互联系的实验教学体系。这种实验教学体系不但能够满足材料科学与工程专业优秀课程的需要,也为材料综合实验教学水平的提高和学生自主创新设计创造了条件。 材料科学与工程专业安排了专门的时间来进行材料设计与制备实验,学生通过亲自动手做实验,能够熟练掌握材料科学研究的一般程序,对材料设计与制备、成分与结构分析、性能表征等也有了全面的了解,有助于理解材料的设计思路与研究方法。学生还可以根据教师布置的实验题目,为了获得性能达标的各种材料,设计出较合理的制备工艺制度,利用平台实验室进行材料制备,从而了解材料制备方法、工艺、设备性能与操作方法。利用材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室对所制备的材料成品各种无力性能进行分析,并对实验结果进行综合分析。综合实验的训练,培养了学生分析及解决问题的能力。 三、讨论 综上所述,我校在“大学科”的背景下,构建以材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面以及其相互关系为基础的材料科学与工程专业体课程体系,体现了素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则。构建了以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨的材料科学与工程专业实验教学体系。但是教学改革不可能一蹴而就,是一个不断发展的过程,只有通过不断探索和实践,总结经验,才能不断完善材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系,以满足社会对相关材料科学与工程专业人才的需求。 材料科学与工程论文:道路材料科学与工程专业研究生实践教学培养模式探索 摘要:研究生实践能力的培养是研究生创新与素质教育的关键内容。道路材料科学与工程专业作为一门材料科学与工程和交通运输工程相结合的学科,其在实践教学方面的成熟模式很少。本文紧密结合我校专业特色和我国经济建设需要,对道路材料科学与工程专业的创新型人才培养的实践模式进行探索,完善道路材料科学与工程专业实践教学模式框架构建和系统设计。 关键词:道路材料科学与工程;研究生;实践教学;创新型人才 一、引言 道路工程作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,在现代运输体系中发挥着极为重要的作用。目前,我国公路交通建设正在由规模扩张型向规模与质量效益并重型转变,国家日益重视交通特种材料的研究与创新人才培养体系建设,组织开展了多项技术难题的科技攻关和研究团队建设,在基础理论研究和新材料开发等方面取得了丰硕成果,特别是具有自主知识产权的新材料在工程建设中的应用,对建立资源节约型、环境友好型交通所要求的节能减排、环境保护等技术起到了有力的推动作用,并培养了大批优秀的研究和工程技术人员。然而,由于缺乏先进的实践教学模式和创新体制,限制了广大研究生实践能力的提高和创新型人才的培养,不利于交通材料领域人才培养体系建设和可持续发展。 作为工程科学技术的承载者,新的生产力的创造者,工科研究生创新与实践素质的水平不仅制约着工科科学与技术的传承与发展,还决定着工程实践的开展乃至工业化进程的推M。同时,作为一门材料科学与工程和交通运输工程相结合的学科,其在实践教学方面的成熟模式很少。因此,为了适应现代工程教育与建设的需要,本论文结合道路材料科学与工程专业特点,提出合理的创新型人才培养实践方案,并根据长安大学材料学院道路材料科学与工程专业实验、实践教学改革实践经验,推进道路材料科学与工程专业实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。 二、道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理论依据 首先从当代公路交通建设对道路材料科学与工程专业人才的需求特性出发,研究创新型人才的特质与具体表现形式,依赖创新学、材料学理论,研究道路材料科学与工程专业创新型人才的特质,同时调查分析目前我省各高校道路交通领域研究生的创造能力表现,采用对比分析查找我国道路材料科学与工程专业研究生与国际上先进国家相比在创新力上存在的差距,查找我国道路材料科学与工程专业在研究人才培养模式上与国外的差异,从中研究分析研究生创新培养存在的问题。然后研究道路材料科学与工程实践教学的理念、教学机理,制定适合我校的道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理念和教学机理,作为深化教学改革,全面推广和系统设计道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的重要理论依据。 三、我国道路材料科学与工程专业现行实践教学发展现状 首先,在全国分别选取5所不同类型的兄弟院校,根据学校的办学定位以及社会对不同层次人才的需求分析,依照工科研究生创新素质的构成要素、内在结构、要素间的交互作用机理以及其三要素驱动模型,运用层次分析法构建出我国道路材料科学与工程专业研究生创新素质发展现状的评价指标体系。其次,依照设计出的评价指标体系、遵循量表设计的一般原则,设计出道路材料科学与工程专业创新素质发展现状量表,并选取研究样本进行测量。再次,依托测量数据,从整体视角和分类视角对道路材料科学与工程专业研究生创新素质的发展现状进行分析,实现对学生实践能力和创新素质发展现状及存在问题的总体把握。 四、实践教学模式框架构建和系统设计 结合我校传统专业特色与教学经验,改革实验教学内容,在相关学科专业和课程建立包括基础实验、综合实验和工程实验等不同能力层次,既与理论教学有机结合又接近交通运输、土木建筑等工程实际的综合实验教学体系,设计实验教学项目与教学大纲,实行因材施教。 为促进高层次人才培养与社会经济建设的有效沟通与有机结合,联合领域内具有优质资源的科研院所、大型企业集团组建联合培养基地,建立以培养研究生创新思维和创新能力为优秀、以培养高层次研发型、应用型人才为重点的研究生培养平台。其中,“长安大学―青海交科院研究生联合培养示范工作站”已获陕西省教育厅批准,成为陕西省研究生联合培养示范工作站(如图1所示)。 并且,已建立严格的校外实践管理细则。将负责人听课制度,以任课教师考勤为基础、负责人听课为辅助、管理部门不定期抽查为重点、学生评课为补充的方式,构建考勤、听课、查课、评课四位一体的教学检查制度。要将教学检查结果与学生评奖评优及中期考核等环节挂钩、与教师考核评价挂钩,督促学生与任课教师重视课堂教学环节。要按照学校及设站单位制定的文件要求加强研究生论文开题和中期考核工作,严格工作纪律,对未通过开题报告及中期考核者,提出学业预警,给予延期开题、补修、延期毕业等相应处理,不允许其进入研究生培养的下一阶段。研究生院组织工作人员对研究生论文开题、中期考核情况进行随机抽查,审核预警制度的执行情况。将进一步加大学位论文重复率检测力度,对重复率超过15%的,研究生院将通报导师、约谈学生并要求限期整改。还将进一步加大学位论文盲审比例,尤其加大未参加盲审的硕士学位论文的抽查力度。校外研究生培养平台的建立,不仅能加快科技转化,还将大幅提升我国交通领域高端科技人才的培养质量和水平,提高学生创新性综合素质,完善创新型人才培养体系。 五、加强实验室管理的软件建设 根据材料学院实验室建设现状,制定或修订《高等院校道路材料科学与工程专业实验室管理条例》、《道路材料科学与工程专业实验教学工作规程》、《道路材料科学与工程专业实验教学研究中心开放管理条例》等管理文件,建立一套科学合理的实验教学管理规章制度,包括:实验教学人员、实验工作人员岗位职责,实验人员考核、培训办法;仪器设备维护与管理制度;实验操作基本制度;安全检查制度;实验室基本信息收集制度等。 六、Y语 通过研究与国际交通建设发展水平实质对等的、基于工程教育专业的实践教学方案和人才培养体系,为我国的道路材料科学与工程专业研究生实践教学培养探索了新途径。本文提出道路材料科学与工程专业创新型人才的特质与要求,为我校高等教育发展到新阶段一切以学生为本、注重专业内涵建设、重视质量提升提供了新思路。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业综合实践教学平台的建设与创新 摘 要 本文根据材料科学与工程专业综合实践教学平台的建设与创新实践,通过专业实践教学体系改革,搭建高水平校内实践平台,建设稳定的校外实习基地,建设实践教学信息与管理平台,实践教学手段与方法改革,提高学生创新实践能力。对提高毕业生就业率与就业质量,培养能够适应和支撑纺织产业发展、具有创新实践能力的高素质工程技术人才具有重要的应用与推广价值。 关键词 材料科学与工程专业 综合实践教学 平台 建设 创新 目前,我国高等教育还存在的教学计划、教学方法、仪器设备和师资队伍与学生实践能力培养不相适应,致使大学毕业生缺乏解决实际工程问题的能力,远远满足不了我国能将科技成果及时转化为物质产品和为现实生产服务的技术型人才的要求。本研究是在材料科学与工程专业专业“科研促教学,教与研相长”的办学思路指导下,依托学科在纤维材料的特色优势和资源,突出纤维材料特色,建设高水平综合实践教学平台,对提高毕业生就业率与就业质量,培养能够适应和支撑纺织产业发展、具有创新实践能力的高素质工程技术人才具有重要的应用与推广价值。 1 专业实践教学体系改革 对实验课程进行整合,构建起“一个贯穿、两种模式、三个载体、四个模块”的实验教学体系。“一个贯穿”即学生四年实验教学不断线。“两种模式”即将学生按研究型和工程应用型两种培养模式分别进行培养。“三个载体”即实验教学通过实验中心、产学研实践基地、课题实验室”三个实验载体完成。“四个模块”即基础实验模块、专业实践模块、综合实验模块、创新性实践技能分类教学模块。创新性实践技能分类教学模块要按照研究型和工程应用型两种类型分别进行,研究型方向的学生在学校教师的指导下开展毕业论文的研究,工程应用型方向学校到企业开展在岗实习,并在企业和学校导师的共同指导下完成毕业设计。 2 搭建高水平校内实践平台 通过校企合作,在企业专家和技术人员的参与和指导下,加强校内实践教学环境建设,增加教学仪器和工程实训设备,购置的仪器设备向教学倾斜,专业实践教学平台与校内仿真实训基地的角色整合,在专业实践教学平台基础上,购置了PET /PA仿真聚合装置、纺丝机等小型设备,进行了实验室环境的仿真改造。实现校内实验与企业生产检验零距离、校内工程实训环境与工业生产环境零距离。在培养学生实践能力的同时,还可以为企业新产品开发服务,最重要的还是可以开设更多的综合性、设计性、研究性、创新性实验,强调理论在实践应用中的相关性和综合性,引导和激发学生科学研究的兴趣,重视学生创新能力的培养。 3 建设稳定的校外实习基地 加强校企合作,建设稳定的校外实习基地。与国内有影响力的化纤企业签订产学研合作协议,通过开展产学研合作项目,可将校企合作贯穿到整个实践教学过程中,充分发挥校企双方人才、资源以及科研各自的优势,构建适应社会发展需求的产、学、研紧密结合的先进技术信息平台,在人才培养、项目开发、成果推广等方面实现“无缝对接”,实现资源共享、优势互补,促进校企共赢,共同实现“可持续发展”。树立以“面向企业为主”的基本指导思想,形成几个或十几个长期合作和联合培养的产学研联合体,使学校的人才培养目标明确,针对性强证。在校企联合培养人才过程中,进一步强化人才培养的“两出、两进”,即学生走出校门深入化纤企业现场学习、实习、实践,教师走出校门深入企业进行研究和实践;把化纤企业中具有丰富实践经验的资深人士请进学校讲学,把企业先进技术、设备和生产中的问题引进学校,建立校企联合实验室和研发中心。 4 建设实践教学信息与管理平台 将实验室资源从新整合,依照功能重新设置;安装了门禁系统,具有实验室开放预约登记等管理功能,学生刷卡可以进入实验室自主开展实验;建立了实验教学网站,学生可以网上浏览实践教学资源。开展基于实验过程的多样化教学方法改革,充分利用多媒体教学平台,并加强师生互动交流。 5 实践教学手段与方法改革 (1)通过验证实验,加强学生对化学纤维的基本知识和基本原理的理解。在《化纤工艺实验》中开设验证实验,加强学生对化学纤维的基本知识和基本原理的理解,并不断改革教学方法,增强立体教学。广泛使用电脑多媒体课件讲解实验,重要的基本操作均有教学录像在课程网站上,体现了立体、形象的教学效果。例如声速法测纤维取向度和模量、纤维拉伸试验及纤维切片和摄影等均有录像进行讲解,学生可以在课前、课中和课后观看,提高学生操作水平和对实验内容的充分理解与掌握。(2)通过综合纺丝实验,实施案例教学,开设设计性、综合性和选作实验,提高学生实践能力。开设让学生自己动手的设计性、综合性实验,突出实践环节教学的作用,培养学生的工程实践能力与创新能力。这种大型工艺实验是生产全过程的一种模拟,学生可以在各个环节上亲自动手;此外,课程网站上有企业生产现场影视片,可以体验和真正理解理论课上所讲的化学纤维成形加工技术,对于完善学生的知识结构和培养学生的工程实践能力起了很好的作用。(3)通过开放实验室与课外科技创新活动,激发学生的学习兴趣,促进学生创新能力的培养。近五年来本科生积极参加科研活动和参加课外科技活动,36人次获得各级奖励。材料专业70%的同学报名参加了材料科学研究会,50%的本科生(大二至大四)被分配到16个材料学科创新科研团队及研究小组,17人次获得部级、省部级等各级、各类的创新大赛奖项。在本科生教学中营造了一个良好的学术氛围。在学生科技作品竞赛活动中,课程组老师指导学生7人次获得各级奖励。 6 结语 材料科学与工程专业专业通过不断改革,实现了校内实验与实训信息化管理,学生凭卡可网上预约、进入实验室、自主实验;实现了校内实验与企业生产检验零距离、校内工程实训环境与工业生产环境零距离;强化了综合性、设计性、研究性、创新性实验,引导和激发学生科学研究的兴趣;强化了人才培养的“两出、两进”,学生、教师走进企业学习实践、企业的工程师和管理人才请进学校,实现校企互动,在材料、纺织、化纤工业专门人才的培养中起到了重要作用。 基金项目:天津市教育科学“十二五”规划立项课题(HE4009);天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划(B01-0804) 材料科学与工程论文:材料科学与工程学院人才培养方案修订及改革初探 摘 要: 在分析总结国内外材料科学与工程专业人才培养模式和方案的基础上,结合江苏大学本科培养计划修订的要求和材料科学与工程学科发展的特点,学院对专业人才培养方案进行了全面修订,在拓宽学科基础平台、增大选修课比例、强化实践教育、鼓励自主学习、推进国际化等方面进行了改革尝试。 关键词: 人才培养方案 材料科学与工程学院 主案修订 专业人才培养目标和人才培养模式改革的研究是一项长期的、不断探索的、永恒的课题,为了深化学校人才培养模式改革,促进教学质量的不断提高,实现学校培养人才的总体目标,有必要不断探索人才培养方案的改革,以适应社会的发展,更好地培养人才,服务社会。 材料科学与工程学院遵照江苏大学《关于制定2012版人才培养方案的指导意见》,认真梳理学院现行人才培养方案,在广泛调研的基础上,以培养“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的应用型创新人才为目标,探索科学合理的满足学生多元化需求的人才培养体系。 一、现状分析 材料科学与工程学院现行人才培养方案为2006年修订,随着本科教育的发展和社会对人才要求的逐步提高,尤其是材料科学与工程学科的迅速发展,现行人才培养方案已经不能满足社会对人才提出的“知识面广、知识结构科学,创新意识、创新思维、创新能力和实践较强”的要求。存在的主要问题有: 1.现有专业划分很细:不能满足知识面广的要求,也不能反映大材料的特点及社会对材料类人才的需求,有的学生完成了四年的学业,却连对大材料方面的科普知识都不是很了解。 2.课程设置上不能有效衔接,有些课程重复性较大,不同的课程却介绍了部分相同的内容,造成课时的浪费;有些课程由于前序课程没有开或者开设时间不合适,造成学生听不懂或者很难听懂。 3.在“重实践”方面有所欠缺,材料类相关专业属于工科专业,实践性很强,要求在学习过程中安排大量的实验、实践环节,目前的状况还远远达不到要求,以致部分学生到了工作岗位,很难快速适应工作。 4.创新能力培养方面还有待改进,目前采用的授课方式大多是课堂讲课式教学,老师讲,学生听,部分课程设置了讨论环节,这种方式与国外授课方式差距很大,不能有效培养学生的自学能力,尤其对创新能力培养极不利。 5.国际化程度不够高,一方面体现在全英文课程及双语课程的建设方面,另一方面体现在授课方式方面。现行培养计划中以双语课程为主,全英文课程建设情况较差,分析其可能的原因,一方面是师资力量薄弱,另一方面是重视程度不够,部分教师有畏难情绪。 二、修订的目标 江苏大学提出的人才培养计划修订的指导思想是:牢固确立“一切为了学生”和“为了一切学生”的办学理念,以《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《江苏省中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》为引导,深刻领会“建设人力资源强国”和“创新型国家”对高等教育提出的新要求、新挑战;认真总结在实施“卓越工程师教育培养计划”等教育改革实践中形成的新理念、新举措;准确把握高等教育在下一轮大众化、多元化、国际化和特色化发展进程中,本科人才培养工作的新坐标、新路径;全力构建融合队伍、学科、专业、课程、实验室和实习基地建设系列成果,彰显学校办学特色的本科教育教学新体系、新方案。 具体到材料科学与工程学院,我们的指导思想是:适应社会对复合型、开放型人才的需求,适应现代科学技术不断分化,又不断综合的新特点。拓宽知识面,优化专业知识结构,培养具有较强学习能力、适应能力、创新精神和实践能力的工程应用型人才。修订的目标与内容是:平台拓宽,总学时缩减,选修增加,方向明确,实践优化,着力于学生工程应用能力的培养。 三、具体做法 1.广泛调研,理清思路。 通过走访、网上调查等方法进行国内外广泛调研,如高分子材料工程专业利用高访教师及网上调研的方式,对包括剑桥大学、牛津大学在内的英国材料专业前17名高校和包括麻省理工学院、伊利诺伊大学香槟分校在内的美国材料专业前18名高校,以及国内吉林大学、四川大学、山东大学等著名高校进行调研,结果发现:由于原来的基础和特色不同,各高校材料类专业的改革思路和立足点各有千秋。一种是全材料科学与工程的教学模式,不分专业,是通才教育;一种是专才教育,从学科基础知识到专业方向、课程设置的安排,基本上按照原来的专业教学计划来培养。大部分学校对材料类各专业的培养计划在逐步改革。改革碰到的问题很多,难度也很大,关键是对于学科内涵的理解和对人才培养目标的把握和定位。 根据各方面因素的综合分析,我校材料类各专业培养目标的定位是培养工程应用创新型高级人才,其内涵是知识面宽、知识结构科学,创新意识、创新思维和创新能力较强。 2.拓宽学科基础平台,培养宽口径专业人才。 中国工程院和科学院在中国材料发展现状及迈入新世纪对策的咨询报告中指出:“我国培养的本科生专业过窄,具体的生产知识,甚至操作知识过多过细;专业课过多,不利于加强基础和科学技术发展新知识的接受……”最近几年的研究生面试暴露了这些问题,材料类专业的学生对大材料方面的科普知识都不是很了解。经过四年的学习,材料类专业的学生对材料科学与工程学科没有一个宏观的认识、系统的概念和本质的理解,甚至对自己本专业也是如此。国际上早就兴起了实施MSE(Materials Scienceand Engineering,简称MSE)素质教育的热潮,不断进行教学改革。MSE大学科一体化素质教育是必然趋势。 各个专业在新一轮人才培养计划修订过程中,充分体现了MSE素质教育的思想和理念,打破了专业壁垒,拓宽了学科基础平台,设置了材料科学基础、材料科学研究方法、材料测试方法、材料物理性能、材料力学性能、材料分析化学等平台课程,主要目的是培养学生的MSE素质。 3.增加选修课比例,加大学生自主选择权。 《科学时报》2011年有一篇题为“选修课比重是真正大学的首要标志”的文章,作者认为:就中国当下体制的学校而言,真正大学的首要标志应该是选修课比重的高低[1]。我们认为,提高选修课比例正是MSE素质教育必需的,文中提到的60%的比例很高,当然,计算方法可能有差异,但是,加大选修课比重对于引导和培养学生的自主学习和终身学习能力确实是非常重要的,这也是教学计划修订的一个要求。为此,各个专业在课程设置上均增加了选修课的比例,比如,无机非金属材料工程由13.7%提高到26.8%,复合材料工程专业由13.8%提高到30%等。同时,根据信息时展的特点和学校的要求,我们还增设了网络选修课模块,在专业方向选修课中统一增设网络选修课,利用信息化平台,通过网上授课、网上学习和网上测试等方法,使学生学习的灵活性、自主性增强。 4.强化实践教育,培养学生创新能力。 实践教学是指直接培养学生专业能力和创新能力的课程和活动,它是教学体系中一个极其重要的组成部分,是不可忽视的教学环节。材料类相关专业属于工科专业,实践性很强,要求在学习过程中安排大量的实验、实践环节。各个专业均充分认识到实践教育对培养和发展学生能力具有不可替代的作用,教学计划的修订必须进一步强化实践教育。在原有的基础上均不同程度地增加了实践环节。如金属材料工程专业通过减少专业课程的实验学时,按专业方向独立设置专业综合实验课程,增加课外实践训练和按专业方向设置综合课程设计的方式强化实践环节。冶金工程专业增设“冶金工程实验技术”综合实践课程。要求学生在教师的指导下通过相关文献资料的阅读理解自主提出实验方案,完成材料设计、熔炼、浇铸、加工、检测等实验内容,全面掌握金属材料制备的相关知识和技能。在现有的实践环节上调整实践内容,比如专业讲座,由目前主要有学校老师逐步调整为聘请大型企业的厂长、高工等介绍最新的工艺和技术及发展趋势。材料成型及控制工程专业通过增加金属材料综合性实验、课外实践活动的形式提高实践环节的比重,同时根据专业特点,通过举办铸造工艺设计大赛和国际焊接工程师培训的方式为学生的课外实践活动搭建平台,增强学生的创新意识和创新能力。无机非金属材料工程专业强调学生科技创新能力的培养,实践环节多层次、系统化。将学生的自主实践纳入培养体系,增设“课外实践活动”的环节。增设“专业技能提高训练”课程,面向成绩较好的学生,以研究型学习为主。拟根据实验室的容量限定人数,也可与创新性实验相结合。通过此方式,不仅强化实践环节,而且与创新能力培养相结合,有利于因材施教,增强学生的创新意识和创新能力。 5.改变教学思路,推进教育国际化。 启迪学生的创新思维,不仅要培养分析和解决问题的能力,更重要的是培养发现和提出问题的能力。创新素质的培养,涉及很多方面,其中教学方法很重要。一般来说,研究性教与学的特征有:问题性、过程性、互动性、独立性、参与性和开放性等方面[2]。我们在课程教学的各个环节进行了探索,实施研究性教学,主要包括以学生为主体的课堂讨论、互动式问题性的启发激疑、开放性综合作业小论文、供讨论的课后思考题等教学环节。结合国内外很多高校的做法,在新生入学的第一学期设置了专业导论课或新生导论课,由相关专业资深教授给学生上课,使学生在入学后很快能接触到本专业最新的前沿知识,激发学习激情。同时,在授课方式上,除了课堂教学外,还设了一个学分的课外实践环节,通过查阅资料、课外分组讨论等多种形式完成课堂上留下的作业,培养学生的自主学习能力。在其他课程的教学过程中,也对授课老师提出要求,通过实施激疑—启发式教学方法,提高学生的学习兴趣,增强学习效果。 材料学科的发展速度很快,科技成果日新月异,科技人才辈出,近几年,学院引进了多名海外博士或有海外经历的老师,充分利用这个优势,各个专业均开设了两门双语课程和一门全英文课程。如高分子材料工程专业从英国克兰菲尔德大学全职引进的教授为学生开设了《仿生材料及仿生原理》全英语课。无机非金属材料工程专业由海归博士为学生开设了《材料导论》全英文课程。 四、结语 《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020)提出要更新人才培养观念,创新人才培养模式。遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。人才培养模式的改革是一项系统工程,需要在实践中不断摸索、不断学习、不断提高。人才培养质量的提高除了依赖科学的人才培养方案外,如何贯彻、实施人才培养方案也是关键。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业《流体力学》课堂教学改革初探 摘要:根据材料科学与工程专业的课程设置与流体力学课程内容的特点,结合本专业的教学实践与教学现状,从改革教学方法、提升教学效率等方面对适合于本专业流体力学教学改革进行了探讨。指出通过提高课堂教学效率、重视工程实践等策略,充分激发学生对本课程的学习兴趣,优化学习效果。 关键词:材料科学与工程专业;流体力学教学;实验教学 流体力学是一门研究流体的受力与运动规律的严密科学,是一门材料科学与工程专业中理论性和实践性都较强的专业基础课程。在流体力学的教学过程中,涉及到的数学公式很多,过程较为复杂。历年来,学生们普遍认为流体力学课程枯燥无味,难以学懂,兴趣不大,导致教学效果较差。分析材料科学与工程专业现状可知,目前,该课程体系教学中存在着较大弊端:一方面,太偏重于数学推导与公式的理解,忽视了课程理论的物理意义与工程应用的有效结合;另一方面,忽视了课程的基础作用,片面强调课程的专业性。为此,本文结合材料科学与工程专业的课程设置,对课程的教学环节进行了改革探索。课堂教学是提升学生认知的重要手段。笔者认为可以从以下几个方面来提高流体力学的教学质量。 一、优化教学内容 纵观材料科学与工程专业的流体力学课程体系,可将之分为基本理论知识、基本应用、实验部分、与其他学科的交叉内容、工程实际应用等方面。在教学过程中,笔者认为采用模块化教学方式能够达到较好的效果。所谓模块化教学是指根据学科或专业的不同需求选择学习内容,将每个内容或环节定义为模块。每个模块的目标明确,针对性强,而且学时数相对较少,容易提高学生的学习效率。当然,各个模块之间并不是孤立的,在教学实施过程中,模块是相对独立的,但从课程的整体架构上来说又是有机关联的,步步为营,内容丰富,难度螺旋式上升,使整个流体力学课程具有较强的系统性和完整性。目前,国内材料科学与工程专业的流体力学课程体系基本按照如下形式贯穿:流体静力学理想流体运动动力学实际流体运动:一元流体相似理论泵与风机。每部分的研究方法较为统一,所形成的体系由简到繁、由易到难,并且很容易实现模块化处理。例如在讲授流体运动学基础、动力学基础时,可以先从实际流体流动的基本方程入手,使学生在本门课程开始就接触到流体动力学的总的轮廓和最基本的理论方程,后面的理想流体动力学及一元流体动力学问题作为其特殊情况处理,将理想流体、一元流动的条件代入有关方程,即可得到理想流体、一元流动的动力学方程。建立的这种模块体系具有由一般到特殊的特点,条理清楚。这样一来,教师在讲完一般形式的方程组后再来讲具体一元流体动力学及理想流体动力学问题,就可略去大量的公式推导过程,节省了大量的课时,内容组织层次感较强,讲起来重点更突出,教学过程却相对简化。 二、更新教材结构 同时,考虑到材料科学与工程专业的特色与应用范畴,非常有必要对教材内容进行优化处理,根据材料科学与工程的课堂要求,淡化一些理论推导过程,以工程应用为根本。从学生的学习规律来看,一般学生刚学习课程的时候积极性和重视程度都比较高,在学习时花费时间较长,但随着课堂内容的推进,学生们的兴趣减弱,教学内容和教学方法的改革与优化势在必行。材料科学与工程专业的流体力学课程内容并不包括本领域的全部专业知识,主要讲授流体流动的基本原理与基本思路,并侧重于工程应用。因此,教材的选取要更具科学性,要根据专业特点和需要,结合学生兴趣与学习层次,有针对性地选取讲义,教材要更侧重于基本原理与基本公式的讲述与应用,做到简单易懂,实用性较强。 三、激发学习兴趣 在流体力学教学的开始,教师就应该紧紧抓住学生们的学习兴趣,在紧扣教学计划的基础上,以当前热点问题为引导,充分调动学生们的学习积极性。因此,在流体力学教学的过程中,如何将教学内容与工程实践相结合,与热点问题相结合,激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。比如在给学生上绪论课的时候,可以通过一些生动的图片、视频、动画给学生形象地展示大自然与人类生活密切相关的流体力学现象,增强学生对流体力学的感性认识与兴趣,如汽车为什么要做成流线型的;高尔夫球为什么在表面有很多坑;火箭为什么能够上天;海岸为什么是弧形;战斗机为什么头部是尖的等。这些问题是日常生活中经常见到的,通过这些问题的设计与引导,可以让学生们知道本课程的主要学习目标是什么,能解决什么样的实际问题,让学生们带着疑问和兴趣去学习,效果将事半功倍。 四、改革教学手段 目前,流体力学教学过程中教学手段较为丰富,但仍以板书和多媒体教学两种方法为主。更多采用“多媒体为主,板书为辅”的方法。多媒体教学较为直观、形象,所传输的信息量巨大。同时,伴随着信息网络化大形势的进一步深化,网络电子资源更加丰富,这样大大缩短了教师们的备课时间。但这种方式也有不足之处,最主要表现在多媒体授课速度偏快,学生尚未形成知识结构体系就一带而过,课堂上考虑的时间不足,很难形成师生之间的互动。相对而言,板书备课时间较长,课堂上书写时间也较长,对于一些较难理解的内容,可以给学生们足够的思考空间,并在课堂上按照既定授课思路进行,这样能够涵盖较为琐碎的知识点,易于形成师生间的“一问一答”式的互动关系。因此,在流体力学授课过程中宜采用二者结合的方式,对于系统性较差的知识点来说采用多媒体方式,而对于重点、难点内容则主要采用板书的形式,真正做到对该知识点的侧重讲解,疏而不漏。只有这样才能使学生对课程既有充足的知识量,又有重点突出,进而提高学生的学习效率。 五、重视实验与工程教学 流体力学课是一门与工程实践结合紧密的学科。因此,在课程开展的过程中应该对实验课与工程教学进行重点关注。实验教学目前可以分为演示型和验证型,但教学方法单一,限制了学生分析问题、解决问题的能力;同时,由于长期以来实验教学从属于理论教学,实验教学与工程教学的课程建设与发展受到了严重制约。因此非常有必要对实验与工程教学进行改革来适应目前高校的培养模式。首先,实验与工程教学要注重同专业知识相结合。传统的实验教学较多适用于试验台环境下,是国家根据课程规划以及人才的知识结构需要设立的,这严重阻碍了学生们与工程实践的有效沟通,因此,可以针对学生所学专业逐步设立既符合本专业又具有工程背景的可操作性较强的实验项目,用以适应学生对专业领域知识的理解与创新需求。其次,有效利用高校科研优势,促进实验与工程教学的发展。以学科为依托,实现科研与教学互补,将科研成果引入实验教学,这样可以开阔学生视野,激发学生的创新思维。第三,实现基础实验与个性实验的互补。在基础实验训练的基础上,开展一些更具有研究性和综合性的实验,这样对理论知识的学习有一个较为有利的补充,同时也可以锻炼学生们实验设计、整体规划的能力,积极调动学生们的学习积极性。 材料科学与工程论文:基于材料科学与工程专业特色的课程设置方案实践与探讨 摘 要 针对材料科学与工程专业涵盖面广及交叉性、实践性和应用性强的特点,结合发达国家在专业课程设置方面的经验,提出模块化及有针对性地加强选修课、强化实践环节等课程设置思路,取得良好的教学效果。 关键词 课程设置;材料科学与工程专业;实践教学 1 引言 作为人类文明和社会进步的重要标志,材料科学技术在经济和社会发展中扮演着越来越重要的角色,并与能源、信息技术构成现代科技的三大支柱。高等学校材料科学与工程专业教育在肩负着为国家和社会培养材料类高级专业科技人才的历史使命的同时,也面临着材料科学技术迅猛发展带来的一系列问题和挑战[1]。在材料科学与工程专业高等教育快速发展的今天,探索出符合材料科学与工程专业特色的课程设置体系和方案,是材料科学与工程高等教育的重要任务和目标。本文在分析和总结材料科学与工程专业发展历程及特点的基础之上,提出了符合材料科学与工程专业特色的课程设置方案,为材料科学与工程专业高等教育和改革提供有益的尝试。 众所周知,虽然材料的使用和研究已有非常悠久的历史,但真正将“材料科学与工程”作为一个独立的专业和学科进行人才培养和教育还仅始于20世纪60年代[2]。我国材料科学与工程专业教育经历了由借鉴苏联模式进行严格的专业教育到逐渐学习欧美系统的学科教育的发展历程[3]。从新中国成立到20世纪90年代后期,我国已有144所高校设有材料类专业,涵盖的专业有硅酸盐工程、无机非金属材料、建筑材料、电子材料及元器件、钢铁冶金、有色冶金、粉末冶金、金属材料及热处理、腐蚀与防护、水泥、玻璃、陶瓷、高分子材料、高分子化工、塑料工程、橡胶工程、化学纤维、复合材料、材料物理、材料化学等20余个[4]。严格按照材料的专业方向进行人才培养的缺点是:专业划分过细,基础知识相对薄弱,毕业生就业面窄,工作适应能力差[5]。 为了克服上述缺点,教育部于1998年在“重基础、宽口径”的指导思想下,对材料类本科专业目录进行了调整,将上述20余个专业合并为冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等6个专业,并同时在一级学科专业目录材料科学与工程下进行招生[6]。目前我国设有材料类专业的各高等学校均在此次专业目录调整基础之上更新培养方案和教学内容,并结合自身学科的优势和特色、国家及地区经济发展需求等,确立自身的优势学科方向。截止2009年7月,我国具有材料类二级学科的普通高校已有415所,绝大多数“211工程”大学都设置了材料类专业,可以说我国材料科学与工程专业高等教育正处于蓬勃发展的关键时期[7]。 2 国内外高校材料科学与工程专业课程设置情况对比 目前,我国各高校材料科学与工程专业大多按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》以及《普通高等学校本科专业设置规定》等文件的要求,构建了以公共基础课、专业基础课、专业课和选修课为主的模块化的课程设置体系[7]。其中,公共基础课(包括外语、数学、人文及社会科学、物理、化学等专业平台课程等)按材料科学与工程一级学科所必需的公共基础知识进行设置,约占全部课程的50%;专业基础课按材料科学与工程二级学科进行设置,占全部课程的20%~35%;专业课及选修课则按二级学科以及各高校设置的专业方向和办学特色进行设置,约占全部课程的15%~20%。 和上述我国材料科学与工程专业的课程设置方式相比,国外发达国家对材料专业的课程体系没有设置统一的规定,各高校可以根据自己的学科发展方向和特色等灵活地进行课程体系设置,并体现出特色鲜明、注重交叉学科人才的培养、课程设置涉及面广和突出实践能力培养等特点。 1)突出特色。国外各高校可以根据学科发展方向和特色有侧重地进行课程设置,如美国宾夕法尼亚大学材料科学与工程系在纳米材料和生物材料领域的研究工作相当出色,因此该校在本科生教学计划及课程设置中突出了纳米材料和生物材料等相关课程及最新研究进展。 2)注重交叉学科人才的培养。国外各知名高校大多设置了多层次的课程体系以满足不同学生对知识结构要求的差异,在培养计划中除设置材料学科的主要课程,还可以引导学生学习相关交叉学科的优秀课程,如生物学、化学、经济学、管理学等,从而为将来打算从事生物、医药、经济、法律、工商管理等领域工作的学生打下基础。 3)课程设置涉及面广。国外各高校均对理工科学生要求有相当的人文知识背景以及交叉学科的相关知识,很多学校都安排了大量的选修课供学生选修,特别是材料科学与相关学科以及社会科学的交叉课程,如与生物、医药、环境、电子工程、化学工程、土木工程等理工技术学科的交叉课程,以及与经济、法律、艺术、财务、管理等人文社会学科的交叉课程。 4)注重实践教学环节的设计和安排。如英国牛津大学材料系的课程设置,从一年级开始到四年级,每个学年均安排了工矿企业的参观或实习,二年级时就要求有6~8周的工业实习。同时,实验教学时间也非常充足,一年级每周有5~6小时的实验教学安排,二年级则安排了15~18小时的实验教学。另外,国外很多大学均安排了四年级两个学期的时间进行毕业设计或毕业论文撰写[8-10]。 3 材料科学与工程专业的特点及对应的课程设置思路 作为一个蓬勃发展的专业,材料科学与工程专业已表现出如下特点,并对课程体系设置改革带来了重要启示。 专业涵盖面广与模块化的课程设置 如上所述,材料科学与工程专业涵盖了冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等6个二级学科,其中每一个二级学科又包含若干专业方向。学科涵盖范围广与专业教育的系统性要求材料科学与工程专业高等教育在贯彻教育部“重基础、宽口径”指导思想、强化基础理论知识学习的同时,也应考虑到各二级学科及专业方向的特色,使学生在拓宽知识面和就业口径的同时,也能完整、系统地掌握自身专业方向的理论体系和精髓,从而在苏联严格的专业教育模式和欧美系统的学科教育模式之间找到平衡点,解决目前材料科学与工程专业教育中存在的广度与深度之间的矛盾。 考虑到材料科学与工程专业教育中存在的上述矛盾,昆明理工大学从2004年开始对材料科学与工程专业培养方案进行改革和调整,不仅强化了公共基础课和学科基础课的基础地位,而且有针对性地提出了专业模块课的概念,即在夯实学科基础的同时,为满足各二级学科方向的特色、知识结构的系统性、完整性以及专业教育深度的要求,设置了金属材料工程、无机非金属材料工程等方向的模块课。通过模块课的设置,使学生能够系统掌握所学专业方向的知识结构和框架,深入地理解本专业方向的特点和精髓,从而在满足教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想的同时,也能够系统深入地掌握本专业的知识和技能,解决目前材料科学与工程专业教育中存在的学科涵盖范围广与专业特色教育系统性和深度之间的矛盾。 学科交叉性强与有针对性的选修课设置 材料科学与工程学科是一门涉及材料科学、物理学、化学、工程科学以及计算科学的综合性交叉学科,随着科学技术的进步和发展,各个学科之间相互渗透、交叉、复合的程度越来越深,分界线则越来越模糊,新的材料领域层出不穷并不断发展。材料科学与工程学科交叉性强的特点要求在进行课程设置时,应有针对性地在材料物理、材料化学、材料工程技术以及计算材料科学等领域开设相应课程,弥补由于学科交叉性强而带来的某些学科领域的空白,进而引导学生的兴趣,开阔学生的视野。 基于此,昆明理工大学材料科学与工程专业自2004年起就选择在相关教学和科研领域具有丰富实践经验的教师,有针对性地在材料科学与物理学、化学、计算科学、生物科学、能源科学技术等学科领域之间开设生物材料、能源材料、纳米材料、复合材料、计算材料学、材料物理、材料化学等选修课程,利用这些课程的开设填补材料科学与其他相关学科领域之间的空白,使学生掌握材料与其他学科交叉领域的知识,有目的地引导学生的学习兴趣,从而适应材料科学与工程学科交叉性强的特点。 实践性、应用性强及对应的培养方案改革 材料科学与工程专业同样是一门实践性、应用性很强的专业,只有材料科学的基础知识、基本理论在实践中得到灵活应用,才能体现出学科的真正价值,而且无论传统材料、新兴材料的生产、制备和整个使用过程,均和实际密切联系。因此,在本专业学生的整个培养过程中均应强调知识的灵活运用能力、动手能力、工程实践能力和创新能力的培养。 针对材料科学与工程学科实践性和应用性强并强调知识灵活运用的特点,昆明理工大学自2004年起即有针对性地对实践性教学环节进行了改革,降低了重复性、演示性实验教学环节的比例,提高了探索性、研究性实验教学环节的比例,充分调动学生的积极性、主动性,增强学生对专业的兴趣与学习热情,培养学生的科研方法及分析问题与解决问题的能力。在毕业设计论文改革环节中,积极引导学有余力的学生提前进入导师课题组,鼓励学生参与各类创新、创业大赛,并将其作为毕业设计成绩的一部分,从时间上、制度上保证了毕业设计的质量,使其成为学生灵活运用所学知识进行创新活动的重要环节。在学生实习环节,学院充分利用和挖掘一切资源,与一些科研院所、厂矿企业等合作,共同建立产学研实习基地,使其成为学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的场所和日后顺利走向社会的桥梁与纽带。 4 课程设置方案实例 通过学习和借鉴国外大学在材料科学与工程专业课程设置方面的成功经验。与此同时,针对材料学科专业涵盖面广,交叉性、应用性和实践性强的特点,昆明理工大学自2004年起就结合上述学科特点,对材料科学与工程专业本科生培养方案进行了调整和改革,调整后的课程设置体系如表1所示。调整后的课程设置体系不仅符合教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想,而且通过专业模块课的设置较,好地体现了材料科学与工程学科各专业方向对专业教育系统性的要求,而有针对性的任选课的开设则很好地填补了材料学科与其他学科交叉领域的空白。除此之外,还对实践教学环节的形式进行了改革,在认识实习、生产实习和毕业设计环节中突出学生灵活运用知识解决实际问题的能力和创新能力的培养和提高。 5 课程设置方案改革效果 通过上述课程体系改革和实践,昆明理工大学材料科学与工程各专业方向本科毕业生综合素质显著改善,考取研究生比例和就业率均显著提高。根据近年来毕业生就业后的跟踪调查,用人单位普遍认为昆明理工大学材料科学与工程专业毕业生基础知识、专业技能扎实,适应能力、创新能力、分析解决问题的能力强。一批优秀毕业生已经成为国内高校、科研院所及企事业单位的业务骨干和中坚力量,受到了社会的高度评价。学生在参与各类科技创新竞赛中屡获佳绩,已获得获第六届中国青少年科技创新奖一项,第十一届全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖一项,云南省首届大学生“创业计划”大赛金奖一项。 在今后的教学改革和实践活动中,将继续密切结合材料科学与工程专业的特色,不断更新培养方案,为蓬勃发展的材料科学与工程专业高等教育做出新的贡献。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业创新人才培养模式下的专业课程体系构建 摘要:本文针对材料科学与工程专业课程体系建设中存在的问题,从自身实际出发,以专业优秀课程群、专题选修课群、工程实践课程群构建了应用复合型创新人才的课程体系,全方位培养学生创新能力。 关键词:材料科学与工程专业;培养模式;课程体系;创新人才 面对21世纪的挑战,如何加强学生创新能力的培养,已成为我国当前高等教育改革的重要课题。随着社会经济发展和科学进步的需要,多学科已交叉渗透到与材料制备、结构、性质和应用各个领域。在科学技术高速发展,各种材料不断创新涌现,产业化的背景下,材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”原则,深化改革“材料工程应用复合型专业创新人才”培养方案,突破专业个性培养模式的约束。精心设计课程体系是实施创新教育的关键,是培养具有创新能力人才的优秀环节,也是培养复合型人才的最有效途径之一。目前,“大材料”学科相互交叉渗透融合已成共识,专业课程却内容相对陈旧,逻辑和结构衔接不够紧密;设计性、综合性、创新性、开放性实验相对较少,支持专业培养目标的力度不够等问题日益凸显。在此背景下,本专业以材料的材料制备/加工、组织结构/成分、性能、应用四个要素及其相互关系为基础,构建专业优秀课程群、专题选修课群、工程实践课程群为基本框架的课程体系。 一、整合课程内容,构建专业优秀课程群 材料科学与工程专业培养计划从2007年开始,以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主,以材料制备/加工、组织结构/成分、性能及应用等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容,构筑了“理论教学、实践教学、科学研究三个维度基本框架的新型课程教学体系”。目前,贵州大学材料科学与工程专业设置了“金属材料”、“材料压力加工”方向课程。为了满足“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”的培养目标,材料科学与工程专业按金属材料、材料压力加工二个方向的共同的或相近的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备,设计专业优秀课程群,体现“大材料”学科共同的知识体系。如《固态相变》与《热处理工艺学》整合成《热处理原理及工艺》,《材料分析方法》与《材料物理性能》整合成《材料现代研究方法》,融入CAD、Origin、Matlab等软件组建新《计算机在材料中的应用》课程等;构建6~8门具有基础性、系统性、发展性特点的“专业优秀课程群”(图1)。专业优秀课程群以材料科学基础作为主线,安排各门课的教学内容,既相互衔接、循序渐进,又各有侧重、特点突出。便于学生学习材料共性规律,掌握有关材料及其关系构成的材料学科共同基础知识。鼓励教师把科研项目涉及优秀课程相关的基础原理理论引入课堂教学,帮助学生树立完整、基本的知识观念,最大限度地拓展学生的知识结构,是培养应用复合型专业人才的重要组成部分。 二、设置专题选修课群,适应学生个性发展 加强理论基础同时,适当拓宽知识面,注重培养学生适应社会多样化、复杂化的能力。根据地方经济发展需求和学生个性发展,结合材料科学进展、专业教师科研特色,本专业在培养方案个性课程模块中设置“专题选修课程群”,让学生拓宽渠道获取更多学科专业知识,各得其所、各展其长,完善学生的知识结构系统,满足学生个性发展。学生根据其兴趣、未来发展、就业需要,自主选择相关课程。具体措施是:确定3~4个重点学术方向,每一方向下设置由3~4门课程组成的专题选修课程(图2)。学生可选择进入其中一个方向学习相关专业课程,使学生在熟悉共性知识基础上,掌握一种在国内处于领先水平的材料制备及组织控制技术。从而培养学生运用宽口径专业基础知识解决具体实际问题的应变能力和素质,提高学生适应知识经济社会的能力。 三、强化工程实践课程群,培养学生创新能力 实践课程是理论教学的延续。实践课程群主要包括《综合实验》、《认识实习》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文(设计)》及《综合素质拓展》等课程。为了进一步增加实验教学的综合性、研究性、设计性、先进性,对专题实验1、2、3内容进行整合,开设《综合实验》,强化学生创新能力和实践能力。专题实验1中验证性、演示性实验设计成综合性实验;专题实验3中引入3个教师科研项目创新性实验。鼓励学生积极参加国家数学建模比赛、省级节能减排设计研究、校级SRT计划等素质拓展活动,培养学生专业素质技能和实践创新的能力。校外实习基地涵盖材料制备—过程处理—组织观察—性能测试—应用的生产流程,可以满足各种实习教学的要求。引入电化教学等改革手段,学生能在短时间内吸收消化更多学科知识,掌握专业实习重点、难点,提高了实习质量。毕业论文采用“本科导师制”,选定基地技术人员或专业老师为导师,让学生提前进入导师课题组,熟悉设备操作,以不同的企业生产问题或科研课题内容加以培养创新能力。 从自身实际出发,材料科学与工程专业构建了应用复合型创新人才的课程体系。课程体系实施是一项系统工作,不可能一蹴而就,还需强化试验平台建设、教学改革、师资建设,课程评价体系等措施,才能确保其顺利实施和有效运行。 作者简介:张晓燕(1960-),女,贵州贵阳人,教授,材料工程系主任,研究方向:有色金属材料。 材料科学与工程论文:电化教学在材料科学与工程专业生产实习教学改革中的作用 摘要:本文针对材料科学与工程专业生产实习的实践教学现状,探讨电化教学在生产实习教学改革中的作用。实践表明,电化教学有助于激发学生的实习兴趣和积极性,启迪思维,拓宽知识视野,全面提高学生的综合素质,有力地提高实习教学质量,为生产实习教学改革注入新的活力。 关键词:电化教学;材料科学与工程专业;生产实习;改革;作用 贵州大学材料科学与工程专业生产实习教学是安排在学生学习《材料科学基础》、《热处理原理及工艺》等专业基础课程后进行。然而实习内容多,概念抽象,理论性强,理解困难,常常缺乏成分-结构-性能-用途相互之间的连贯性,综合分析能力欠缺。还有实习安全责任、设备老化、生产环境、经费不足、技术更新等诸多因素,往往使得实习难以深入开展,流于形式,很容易引发学生失落心理,缺乏专业兴趣。生产实习是培养学生工程意识、创新意识和工程实践能力的不可替代实践教学环节。电化教学具有知识表达的多样性、交互科学性、反馈性、以及教学管理的开放性、灵活性等突出的特点。在这种背景下,电化教学在生产实习教学迎来了创新式发展,必将对实践教学改革有着积极的作用。 一、运用电化学教学,激发学生的实习兴趣 兴趣是对客观事物选择的态度,是积极认识某种事物或参加某种活动的心理倾向,表现出高度集中的注意力和较强的求知欲。电化教学能创设生动、形象、直观、视听结合的教学环境,以其新颖性、多样性、生动性、趣味性易吸引住学生的注意力,激发学生的学习兴趣。精心筛选学院专业教师、企业校友研究成果简介和科研项目。以形象、直观、生动的“看图识知”方式向学生介绍材料在生产、生活、社会发展中的重要性。学生通过大信息、多角度的授课模式,感受到“材料与社会生活息息相关”,树立学好材料学科的决心和信心。学生观看本专业教师研制的新型GDL-1汽车齿轮、新型GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴、大型燃油退火炉等产品制备过程图像,了解材料制备、检测、使用过程须用的知识,深刻体会新材料可以推动社会经济文明发展,科技创新生活,明确自己将从事材料领域工作必有良好的专业基础,从而激发学生对材料学科的学习兴趣和求知欲,自觉地提高了学生对实习教学内容的重视。 二、利用电化学教学,增设实习教学内容,突出重点难点 电化学教学能克服实习环节时空的局限性,将图像、文字、声音、动画等信息有机融合,形象生动、直观突出重点、难点、疑点,注重物理、化学内容有机糅合,不断优化充实实习内容。实习电化教学按照成分-结构-性能-用途主线的科学性和逻辑性,将多学科零散的知识点连贯熔融起来,化静为动,化虚为实,化远为近,化抽象为直观,由表及内,深入浅出,解释疑惑。比如在贵阳某钢厂实习钢材的制备过程以及中航集团某公司表面处理车间的化学表面处理过程时,用电化教学讲解GDL-1汽车齿轮、GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴等材料冶炼、铸造、锻打、塑性变形、热处理/表面处理、检测、使用等程序。在对应的程序里巧妙地串联产品生产、检测设备以及使用过程中的操作步骤和方法,把虚构球形化原子间的物理化学作用机理融解于组织结构、性能演变、理论分析等重点、难点内容,让人一目了然。在较短实习时间内,电化教学提供大量无法从实习过程中直接获取的知识,多学科知识贴近材料实物的生产实践,解决传统实习教学无法讲清、难以理解的重点、难点内容,更加充分地、清晰地揭示材料生产过程的本质。学生在实习中发现材料生产问题,用抽象-具体-形象的思维加以分解,逐层展示,由易到难、突出重点、剖析难点,步步深入理解多学科的有机交融统一,拓宽渠道获取更多知识。 三、利用电化教学,提高实习教学质量 电化教学使微观世界宏观化,抽象内容具体形象化,活跃了实习教学气氛,增加了实习改革教学的感染力,提高了实习效果和质量。如模拟仿真软件,演示新型GDL钢材料制备-过程处理-组织观察-性能测试的生产过程,以虚构的球形化原子来展示微观运动的特点,演绎不同成分GDL钢材料冶炼-凝固相变、塑性形变、表面化学处理等过程中相应的组织、性能演变,来理解GDL钢不同的用途要求。抽象化生动,让学生清晰地认识、分析材料设计、制备、检测、使用全过程。以材料用途为目标,微观世界宏观化、具体形象化,学生能独立地步步深入,多角度综合分析选取材料以及生产过程,有利于巩固、吸纳相关学科知识,理解材料成分-组织-性能-用途内在联系,清晰地认识材料学科的整体性、复杂性以及关联性,树立了正确的材料学科观念,培养学生用辩证唯物主义的物质运动、变化、发展的观点,合理地、系统地、创新地解决问题的能力,有效地保证实习教学改革质量和效果,也为学生将来就业、工作增添了自信心和竞争力。 四、利用电化教学,全面提高学生的素质 电化教学可以有效地培养学生的综合素质。在实习电化教学过程中,齿轮、钎杆、高速重载列车车轴等典型材料成功生产案例,潜移默化塑造学生正确的人生观、价值观、世界观。典型材料成分-组织结构-性能-用途交替对应演示,强化学生唯物辩证的工程意识,激发学生的专业兴趣,主动积极地去获取交叉学科知识和发展智力,有力地培养了学生的观察能力、思维辩证能力、分析问题能力、解决问题能力和创新能力。在中航集团公司某热处理车间实习期间,以军工企业文化熏陶塑造人,6~8位学生一组的形式参与某液压泵零件热处理工艺培训教材的动漫插图比赛,全面训练了学生用脑、眼、手的基本技能。学生触发多种感官功能后,能持久保持学习兴趣,最大限度地调动实习教学的积极性。学生十分愿意接触学习现代先进技术和知识,调动了学习材料与计算机学科知识的主动性,求知欲热情高涨,激发了他们的想象力和创造力。学生间通力合作,充分发挥聪明才智,培养了学生的团队合作与竞争创新能力。 实习电化教学改革,有效地激发了学生的实践积极性,充分发挥其主动获知的精神。学生能在短时间内掌握专业实习重点、难点,加深理解材料学科的辩证统一内在联系本质,吸收消化更多学科知识,开阔视野,发展智力,提高了实习质量。反之,有力促进电化教学在实习教学改革中创新地发展。 作者简介:李远会(1976-),男,苗族,贵州遵义人,副教授,主要研究方向:材料表面改性。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业加强校外实习基地的建立与建设 摘要:大学生实践教学是高等教育的重要教学环节之一,是加强学生理论联系实际、培养学生综合素质与创新意识的重要途径,在人才培养中有着其他教学方式不可替代的特殊作用。实践教学基地是促进教学与生产相结合,理论与实践相结合,培养学生动手能力和综合应用能力的重要场所。因此,明确建立校外实践基地的原则和条件,加强校外实习基地的建设和管理是提高大学生实践能力,提高实践教学质量的重要保证。 关键词:实践教学;基地建立;建设;实践教学质量 实践教学是高等院校教学的重要组成部分,是树立学生工程意识,培养学生实践能力和创新能力,提高学生综合素质的重要环节。提高实践教学质量不仅是学校师生自己的事情,还与接收实习方即实践基地的自身条件和双方配合有直接的关系。所以根据不同的实习阶段,选择适宜的实习单位是非常重要的。但是,随着招生数量的增多,办学规模的扩大,实践教学基地建设工作依然存在着建设速度慢、管理不规范、与学校结合不稳定等诸多方面的问题。如何有效地解决这些问题,是我们进一步提高人才培养质量的关键。河南理工大学材料科学与工程专业从1995年招生以来,毕业生已有近七百人之多。从用人单位的反馈信息和历届毕业设计中反映的问题来看,部分毕业生的处理现场工程的能力欠缺,这说明我们的实践教学环节比较薄弱。材料科学与工程专业实践教学除了实验室教学和工科学生共有的金工实习之外,还有结合材料专业特点安排的专业实习,包括认识实习、生产实习和毕业实习,共十周。从目前的教学计划来看,实践教学时数已占有相当大的比例。从单纯增加实践教学时数来提高大学生实践能力是不现实的。因此,要提高大学生实践能力必须从构建优秀的创新实习基地和实践教学模式,加强实习基地建设,提高毕业生的社会竞争能力和适应能力,加强其实践能力的培养,全面提高毕业生的综合素质入手。 一、校外实习基地类型 根据校外教学实习基地的基本情况和材料专业的具体实习要求,将校外实习基地分为两种类型:即短期的校外实习基地和综合型校外实习基地。短期的校外实习基地主要安排学生教学参观实习和专业认识实习,这类基地一般技术含量较高,机械化自动化程度较高,企业效益、企业文化和环境都很好。大学生参观学习这类企业能提高专业印象,稳定专业思想,加强专业学习。综合型校外实习基地主要安排学生较长期的毕业实习,学生根据自己的专长、课题研究方向或就业进行选择。 二、校外教学实习基地的建立 结合材料专业专业自身的特点,以培养学生技术应用能力和提高专业素质为主线,以经济建设社会需求和学校发展目标为依托,以行业科技和社会发展的先进水平为标准与生产、建设、管理、服务第一线相一致,充分体现规范性、先进性和实效性,实现真实或仿真的环境,形成教学、科研、生产以及技能培训和鉴定等多功能并用的实践教学基地。形成多渠道、多模式的格局。 1.建立校外教学实习基地的基本原则和条件。(1)选择实习基地首先应该能满足我们的实习要求。企业应该具备比较完整的生产设备,生产工艺流程,一定数量的生产技术人员。即应具备足够的实力和规模。(2)在生产经营类型和资源、生态等方面有区域或行业代表性,有一定的生产、开发规模和较先进的技术、管理水平,基地建设和发展基础较好。(3)基地能够选派具有相应专业技术职务的指导教师对学生进行指导,并熟悉所实习专业培养计划和实纲。(4)基地建设坚持“就近”的原则,立足本区、本市,既便于开展工作,又有利于节约经费开支。(5)部门领导有远见,重视企业技术革新,尊重知识,尊重人才,重视教育。基地的领导重视实习基地的建设;要具备实习条件和管理环境;学生能有效地参与实践活动,顺利完成教学实习计划;能帮助解决实习学生所需的食宿、劳动保护和卫生等条件。(6)通过在实习基地的实习,获得运用专业文化知识与管理知识的实践技能;满足学生获取本专业的知识技能,建立起一个宽阔的知识基础和能力培养;培养学生观察、动手、思考的能力,并能在教学实习过程中体现出学生的创新能力与创新精神。(7)形成自己的实习基地特色,使学生了解本专业的工作性质和特点,增强职业适用性。(8)基地的建立应有利于促进产、学、研相结合,有利于促进学校与基地资源共享、互惠互利、共同发展。既能满足我校相关专业学生的实践教学需求,又具备科研成果转化与推广的条件,有同我校合作的积极性。 2.实习基地性质多样化、规模多样化、行业多样化。省内外有众多的同类工厂和相关单位,包括各种性质企业、生产品种、生产规模、技术水平和经营方式等具体情况,进行分类比较,选择性质多样化、规模多样化、行业多样化的各种实习基地。我们材料专业实习基地有生产电视电脑显像管显示屏的大型高科技上市企业——中国500强的安彩集团,有全国水泥行业的龙头企业海螺集团、山水集团,有国家大型二级企业转型的股份制企业——焦作花台陶瓷有限公司,还有近期迅速兴起的不定型耐火材料的个体企业——焦作振德窑业。实习基地性质多样化。从企业性质上有国企、外企、个企;从生产规模上有大型企业、中小型企业;从生产品种和产品类型上有传统材料、特种材料或新型材料。学生在不同性质的企业实习,从中可以感受不同的管理方法和经营模式。个体企业规模虽然较小,但管理模式简单高效,学生能感受个体企业的创建及发展,能激发可贵的创业精神。实习基地规模多样化,了解行业的存在状况,不能一味地追求国有大中型企业,不能只看到企业的亮点和兴奋点,不能只参观示范性的企业、高科技或上市企业,还应该看到那些处于困境中的企业,通过分析探讨企业发展和振兴之策,试着自己去栽树,获取培育发育缺陷的树,这比一味在别人的树下乘凉要好得多,激发学生的开拓创新。实习基地行业多样化。传统材料包括水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料、人工晶体等,为了增加就业面,拓宽知识面,利于专业课的学习,材料专业的认识实习和生产实习都要到这几个行业的工厂进行实习,实习的工厂种类多。 3.校外实习基地协议书的签订。校外实习基地共建双方有合作意向,在符合建立校外实习基地条件的基础上,经协商后可由学院与基地所在单位签订建立校外实习基地协议书。协议书应包括以下内容:(1)双方合作目的;(2)基地建设目标与受益范围;(3)双方权利和义务;(4)实习师生的住宿、学习、交通等安排;(5)协议合作年限;(6)其他。校外实习基地一定要签订协议书。因为协议书的正式签订对校企协作双方共尽责任和义务起到了共同约束的作用,实习的联系和实习安排都会比较顺利,有章可循,同时基地会安排专人负责实习事宜,不会出现敷衍了事的现象,为提高实习质量提供保障。 4.校外实习基地挂牌。校外实习基地按照要求,由学院与企业签订合作协议后,统一挂牌子,而且一定要把牌挂在厂门口最醒目的地方。因为实习基地协议书的签订是与企业管理层之间签订的协议,影响面比较小,各车间领导和工人不一定了解。正式挂牌之后,企业从领导阶层到每位职工都认可,从内心愿意配合学生的实习,会认真地讲解和手把手的教授。同时,企业也提升了自身形象,是校企双赢。 三、加强实习基地建设 1.完善管理制度,科学制定建设规划。为适应实习基地建设需要,学校将建立和健全各项实习基地建设的管理规定,使之科学化、制度化,确保实习基地建设的顺利开展。各学院要根据专业发展规划和专业特点及本单位的优势,制定本单位实习基地建设规划,明确实习基地建设的目标、内容、进程,同时明确实习基地建设负责人,有计划地开展工作。 2.巩固和加强对实习基地的建设。对于教育实习基地的建设应突出专业性,与学校教师教育类专业的建设保持一致。各学院要与实习基地学校一起研究建立和健全教育实习保障体系,使接受教育实习工作成为实习基地学校的日常工作之一。 3.聘请实习基地具有丰富实践经验的工程技术人员作为兼职实习指导教师。在学生进入实习车间前熟悉了解各种实习指导书,兼职指导教师具体介绍车间的生产工艺流程、工艺控制、设备的维护和操作等内容,使学生对实习装置有基本的了解,以利于学生的实习。 4.以焦作市为重点,有计划、有步骤地开展实习基地建设工作。充分利用学校的地缘优势和人力资源优势和社会各行业的优质校友资源,我院已建实习基地有焦作坚固水泥有限公司,焦作市华泰陶瓷,焦作咏春塑胶有限公司,焦作市振德窑业有限公司等等。材料科学与工程专业目前的实习基地主要在河南省,以焦作、济源、新乡为主,实习单位的种类主要有陶瓷、水泥、玻璃等传统材料生产单位,而且每个城市都是多种行业企业共存,不必花费大量的时间和资金在路程上。 5.政府对实习基地实行扶植,政策优惠。政府对承担实习任务的企业实行优惠政策,如贷款优先,新上项目优先,减免税收等优惠政策,以鼓励企业承担实习任务。 6.设立实习基地建设专项经费,加大对实习基地建设的投入。学校设立实习基地建设专项经费,各学院应从本单位的资金中拨出一定比例的经费用于实习基地建设。学校专项经费由教务处统一管理,各学院采用项目申报的形式,申请建设专项经费。主要用于资助双方共建项目,双方研究成果的奖励,实习基地建设工作表彰,联系、调研工作的旅差费和工作量补助,共建研讨、检查、总结等会议支出。 7.坚持“互惠互利、双向受益”的原则。学校利用基地条件安排学生实习,培养学生的实践能力和创新能力;基地则可借助学校的科研、师资力量加强生产、教学及人员培训等工作。学校优先向基地提供技术信息服务及先进的计算、实验、测试手段,帮助基地解决生产中的技术难题,积极承担实习基地委托的技术开发项目,并优先转让实习基地所需要的技术成果。 8.重视教师、特别是青年教师实践教学技能的培养和训练。院(系)应有计划、有目的地安排教师到实习基地进行锻炼,以提高教师的实践能力。学校派专人负责某个实习基地的建设工作 9.实施优秀实习基地评选制度。学校将根据实习基地发挥作用情况,定期对实习基地进行检查评估,对那些热情支持我校学生实习的单位和个人予以奖励,以促进我校校外实习基地的建设。 总之,实习基地的建立和建设应着眼于培养从事本专业相关领域必须具备的各方面的知识基础和能力的人才。实习基地的功能应该是学校与社会相结合的桥梁,是学生与社会相接触的实践训练基地,具有满足实习教学各个实践环节要求,具有激发学生创新思维、创新精神、创新能力,培育学生综合能力和综合素质的重要功能。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业协同创新实践的探索与效果 摘要:首先分析了中原工学院材料科学与工程专业工程实践教育遇到的问题,结合超硬材料在河南省具有的区域优势特色,联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心,通过促进校企共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量等方面加强专业工程实践能力的探索,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 关键词:协同创新;材料科学与工程;工程实践 作者简介:张旺玺(1967-),男,河南淮阳人,中原工学院材料与化工学院院长,教授;彭竹琴(1964-),女,河南三门峡人,中原工学院材料与化工学院,副教授。(河南 郑州 450007) 一、专业发展背景及工程实践教育面临的主要问题 我国现有高等学校中有170多所大学设有材料科学与工程类本科专业330个(包括金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、复合材料工程、冶金工程、材料物理、材料化学等专业),各学校由于发展的历史不同形成了各自的特色,适应了社会发展对不同材料的人才需求,为国家培养了大量的材料科学与工程技术人才。[1]新材料是21世纪支柱产业或战略性新型产业之一,材料科学与工程学科不断快速发展与演化,新知识、新理论、新方法、新技术层出不穷,学科交叉日益深化。同时,随着社会经济的快速发展,高新技术产业急速发展,人民的生活质量日益提高,基础产业需要改造和不断升级,这些重大需求都对材料科学与工程专业人才培养提出了更高要求。 中原工学院是一所省属地方普通高等学校,长期具有明显的纺织机电行业特征。经过50多年的奋斗历程,现在已经发展成为以工为主、以纺织服装为特色,工、管、文、理、经、法、艺协调发展的教学型大学。为适应学校的规模发展和学科、专业建设的需要,学校于2002年设立了材料科学与工程本科专业。对于一个快速发展的省属地方高校来说,由于专业设立时间不长,资本投入不足,高层次人才匮乏,材料科学与工程专业发展面临很多问题,因此如何培养适应社会和科技发展需求的具有较强工程实践能力的高级应用型人才,成为目前最迫切需要解决的问题。[2] 教学过程中存在的影响工程实践能力提高的主要问题有:专业办学历史较短,校内实验教学条件不足;校外实习实践教学时间不充分、效果差;实践教学组织和管理不能满足工程实践能力培养目标的要求。 二、建立有区域优势特色的协同创新中心 2011年总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上提出,要积极推动协同创新,通过机制创新和政策项目引导,鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作,建立协同创新的战略联盟,促进资源共享。2012年教育部实施了以推进协同创新为优秀内容的“高等学校创新能力提升计划”,即“2011计划”。推进协同创新成为国家全面提升高等教育质量的重要战略举措。在这一背景下,中原工学院积极联合相关科研院所和行业知名企业等单位,建立了校级“超硬材料制品工程”协同创新中心。 选择超硬材料制品工程这一方向作为材料科学与工程学科的协同创新中心是基于如下考虑:中国是世界上超硬材料生产第一大国,占全球产量95%,而河南省是超硬材料大省,产量占全国的70%以上。河南省是全国唯一的“国家火炬计划超硬材料产业基地”、全国唯一的“超硬材料特色产业链”建设基地。目前河南省超硬材料产业已形成明显的产业链,专业化特点明显。郑州是我国超硬材料及制品产业的主要发源地和行业中心,是技术和人才的辐射源,是我国超硬材料的重要生产研发基地。根据服务于中原经济区建设的要求,作为一所地方高校,选择具有突出区域特色产业优势的超硬材料制品工程建设协同创新中心,通过建立协同创新联盟,真正促进政产学研用紧密协作,是实现人才培养工程实践能力快速有效提高的新要求。 三、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果 1.促进校企科学研究水平提升 作为一所地方高校,教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约,原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核,教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作,以企业为主体,以市场为导向,教师有了科研项目、经费,研究的课题解决了企业的实际问题,双方受益形成了良性循环,不断扩大了双方合作的空间。 协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来,实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果,类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用,使得复合材料的某些性能既优于其基体材料,又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率,[3]尤其是通过协同创新中心建设的实施,协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益,效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用,以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出,把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目,联合申报国家科技进步奖,最后该成果获得了国家科技进步二等奖,对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。 2.促进共建科学研究平台建设 作为一所地方高校,设备投入和实验室条件都很有限。中原工学院通过实施协同创新,联合郑州三磨所、郑州华晶、中南杰特、河南富耐克等国内知名研究所和企业,申报共建了高档超硬材料工具河南省工程实验室、郑州市金刚石锯切工具工程技术研究中心。另外,还联合郑州博特硬质材料有限公司共建了郑州市超硬复合材料刀具工程研究中心。协同创新思想突破了传统线性、链式创新模式,呈现出非线性、多角色、开放性的多元主体互动协同特征。通过实验室共建,共享分析仪器和实验设备资源,促进了人员交流,提高了科研效率。 3.促进教师工程实践教学水平提高 在协同创新中心,学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策,通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作,作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历,学生感受到教师的授课不再空洞乏味,而是非常实际和富有兴趣,对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。 4.促进创新人才培养模式优化 “协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念,并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4,5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源,一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力,对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前,按照传统的人才培养模式,理论教学和实验教学都在学校内进行,全部由高校教师授课,教学效果不理想,学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣;而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节,由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题,实习质量大打折扣,学生的实习环节基本上变成了“参观”,走马观花下来,学生受益很少。协同创新实施以后,学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队,学生到企业“出入自由”,在科研中遇到的实际问题,可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得第一手资料与信息,随着参与时间的延长,学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节,聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授,可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学,学生的兴趣明显提高,也收到了良好的教学效果。 5.促进学生工程实践能力提高 通过协同创新工作的不断深入,科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究,把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生,这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行,也可在科研兴趣小组的科研活动中进行;而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题,提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程,双方通过互相影响和碰撞,教学效果和质量在潜移默化中快速提高。 学生在协同创新中心联盟单位内共享资源,教育活动的空间和时间都被扩大,在参与科研和实习创新活动中,不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源,同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育,对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解,对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。 在参与科研活动时,学生能亲临企业参与生产一线的科研课题,通过解决实际问题和获得一定的薪酬,不仅提高了兴趣,感受到了成功的快乐,还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践,学生毕业后能快速适应工作岗位,强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果,协同创新中心联盟企业对此也非常认可。 四、结语 国家实施协同创新战略的目的是把政产学研用具有不同功能的主体联合到一起,产生综合创新能力质变提升效应。中原工学院材料与化工学院结合超硬材料在河南省的区域优势特色,联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心,通过促进共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量,获得了协同创新中心联盟单位的一致认同,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 材料科学与工程论文:材料科学与工程类研究生培养质量保障机制探析 摘要:本文阐述了高校研究生教育质量保障机制的意义与重要性,并结合太原科技大学材料科学与工程这一特色学科的研究生教育质量保障的实际情况,分析了材料科学与工程类研究生教育质量保障存在的问题,并提出了改进和加强研究生培养质量保障的有效性对策。 关键词:材料科学与工程 研究生教育 质量保障 保障并提高研究生的培养质量,成为高校对国家、社会和学生应尽的责任。近年来,随着我国研究生教育规模的迅速扩大,研究生教育质量问题逐渐凸现出来。同时,时展与进步对培养创新型人才的要求与当前研究生创新能力严重不足的现实矛盾,也使得研究生教育管理人员和众多学者对研究生教育质量格外关注。但是在我国目前的研究生教育质量保障机制中,政府在质量评价和保障中发挥着主导性作用,而高校自身始终处于一种被动地位,这导致了“以评促改,以评促建,评建结合,重在建设”的质量评估原则没有得到充分体现,质量评价的重要功能也没有得到充分发挥。我校2008年经批准设立材料科学与工程一级学科硕士点,自承办研究生教育以来取得了长足的发展,实现了历史性的突破,但面对新的挑战,肩上的任务更加沉重。本文就如何构建材料科学与工程类研究生的培养质量保障机制,从切实可行的几个方面加以阐述。 一、研究生教育质量保障的概念与特征 质量保障(quality assurance,又称为“质量保证”),是管理学中的一个重要概念,在上世纪80年代中期首先由英国的教育部门引入到本国的高等教育管理领域,并由此兴起了一场教育质量保障运动。质量保障在管理学中的涵义是“质量管理中致力于对达到质量要求提供信任的部分”。质量保障并不是一般意义上的保证质量,而是具有特殊含义。它强调对用户负责,即为了使用户或者相关方能够相信组织的产品、过程和体系的质量能够满足规定的要求,必须提供充足的证据,以证明组织有足够的能力满足相应的质量要求。因此,质量保障是指为提供某实体达到质量要求的适当信赖程度,在质量体系内部实施的,并且按照需要进行证实的有策划的系统性活动。 高校研究生教育管理不同于企业管理,它具有自身的特殊性,而且学术界对教育质量保障体系的研究与理解也未形成共识。陈伟等人将高校内部研究生教育质量保障定义为:旨在提高研究生教育质量,并为有关人员提供质量证明和担保的全部政策和过程。因此,建立研究生教育质量保障体系的主要目的在两个方面:第一是向高等教育的利益关系人提供充分的质量证据,证明高校自身提供的产品与服务质量是值得信赖的,并由此增强利益关系人对研究生教育质量的信心;第二是促进教育质量的稳步。为了达到上述目的,需要通过一系列配套政策和过程的实施,以保证成功达到培养目标。已有文献对设立独立的质量保障机构、制定ISO教育质量标准、建立教育质量评价程序等配套政策和过程进行了报道。因此,“全过程管理”与“全员参与”是研究生教育质量保障体系建立的原则。全面质量管理是研究生教育质量保障机制建立的指导思想。构建一整套体现现代教育理念,适应当代科技进步与市场经济迅速发展所要求的研究生教育管理体系,有助于提高究生教育的整体质量。 二、材料科学与工程类研究生质量保障存在的问题 高校研究生教育属于国家事业,因此政府直接管理与调节其教育行为。研究生教育质量保障活动作为高等教育管理的重要组成部分,必须接受政府部门的直接领导。由于我国高校管理体制的局限性,研究生教育由校、院二级共同管理,而以二级学院管理为主。地方一般高校对于研究生招生相对很是被动,在教学质量、培养质量和制度建设等方面还存在不少问题亟待解决。因此,本文结合太原科技大学材料科学与工程这一特色学科的研究生教育质量保障的实际情况,指出材料科学与工程类研究生教育质量保障存在的问题,期待能为保障增强研究生教育质量提供新的思路。 1.高校没有明确的定位理念,质量保障意识缺乏。高校进行人才培养的前提是解决学校自身的定位问题和研究生教育质量观的问题。学校管理者关于学校的定位理念直接影响管理者发展研究生教育的决策理性、制度理性、管理理性和文化理性。进而对研究生培养质量产生巨大影响。首先,它影响到管理者决定发展本科教育、研究生教育等哪一层次作为学校发展的重点;第二,影响高校决策者决定把哪些学科门类作为本校的特色学科和新的学术增长点,即把哪些学科作为重点学科,并把其作为硕士或博士层次学科的优先发展对象;最后,影响高校管理者对于研究生教育质量文化的培育。目前全国有近200个材料类研究生招生单位,材料类研究生的培养和招生竞争激烈。一些学位授权点少的院校寻求更多的授权点,有硕士学位授权点的院校则追求博士学位授权点,似乎数量越多越好,层次越高越好,从而把学位授权点的数量和层次作为吸引高水平生源的一个硬件条件,这实际上偏离了研究生教育的本质,影响了研究生教育质量的提高。高校为了提高声誉,吸引更多学生,投入大量财力、物力、人力到国家重点学科、省级重点学科的资格争取上;投入到重点实验室和科学研究中心的建设上;把大量精力投入到教师科研立项、科研成果上和学校所能获得的荣誉上;而没有把研究生教育质量放到第一位。在研究生培养环节和管理环节都缺乏质量意识。 2.研究生教育质量评估主体单一。研究生教育质量评估是保障研究生教育质量的基本手段之一,在研究生教育质量保障体系中有举足轻重的地位。我国在“十五”和“十一五”期间,进一步制定和完善了研究生教育质量评估制度,逐步建立了科学的研究生教育质量评估机制和指标体系。目前,我国的研究生教育质量评估属于行政教育评价,其最突出的特点在于行政主管部门是唯一的评价主体,评价过程由政府部门主导,这样就造成了教育质量保障的重心过于向中央政府层面倾斜,而高校、市场与社会力量等保障主体可以发挥其自身保障能力的空间不大,自然也没有足够的积极性,因此高等学校只是被动的参加教育质量评估。教育行政对高校研究生培养过程干预过多,极大束缚了学校的自主发展,造成学校内部结构失调,严重影响了高校的办学效益与水平。 3.教育质量管理制度建设不健全。管理部门比较注重过程管理和目标管理,这是表面上的有序化管理。而实际情况是,管理文件出台后,管理人员就照章办事,缺乏对实时过程的监控和管理,缺乏灵活性。不能及时把握研究生教育的最新动态的问题,对于教育质量的保障实效性和及时性很薄弱。从管理队伍来看,由于研究生招生规模的不断扩大及培养类别的增多,管理工作非常繁重,而管理人员未能及时更新管理观念、缺乏管理艺术与创新能力,管理水平亟待提高。 同时,由于高等院校没有明确的定位理念,造成了个别高校对自身的培养目标、培养方案、学科发展等一系列问题的认识相对模糊,研究生教育质量得不到切实保障。材料科学与工程作为一类紧跟当代科技进步与发展的学科门类,在其研究生培养的课程体系中,研究生的课程内容显得陈旧,前沿性不足。不能反映本学科最新研究成果,不能及时跟上经济建设和社会发展更新的步伐。在课程结构上,专业课与公共基础课之间的关系问题一直是棘手问题。以太原科技大学为例,要求硕士研究生毕业之前通过大学英语六级考试,学生不得不将很多精力投入到英语课和英语等级考试上,专业课就相对被忽视。而且公共课占培养方案中总课程很大的比例。根据太原科技大学材料科学与工程一级学科硕士研究生课程设置,最低要求学生修满26学分,其中公共课就占到了11学分。另外,在专业课程的教学方式上,仍以授课方式为主,小组讨论、辩论、沙龙等体验式教学方式运用较少,有时甚至沦于形式,很难启发学生的思考能力和培养学生的创新能力。 4.校企合作缺乏应有的措施保障。材料科学与工程专业要求学生具有独立开展有关材料合成、材料结构性能研究、材料制备与加工、材料改性与应用等方面的科学技术研发能力,具有较好的管理工作的能力。因此,本学科具有很强的工程应用背景,而且随着研究生招生规模的扩大以及培养模式的多样化,走“校企合作、工学结合”之路是研究生教育发展的必然要求。研究生教育的发展需要企业的深度参与,可以说,企业参与硕士研究生教育的程度决定了研究生教育是否能真正承担起为社会培养高素质的生产、管理和服务一线的技术技能型人才的教育使命。但是,目前校企合作缺乏长效机制,不少企业没有认清自身在研究生培养环节中担当角色的重要性,企业也没有过高的积极性。理论上讲,企业会由于参与研究生教育而更好地促进自身的发展,但在现实中,由于存在政府、企业、学校、学生等多重主体、多方力量,在利益的博弈过程中,企业倾向于将参与人才培养的成本和风险转嫁至其他企业。所以,需要有相应的约束机制来督促和规范企业的参与行为。 三、材料科学与工程硕士研究生培养质量保障的有效性策略 1.转变政府教育管理职能。着研究生教育体制改革的深化,政府自上而下对教学活动的控制职能逐渐弱化,转而通过政策、评估、制订教学质量标准等方式对高校进行教学质量管理。在实践中,政府部门应通过制度创新完善管理研究生教育质量的相关职能,从直接性、事务性的管理转变为间接性、宏观性的管理。并通过立法及制定教学质量标准来指导、统筹、协调、检查和监督教育质量。政府应进一步扩大高校办学自主权,增大研究生教育的投入力度,在经费拨款方面向办学质量高、办学特色明显的培养单位倾斜,适时建立绩效拨款制度等,采用竞争手段和淘汰机制有效配置稀缺教育资源。 2.支持社会组织和用人单位参与教育质量评估与保障。在研究生教育质量保障的实践中,应该鼓励和支持社会团体、工商业界代表和毕业生代表等多元主体参与教育质量评估与保障,将各方利益人的意见纳入到实践中来,这样做有助于使教育产品满足社会多方面的要求,同时形成校外机构共同监督教育质量的良好氛围。为了提高研究生教育的国际竞争力,还可以考虑吸收国际教育专家参与到评估过程,例如荷兰等西欧国家正积极推进高等教育认证制度的国际多元化,促进国际交流达成一致。研究生教育的根本任务是向社会输送高层次人才,用人单位对研究生教育质量的高低具有评价权。因此,高校要从需求的角度重视用人单位对毕业生的监控与评价意见,并建立起常态化、规范化、全面化的机制,使之能收集、分析和处理用人单位对学生评价的反馈信息,形成完善的研究生情况追踪和定期反馈机制。 3.强化教育质量保障意识,营造良好质量保障氛围。政府主管部门和高校共同通过宣传和引导、激励等机制,宣传教育质量保障的重要性,奖励在教育质量保障方面有成就的集体与个人,以此营造良好的教育质量保障氛围,使管理者、教育者、受教育者认识到研究生教育质量是学校的“生命线”。只有当教育质量成为所有参与主体共同信奉的优秀价值,成为所有主体的内在追求时,才能增强个人工作的自觉性。例如太原科技大学为了强化研究生质量保障意识,出台了《太原科技大学研究生教学督导管理办法》、《太原科技大学研究生课程教学网络评价办法》等规章制度,实施教学质量评价,加强对研究生培养过程的监控和指导。围绕拔尖创新人才的培养目标设立科学合理的评价指标,对研究生教学的课程结构、内容、课程教学、教学管理等培养过程进行规范,建立了研究生评价、第三方督导、学院及学校考核的教学质量监督和评价体系。 4.加强全过程质量监控与管理。在管理学中,全面质量管理(即TQM)是指一个组织以质量为中心,以全员参与为基础,目的在于通过顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。在全面质量管理中,质量这个概念和全部管理目标的实现有关。因此,将TQM管理理念引入到研究生培养质量保障体系中,学校应树立全面的质量观,进行全方位、全过程的质量监控与管理。在实际管理工作中,学校要坚持统筹考虑输入、培养、输出等各个环节,将质量意识贯穿到招生、培养、学位论文、学位授予等研究生培养的全过程,让所有涉及到研究生培养的主体和学生本人都积极参与到研究生培养的各个环节,实现教育质量的提高和学校的可持续发展。例如,太原科技大学材料科学与工程学院形成了学院、研究所、系三级教学质量监控系统,研究生学院起全程监督作用,在这样一个全方位、多层次的闭合管理体系中,研究生的科研能力和教学质量都得到了大幅度的提高。 材料科学与工程论文:按材料科学与工程一级学科构建人才培养体系的思考 摘要:在分析总结国内外材料科学与工程专业人才培养模式演变规律的基础上,针对所设定的人才培养目标,构建与之相适应的课程教学体系和实践教学体系,以培养素质全面、创新能力突出的综合性专业人才。 关键词:人才培养;材料科学与工程;教学改革 材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导,是实施可持续发展战略的关键;材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分,在以高科技为主要特征的知识经济时代,世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展,对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求,因此,高校材料科学与工程专业人才培养方案需要作出相应的调整,以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。如何构建满足社会经济发展需求的材料科学与工程专业人才培养体系成为当务之急。 一、材料科学与工程专业人才培养的演变 材料科学与工程教学始于1865年美国Columbia University、英国Sheffield University、Emperical Mining College等设立的矿冶专业,侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学,以金属材料为主。20世纪40年代后为适应非金属材料的发展需要,Birmingham、Cambridge等大学开始组建冶金与材料专业,并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。80年代后[1],欧美等国逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来。 新中国成立前,中国的材料教育主要是培养矿冶人才,这一时期材料学科教育的突出特点是不划分专业,教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容,是一种宽领域培养模式[2]。新中国成立以后,由于经济建设的需要,按照苏联的培养模式与教学体系,我国的材料教育先后开设了金相、轧钢、金属材料热处理、腐蚀与防护、有色金属冶金及热处理、有色金属及其合金压力加工、粉末冶金物化、高分子材料(含复合材料)等十几个专业[3]。随着经济、社会和科学的发展,材料科学与材料工程之间的界线开始模糊,几大材料之间有了更多的内在联系和共性。复合材料、陶瓷材料、功能材料等新材料的出现和广泛应用,计算机等先进技术的快速推广,都使各方面的创新更加强调基础及横向与纵向的联系。实际上,各类学科越来越相互交叉、渗透、借鉴和移植,从应用上来说,越来越大规模的相互替用、组合已成为客观事实。 面对国际材料科学技术飞速发展、高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化、国外材料科学与工程教育的改革,我国材料科学与工程教育改革迅速发展,几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革,借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系,培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展,从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变,从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变;同时,吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容,课程设置从学科式课程向整合式课程转变,专业课程从中心地位向载体地位转变,课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转变[4,5]。总体来说,我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,向其他专业甚至其他一级学科渗透,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为必然的趋势。 二、人才培养目标设定 材料科学与工程专业本科人才培养的总目标是培养具有优良的思想政治素质、扎实的科学文化基础、良好的身体心理素质,在材料科学与工程学科及相关专业领域比较系统地掌握基础理论、基本知识、基本技能,能够从事材料科学与工程领域的技术研发、装备使用与维护以及管理工作的专业技术人才。 在思想政治方面,要求掌握马克思主义基本原理和相关的人文社会科学知识;具有必备的政治行为和道德行为能力;政治立场坚定,法纪意识牢固,思想品行端正。 在科学文化方面,要求比较系统地掌握自然科学基本理论和公共工具课程知识;具有较强的思维能力、实践能力、表达能力、交往合作能力和获取知识能力;具备良好的科学素养和文化修养。 在专业业务方面,要求系统掌握材料科学与工程基础理论和实验技能;掌握一定的化学、电工、电子、计算机、力学等方面的知识;初步具备从事材料工程及其它相关专业的科学研究、技术开发、工程设计等的实际工作能力;具备较好的专业素养和较强的创新精神。掌握一门外语,能够较熟练地查阅专业外文文献,初步具备应用外语进行交流的能力。 在身体心理方面,要求掌握体育运动的一般知识和心理学的基本知识;具有体育运动的基本技能、良好的心理适应能力;具备良好的健康意识、强健的体魄和健康的心理。 图1课程体系结构图 三、课程教学体系设置 针对人才培养目标设置课程体系,所有课程按照培养阶段分为公共基础课程、学科基础课程和专业课程3个层次,按照修读要求分为必修课程、选修课程、自修课程和讲座课程4种类别。课程体系结构如图1所示: 公共基础课程由政治理论、人文社科与自然科学系列课程组成,约占总课程教学学时数的60%。政治理论系列课程涵盖马列理论、思想道德修养、历史、社会主义理论等,主要培养学生的价值观和方法论;人文社科系列课程由外语、文学、心理学等组成,主要培养学生的外语应用能力与文学修养;自然科学系列课程涵盖数学、物理、生物等,主要培养学员科学方法和思维。 学科基础课程与专业课程主要培养学生的学科基础、工程素养、技能与方法,服务业务岗位的需要,约占总课程教学学时数的40%。学科基础课程可区分为大类(或相关)学科基础课程(电子与计算机系列、力学系列)和专业学科基础课程(化学系列、材料科学系列),其中大类学科基础课程由电工与电路基础、模拟电子技术、自动控制原理、计算机程序设计、计算机硬件技术基础、工程力学等课程组成,主要培养学生掌握相关学科基础理论,拓宽知识面,适应未来岗位转换的需要;专业学科基础课程由无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料科学基础、复合材料原理等课程组成,课程设置跨化学与材料两个一级学科,强调化学与材料学科的交叉。 专业课程从材料体系、工艺、性能与分析四个方面组织课程教学,主要包括工程材料学、功能材料学、先进复合材料概论、材料力学性能、材料物理性能、材料工艺学、材料研究方法、材料失效分析等课程,主要培养学生材料的合成与制备、成型与加工、成分与结构分析表征等专业知识与基本技能,了解材料学科发展前沿、趋势及其在装备中的应用。 三、实践教学体系构建 材料科学与工程属于基础学科,但又具有极强的工程实践性,因此,在构建人才培养体系时,既要突出其基础学科的属性,同时要重视工程实践能力的培养。在人才培养体系中,除公共基础课程所涉及的课程实验外,整个专业教学实践环节包括专业实验课程、工程实践与毕业论文。工程实践集中安排在实习工厂进行,一般为2~3周,主要是强化学生对工程实际的认识;毕业论文是学生对学科基础与专业知识的综合运用,安排在第8学期进行。 材料科学与工程专业实验课程教学贯穿整个专业课程学习,其主要目的是通过科学、合理、规范的实验教学体系,培养学生的专业实验技能与动手能力,进而提高学生创新意识和创新能力。实验课程教学区分为3个层次,即基础型实验、综合设计型实验与研究创新型实验,如表1所示。 基础型实验由3门实验课程构成,强调学生材料科学与工程基本知识和基本技能培养。通过将材料科学与工程实验基本操作、实验基本技能的培养与对应的理论课程的衔接,使两者相辅相承,互相促进;通过将材料科学与工程基本操作、基本技能的培养与实际应用相衔接,做到学以致用。 综合设计型实验开设1门实验课程,属于大材料科学与工程意义下不同实验课程之间的大综合。该平台的实验,从制备加工方法训练到性能测试分析和组织结构表征的深化,培养学生的科研能力与工程意识。 研究创新型实验开设1门课程,由多个模块组成,学员选修其中一个模块,实行导师制。目的是让学生在学习了基础性实验和综合性实验后可以自主设计、自主创新地进行新的实验。逐步建立起学生自主学习为中心的实验教学模式,形成自主式、合作式、研究式为主的学习方式。 四、结束语 我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为发展趋势。本文针对设定的材料科学与工程专业人才培养目标,科学合理地设置课程教学体系与实践教学体系,体现出重基础、宽口径,注重实践和创新的特色,较好地满足了全面素质教育的要求。但人才培养的改革是一项长期的工作,需要持续不断地创新与实践,才能永保人才培养方案的科学性与时代性。 材料科学与工程论文:洛阳理工学院材料科学与工程系往届毕业生职业意识跟踪调查 摘要:通过对洛阳理工学院材料科学与工程系2007~2009届900名往届毕业生的职业意识进行问卷调查、电话访谈,对毕业生“跳槽”较多的用人单位进行实地考察等方式,分析了材料专业类往届毕业生的职业意识现状,并将发展较好的毕业生与普通毕业生的职业意识进行对比,初步了解往届毕业生职业意识中存在的问题,旨在为进一步研究影响大学生职业意识的因素,制定提高大学生职业意识的对策提供可靠的理论依据。 关键词:洛阳理工学院;材料科学与工程系;2007~2009毕业生;职业意识;现状 据我国教育部的资料,2011年,全国高校大学毕业生人数将达到760万左右,创历史新高。同时,大学毕业生待业人数也将逐年增长。2011年,全国高校往届加应届毕业生待业人数将达到400万左右。可见,大学生“就业难”已成为一个不争的事实。但同时,在就业难的严峻形势下,大学生毁约、“跳槽”的比例也居高不下。 材料行业在我国国民经济中占有很大比例,因此,材料专业类大学生能否很好地就业、工作和发展将直接影响我国经济和社会的发展。为此,笔者对洛阳理工学院材料科学与工程系在校生的职业意识进行了研究,同时,对2007~2009届往届毕业生的职业意识进行了跟踪调查,初步了解到材料类专业往届毕业生的职业意识现状以及存在问题,目的是为研究影响大学生职业意识的因素,制定提高大学生职业意识的对策提供可靠的理论依据。 研究方法 通过E-mail或外调函发放调查问卷,对已经参加工作的2007~2009届材料工程技术、高分子材料应用技术和复合材料应用技术三个专业的毕业生共900人(每届每个专业分别以班为单位进行调查,调查人数100人)进行了跟踪调查,发放问卷900份,回收问卷900份,问卷有效率为100%。 分别对2007~2009届材料工程技术、高分子材料应用技术和复合材料应用技术专业各随机抽取了30名毕业生(共270人)以“材料专业类毕业生校友访谈录”的形式进行了电话回访。 对学生“跳槽”、违约、毁约比例较高的用人单位进行了电话采访和实地考察,同时,对与我院材料专业类大学生签约较多的用人单位进行了“企业用人标准和大学生职业意识的关系”问卷调查,发放问卷300份,回收问卷300份,问卷有效率为100%。 研究的结果 (一)材料专业类已就业大学生的“跳槽”情况 “跳槽”率高 从表1可以看出,材料专业类毕业生“跳槽”相当频繁,半年至两年内“跳槽”比例增长较快。就业半年内约有三成学生“跳槽”,就业三年内有约80%的学生“跳槽”,其中,有为数不少的学生“跳槽”不止一次。另外,部分学生毕业后到单位不到一个月,甚至还没有进入工作岗位,就以“不适合自己”或“与上一个单位没有多大区别”等理由将单位否定了。 “跳槽”速度快 由表2可知,44.4%的用人单位表示大学生到单位后,发现报酬、福利、环境等与自己的想法不一致时,半年之后就会选择“跳槽”;38.9%的用人单位表示大学生在进入单位一年之后会选择离开,说明半年到一年期间是毕业生“跳槽”的高峰期和浮躁期。 (二)材料专业类已就业大学生的职业意识现状 职业定位高 在对270名已就业的往届毕业生进行的“材料专业类毕业生校友访谈录”的电话调查中发现,毕业生对自己所从事的职业期望仍很高。对“您最终会给自己什么样的定位?”的调查结果是,有约三成的毕业生给自己的职业定位是公司领导;约35%的毕业生给自己的定位是高级工程师。 过分看中待遇 在回答“什么样的工作条件会让您稳定下来”的问题时,有90%的毕业生提到:首先要有合适的工资待遇,其次是能够实现自己的价值,再次是工作时间为每周5天,每天8小时。 对所在单位满意度低 对“您对现在的工作是否满意,哪些地方满意,哪些地方不满意”的调查结果是,回答“满意”的占10.8%;回答“基本满意,还凑合”的占41.2%;有30.6%的毕业生表示对现在的工作不太满意;有17.4%的学生表示对现在的工作不满意,正在寻找其他单位。 认为“跳槽”有利也有弊 对“您认为频繁换工作利大于弊还是弊大于利”的调查结果是,约10%的学生回答“利大于弊”;10%的学生回答“弊大于利”;80%的学生没有正面回答这个问题,但大都认为有利也有弊。大部分学生认为只有通过换工作,才能知道什么是自己喜欢、感兴趣的职业,什么职业适合自己。 (三)发展较好的毕业生与普通毕业生的职业意识对比 通过对2007届300个毕业生进行“材料专业类毕业生校友访谈录”调查后发现,这300个毕业生中发展相对较好的大约有30人,笔者对这30名毕业生的访谈资料进行了分析。 “跳槽”率低 从调查结果看,这30名毕业生中有“跳槽”经历的仅有6人,其中,有一人“跳槽”两次,“跳槽”比例约为23.3%,远远低于我院材料专业类毕业生约80%的“跳槽”比例。 对所从事工作的满意度较高 在对“您对现在的工作是否满意,哪些方面满意,哪些方面不满意”的调查统计结果发现,有12人(占40%)表示对现在的工作满意;有15个人(占50%)表示基本满意;有2人(占6.7%)表示不太满意,要等一段时间再看;仅有1人(占3.3%)表示不满意,准备改换工作。 看重发展空间 对工作不满意的学生提的较多是发展空间小,单位前景不好;因为工资低对单位不满意的比例相对较少;部分学生表示,趁年轻学到真正的知识,拓展自己以后的发展空间是关键。 存在问题 个人主义倾向严重 在材料专业类往届毕业生“跳槽”的人当中,有85%将“待遇好”作为就业的首选标准;约50%的学生表示,如有单位“条件好、待遇高”,他们会随时“跳槽”;85%的高分子材料应用技术和复合材料加工与应用技术专业的学生表示,如果用人单位的条件合适,他们愿意放弃所学的专业。可见,材料专业类往届毕业生在就业过程中主要强调自我因素而非社会因素。 职业意识仍不成熟 材料专业类往届毕业生的职业意识仍不成熟,普遍存在从众、攀比、求全等心理。部分学生“跳槽”是因为了解到同班或同宿舍的学生比自己工资高,从事的工作比自己环境好,心理不平衡。另外,材料专业类往届毕业生普遍没有对自己进行过深入的分析,不知道自己的兴趣爱好、性格特点和自己的价值观等等,于是导致职业意识不稳定,频繁“跳槽”。 职业情感严重缺乏 材料专业类往届毕业生严重缺乏职业情感。从2007~2009届900名往届毕业生的调查问卷分析结果可知,从事材料行业工作的毕业生占34%,从事与材料相关专业工作的占22%,其余44%的学生从事的工作都与材料无关。 职业道德滑坡严重 对往届毕业生的应聘材料进行随机抽查发现,大部分毕业生的求职材料都经过了人为的包装。约45%的毕业生在求职材料中写到自己是中共党员,曾担任学生干部,多次获得“优秀学生奖学金”,而这些学生在校期间大多没有获得过这些荣誉;另外,约30%的毕业生通过电脑软件修改在校期间的考试成绩;有的毕业生在工作期间专业技能、工作经验并没有得到多大提高,却把自己包装成有经验的“工作者”等等,职业道德滑坡严重。 职业目标缺失 材料专业类往届毕业生职业目标缺失严重,对自己的职业发展考虑不多,没有计划,对职业的报酬、福利、地位等实际利益的考虑多于对个人事业长远发展和对社会贡献的考虑。 作者简介: 袁霄梅(1980—),女,硕士,洛阳理工学院材料科学与工程系讲师,主要从事学生管理和大学生就业指导方面的教学与研究。(本栏责任编辑:王恒) 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业综合性实验的PBL教学 摘要:PBL是以问题为优秀,让学生围绕问题展开知识建构过程,藉此过程使学生发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力的教学模式,正越来越多地被各学科的教学所重视。问题的设置是教学中最关键的环节,本文给出了材料专业二维材料合成制备及性能测试综合性实验的问题设置,阐述了问题的解决过程与知识建构的联系。 关键词:材料科学与工程专业;综合性实验;PBL教学; PBL是以问题为优秀,让学生围绕问题展开知识建构的过程,藉此过程使学生发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力的教学模式[1],正越来越多地被各学科的教学所重视,但其应用还存在许多问题。笔者曾撰文对该教学模式在材料科学与工程专业实验教学中的适用性进行了陈述,也讨论了在材料科学与工程专业实验教学中应用该教学模式需要研究的问题[2,3]。其中,问题的设置是教学中最关键的环节,也是非常需要研究的课题。本文给出材料科学与工程专业二维材料合成制备及性能测试综合性实验的问题设置,阐述了问题的解决过程与知识建构的关系,以明晰问题设置的合理性。PBL教学模式中问题的设置原则主要是:设置的问题既要与生活中真实情景有一定联系,又要使学生能激活或引出所学的概念原理,问题还要有一定的复杂性、动态性,包含多个概念及相互作用。好的问题还能随着问题的解决的同时自然地给学生提供反馈,让他们很好地对知识、学习策略进行评价,并能促进他们的预测和判断。根据以上原则,将材料科学与工程专业实验教学中的材料合成与制备部分和材料的性能测试部分综合起来,设计综合的专业实验。由于通常按材料的维度来划分材料科学与工程专业的实验教学体系,因此设计了二维材料的合成、制备与性能测试实验,将实验的问题设置为:在某种基片上用指定的材料和指定的方法制备出均匀致密的、具有一定性能指标的膜。 一、问题的情景 教师在启动这个问题时,需要把问题与生活中真实情景的联系明确化,如选择手表大小的便携式薄膜发光器件中的发光层或载流子注入层作为问题的载体或依托。这些器件是生活中常见和常用的,构造和发光原理等背景知识可以利用具体的器件进行非常具体明确的讲解,讲解不必非常深入,但器件中的膜所存在或需要解决的问题要讲解得非常具体,制膜达到的指标也要明确,要使学生在已有知识基础上感觉非常容易理解,能快速对目标形成统一认识,并激发学生解决问题的兴趣。指定基片和材料的种类以及制膜的方法,既是处于真实情景的需要,也是出于教学资源配置及学时数限制的考虑。如果不做限定,这个问题实质上会演变成基于项目的学习过程,工作量会过大而无法实施。但教师应该在启动问题时清楚地告知学生基片、材料种类和制膜方法选择的原因。制得符合要求的膜是实验教学顺利实施的关键。基片的处理工艺、膜材料的合成工艺和制膜的工艺参数都将明显地影响膜的质量,没有唯一正确的合成及制膜工艺参数的选择,因此评价的标准也不是单一的。但教师应该针对具体器件的要求设定具体的膜质量指标,以便学生顺利的内化问题和对问题解决的结果进行评价。 二、问题的复杂性与动态性 围绕以上问题的解决,需要涉及多个概念、原理及相互作用:学生需要从了解膜发光器件的构造及发光原理开始,了解所制备的膜在器件中所起的作用、膜的制备方法及性能表征手段、膜质量的评价方法等问题。随着学生的问题内化过程的进行,新的问题自然而然被引发出来,而且问题是多方面的、变化的:为制备出高质量的膜如何选择膜材料的合成方法、如何得到最佳的合成工艺、如何处理基片和选择膜制备中的工艺参数等。学生要讨论并制定非常具体的实验方案,制定方案的过程中必须形成对实验结果的预期或假设,以此为依据假定和选择实验中的变量,并讨论如何在实验技术上控制这些变量,因此设计实验方案时不断有新的问题产生,变量的选择与控制也要根据实验结果而改变,直到能够制备出所期望的膜,即问题的最终解决。全过程中,问题是多层次的、复杂的、动态的,重要的是,内化问题的过程中和解决问题的过程中,第二层次乃至更高层次的很多问题是由第一层次的问题自然引发而又需要学生自己提出的,所需学习的新知识也要学生自己来确定。但所有问题的提出及解决方案的制定是由第一层次的问题来指引方向的,学生也在这样的过程中不断思考各个问题之间的关联,以此促进他们对下一次实验实施后所得结果的预测与判断力。 三、问题的解决过程与知识建构 事实上,对专业实验教学来说,问题最终是否得以完美的解决不是最重要的,最重要的是学生思维技能、解决问题能力及自主学习能力的培养和提高。因此,实验教学过程中,教师可以根据教学资源配备的具体情况和学时数的限制调整问题解决的难度和学生的工作量,同时,针对问题的需要,学习如何自己提出问题、如何确定所需的新知识、如何与小组成员合作、如何分享他人的观点或信息、如何灵活应用所学知识等,从而逐渐形成解决问题的图式,这也是问题的知识建构意义所在。在比较粗浅的程度上,膜制备、发光器件、发光原理等背景知识学生已有接触,此时所学习的内容大部分用教科书为载体,学生较容易确定到哪里寻找合适的书本,也有相应的自学能力自己学习。针对某具体器件时,这部分知识需要进一步深入学习,而问题具体到器件中具体的膜材料、具体的膜制备方法及调控、膜的具体性能指标时,教科书已经不能提供足够的信息供他们较好地内化问题。他们还无法将这些需要选择的参量与最终的制膜目标直接关联起来,此时就需要开始借助数据库等信息支持系统,要查找相关资料,阅读和分析这些资料。收集信息过程中首先遇到的问题就是在大量的信息中如何取舍,这里,激活和调动他们头脑里已有的知识存贮的过程就开始了。在所有这些知识中建立关联的最关键步骤之一是实验中变量的确定或选择。这在一开始也是困难的,学生通常应该被告知关联的大的范畴,如膜的性能与结构关联,结构与制备工艺关联。但由于膜的性能与膜结构、膜结构与膜制备工艺之间的关联是复杂的,是非常典型的结构不良的问题,这也是教师在此过程中要更多地给予学生辅助,有时应该给予非常具体的指导的原因。在知识中建立关联的最关键步骤之二是反馈和问题的动态变化及解决过程,即在按实验方案制得膜之后,如何对膜进行评价,并在评价之后如何调整实验方案。这里膜的评价包括如何选择膜结构和膜性能的表征方法、对实验结果的分析及根据这些分析如何调整变量的控制。虽然学生在专业实验教学之前学习过很多有关结构和性能表征的课程,但由于是传统教学模式下的学习,这些知识还只是学生头脑中的记忆碎片,他们还没有能力判断在什么条件下要启用哪一个碎片以及实验结果如何指导下一步的实验。此时教师也要更多辅助学生,帮助他们启用记忆碎片,并在运用实验结果指导下一步实验方案制定的过程中真正把这些碎片关联起来。这样的过程反复后,学生就能将一个膜产品从原料配置、材料的合成和膜制备的工艺控制到结构表征与性能测试全过程中涉及到的所有知识联系起来,构建成一个以问题解决为目的的、逻辑而系统的体系。最重要的是,他们开始学会针对问题,自主作出假设和灵活运用所学知识判断所需控制的变量,在实验中大胆尝试,并学会分析尝试的结果和利用这些结果对自己的实验方案进行批判性思维过程,逐步寻找和摸索解决问题的正确方向,因此逐渐形成解决问题的图式。 当然,需要补充说明的是,按PBL教学模式,由于设置的问题里包含的工作量和时间的限制,以上实验目标不可能由独立个体单独作业来完成,学生要组成小组并分工合作和相互交流。小组中的每个人可以负责完成一个变量控制的实验,如果实验量大,教师还可以统筹安排几个组之间的合作,每个组完成某方面变量的控制实验,然后各组间相互交流,分享实验结果,这有利于节省时间,使学生更快地解决问题。但作为学习的个体,对所启用的知识和学习的新知识的理解是独特的,因为实验全过程都不存在一个唯一正确的答案,而且由于实验中的很多问题是结构不良的,比如微观结构的解读和结构—性能关联的解读,每个学生完全可以有自己的独特理解,他们也在相互交流中分享小组成员对同一个问题的独特理解,因此,学生个体是自己知识的建构者,他通过主动参与真实情景的实验活动,学习何时以及如何应用知识,学习高层次思维技能和终身学习技能,问题的解决过程充分体现了知识建构的意义。 作者简介:顾少轩(1967-),女,吉林人,博士,副教授,主要从事材料化学、材料物理、材料科学的教学和教学管理工作以及玻璃及光电功能材料研究;郭丽玲(1964-),女,湖北人,博士,教授,主要从事材料化学专业的教学和材料的设计、计算的研究;雷丽文(1976-),女,湖北人,博士,副教授,主要从事材料化学专业的教学及巨磁材料的研究;张枫(1971-),女,湖北人,硕士,副教授,主要从事材料科学专业的教学及铁电陶瓷材料的研究;黄学辉(1963-),男,陕西人,教授,主要从事材料科学与工程专业的教学和教学管理工作及声学材料的研究。 材料科学与工程论文:浅谈材料科学与工程创新基地班建设 摘要:材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班,实行精英型个性化培养方案,在加强理论知识教学的基础上,更加注重创新能力和科研素质的培养。这一人才培养模式带动了全院教学环境的改善和教学质量的提升,在培养有创新意识的应用型人才方面颇具特色,为实现区域人才战略起到了示范作用。 关键词:创新人才培养;本科教育;基地班 高校是培养人才的前沿阵地,肩负着人才培养的光荣任务,制定合理的人才培养方案和科学的管理制度是高素质人才顺利成长的有力保障。材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班,实行精英型个性化培养方案,注重厚实的基础知识教学,进行全新的创新能力和科研素质的培养,以培养具有材料科学专业思想、熟悉掌握材料科学的基本特点最终能够制造先进材料的精英人才为目的。这一人才培养方案的实施为解决我国面临的高层次创新型人才匮乏等难题提供了有效途径,有望打开创新人才培养模式的新局面,加快我国从人力资源大国向人力资源强国转化的进程,为人才规划实施作出应有的贡献。 一、材料科学与工程创新基地班的定位 郑州大学材料科学与工程创新基地班于2006年12月正式成立,其定位为:“立足于为河南经济建设和社会发展服务,发挥学科齐全、梯次结构合理的优势,本科与研究生培养并重,全面提升学科、专业实力和水平,努力建设成为培养工程应用和科学研究创新型人才教学研究型学院。”依据学院学科和教学基础,结合所承担的国家教改项目“发挥学科与区域优势,构筑材料三级实践载体,培养具有创新意识的应用型人才”,以“厚基础、宽专业、重创新、高素质”的复合型人才为目标,培养适应未来发展要求具有科学前沿意识、创新精神和创业能力的高级研究型人才和实践应用型人才。 二、材料科学与工程创新基地班的培养方案 围绕专业建设和人才培养目标,材料科学与工程创新基地班对本科生的培养方案进行了较大规模的调整,体现了素质教育和创新教育理念,并遵循人才成长规律,注重系统性、前沿性和适应性,强调材料科学类课程与材料工程类课程的协调统一和同步建设。在学校政策引导和学院学科发展的统一要求下,构建起“平台+模块+课程群”的课程体系,其中平台课程注重学科基础教育,强调重视教育、体现宽口径;模块课程突出学科发展特色,设立了高分子材料科学与工程、无机非金属材料科学与工程、金属材料科学与工程三个模块,课程分别由主干课和实践教学环节构成;课程群由学科选修课和跨学科选修课组成,总学分控制在173学分。改革后的教学培养计划既体现了“厚基础”,又体现了“宽专业”,并强调学生创新能力的培养,在主体培养应用型人才的基础上,分层次、分步骤培养不同的人才,适应不同应用领域的需求,分别从事应用实践、技术创新、科研管理等工作。 1.注重基础,夯实理论教学 在课程体系方面,基地班强化国外名校、名教材英语教学课程和研究性教学课程,采用国际上通用的原版教材、自编教材及国内优秀教材,知名教授讲授基础课和专业课,采取双语授课。主要课程有高等数学、大学物理及实验、线性代数、物理化学、材料科学与工程基础(部级精品课程)、材料近代研究方法(英文)、材料成型原理、材料科学与工程导论、工程制图、普通化学、电工学、工程力学、机械设计基础、高分子化学(英文)、高分子物理、材料成型原理、合金及熔炼、无机材料科学、无机复合材料学(英文)、陶瓷工艺原理(部级精品课程)等。 在教学计划方面,实行第一、二学年所有课程打通,第三学年第一学期部分课程打通,第三学年第二学期必修课和全院范围内的限选课组中任选相结合。 2.加强技能,拓宽专业知识 基地班覆盖材料学、材料加工工程以及材料物理化学等领域,以金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的合成和成型加工为重点,学习现代新材料、新技术所依赖的基本知识和技能,掌握材料合成原理、工艺、结构与性能之间的关系,进行各种材料的成分设计、合成、成型加工和应用。 3.重视创新,强调因材施教 在夯实学生科学文化知识基础的同时,基地班还着力培养学生的创新精神和创新能力。 在实践教学环节,引导和鼓励学生尽早进入实验室参与科学研究。近三年内,学院已经有12个由学生主持的实验项目获得国家大学生创新实验项目支持,其中大部分学生是基地班的。学院实验中心对基地班学生全面开放,学生可以利用课余时间在实验中心开展实验实践活动,全面提高自己在实验中发现问题、分析问题和解决问题的能力。 此外,学院还积极与校内外部级重点实验室、工程技术中心联合建立独特的实习基地;在毕业实习和设计环节中,引入类似硕士研究生的训练模式,以培养学生的前沿科学意识和独立的创新能力。 4.强化素质,注重全面发展 发达国家的高校都将提高学生的素质作为主要目标。他们充分利用学校的各种资源开展诸多实践教育,有效地开阔了学生的知识面,增强了学生认识科学和揭示科学的信心。基地班始终注重学生的德、智、体、美全面发展,鼓励学生选修学校的素质教育课程,并增设开放实验和暑期课堂学分,鼓励学生跨学科进行开放实验,拓展知识面。在暑期,鼓励学生走进高新企业研究机构或者国内知名科研院所进行跟班学习,使学生通过接触或参与实际科学和技术难题的攻关,掌握科学研究的基本思路和方法,并将所学习的基础理论知识与实践应用联系起来,提高学习兴趣和实践动手能力。这些实践教育可以强化素质教育,有效提高学生的实践创新能力。 三、材料科学与工程创新基地班建设和管理模式 1.基地班建设 成立基地班建设工作小组,由院长、分管教学的院长、骨干教师和管理人员组成。基地班建设工作小组的主要职责有以下6项。 (1)研究制定基地班建设总体规划和基地班建设管理办法等文件,审核基地班发展规划,对基地班发展方向和改革决策提出指导性意见。 (2)指导、监督和推进基地建设与改革,检查基地班教学效果和培养质量。 (3)筹措基地班建设的经费并监督经费的使用情况和使用效果。 (4)组织基地班建设项目和方案的筛选、审定。 (5)商讨解决基地班建设中存在的问题,协调教学、科研、实验室等有关部门的工作为基地班建设服务。 (6)迎接上级主管部门的检查和评估。 基地班建设工作小组实行例会制度,定期商讨基地班建设过程中出现的各种问题,帮助解决实际问题,重大问题直接向党政联席会汇报。 学院设基地班建设工作小组办公室,负责基地班建设与各基地班的日常教学管理工作,办公室设在本科教学办公室,并配设秘书负责基地班的日常教学工作。 2.基地班管理模式 基地班的管理采用“三制”,即班主任制、导师制和末尾淘汰制。实行班主任和导师双层管理,学院主管教学的副院长担任基地班班主任,负责全院各年级基地班的建设与培养工作。前两个学年按成绩高低实行滚动,基地班末尾5名学生与非基地班学生交换,实行末尾淘汰。 在博士生导师和部分知名教授中为基地班遴选导师,学生在导师的指导下完成基础平台课、专业基础课、专业课、素质课的学习以及毕业实习和毕业设计。 四、基地班学生选拔办法 基地班每届招收30人,首届自2006级本科生开始。基地班学生的选拔需经过3个步骤。 (1)材料科学与工程专业本科生根据第一学期末相关公修理论课程(含外语)的总成绩进行排名,初选前50名学生。 (2)以英语、数学、大学物理的三个学科的单科成绩为依据,低于75分者被淘汰,剩下的学生以三科总成绩排名,选出前36名。 (3)经专家面试,最终选取30名进入基地班学生。基地班学生确定后公示5天,对不符合条件的入选者经核实后取消其资格,所缺人员根据排名递推增补。 五、材料科学与工程创新基地班建设成效 经过近4年的成长,材料科学与工程创新基地班已经逐步形成完善的创新型应用人才的培养模式,并成功培养了第一届毕业生。这些学生中有多人在省级以上的大学生科技竞赛活动中获得奖项,其中白阳同学主持的“一种使用新型材料处理废水的装置”项目获得第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖。首届30名毕业生中有24人考入诸如浙江大学、中国科学研究院等国内著名院校或研究机构进行研究生阶段的学习,其余6人分别进入美的微波电器制造有限公司、比亚迪汽车销售有限公司、中铁隧道装备制造有限公司等著名企业从事技术研发和管理工作。 基地班人才培养模式的改革探索不仅是国家教改项目研究的一个重要研究内容,而且作为工科类基地班的试点,在三级实践载体建设、师资力量的配置、创新人才培养计划的调整、本科生提前进入实验室、开设开放性实验、实行导师制、学生的创新活动开展等方面都具有一定的可借鉴性,同时这一应用型人才培养经验还可进一步推广到其他工科专业,以提高相关专业本科生的培养质量。 在探索创新型应用人才培养模式的同时,基地班的建设也促进了学院教学环境的改善和教学质量的提升,其中在国家教学质量工程项目建设方面取得的成效尤其显著:由关绍康、张锐等教授完成的“构筑三级实践载体,培养具有创新意识的应用型人才”教学成果曾获得部级教学成果二等奖,有多个由学生负责的项目获得国家大学生创新科技创新型实验项目支持,同时学院还拥有《材料科学基础》《陶瓷工艺原理》两门部级精品课程、材料科学与工程部级实验教学示范中心、材料学系列课程部级教学团队、部级教学名师1人。此外,材料科学与工程学院近年在大学生科技创新、学科竞赛、学生活动等方面也取得了突出成绩,已成为郑州大学学生培养特色单位,大学毕业生就业率连年位居全校前列。 以上成果的取得不仅极大地提高了本科生的教学质量和教学水平,还促进了材料科学与工程学科建设与科研开发。创新实践载体所依托的材料加工工程学科已被建成河南省工科类唯一的部级重点学科,也是“211工程”院校国家重点建设学科。这充分展现了基地班成果的辐射效应,尤其在就业压力较大的形势下,这一成果探索的具有创新意识的应用型人才培养模式和教学过程良性运转结果有良好的示范作用,更具有推广意义和价值,并为探索应用型人才培养提供了基础知识体系和专业理论支撑。 责编:赵东
建筑幕墙施工质量管理探讨:试谈建筑幕墙施工质量管理 摘要:随着经济的发展和社会的进步,我国的建筑行业也有了快速的发展。作为建筑外围护墙的建筑幕墙对建筑物有着隔离噪音、防风保温等功能,也能够对建筑物起到相应的美化作用。我国的建筑幕墙技术虽有了很大程度的发展,但与国际水平相比仍有很大差距。文章就建筑幕墙在施工过程中出现的问题和相应对策进行相应的分析和探讨。 关键词:建筑幕墙 施工质量 管理措施 引言 建筑幕墙是建筑物不承重的外墙护围,是在发展过程中形成的将建筑技术和建筑艺术融为一体的建筑技术。建筑幕墙主要是由面板和支撑结构组成,其面板材料主要由玻璃、金属石材等,其支撑结构则包括铝横梁立柱、钢结构、玻璃肋等。建筑幕墙可以是封闭的,也可以是可移动的开放幕墙。随着建筑业的发展,建筑幕墙的形式和技术都有所发展,人们对建筑幕墙的需求也越来越大。同时,建筑幕墙施工方面也仍然存在着相应的问题。 一、建筑幕墙施工中存在的质量问题 1、设计问题 建筑幕墙的设计直接关系到施工的有效性和科学性,对整个施工起到相应的指导作用。但在实际设计中往往还存在着相应的问题。首先,在建筑幕墙设计方面往往存在着设计不细致,设计图不能将相应设计交代清楚等问题,这不仅使施工图纸不能得到有效运用,还给整个施工过程造成了不良的影响。其次,有些建筑幕墙施工存在着边设计、边施工的情况,这不仅不利于施工的高效进行,还容易出现一些不必要的疏漏和错误。有些建筑幕墙工程没有进行相应的预埋件设计或者预埋件与实际情况有着较大的偏差。为了补救这种情况,施工单位会在后期施工中运用一些粘着固件或者化学螺栓进行相应的补救,而埋件在规格上的偏差也造成不合标准的情况产生。这些都对后期施工造成了一定的麻烦和不良影响。一些建筑幕墙施工设计没有规定幕墙检测要求,不能有效确定幕墙的合格性。在建筑幕墙横竖型材连接的铆钉设计和刚转接件厚度等设计上往往存在着相应的不合规格和标准的问题,这些都会给建筑幕墙的施工带来一定的麻烦,也会对其质量造成相应的影响。同时,在建筑幕墙与建筑物之间的连接设计上也存在着没有充分考虑实际问题而导致的安全隐患。此外,建筑幕墙在防雷系统和板块间距的设计上也存在着没有自成体系和间距不合理的状况。 2、材料问题 首先,在建筑幕墙施工材料入库时,需要出具相应的质量报告,以证明这些材料是合格的。而在实际情况中,质量证明材料没有及时提供或者质量证明材料缺失等情况依然存在。这不仅给材料检验人员造成相应的困扰,也无法充分保证施工材料的质量。其次,建筑幕墙的工程结构胶有着不同的使用方法,需要根据其粘结力的实验情况来确定其使用方法。不进行相应实验就直接将工程结构胶入库则会导致使用方法不当和产生相应的安全隐患等问题。建筑幕墙施工中使用的五金件、电焊条等辅助材料的使用往往会被忽略,在质量把关和入库检验上都没有得到足够的重视,从而造成没有质量情况的登记。这些辅助材料往往会因为质量问题给整个工程造成一定的不利影响。此外,一些工程施工需要使用的钢材零件和金属材料用其他材料代替或者使用冷镀锌的处理方法,这直接影响到相应材料的质量和使用寿命。 3、安装问题 首先,建筑幕墙在前期工程中没有埋设预埋件或者预埋件的埋设位置不准确,都给施工安装带来一定的问题和影响。此外,有些施工设置的预埋件在质量和要求上不符合规格或者没有进行相应的实验就采用膨胀螺栓等形式的预埋件。这些情况都直接导致预埋件设置不合理和不合格,从而导致安装过程中的二次施工。其次,建筑幕墙与建筑物之间的连接安装上也存在着一系列的问题。转接件的焊缝在高度和长度上没有相应的设计标准,给施工和检验工作造成一定的影响。同时,螺栓和螺钉也存在着偏离立柱中心和低于螺母端面的情况,影响了安装质量和安装效果。建筑幕墙在防水和防雷的系统安装方面也存在着一些问题。首先,防水密封胶厚度不合理,有的太薄,不能有效保证密封质量和防水效果 ;有的太厚,容易导致密封胶拉断影响效果。同时,密封胶在施工中还容易出现气泡,厚度不一致等情况。其次,防雷系统不完整或者导线固定质量差,都造成防雷系统质量不合格,也存在着安全隐患。建筑幕墙的施工质量需要通过施工过程中的相应文件材料做保证。 二、解决建筑幕墙施工质量问题的对策 1、遵守相应标准,加强施工质量 首先,施工单位要积极学习国家在建筑幕墙方面制定的相应标准,并在施工过程中严格按照相应标准进行,以保证整个施工过程都符合相应标准。其次,施工单位在施工中的各个阶段都要严格依照标准把控施工质量,加强设计、安装等过程的高效配合,保证工程的整体质量。 2、提高相关人员的意识 首先,建筑幕墙工程的所有参与人员都应积极学习和掌握相应的工程标准和要求,并将其落实到自己的工作中去。工程设计人员要依据具体情况设计出细致有效的施工图纸,其他人员应保证施工材料的质量和施工质量。其次,建筑幕墙工程的相关员工应提高自己的意识,重视和保障施工质量,以对国家和人民负责的意识工作。 3、加强对施工过程的监督和检查 首先,要加强对施工材料的检查。施工材料直接影响着整个工程的施工质量。相关人员应依据相关标准对施工材料进行检查,确保相关材料的合格。其次,要加强对施工过程的监督。质检人员应在相应标准的指导下,对施工图纸和施工流程进行相应的监督,以确保整个施工的质量。此外,质检人员还要将相关质量资料进行整理和保存。 三、建筑幕墙施工安全质量的重点 1、严格执行安全生产监督以及检查措施 任何工作都必须做好计划、布置以及检查工作。在进行安全生产布置时,需要制定检查计划。检查的形式较多,施工企业通常将安全检查分为:①常规性安全检查;②特殊性安全检查;③定期检查;④不定期检查。施工现场的施工环境比较复杂,工作面比较多,工序繁琐,施工人员的素质存在差异,在施工活动场所内部需要进行常规性检查。安全作业人员需要检查可能存在安全问题的部位,及时的发现问题并解决问题。特殊性大检查主要指的是在特定的时段以及区域,参加人员的层次较多,检查的范围比较广。定期的检查主要指的是在日常施工的过程中,施工企业制定的检查制度,具有固定的时间。不定期检查不是制度性的规定,但是,不定期检查具有一定的意义,所体现的安全问题更加真实。 2、认真的编制施工组织设计 在建筑幕墙现场施工中,施工组织设计为其提供生产技术指导。根据施工组织设计,能够处理专业和协作、生产、储存、维修等的关系。在编制施工组织设计时,应当根据所需要建设的工程的规模、结构特点以及建设单位提出的要求,对原始资料进行调整,结合工程投标时的施工组织设计,科学的编制指导方案。在施工组织设计中,施工安全管理是重要的组成部分,必须做好施工安全技术指导,涉及动火作业以及防火管理等。 结束语 建筑幕墙对建筑物有相应的保护作用也有一定的美化作用。随着建筑行业的发展,建筑幕墙的应用变得越来越广泛。为了防止建筑幕墙施工中出现相应的问题,保证整个工程的施工质量,施工部门应严格依照相应的施工标准,提高施工人员的质量意识,并采取相应的监管措施,从而减少相应质量问题的出现。 建筑幕墙施工质量管理探讨:试谈建筑幕墙施工质量管理 摘要:建筑幕墙作为现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体,有着美观、节能、易维护的优点,但是在施工中存在着不少质量问题。笔者就针对幕墙施工存在质量问题以及如何管理和控制施工质量进行分析。 关键词:建筑;幕墙施工;施工工艺;质量控制 随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,以及建筑师设计理念提升,建筑物越来越向高层、高档、多功能方向发展。因此建筑幕墙产品也必然向高新技术和多功能的方向发展,才能适应人们日渐增强的环保节能意识,满足市场对建筑幕墙功能的需求。但是,很多情况下幕墙施工存在着一些质量问题,直接影响着施工效果。本文对此进行探讨。 1.当前幕墙施工存在的主要质量问题 1.1预埋件部分的安放 有的工程主体未设预埋件,只好采用膨胀螺栓、化学螺栓来补救;有的虽有预埋件,但该预埋件的规格、锚筋的焊接及锚固长度等又不满足规范要求。 1.2主要承重结构部分的设计 立柱的力学计算模型不符合工程实际;立柱和横梁的型材截面特性参数计算有误或套用错误,甚至有些型材的截面形状不符合受力要求;立柱被设计成受压杆件(按规定应设计成受拉杆件);有的校核杆件强度但未校核其刚度;未按最不利分格及最大跨度进行验算。幕墙与主体连接部分:支座与锚板问的焊缝强度不够;连接处螺栓数量太少;角码所受弯矩过大却未加固。 1.3板块固定部分 隐框幕墙板块下部未设托条;压板的间距太大或压板本身强度不足。 1.4防火、防雷部分 防火棉厚度不足或防火隔板太薄;防火节点不严密;立柱伸缩处的防雷节点处理不妥,幕墙防雷系统未能和建筑主体防雷系统可靠连接。 2.有效提高幕墙施工质量的建议 2.1严格资质、证书的管理 幕墙市场在一个时期曾出现过混乱状况。有的幕墙建筑无设计就施工,有的无相应资质却在进行幕墙的设计或施工。这种状况造成了幕墙工程质量的失控,并出现了较多的质量问题。为此,建设部曾于1995年初下发了“关于确保玻璃幕墙质量与安全的通知”,并在1996年颁布了《玻璃幕墙工程技术规范》,使幕墙工程的设计、制作、安装施工有章可循。 2.2把图纸会审作为保证工程设计质量的前提 现代建筑具有新时代特征,规模大、标准高、建设速度快。要求设计人员不断加强学习新知识,提高自身综合素质,提高工程设计质量,以确保工程设计质量为优秀的指导思想,以设计规范为法律依据作保障,完成科学可行的设计方案。在设计手段上整理现行各种装饰类型并使其系列化、标准化,充分利用计算机辅助设计等先进的设计手段使工程设计质量得到保证。主动协调相关专业、工种,消除专业之间的漏、缺、错的通病,完善设计文件,达到国家现行规范的质量标准,减少设计变更,使工程施工顺利进行。工程设计图纸是工程施工的重要依据,工程设计人员要认真仔细审阅各专业图纸,搞好图纸会审,搞好技术质量交底工作,把各种影响工程质量的因素考虑在施工之前。幕墙设计应采取防雨水渗漏性能的措施,玻璃幕墙立柱与横梁的截面形式宜按等压原理设计,在易发生渗漏的部位应设置流向室外的泄水孔,在易产生冷凝水的部位应设置冷凝水排出管道,构件制作时严格按规定要求钻泄水孔,开启部分的密封材料宜采用氯丁橡胶或硅橡胶制品。 2.3严密施工组织设计,建立有效的质量控制体系 施工组织设计同样是影响施工质量的因素之一,搞好施工组织设计,可以使设计材料、人力等各项环节对建筑工程质量起到宏观控制作用,合理利用人才、物力资源,层层把关,使建筑工程施工质量达到国家规范标准要求。搞好施工组织设计可以从项目组织机构、施工人员职责、材料运行程序、工程安装施工检查、验收各个方面保证施工质量,因此,施工组织设计是质量管理的主要环节。必须根据拟建工程规模、结构特点和建设单位的要求,在对原始资料调查分析的基础上,编制出一份能切实指导该工程全部施工活动的施工组织设计,建立有效的质量控制体系才能保证工程的顺利实施。工程施工是一个物质生产过程,施工阶段的质量控制范围包括影响工程质量五个方面的要素,即4M1E,指人、材料、机械、方法和环境,它们形成一个系统,要进行全面的质量控制。转 3.施工过程中严格控制各个分项的施工工艺和技术标准 3.1板材制作 要重点检查制作车间的环境条件,要求车间的温度、湿度、通风性、防尘等方面的指标都要达到规范或设计要求;检查玻璃、石材或金属挂板的规格、尺寸及外观质量是否达到规范或设计要求;检查结构胶的生产日期、有效期限,并判断其是否在有效期内使用;检查结构胶的厚度、宽度及打胶质量是否满足规范或设计要求等等。 3.2幕墙埋件安装 3.2.1后植埋件作业及施工方法 (1)依据测量放线的结果,将后植埋件安装的位置标示于梁或柱上,包括水平高度和后植埋件中心位置。 (2)后植埋件初步设置以后,应进行认真校核确认无误后方可用锚栓进行加固,在加固时应避免锚栓对混凝土内钢筋的影响。 (3)本工程后植埋件主要是通过化学锚栓来固定,安装方法如下: ①钻孔; ②彻底清孔; ③插入胶管(胶液较少的朝外); ④用电锤以中速(750r/min)将螺杆捶击旋入至锚固深度(螺杆上有标志线),同时目视有少量胶液外溢; ⑤固化时间内严禁扰动,以防锚固失效。 3.2.2安装流程 幕墙埋件安装流程见图1。 3.2.3后植埋件作业的技术规范 ①后植埋件的锚板边长允许误差为2mm;②锚栓的中心线允许偏差为2mm;③锚栓对锚板面的垂直偏差应不大于10mm;④后植埋件在施工时应与建筑物的防雷网接通;⑤对后植埋件在主体建筑的位置要求:a.标高偏差10mm;b.轴线左右偏差30mm;c.轴线前后偏差20mm。 3.3横梁立柱安装 重点检查立柱安装的垂直度、横梁安装的水平度、幕墙分格的规格尺寸等是否满足规范或设计要求;检查和控制横梁与立柱的连接质量。 3.4板材安装 重点检查玻璃或板材的固定连接质量及密封胶嵌缝质量。密封胶嵌缝施工要在合适的气候条件下,由熟练工人操作。施工时要防止气泡的出现,并保证胶缝厚度控制在规范要求的范围之内。 3.5认真做好幕墙的试验检测工作 对于工程量大的玻璃幕墙,为了保证玻璃幕墙结构和材料力学性能能够满足设计技术要求及其安全可靠性,需要进行结构的刚度、强度和材料力学性能的试验。根据建设部建设[1994]776号规定:“玻璃幕墙在施工前必须由国家认可的检测机构进行性能检测”、“玻璃幕墙均应由国家认定的检测机构进行抗风压变形、抗空气渗透、抗雨水渗透三项基本性能检测的要求”,幕墙性能检测在中国国家建筑质量监督检验中心幕墙门窗试验室进行。 3.6认真做好幕墙的防火、防雷工作 幕墙的设计和施工要严格执行国家颁发的《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》及《建筑防雷设计规范》等规范和标准。做好幕墙建筑的防火、防雷设计和施工安装工作。 4.结束语 总之,幕墙作为建筑的外围护结构,工程质量问题已引起了社会的广泛重视。实践证明,只有加强对幕墙施工的质量进行有效的管理,并切实有效地推行建设监理制度,幕墙工程的质量是能够得到保障的。 建筑幕墙施工质量管理探讨:浅析建筑幕墙施工质量管理 摘要:建筑施工管理对整个建筑施工而言是一项很重要的工作,此项工作一定要做到位,一定要有一个全面的系统,一丝不漏。必须准确、全面、科学才能保证整个工程的质量。以预防为主,科学操作,严格监督为优秀思想,这样才能形成一个良好的建筑幕墙成长环境。下面笔者将对整个建筑幕墙施工主要从预防,施工过程,施工管理三个方面进行分析讨论。 关键词:建筑幕墙 施工 管理 1、前言 近些年,我国整体实力越来越强,建筑行业也在飞速发展,建筑幕墙所涵盖的范围越来越广,其中有公共建筑,住宅建筑等等。人们在学习、生活、工作中对空间环境的要求逐步增强,。而在建筑幕墙行业中,各种质量问题的出现,已经对人们的正常活动造成不可避免的麻烦,当然也给施工单位和甲方带来一些负面影响。所以,建筑幕墙施工质量管理迫切需要改善和提高。下面笔者将对各个环节中的问题进行分析讨论并给予解决办法。 2、建筑幕墙施工出现的问题 2.1施工前幕墙材料的检验失误和把关不严造成的问题 买进的骨架材料不合格,且没有质保,没有性能检测报告。这些都是质检这个环节出现的问题,没有严格把关,造成后期幕墙踏裂,对广大公民构成威胁。 2.2预埋件带来问题 在施工过程中不设置预埋件或者偷工减料或使用不符合要求的构件。 2.3立柱、横梁造成的问题 检测立柱力的模型跟真实施工情况有出处;截面形状各式各样,然而选择不合理,不符合受力情况;有效核杆件未校核刚度,带来问题;幕墙与主题建筑连接出现问题,连接构件刚度和抗弯折强度及承受荷载能力不符合规范要求等。 2.4板块固定环节 压板的间距过大超出规范要求范围或所选板材的强度不够大。 2.5防火、防雷环节出现问题 幕墙外部防火层材料选择失误,防火隔板不符合规范要求。防雷构件节点处理不当。 3、对建筑幕施工过程中出现的问题采取的措施 3.1提前准备,预防为主 对设计单位和施工单位严查他们是否持有相关资格证书。若在这一环节出现问题将造成施工管理紊乱,带来一些不必要的问题。所以,对工程中重要工序的人员,严格按单位制度和职业要求来运行,查询相关证件,无证者,严禁上岗。确保工期顺利进行。另外,对买进的材料严把质量关,对操作环节中的每一步用到的材料都要严格检查,一定要符合验收制度和规范要求,直到每个环节都符合要求才能继续施工。 3.2施工操作严格进行 3.2.1确保图纸会审工作准确完成 图纸的来源是设计人员,所以对设计人员的要求越来越高。设计人员要不断学习新的知识,提高素质,确保工程设计质量。要严格遵守设计规范,完成适用的设计方案。设计手段上要灵活多变,要学会整理各种装饰类型,并且充分借助计算机辅助手段来确保工程的质量。要学会协调各专业之间互异性所带来的问题,完善设计,达到规范要求。设计人员要仔细检查各专业的图纸,做好会审工作,将各种可能出现的问题提前解决掉,施工之前一切办妥。幕墙应采用防水防漏材料来设计,做好防水工作,做好雨水与冷凝水排泄管道设计,可以在冷凝水出现可能性大的地方钻水孔或设置管道,将它们集中排泄,集中处理。注意在做这方面工作时所选用的材料应为防水材质。 3.2.2严密组织,合理科学施工 施工质量的确保离不开严密的施工组织,这方面的工作做好的话,可以对各个操作环节对工程的质量起到良好的控制作用,使资源合理使用。从而达到国家规范要求。因此,在做这方面工作的时候,可以从项目承担单位、各方责任范围、工程安装操作、收尾等各方面来设计,保证施工质量。一定要在拟建工程大小、施工特点和单位要求,并且进行过调查研究的基础上创作一份合理科学的组织管理设计。其中安全管理与安全施工必须作为重点工作,着重设计。在施工环节进行的过程中必须对现场进行调研分析,得到最详细的资料来应对突发事件,对现场的地形作出分析,了解当地气候和习俗都将成为设计必须要考虑的因素。只有这样才能为安全合理地施工打下坚实的基础。 3.2.3各个环节的质量检查 这里所涉及的主要环节有玻璃板材制作、幕墙结点安装、横梁立柱安装、玻璃板材安装。各自的重点有所不同。在玻璃板材制作环节要重点检查制作车间内的各个物理条件是否达到规范要求。幕墙结点安装时重点要看预埋件埋设的情况是否合理。监督人员要紧密与施工人员配合,从而确保满足要求。在横梁立柱安装时,抓住两个度,垂直度和水平度。另外要检查横梁与立柱连接的是否良好。玻璃板材安装时重点关注板材是否固定良好,封胶是否到位。一定要避免施工过程中气泡的出现。控制好封胶厚度。要专门设立质检小组确保整个施工过程中的安全要求,保证施工顺利完成。 4、幕墙施工中需要注意的其它事项 4.1天气不利 若在施工期间气候十分不利,如遇到大风大雨天气时,必须马上停止施工,以防出现漏电,漏水脚滑造成高空赘物,对人员造成伤害,由此确保施工安全。 4.2现场与图纸的对应 在开始施工之前,要和相关部门办理移交手续,接着放线测量施工现场,并且要重复检验,确保与设计图纸上午出处,然后再进行下一步工作。若在检过程中出现差值时,一定要进行调整,有必要的话,调停工期,接着与相关技术人员进行协调修改,确保无误后方可进行下一步工作。 4.3施工期间防火防雷等安全问题 一定要提醒每一位施工人员树起防火意识,避免火灾发生。对于易燃的幕墙材料一定要远离火源。安全第一的意识长存于每一位员工心中。除此之外雷电,高空赘物等危险事宜也要防患于未然。例如在架脚手架的时候要与其它单位配合,做必要的技术交底,保障安全。 5、总结 建筑幕墙的应用越来越广泛。因此,施工质量一定要确保,为避免建筑幕墙施工过程中出现问题,要尽量做到预防为主,合理管理施工,科学正确地维护。这样才能使施工正常合理地完成。 建筑幕墙施工质量管理探讨:试谈建筑幕墙施工质量管理 【摘要】建筑幕墙作为现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体,有着美观、节能、易维护的优点,但是在施工中存在着不少质量问题。笔者就针对幕墙施工存在质量问题以及如何管理和控制施工质量进行分析。 【关键词】建筑;幕墙施工;施工工艺;质量控制 随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,以及建筑师设计理念提升,建筑物越来越向高层、高档、多功能方向发展。因此建筑幕墙产品也必然向高新技术和多功能的方向发展,才能适应人们日渐增强的环保节能意识,满足市场对建筑幕墙功能的需求。但是,很多情况下幕墙施工存在着一些质量问题,直接影响着施工效果。本文对此如下进行探讨。 1 当前幕墙施工存在的主要质量问题 1.1 预埋件部分的安放。有的工程主体未设预埋件,只好采用膨胀螺栓、化学螺栓来补救;有的虽有预埋件,但该预埋件的规格、锚筋的焊接及锚固长度等又不满足规范要求。 1.2 主要承重结构部分的设计。立柱的力学计算模型不符合工程实际;立柱和横梁的型材截面特性参数计算有误或套用错误,甚至有些型材的截面形状不符合受力要求;立柱被设计成受压杆件(按规定应设计成受拉杆件);有的校核杆件强度但未校核其刚度;未按最不利分格及最大跨度进行验算。幕墙与主体连接部分:支座与锚板间的焊缝强度不够;连接处螺栓数量太少;角码所受弯矩过大却未加固。 1.3 板块固定部分。隐框幕墙板块下部未设托条;压板的间距太大或压板本身强度不足。 1.4 防火、防雷部分。防火棉厚度不足或防火隔板太薄;防火节点不严密;立柱伸缩处的防雷节点处理不妥,幕墙防雷系统未能和建筑主体防雷系统可靠连接。 2 有效提高幕墙施工质量的建议 2.1 严格资质、证书的管理 幕墙市场在一个时期曾出现过混乱状况。有的幕墙建筑无设计就施工,有的无相应资质却在进行幕墙的设计或施工。这种状况造成了幕墙工程质量的失控,并出现了较多的质量问题。为此,建设部曾于1995年初下发了“关于确保玻璃幕墙质量与安全的通知”,并在1996年颁布了《玻璃幕墙工程技术规范》,使幕墙工程的设计、制作、安装施工有章可循。 2.2 把图纸会审作为保证工程设计质量的前提 现代建筑具有新时代特征,规模大、标准高、建设速度快。要求设计人员不断加强学习新知识,提高自身综合素质,提高工程设计质量,以确保工程设计质量为优秀的指导思想,以设计规范为法律依据作保障,完成科学可行的设计方案。在设计手段上整理现行各种装饰类型并使其系列化、标准化,充分利用计算机辅助设计等先进的设计手段使工程设计质量得到保证。主动协调相关专业、工种,消除专业之间的漏、缺、错的通病,完善设计文件,达到国家现行规范的质量标准,减少设计变更,使工程施工顺利进行。工程设计图纸是工程施工的重要依据,工程设计人员要认真仔细审阅各专业图纸,搞好图纸会审,搞好技术质量交底工作,把各种影响工程质量的因素考虑在施工之前。幕墙设计应采取防雨水渗漏性能的措施,玻璃幕墙立柱与横梁的截面形式宜按等压原理设计,在易发生渗漏的部位应设置流向室外的泄水孔,在易产生冷凝水的部位应设置冷凝水排出管道,构件制作时严格按规定要求钻泄水孔,开启部分的密封材料宜采用氯丁橡胶或硅橡胶制品。 2.3 严密施工组织设计,建立有效的质量控制体系 施工组织设计同样是影响施工质量的因素之一,搞好施工组织设计,可以使设计材料、人力等各项环节对建筑工程质量起到宏观控制作用,合理利用人才、物力资源,层层把关,使建筑工程施工质量达到国家规范标准要求。搞好施工组织设计可以从项目组织机构、施工人员职责、材料运行程序、工程安装施工检查、验收各个方面保证施工质量,因此,施工组织设计是质量管理的主要环节。必须根据拟建工程规模、结构特点和建设单位的要求,在对原始资料调查分析的基础上,编制出一份能切实指导该工程全部施工活动的施工组织设计,建立有效的质量控制体系才能保证工程的顺利实施。工程施工是一个物质生产过程,施工阶段的质量控制范围包括影响工程质量5个方面的要素,即4M1E,指人、材料、机械、方法和环境,它们形成一个系统,要进行全面的质量控制。 3 施工过程中严格控制各个分项的施工工艺和技术标准 3.1 板材制作 要重点检查制作车间的环境条件,要求车间的温度、湿度、通风性、防尘等方面的指标都要达到规范或设计要求;检查玻璃、石材或金属挂板的规格、尺寸及外观质量是否达到规范或设计要求;检查结构胶的生产日期、有效期限,并判断其是否在有效期内使用;检查结构胶的厚度、宽度及打胶质量是否满足规范或设计要求等等。 3.2 幕墙埋件安装 3.2.1 后植埋件作业及施工方法 (1)依据测量放线的结果,将后植埋件安装的位置标示于梁或柱上,包括水平高度和后植埋件中心位置; (2)后植埋件初步设置以后,应进行认真校核确认无误后方可用锚栓进行加固,在加固时应避免锚栓对混凝土内钢筋的影响; (3)本工程后植埋件主要是通过化学锚栓来固定,安装方法如下: a.钻孔; b.彻底清孔; c.插入胶管(胶液较少的朝外); d.用电锤以中速(750转/min)将螺杆捶击旋入至锚固深度(螺杆上有标志线),同时目视有少量胶液外溢; e.固化时间内严禁扰动,以防锚固失效。 3.2.2 安装流程 幕墙埋件安装流程见图1。 3.2.3 后植埋件作业的技术规范 (1)后植埋件的锚板边长允许误差为2mm;(2)锚栓的中心线允许偏差为2mm;(3)锚栓对锚板面的垂直偏差应不大于10mm;(4)后植埋件在施工时应与建筑物的防雷网接通;(5)对后植埋件在主体建筑的位置要求:a.标高偏差10mm;b.轴线左右偏差30mm;c.轴线前后偏差20mm。 3.3 横梁立柱安装 重点检查立柱安装的垂直度、横梁安装的水平度、幕墙分格的规格尺寸等是否满足规范或设计要求;检查和控制横梁与立柱的连接质量。 3.4 板材安装 重点检查玻璃或板材的固定连接质量及密封胶嵌缝质量。密封胶嵌缝施工要在合适的气候条件下,由熟练工人操作。施工时要防止气泡的出现,并保证胶缝厚度控制在规范要求的范围之内。 3.5 认真做好幕墙的试验检测工作 对于工程量大的玻璃幕墙,为了保证玻璃幕墙结构和材料力学性能能够满足设计技术要求及其安全可靠性,需要进行结构的刚度、强度和材料力学性能的试验。根据建设部
1框架剪力墙结构工程概述 框架剪力墙结构简称为框剪结构,这种结构内拥有布置一定要求的数量的剪力墙的体系,形成了较为自由灵活的空间,能够满足人们对于建筑多样化的需求,顺应了现代化社会发展中的多样化和个性化的潮流。在现代化的建筑工程中,为了能够满足人们对于建筑的功能的不同需求,施工人员利用足够的剪力墙和相当规模的刚度为基础,开展制定和处理的施工工作,将框架发挥这两种结构的优势。框架剪力墙结构体系应用广泛,是现在一种最常见的建筑工程结构模式。 1.1剪力墙结构 将传统的框架中存在的梁柱结构替换成钢筋混凝土,即为剪力墙结构。这种结构不仅仅可以承受主要的负荷重力致使内力的现象,而且有利于控制建筑结构中存在的结构水平力。由于钢筋混凝土具有较高的承载力,可以提高建筑房屋的坚固度,进而提高建筑的整体性能,因此,被广大的人民群众所关注喜爱,受到的重视度高。 1.2框架结构 由于框架剪力墙结构的施工是由两种不同的结构体系共同组成的结果,所以,采用的框架结构与纯框架结构体系中的框架有所不同,这种结构当中剪力墙占据着不可替代的重要作用,框架结构对于剪力要求相当高,可是与传统意义上的剪力墙结构的模式又存在着不同,。在建筑工程当中,建筑的下部楼层的剪力墙位移较小,按照一般的施工方法不能开展施工工作。因此,对于施尾部荷载和剪力墙结构存在着附加的要求,在给剪力墙施工时应该增添一个框架的附加水平力,这样一来,有利于保证上层结构空间的整体性。 2框架剪力墙结构的特征 为了能够有效地将框架剪力墙结构的施工技术运用到建筑工程当中,施工的人员应该对该结构的自身的特征有详细地掌握,对其开展深入的研究,全面系统地理解其特点。框架剪力墙结构的形式特点主要有:受力、抗震和刚度,以下对这些展开分析。(1)受力性。从框架的外构成观察得,可以发现,框架剪力墙结构是一个在地面上完全垂直的结构体。在受到外界的作用力时,由于框架结构的垂直方向的承受力度强,而水平承载能力较弱,剪力墙却与其恰恰相反,水平承载能力较好,但是垂直受力弱,这样一来,整体的框架剪力墙中空腹悬臂梁受着两者的共同作用,致使结构出现弯曲,呈现一种弯曲的曲线形态。框架剪力结构受力影响,形成一种弯曲受力模式。(2)刚度性。框架剪力墙结构的受力反应与纯框架结构基本上相同,但是如果基底的弯矩达到20%时,该框架的刚度会发生很大的变化。一般情况下,施工人员会对于框架剪力墙的抗震的等级进行设置。当框剪结构自身的弯矩达到是弯矩的80%之后,框架的相关刚度也会不断地缩小,为了能够防震抗震,施工人员采取科学的技术手段强化框架剪力墙结构。依据国家对于建筑抗震设计的相关文件的要求,设计人员要处理好框架和剪力墙的刚性比例,确定框架剪力墙的结构抗震的等级。 3建筑工程当中框架剪力墙结构的施工举措 3.1放线的测量 在框架剪力墙结构工程的施工中,放线测量是施工前期的准备工作,放线测量的精确性与绘制的建筑工程图纸的质量息息相关,如果精确性不达标,致使图纸的绘制出现偏差,会间接出现施工错误的行为,为此,对于放线测量这个环节,施工人员应该谨慎地对待处理。为了能够有效地开展放线测量工作,建筑工程的相关部门应该做到如下几点:首先,该责任单位应该选择具备较高的测量技术的专业人员,开展测量工作,以此来保证放线测量的质量;其次,负责单位保证放线测量的设备的优良性能,让工作人员能够利用质量检测合格的放线测量设备开展工作,避免出现测量出现较大的误差,从而提高测量的精确度;最后,由测量人员进行测量工作,要努力做到精准地测量,保证测量的误差在标准的范围之内,记录下测量数据,提交上级部门。放线测量工作遵循这几点,可以有效地保证精确度,为施工工程提供有效的数据作为参考,有利于建筑工程施工做出合理的设计决策。 3.2框架剪力墙结构设计的要点 为了能够有效地开展框架剪力墙结构的施工,设计人员应该对剪重比和刚重比进行合理的设计。刚重比指的是建筑结构的刚度与承受的重力的比重,在框架剪力墙设计过程占据着重要地位,它的设计的合理提高结构的稳定性。设计人员设计时,要将建筑工程的设计标准与工程的实际状况有效地结合,设计出既科学有恰当合理的刚重比。剪重比是建筑的抗震设计的一个非常重要的参数,它的合理与否影响着框架剪力墙当中的剪力墙的作用,对于建筑工程的开展至关重要。设计剪重比时,设计人员要充分考虑地震系数,由于该系数的波动较大,而且下降的出现比变化速度快,在设计剪重比的数值时,大大地增加了难度,设计出的数值的结构效应可能出现不能契合实际的情况。为此,建筑设计人员设计框架剪力墙结构的设计时,要依据当今中国对于对各个建筑楼层预测的水平的地震力系数,确定出剪重比的最小值,如果出现无法满足的现象,设计人员要及时做出相应的调整,这样一来,可以大大地提高建筑工程的安全与质量。 3.3推进模板工程 模板工程作为框架剪力墙结构施工的重要组成部分,提高模板工程的质量不但可以提升混凝土的成型质量,而且利于后期进行装饰装修的施工。开展模板工程,施工人员要依据建筑工程的特点恰当地选择合适模板的类型,从而加快工程的周转速度,推进工程工期的缩短,而且还可以减少物力资源的浪费。另外,针对建筑工程,设计出模板的实施方案,确保模板工程强度、刚度与稳定性。除此之外,模板和钢筋之间应该悬挂或者垫设垫块,以此来达到保护钢筋的保护层的厚度的目的。 3.4加强钢筋工程的施工 钢筋工程在框架剪力墙结构施工中占据着重要的部分,一般来说,开展钢筋工程的施工分三步走:选取恰当的钢筋材料选,钢筋的成型与钢筋布置。(1)选取钢筋材料。材料采购人员应该坚持优选的原则来采购钢筋,严格保证所选购的钢筋的性能与质量。在资金条件允许的情况下,尽量地采选拥有质量与性能双优良的钢筋材料。另外,相关的人员应该对于钢筋材料做好检测检验工作,保证钢筋材料的质量性能,不允许测验未达标的材料进入施工场地使用;(2)钢筋成型。为了能够让钢筋顺利地成型,工作人员应该着重于下料与制作这两道工序的处理,努力地控制住钢筋材料的下料数量,采取科学制作工艺的方法,保证钢筋的质量;(3)布置钢筋。施工人员对于施工现场的钢筋安装和施工,在布置时应该遵守适用合理的原则,采用科学的布置方式,使得钢筋的布置与安装合理。 4结束语 建筑工程施工过程中,框架剪力墙结构发挥着极大的作用。框架剪力墙结构集合了剪力墙与框架的共同的优势,拥有灵活的使用空间,而且加固建筑的结构,是一种很优越的技术。建筑施工单位应该积极地将这种结构运用到实践当中,从而提高建筑的质量水平,为自身带来巨大的经济效益,进一步推动我国经济的发展。 参考文献 [1]王海平.建筑工程框架剪力墙结构主体工程施工技术的探究[J].资源信息与程,2018,33(03):130~131. [2]崔秀丽,李广洲.框架剪力墙结构建筑施工技术在建筑工程中的应用[J].建材与装饰,2018(10):14~15. [3]高祥.框架剪力墙结构的建筑施工技术分析[J].住宅与房地产,2018(05):181. [4]吕知鑫.建筑工程中的框架剪力墙结构工程施工技术探究[J].四川水泥,2015(08):282. 作者:赵刘杰
高速公路交通安全管理研究:高速公路交通安全管理对策研究 摘 要:近年来,高速公路安全事件频发,本人在大量收集、阅读、整理、分析国内外相关书籍资料,并对电子文献进行检索的基础上,探讨高速公路交通安全管理对策。 关键词:高速公路 交通安全管理 对策 一、广泛开展交通安全教育 在当今经济建设进一步快速发展,机动车保有量急剧增加的情况下,交通事故和死亡人数更是快速增加。交通状况不容乐观,改善交通状况更是刻不容缓。提高广大群众和交通参与者的高速公路法制观念和交通安全意识,是搞好交通管理的基础工作,也是预防交通事故的重要途径。 (1)交通安全教育的主要内容 交通安全教育主要针对维护交通安全的需要和交通安全存在的问题、隐患进行。主要有以下内容: 进行交通法规和制度的宣传教育; 组织驾驶员学习,传达上级主管部门和政府的安全政策;有针对性地组织交通安全、汽车新技术和特点的培训,如驾驶员、修理工、安全员等的培训。驾驶员的教育是全方位的教育,包括政府、单位、家庭、媒体(广播、电视、报纸、宣传手册),同时宣传教育方式要得当,因人而异。领导和安全管理人员要重视交通安全,包括事前教育,事后总结,不急功近利,奖罚分明; 交通事故现场知识培训,包括如何保护现场、照片取证、现场测量尺寸、寻求证人等; 进行交通事故统计分析,制定事故对策。要认真统计交通事故的地点、时间、季节以及线路;驾驶员年龄、性别、驾龄和交通事故受害者的年龄、性别、职业,对事故重点人群和单位进行交通安全教育。进行事故原因统计包括疾病、机械故障及其名称和分布、违规违章; 制作交通事故分布图。例如,利用市区地图,在上面用不同的符号表示不同的事故种类和事故严重程度,分析事故发生的规律和事故多发地段的情况,制订相应政策、法规,探索相关方法,尽可能避免事故的发生。 (2)交通安全教育的方法 根据个交通参与者在高速公路交通安全中所起的不同作用,可以将教育对象分为普通群众、公路沿线居民,驾驶员及交通管理人员。不同的对象有不同的教育侧重点,主要有以下几类: 普及高速公路交通安全知识,提高全民交通安全意识;加强公路沿线公路居民的安全教育,杜绝行人交通事故;严格把好培训关,强化驾驶员的安全意识;加强管理人员安全教育,建设高素质的高速公路交通管理队伍。 二、加强驾驶员管理 机动车辆是有人来掌握的能否发挥交通工具的作用,同时注意交通安全,驾驶员是决定性的因素。 (1)驾驶员安全管理的内容 驾驶员管理是一项内容较广泛的综合性工作,不但包括对驾驶员的培训考核、档案整理、宣传教育、监督管理等许多具体的内容,还包括对业务水平、管理能力、组织能力和独立工作能力的要求和训练等。 驾驶员安全管理主要包括: 发动机车驾驶证;检查并办理驾驶员的换证、增驾及异动手续;对驾驶员进行考核和教育;对驾驶员培训单位的培训工作进行指导和监督;研究驾驶员在道路交通中的生理和心理特性;做好驾驶员的档案,随时提供各种统计数据。 (2)驾驶员的安全教育 交通事故是一种偶然发生的事件,似乎是不可避免的,然而一切事故都有其产生的原因。经过大量的、多年的种种类型的交通事故统计分析,属于驾驶员方面产生交通事故的原因主要有性别、年龄、技能、气质、心理生理状况、情绪、疲劳、酗酒、受外界干扰等因素。对这些因素采取有针对性措施,是可以大幅度减少交通事故的发生。实践证明,开展对驾驶员、行人、非机动车驾驶者安全教育,提高广大群众的交通安全意识,是改善交通安全的一项非常有效的措施。 ①安全知识教育 对驾驶员开展安全知识教育应定期进行,应着眼于驾驶员文化水平的提高,在此基础上才能取得事半功倍的效果。安全知识教育主要包括以下内容: 车辆结构与性能知识,包括车辆一般结构知识、性能特点,重点是车辆制动、转向性能与安全行车的关系,驾驶员应掌握所驾车型在任何情况下如何制动车辆;车辆安全行驶常识,包括超车、会车、通过交叉路口、复杂道路条件下行车、装载、停车、防火等安全知识;车辆维护,包括日常维护和行车前、运行中、收车后的维护检查,特别是对涉及到安全机件的检查知识;交通事故的基础知识和自救措施。 ②驾驶技术素质教育 驾驶技术素质教育是为了适应运输对象的服务要求,保障运输安全,不断提高驾驶员对运输对象的服务能力。驾驶技术素质教育包括以下方面: 驾驶技术知识,包括潮湿、污脏、雨或雪路面的驾驶、制动等安全操作要领,增强驾驶员处理不同路况问题的能力;货物运输知识,包括普通货物运输和特种货物运输,以及危险品货物运输知识;旅客运输知识,包括旅客运输的特点和要求等。 (3)职业道德教育 职业道德教育主要是培养驾驶员良好的驾驶作风和职业习惯,教育的内容包括对职业的认识、职业感情、职业理想等,教育驾驶员自觉遵守《道路交通管理条例》,坚持文明行车,礼貌让车,关心客货安全和爱护车辆等方面。 (4)针对性教育 针对性教育是指对驾驶员普遍教育之外,对部分驾驶员的教育,主要针对“多事故”或处于“多事故时期”的驾驶员进行教育。统计表明,交通事故与驾驶员的驾车年限有一定的关系。驾车经历在3年以下的驾驶员,其事故率相对高于3年以上者。这里有技术经验方面的原因,但也有心理因素的影响,所以称这一时期为驾驶员的“多事故期”。另外研究发现,一段时间的事故往往集中在少数驾驶员身上,这些少数驾驶员称为“多事故”驾驶员。对这些驾驶员的教育应本着分别情况分别对待的原则,弄清是技术、心理或其他方面原因后分别施教。针对违章受处分的驾驶员进行教育。驾驶员严重违章除给予适当处分外,还应及时对其进行安全教育,通过违章操作案例参观、分析等形式组织违章驾驶员学习有关的交通法规,增强他们遵守交通法规的自觉性。 作者简介:梁岩,吉林省高速公路管理局伊通管理分局辽河源管理处路政科临时负责人。 高速公路交通安全管理研究:刍议如何增强高速公路交通安全管理 【摘要】近年来,高速公路安全事件频发,本人在大量收集、阅读、整理、分析国内外相关书籍资料,并对电子文献进行检索的基础上,探讨高速公路交通安全管理对策。 【关键词】高速公路;交通安全管理;对策 一、改善道路条件 道路交通系统是由道路、车辆和道路使用者三个基本要素组成的系统。道路的因素也是交通事故发生的主要原因之一。 道路的因素主要是高速公路的线性设计、道路结构、行车环境等与交通安全有直接关系。高速公路的线形设计与交通事故关系较大,设计上有缺陷的高速公路对高速行驶的车辆会产生不稳定的感觉,驾驶员容易产生视觉上的错觉,这些都是潜在的不安全因素。道路结构和行车环境不良,会造成行驶危险、行驶不便和疲劳等不安全情况。 (一)改善现有的交通条件 鉴于交通条件在交通安全中的重要性,在无法迅速提高交通设施和迅速修建新的道路的情况下,必须改善现有的交通条件,尽量维护交通安全。 改善现有交通条件主要有以下措施: 1.拓宽道路 在可能的情况下,对不能满足交通需求的道路进行适当的拓宽,改善道路状况,提高道路通行能力。 2.科学合理地对各种交通流实行物理分隔 对现有车道进行科学的划分,使车辆各行其道。如划分机动车、非机动车道;快车道、慢车道;机动车道、公共交通车道、非机动车道、人行道等。 3.平缓路肩 路肩是路幅的一部分,它由右侧路缘带、硬路肩和土路肩三部分组成,具有保护路面、临时停车、增加行车安全及舒适性等性能。适当地平缓路肩可以起到进一步强化路肩功能的作用,提高交通安全性。 4.平缓交叉口曲率 平缓交叉口曲率可以减少行车危险性,尤其是制动时产生的事故。 5.绿化低矮化 绿化低矮化,不仅可以美化环境,还能拓宽视野,提高驾驶员行车舒适感。 交通教育的人性化和科学化是改善交通条件的人的因素,交通管理的合理化是交通条件的环境因素之一。交通参与者身处交通环境之中,管理和教育要行之有效,要避免因此而产生的其他问题的发生。 (二)合理分配交通量 实现高速公路安全运输是交通管理者必须解决的重要问题,同时还要实现高速公路运输的最大的经济效益。为此,对高速公路交通量进行实时控制和调节有助于提高高速公路的运行效率和安全性。从国外经验分析看,主要有两种方式来合理分配高速公路的交通量:一是高速公路进、出口匝道的控制;二是高速公路主线的交通控制。 1.高速公路进、出口匝道的控制 入口匝道控制的基本目标是控制高速公路的交通需求,它以高速公路主线交通流为控制对象,以匝道入口流量为系统的输入控制量,通过计算匝道上游交通需求与下游道路容量差额来寻求最佳入口匝道流量控制,从而使高速公路本身的交通需求与不超过期望使用高速公路的车辆,在允许它们进入高速公路之前将要求它们在匝道上等待。可以预料:入口匝道控制的结果是通过把高速公路上延误因素转移到入口匝道,从而在高速公路上维持一个既不间断也不拥挤的交通流,也就是把超量的车辆转移到其他可替换的道路上,或转移到需求较低的其他时间,或采用其他方式。 入口匝道控制的作用:消除或减少车辆的行程时间;检索通道内全部行驶车辆的行程时间;消除或减少车辆混合中的冲突和事故;减少车辆运行的不舒适感和对环境的干扰。入口匝道控制包括匝道调节和匝道关闭两种形式。匝道调节是在匝道上使用信号灯对进入车辆实行计量控制,也可通过收费站的收费车道开放数来调节进入高速公路的车辆数。匝道关闭可通过自动路拦、交通标志、人工设置隔离墩把某些入口匝道关闭。 入口匝道的调节方法可分为:入口匝道的定时调节;入口匝道的感应调节;入口匝道混合控制;入口匝道整体定时控制;高速公路入口全局最优控制。 在高速公路交通流的调节中,很少对出口匝道进行控制。理论上,出口匝道的控制可用两种方法,即调节离开高速公路的交通量的方式和安全关闭出口匝道的方式来实现。出口匝道调节控制不是一种有力的方法,唯一有利之处是解除了接近高速公路干线交叉口和某些街道的交通拥挤。其主要缺点是: 可能大大增加每个驾驶员的行车时间和距离;如果使用人工控制的栅栏或某种型式的自动门,那么在高峰期间关闭匝道的费用相当高,如果出口匝道没有收费站,关闭匝道的费用则是很小的;由于限制了出口,可能会引起公众的强烈反对。所以出口匝道很少作为高速公路的一种交通控制手段。 2.高速公路主线的交通控制 主线控制是高速公路交通控制的基本控制要素,是对高速公路主线的交通进行调节、诱导和警告。它的基本目标是改善高速公路运行的安全和效率,缓解主线上的交通拥挤都是有效的。 主线控制主要用于下述目的: 当交通需求接近道路通行能力时,使主线上的交通流保持均匀性和稳定性,以增加驾驶员的舒适程度,提高高速公路的利用率并预防拥挤发生;改善交通流运行状态,使其在主线上的瓶颈路段上能达到最大通行能力;如果发生拥挤,或因车速、车流密度发生变化而在车流中产生冲击波时,需要改进交通运行使其从拥挤状态恢复到正常状态,并防止尾端冲撞事故;当出现交通事故或因维修而使主线通行能力下降时,需提高道路的使用效率;在雨、雪、雾等特殊气候条件下,保证高速公路的允许安全;当高速公路交通需求在方向上有很大差别时,需改变高速公路不同方向上的通行能力;减少驾驶员的不满,将驾驶员诱导到交通状况较好的道路上。 高速公路主线控制的概念涉及到以下几方面: 车道控制:通过对车辆在使用车道的时间和空间上的限制来达到对交通流进行控制的目的,包括车道关闭、交通调节等; 警告和诱导:通过给出交通运行变量限制值的方法来控制交通流称为警告,诱导是为驾驶员提供交通信息来诱导驾驶员选择合理的运行状态和行车路线,包括对行车速度、车辆间距、旅行时间和行驶路线方面的警告、诱导; 优选控制:对一定种类的车辆在使用交通设施上分配优先通行权或特别使用权。 主线控制实现的基本方法是: 从过去的统计资料中或采用交通感应方法获得当前高速公路上交通流参数;在当前高速公路交通流参数的基础上,判定该值在由通行能力、交通构成以及气候条件所决定的高速公路路段的交通流基本特性曲线上处于那一部分,即依据交通流模型判断交通流运行状态;确定高速公路主线交通流控制的目标状态值及相应的控制方法,使交通流趋于目标状态。 通常用的几种主线控制方法有:可变速控制、车道关闭、可逆车道控制、主线调节、公共汽车及合用车优先控制和驾驶员信息系统。 二、加强交通秩序管理 高速公路及其各种设施对车辆行驶的安全畅通提供了“硬件”上的保证,而高速公路行车规定,则是为高速公路安全提供了“软件”上的支持。因此,提高高速公路行驶安全性,除高速公路设施本身提供保证外,加强交通秩序管理,对进入高速公路的车辆进行技术把关,也是行车安全、通畅、高速的重要保证。 (一)加强行车秩序管理 高速公路行车有着和普通公路行车不同的要求。行车前要做好相关的准备,行驶中要严格遵守高速公路行车规范。 行车秩序的管理是保证车辆按照高速公路行车要求行驶,加强高速公路安全的必要措施。 1.行车前的准备 行车前,驾驶人员应做好以下相应的准备工作,以消除可以杜绝的安全隐患。 确定行车路线;熟悉沿途交通状况;正确掌握道路信息;检查车辆的技术状况,包括检查制动器、转向器、喇叭、后视镜、灯光装置等,必须保持齐全有效。 2.严格遵守高速公路安全驾驶要求 保持正确的架势姿势和行驶方法,当车辆增多时,由于受到前后、左右行驶车辆的约束,最好采用顺应车流的速度行驶;保持一定的车距,主要涉及停车视距、跟车视距等;严格按照高速公路规定的车速驾驶。保持车速在限制的范围内,不超速行驶;严禁酒后驾车、疲劳驾车。 3.掌握一定的技术特点 进入高速公路的瞬间,首先要在加速车道的入口处看清高速公路的车流动向,然后决定跟在哪辆车的后面进入高速公路。打开左转向灯,在加速车道上行驶一半以上的路程,车速接近高速公路的车流速度后,轻轻操纵转向盘,汇入车流;高速公路上不能紧急制动,因为车轮抱死拖滑时,其横向摩擦系数接近零,必然产生制动侧滑,引起汽车撞横转、翻车;进入隧道前应减速,在距隧道入口100m处应开启前照灯;雨天要减速,雨天制动距离是晴天的两倍;雾天能见度低,摩擦系数小,行车时应将雾灯、前照灯打开,不超车,控制行驶速度,当视距降为50m左右时,应将车停在路肩或紧急停车带上,并打开车上警告灯。 (二)加强超车秩序管理 高速公路行车过程中,常常由于车速不同等情况需要超车。超车时如不注意秩序,极易发生交通事故,威胁交通安全。加强超车秩序管理是保证超车安全的重要保证。 超车时首先观察前方100m以内的车辆行驶状况,同时观察确认后方超车道与主车道上有无欲超本车的车辆。确认没有危险时,打算超车,应比普通高速公路提前开转向灯,距离前车50m处开始小幅度慢慢转动转向盘,提前平缓驶入超车道以防止追尾事故的发生,关闭左转向灯。超车后不可马上驶入主车道,应打开右转向灯,比普通公路以更平缓的操作驶入主车道。 违反规定超车的、长时间占据超车道行驶的、长时间压线行驶的,一经发现,应严格按照法规予以处理。 (三)加强紧急停车秩序管理 发生紧急事故或车辆出现紧急情况时,需要紧急停车处理。但紧急停车必须遵守停车秩序,防止妨碍高速公路正常交通和出现新的交通事故。 因故障或其他情况不能行车时,必须把车辆停在路肩或紧急停车带上,开启警告灯,并在车后100m处合理放置警告标志。发生事故的,要通过报警电话向指挥中心报警、求助。 需要加油或休息的停车,必须到服务区停车处理,或驶出高速公路。不得在高速公路上占用车道停车。 【作者简介】梁岩:吉林省高速公路管理局伊通管理分局辽源管理处路政科临时负责人。 高速公路交通安全管理研究:浅析高速公路交通安全管理 摘 要:本文在介绍高速公路交通安全管理内涵和我国高速公路交通安全现状的基础上,对影响高速公路交通安全成因进行分析,提出高速公路交通安全管理的几点建议。 关键词:高速公路 交通 安全 管理 成因 建议 高速公路的建设和管理水平是一个国家经济实力和科学技术水平的综合体现之一。随着我国经济迅速发展和高速公路不断建成投入运营,如何管好、用好高速公路成为十分迫切的问题。高速公路管理研究应运而生,其主要内容之一就是高速公路交通安全管理。 1、高速公路交通安全管理内涵 高速公路是全封闭、多车道、具有中央分隔带、全立体交叉、集中管理、控制出入、多种安全服务设施配套齐全的高标准汽车专用公路。由于高速公路具有行驶速度高、通行能力大、发生交通事故死亡率比较高等特点,研究高速公路交通安全管理具有重要的意义。高速公路交通安全管理涉及面广、内容多,主要包括交通安全教育、车辆建设、驾驶员管理、核查及审核机动车驾驶证、道路及其安全设施的验收与管理、道路治安管理及交通污染管理等。高速公路交通安全管理主要对路上的车流进行合理的引导,运用现代化技术进行交通管理和事故处理,保障高速公路交通快速、安全和舒适。 2、我国高速公路交通安全现状 我国高速公路建设始于20世纪80年代,在1997年进入高速公路大发展时期。截止2011年底,我国高速公路总里程达8.5万公里,总里程数居世界第二位。自1988年我国第一条高速公路建成通车以来,交通事故发生起数、死伤人数和直接损失持续上升。近几年来,随着交通科技的发展和交通管理的加强,使得交通事故死亡人数有所下降,但是我国整体的交通安全状况仍然不容乐观。 3、影响高速公路交通安全成因分析 高速公路交通安全的影响因素有很多,驾驶员、车辆、环境和管理等4个方面的因素对其产生重大的影响。 3.1、驾驶员的因素 因为高速公路是全封闭的,路面宽敞,以至于驾驶员在行驶过程中警惕性下降,致使出现问题时,反应不灵敏,导致事故发生。导致事故发生的原因有驾驶员缺乏高速公路行驶经验、疏忽大意;驾驶时操作不当或失误;疲劳驾驶、违反了规章制度等,如:酒后驾车、超速行驶、违章停车、超载等。 3.2、车辆的因素 车辆是现代道路交通的主要运行工具。车辆技术性能的好坏,是影响道路交通安全的重要因素。车辆在高速公路上行驶时速度较高,对其性能等要求更高。车辆制动失灵、制动不良、机件失灵、灯光失效和车辆装载超高、超宽、超载、货物绑扎不牢固等都是酿成交通事故的不安全因素。 3.3、环境因素 恶劣气候会造成路面障碍。雨、雪、雾等不良气候条件造成路面积水、积雪、结冰、能见度低。雨天对安全行车十分不利,尤其是在高速公路上行驶的车辆,危险因素会加大。据一些国家事故统计表明,雨天的高速公路事故危险要比干燥路面时增大2~3倍。道路曲率半径过小、直线距离过长、纵坡过大等道路恶劣情况、驾驶员的工作条件差等原因都会导致交通事故发生。 3.4、管理因素 硬件设施落后,科学化管理水平低,也会影响高速公路交通安全。因此,高速公路安全管理部门应对高速公路进行有效的管理,提供一个安全、舒适、通畅、迅捷的行车环境,从而来减少交通事故的发生,保证通行安全。 4、高速公路交通安全管理的建议 4.1、加大投入改善交通条件,克服潜在的不安全因素 高速公路的线形设计与交通事故关系较大,设计上有缺陷的高速公路对高速行驶的车辆会产生不稳定的感觉,驾驶员容易产生视觉上的错觉,这些都是潜在的不安全因素。因此要加大投入改善交通条件,如:拓宽高速公路道路,增加交通信号装备率,增加交通标志、标线、标牌、斑马线,建设过街天桥或通道,科学合理地对各种交通流实行物理分隔,绿化低矮化,平缓路肩,平缓交叉口曲率,加强道路施工管理,制定和完善现行交通法规,交通事故快速响应等等。 4.2、加大投入增加科技含量,提高运输效率,保障交通安全 经过多年的努力,我国高速公路建设取得一定成效,但与发达国家比较,我国交通安全管理系统还是制约了高速公路的使用效果,因此需提高我国高速公路交通安全管理工作的科技含量,加大交通监控设施建设,来提高运输效率,保障交通安全。 4.3、定期对高速公路交通事故多发点段、危险路段进行排查 有关部门要采取有效措施,对交通事故的发生进行有效控制。如:在高速公路上加装大型可变情报板、摄像机,对高速公路上行驶的车辆进行及时诱导,并对高速公路路况情况进行有效监控。在事故多发段地带要设立醒目的警告标志,以提醒驾驶员高度注意。 4.4、应对驾驶员进行经常性的安全教育和技术培训 针对高速公路的行驶特点,要加强对驾驶员进行安全教育和技术培训,让驾驶员牢记高速公路上行驶中的注意事项,做到不疲劳驾驶、不酒后驾车、不超载超速行驶,保持一定车距行驶,车辆要定期检查,保持良好的车况。对那些违章的驾驶员进行严肃的教育处理,必要时进行罚款,使其从中吸取教训。 5、结束语 我国高速公路的快速发展,给其安全管理赋予了更新的内容,也提出了更高的要求。我们要坚持科学发展观,着眼于安全长效管理机制,以高度的责任感,控制和预防高速公路安全事故发生,确保道路畅通,为推动现代化交通事业的发展及构建和谐社会贡献一份力量! 通讯作者: 黄新民,浙江师范大学行知学院交通运输专业主任、副教授。 高速公路交通安全管理研究:高速公路交通安全管理的措施 (长庆油田超低渗透油藏第一项目部,甘肃 庆阳 745400) 【摘 要】伴随着我国高速公路建设的快速发展,高速公路的路网开始形成,其密度相对较大,有利于人们日常出行。然而,高速公路交通安全管理问题日益凸显出来,由于在高速公路上行驶的车辆速度非常快,车辆的承载量大,如果出现了交通事故,后果将会很严重。因此,应该完善高速公路交通安全管理体制,加强对高速公路交通安全的管理。本文主要阐述对高速公路交通安全管理的认识、高速公路交通安全管理的结构、影响高速公路交通安全的因素、高速公路交通安全管理沿线路段划分、高速公路交通安全管理的措施、以及实施高速公路交通安全管理的重要意义。 【关键词】高速公路;交通安全;管理;措施 我们知道高速公路时一个完全封闭的、车辆多、很少有中间分隔带、具有立体交叉、整体管理、控制车辆的进出、是集安全服务和管理措施相结合的汽车专用的高速公路。高速公路的快速发展,对我们的生活有着很重要的作用,能够保障人们的出行安全。 1 对高速公路交通安全管理的认识 高速公路交通安全管理主要包括静态的和动态的安全管理。其中,静态的安全管理是指对一段时间内的交通情况进行管理,这种静态的安全管理具有相对的稳定性,动态的交通安全管理是指对受气候影响下对交通安全进行管理。同时,要努力完善公路交通安全设施。 2 高速公路交通安全管理的结构 高速公路交通安全管理结构之间是相互联系、相互制约的关系,高速公路交通安全管理的结构主要由以下几个部分构成: 2.1 高速公路交通安全管理路况信息的采集和对对交通状况进行有效处理。 2.2 高速公路交通安全管理路况信息进行系统的分析和整理,做好对高速公路交通安全管理的评价工作。 2.3 依照科学合理的方法预测高速公路交通安全状况。 2.4 规划高速公路安全管理的完整性。 3 影响高速公路交通安全的因素 随着我国高速公路建设的不断完善和发展,高速公路上的车辆越来越多,虽然车辆的增多方便了人们的出行,但是仍然存在着一些安全隐患,影响高速公路交通安全的因素主要是受气候的影响、地理环境、天气不断变化。例如:在雨雪天,在有雾的天气里,人们出行就不方便,有雾,在高速公路的能见度就很低,由于司机看不清前面的路,时常会受天气影响发生交通事故。然而交通事故的发生也和公路交通设施的建设有着必然的关系。因此,要加强对公路交通安全设施的建设,在不好的天气里出行的朋友要做好自身防护措施。 4 高速公路交通安全管理沿线路段划分 在高速公路行驶的车辆,车辆所经过的各个路段是不同的,当高速公路的车辆在行驶的路段发生交通事故时候,交通事故的严重程度也就不相同。因此,应该对高速公路交通安全管理路段进行明确的划分。高速公路交通安全管理部门要针对在高速公路上经常发生交通事故的路段进行分析,分析路段的地形,并将路段进行归类。可以把高速公路交通安全管理路段划分为:路线较长的路段;破路较多的路段;隧道多的路段;有桥的路段;路较弯的路段和普通的路段。同时还要加强对高速公路沿线路段进行重点划分,确保高速公路交通安全管理工作顺利进行,保障人们的生命健康安全。 5 高速公路交通安全管理的措施 5.1 强化高速公路交通安全管理 随着社会的不断发展,人口的增加,高速公路交通拥堵、环境污染、交通事故频繁发生等这些问题逐渐威胁着人们的生活,高速公路的发展对我国的经济发展有很大的作用。 随着交通需求的不断增长,一些地方把管理的重点放在了高速公路交通管理系统上,主要是针对国家的重点路段进行全方面的分析,在当今社会,人们的生活条件越来越好,很多人每天开私家车上下班,如果这种现象不断地增加,那么,公路上出现的堵车现象会越来越严重化。因此,要从高速公路交通安全管理的多方面进行分析,把安全管理工作真正的落到实处。 5.2 利用先进的科学技术,收集高速公路交通状况信息 为了保证高速公路交通安全,可以采用先进的科学技术,利用监控技术,对高速公路上行驶的车辆进行监控,掌握公路上车辆行驶的状况和信息,这种方法可以让交通安全管理部门及时了解到当日的高速公路交通现状,通过收录车辆信息,能够保障高速公路交通安全。 5.3 提高高速公路交通安全管理人员的安全意识 为了确保高速公路上行驶的车辆安全畅通,必须对高速公路交通安全管理人员进行培训,让他们有安全意识,不断加强自身的责任感,要有敬业的态度,时刻把安全放在工作的首要位置。同时,高速公路交通管理人员还要提高自身的素质,要培养热心、耐心的工作态度,进而做好高速公路交通安全管理工作。 5.4 加强高速公路的基础设施建设 高速公路基础设施的质量是公路安全管理的生命和灵魂,工程的质量对高速公路交通安全起着很大的作用,交通工程的安全设施主要是指公路的安全设施、公路的服务设施、公路的管理设施。在公路设施建设中,对公路原材料的购买,要严格把关,对公路两边的护栏要保证材料的质量安全,同时,在高速公路上会有方向标识,高速公路道路的交通标识要明显,路面上的标线要清晰,公路上的隔离设施要牢靠安全,对于视线诱导标志要明确,高速公路设施的质量直接影响公路交通安全,为了给人们营造一个畅通舒适的交通环境,就要使高速公路交通安全管理工作落到实处,发挥其实质性的功能,使高速公路更加现代化和合理化,最终实现高速公路交通安全畅通。 6 实施高速公路交通安全管理的重要意义。 实施高速公路交通安全管理的重要意义主要有以下几方面: 6.1 实施高速公路交通安全管理,有利于提高人们的安全意识。 6.2 实施高速公路交通安全管理,有利于保障路面车辆畅通,方便人们出行。 6.3 实施高速公路交通安全管理,有利于完善交通安全管理工作。 6.4 实施高速该公路交通安全管理,有利于带动我国的经济发展。 6.5 实施高速公路交通安全管理,有利于提高人们的生活水平。 6.6 实施高速公路交通安全管理,有利于完善公路基础设施建设。 7 总结: 高速公路交通安全管理是一项很复杂的工作,所涉及的方面较广,需要考虑的因素很多,要随时知晓天气变化,对每天的路况信息要掌握清楚,避免不必要的交通事故的发生。对高速公路交通安全进行管理要有相对应的措施,在发生交通事故的时候要有办法解决,把损失和伤害降到最低。同时,高速公路的基础设施建设要完善,要确保公路施工材料的质量合格,完善科学合理的交通设施能够美化公路环境,为司机和乘客们提供一个舒心,安全,快捷的服务氛围。因此,做好高速公路交通安全管理工作是我们每个人应该尽的责任和义务,为了我们的公路环境更畅通安全,我们出一份力。 高速公路交通安全管理研究:浅谈影响高速公路交通安全管理的因素和对策分析 摘要:近年来,随着我国经济不断发展,高速公路建设也在突飞猛进,随着高速公路里程的增加,道路交通安全事故也逐年递增。本文就影响高速公路交通安全的若干主要因素进行分析,针对提高道路交通安全管理水平提出建议,提高人们交通安全意识,达到有效预防交通事故的发生。 关键字:高速公路;道路交通;安全管理 高速公路作为公路交通运输的重要一部分,对我国经济发展起着重要的作用。随着我国高速公路建设的高速增长,交通事故也在逐年增长。通过总结高速公路交通事故的特点和规律,分析影响高速公路交通安全的主要原因,提高交通安全管理水平,有效预防交通事故的发生,已成为道路安全管理的急切要求。高速公路发生交通安全问题,都与道路、人、车的因素和气候因素有关。 道路因素的影响 道路因素主要包括:道路设计、道路质量、道路施工、道路绿化等。 1.1 道路设计中存在的问题主要有:①直线与曲线长度的比例不合理。高速公路直线的最大长度和最小长度应有所限制,直线与曲线的长度设置应合理,否则容易形成驾驶单调感,对驾驶员起到催眠作用,引发交通事故。②纵坡及纵坡长度不合规范。坡度大、坡长小的坡段事故率相对较高。③弯道超高不合理。特别是在高速公路入口的匝道路段,弯道超高设置不够或出现弯道反超高等情况容易引起车辆侧翻等事故。④路面设计中影响安全方面主要有:路面强度、路面稳定性、路面平整度、路面抗滑性能等。 1.2 道路质量影响行车安全主要有:①路面坑槽、断板严重影响路面平整度,容易造成高速行驶车辆方向把握不准而引发事故。②路基沉降形成的路面积水现象是行驶车辆的主要事故隐患。③“桥头跳车”现象也严重影响行车安全。 1.3 道路施工高速公路道路养护施工作业不规范是造成交通事故的重要方面。①施工标志不规范。设置区域太小、过近,施工标志不全,陈旧不清晰等。②施工材料乱堆放,占道情况严重,特别是夜间行车,造成车辆撞上施工材料引发事故。③施工现场管理不严。表现为施工人员不着标志服,施工车辆随意掉头、逆行。 1.4 道路绿化对交通安全的影响有:①有效的道路绿化可以遮蔽道路线形中一些影响驾驶行为的不良景象,使驾驶员,行车视野集中,设计不合理容易使驾驶员产生视线涣散,思想不集中,从而导致事故的发生。②道路绿化的欠缺,减少了道路的线性特征,影响道路的连续性。③还直接影响了降低噪音和夜间行车防眩作用,对车辆高速行驶产生一定事故隐患。 2.人的因素的影响 人对高速公路交通安全的影响主要是针对驾驶员、乘车人、进入高速公路的行人。 2.1 驾驶员的因素由于高速公路全封闭、全立交,路况良好,车辆行驶时不需要驾驶员采取太多措施,导致驾驶员警惕性下降,据了解高速公路交通事故80%以上都是由车辆驾驶员的原因引起的。其中包括以下几个原因: (1)驾驶员缺乏高速公路行驶经验。高速行驶时驾驶员动态视力明显下降,有效视野变窄,对必要的信息可能发现过迟或根本发现不了,导致行驶中观察,判断失误的可能性增大,或对突发性危险惊慌失措,处理措施不当造成失误,这是交通事故的主要原因。 (2)超速行驶引发事故。高速公路限速最高时速为120公里,部分驾驶员认为高速公路路况好、视线好,盲目超速行驶,极易发生事故。 (3)低速行驶引发事故。高速公路实行分向式行车能够确保车辆高速行驶。而低速行车造成的流动障碍,特别是夜间或其它恶劣气候下,更易发生追尾事故。 (4)疲劳驾驶引发事故。高速公路平坦舒适,长时间行车极易导致生理和心理疲劳,一些驾驶员为经济利益所驱动,昼夜连续赶路,导致疲劳过度,导致交通事故的发生。 (5)违法停车引发事故。有的驾驶员在高速公路随意停车进行修理,车后不放任何警示标志,有的随意停车换驾驶员、解手、问路、检查车等,特别是夜间,极易导致交通事故发生。 (6)未保持车距引发事故。道路安全法规定,车时速在100公里时,车与前车间距必须保持100米以上,但是,许多驾驶员对保持车距必要性认识不够,还存在着普通公路上的跟车习惯,如遇突发情况,会出现连环追尾事故。 (7)违章逆行、掉头、倒车引发事故。在高速公路上这些是比较常见的现象,极易发生事故。有的驾驶员盲目起车,强行超车以及从右侧紧急停车带超车等,都可能引发交通事故。 (8)长期占用超车道引发事故。超车道是车辆借道超车的专用车道,许多司机特别是货车司机长时间,长距离占用超车道,阻碍了后面要超车的车辆,使后面车辆在车阵中左冲右插,容易发生交通事故。 (9)还有的驾驶员在高速公路行驶时,与人闲谈、抽烟、打手机等,注意力不集中的行为也容易引发事故。 2.2 乘车人因素:在机动车驾驶室以外的车厢违章载人;个别旅客闯入高速公路等候长途客车;客车超员并在高速公路上随意上下旅客。 2.3 行人因素:周边群众贪图方便,擅自进入高速公路行走,随意横穿高速公路。还有一些无行为能力人和流浪人口任意进入高速公路;高速公路养路工、施工人员未按规定穿反光衣,随意走动,也容易引发交通事故。 3.车辆因素的影响 高速公路行驶的车辆要求车况良好,但还存在有些不符合交通法规规定的车上路,有的驾驶员在上高速公路前忽略了对车辆的检查,所以发生事故较多。报废车和病车上路引发交通事故由于车辆源头管理不严,有的驾驶员盲目驾驶到年限的报废车辆上路,有的驾驶员不重视对车辆维护保养,进入高速公路前不进行检查、车况性能差。这些车辆随时可能酿成交通事故。 4.对策 针对影响高速公路交通安全的因素提出相应的对策与建议,主要包括以下几个方面: 合理的高速公路设计方案。每一个高速公路设计方案都应该结合当地的实际情况来实施,包括气候条件,地质条件和人文因素等,并确保工程的施工质量和后期维护管理。对后面出现影响道路安全因素,相关部门应该及时采取措施封闭道路进行改善,并且及时向公众公布最新的交通信息,以免短时间造成大量车辆拥堵在高速公路上,酝酿更多事故发生的因素。在确认问题得到解决后再实行通车。
心理学论文:案例教学教育心理学论文 一、案例教学法的本质特征 所谓“案例教学法”,就是通过对客观的感性材料理解和分析、整理和归纳出抽象的理性认识,从而运用理性认识指导客观实践的教学方法。从哲学基础上看,案例教学法派生于欧洲大陆的理性哲学。根据理性哲学的观点,上帝并不能告诉人类一切,上帝将一般知识“隐藏”在他所创造的万物“背后”,人类只有通过社会实践活动,建立与世界万物的联系,从而认识隐藏其后的一般知识。从某种意义上说,案例教学法就是赋予理性以实践意义,将学科的理性基础建立在“真实”之上。正是由于案例教学法具有理性哲学的思维逻辑,许多学者认为,案例教学法最早起源于古希腊哲学家苏格拉底的纠问式讨论。当然,我们所主张的“案例教学法”并不等同于“案例讲授法”,案例教学法必须立足于培养学生的独立认知能力,否则就沦落为案例讲授法。在案例讲授法的实施过程中,学生仍然是被动接受,教师仍然是“言传”的主体,这种所谓的案例教学最多只能培养学生的案例欣赏能力。与传统教学法相比,案例教学法具有三个主要特征。 首先,案例教学的主体由老师转换为学生。考察我国的教学模式历史,不难发现,教师中心主义一直处于主导地位。教师一直充当着“言传身教”、“传道、授业、解惑”的主导角色。学生一直处于被动接受的从属地位,如果学生对老师所传授的知识提出质疑,则被认为是“大不敬”的行为。这种消极传授的教学方法一直流传至今,只是教学规模由古代的几个学生演变为现代的几十个学生。这种传统的教学方法具有“知识锁定”功能,忽视或压抑学生的独立思维能力的发挥,很难培养出“青出蓝而胜于蓝”的学生,从而使作为理性认知结果的知识范围很难拓展。同时,传统教学法具有“身份假定”倾向,老师被假定为知识渊博的“权威”,而学生被假定为“无知”的“儒子”,老师与学生之间的关系主要依靠传统社会所倡导的“礼”来维系,而案例教学法重视学生的主体价值,通过老师的引导以及学生之间纠问式的互动,老师和学生的思维空间都得以拓展,通过案例分析,使学生对案例背后的理性知识理解得更深刻。这种新鲜的教学方法,从微观上讲,拓展了学生和老师的知识视野;从宏观上讲,推动人类知识的更新和传播。同时,在案例教学中,老师和学生具有平等的地位,双方关系的维系通过知识辩驳与思想交流进行,从而构筑了主动信任的心理基础。其次,案例教学的内容由抽象理性知识转变为具体实践材料。传统教学以传播抽象知识为主导,虽然在讲解抽象知识的过程中也偶尔穿插一些案例,但穿插案例只是用以说明所讲知识的完全正确性。传统教学方法以知识假定正确为前提,只是要求学生被动记忆或理解,不利于培养学生的独立思考能力和发散思维,从而抑制了学生的创新能力。因而,在某种意义上讲,传统教学方法不具有知识创造或发现功能。而案例教学法以具体实践材料为主导内容,不受假定正确的理性认知所束缚,发挥学生的主观能动性,从多维度对现实材料进行去繁剥茧式地分析,注重批判反思,为学生创造了充足的独立思维空间,能够有效地塑造学生的创造力。这种重过程轻结果的“大道无形”式的教学方法,不仅对已有理性认知进行辩驳,而且注重把握现实世界的不断发展,从而实现教学由传播知识向创造知识升华。 再次,案例教学的方式由被动讲授转变为平等交流。现代教育心理学认为,以人为中心的发展是教育的最终目标,具体包括认知情感目标和心因动作目标。只有鼓励学生发现自己猜测的价值和改进的可能性,增强学生运用“思想”解答问题的信心,才能培养学生对既有理性知识的认知情感,提高学生的自我推进水平,从而实现认知价值的性格化,最终使理性认知转变为学生的心因动作。按照柯拉斯沃的教学目标分类法,情感教学目标分为接受、反应、评价、组织和价值的性格化五个程序。从柯拉斯沃的教学理论来看,传统教学方法以被动讲授为主导,忽视了学生的主动接受,因而难以实现教学目标。而案例教学法以学生平等交流为主导,在辩驳交流的过程中,既理性接受了人类社会的既有认知成果,又在适应客观环境的基础上,发展了既有认知成果,通过自我调节机制,使经验中的不一致性成为可理解的认知,从而实现新感知的事物与行为模式的一体化,即实现教育心理学上的图式一体化。从行为与心理的关系角度来看,案例教学法将柯拉斯沃所主张的实现教学目标的五个程序统一于教学过程,既实现了情感认知目标,又实现了心因动作目标。 二、案例教学法的适用性分析 案例教学法以案例为引导,以学生的交流辩驳为形式,以期达到提高学生的抽象思维能力和实践驾驭能力的效果。按照皮亚杰的认知发展理论,思维是从具体的经验或具体事物获得印象并对该印象作合乎逻辑的思考,而抽象思维是以具体思维为基础所作的假设与演绎,并对假设的命题进行组合性分析。由此可见,案例教学法应围绕教学对象和教学目标选择和设计案例,通过案例分析,引导教学对象作合乎逻辑的思考,并以此为基础,对假设命题进行组合性分析。因此,案例教学法的适用应以教学对象、教学目标和教学案例为分析基点。从教学对象来看,案例教学法并不适用所有层次的教学,只适用大学及其以后的学生群体。在讲授抽象理性知识的基础上,举例论证所传授理性知识的可接受性,这种教学方法仍然囿于传统教学方法,并不是我们所主张的案例教学法。案例教学法应以具体实例为思维起点,并在思维的基础上,对所涉及的命题进行抽象思维。 概言之,案例教学法的实现过程是从思维到抽象思维。按照教育心理学所分析的心理发展的年龄特征,7~12岁为学龄初期,12~15岁为学龄中期,15~18岁为学龄晚期。上述三个年龄段分别对应着小学、初中和高中学习阶段。按照皮亚杰的认知发展理论,一般情况下,7岁以前为人的感觉运动阶段和思维准备阶段,7岁以后具有思维能力,12岁以后具备抽象思维能力,意即初中以上的学生具有抽象思维能力。提高抽象思维能力并不是案例教学方法的唯一目标,心因动作目标才是案例教学法的最终目标,具备抽象思维能力仅仅是实现心因动作目标的前提条件,学生只有具备了抽象思维能力,才可能自觉实现新感知的事物与行为模式的一体化。而根据埃里克森的心理社会同一性理论,经历青春期(12~18岁)的青少年面临建立一个新的同一感和角色混乱的冲突。初中、高中的学生具备了实行案例教学法所需要的抽象思维能力的条件,自身也面临着实现社会自我认同的紧迫感。然而,从学校教育的社会分工来看,中学教育主要是知识教育,在大学以上的教育才面临着改造社会、维护现代社会同质性的使命。因而,在中学阶段虽然具备了实行案例教学法的前提条件,但是缺乏社会需求。只有在大学及以上的学习阶段,才同时具备了实行案例教学法的前提条件和社会需求。从教学目标来看,案例教学法并不适用所有课程,只适用于具有实践驾驭培养目标的课程。毫无疑问,案例教学法属于方法论的范畴,而方法论是为社会主体需求服务的,世界上不存在任何一种“万能方法”。案例教学法也同样不可能适用任何课程。目前,案例教学法成为教育界的热门话题,几乎泛滥成灾,甚至小学课程都采用案例教学法。经过文献考察,我们发现,大多数都是“伪案例教学法”,仍然属于传统教学法的范畴。太多以讹传讹的学术探讨只能混淆视听,使案例教学法误入歧途。不管是从案例教学法的哲学本源还是从案例教学法的实践发展来看,案例教学法都旨在提高学生的抽象思维能力和实践驾驭能力,是一种与社会实践密切联系的教学方法。哪些课程能够使用案例教学法,既不是由教学主体决定,也不是由教学对象决定,而是由教学培养目标决定。学校按照教学培养目标设计课程体系,不同的课程所承载的培养目标不同。只有需要学生运用抽象思维分析社会实践素材的课程,才需要适用案例教学法,否则就是对案例教学法的背离。从教学案例来看,并不是所有案例都适用案例教学法,只有对研究命题具有组合性争议的案例才适用案例教学法。案例教学法以培养学生的抽象思维能力和实践驾驭能力为目标,而抽象思维是以具体思维为基础所作的假设与演绎,并对假设的命题进行组合性分析。因而,承载案例教学法培养目标的教学案例应当具有研究命题的多种假设及组合性争议。通过对具体案例相关理性认知争议的思辩,学生运用抽象思维能力进行去伪存真,在自我调节的基础上实现心因动作的教学目标。恰当的案例是实施案例教学法成功与否的关键因素。 首先,所选的案例要具有典型的知识性。案例是传递知识的媒介,是向学生展示间接经验提高认识能力的载体。很多老师为了活跃课堂气氛,在选择案例时过于注重案例的趣味性,忽视了知识性,使案例教学沦落为“讲故事”,这种做法偏离了案例教学法的本源。其次,所选案例应具有广泛争议性。案例是知识的载体,而知识分为感性知识和理性知识,理性知识反映事物的内在本质与内部联系,只有案例所反映的理性知识具有广泛的争议,才能激发学生运用抽象思维能力,对组合性的争议进行思辩,进而在大脑中形成强烈的主观映像,用以指导自己的行为。再次,所选案例应贴近学生的社会生活。德国著名教育心理学家艾宾浩斯的研究表明,学习无意义材料的保鲜率呈急剧下降趋势,在学习1小时后,仅保持40%左右,学习一天后,仅保持1/3,学习6天后,仅保持1/4左右。有意义保持与遗忘理论和弗洛伊德的压抑理论也表明,人们对自己认为很重要的信息自发产生学习热情,并且容易记住相关信息,而对自认为不重要的信息往往容易忘记。所选案例只有贴近学生的社会生活,才能激发学生的学习热情,记住相关的学习信息。 三、案例教学法的实施 现代教育的教育目标包括认知情感目标和心因动作目标,案例教学法通过培养学生的抽象思维能力和实践驾驭能力实现上述目标,而抽象思维能力和实践驾驭能力的培养又通过教育活动当事人的行为实现。因而,案例教学法的实施过程应围绕教育活动当事人的教学行为和学习活动展开。首先,在课前准备阶段,教师应编选并下发适当的教学案例,科学构建案例展示载体。学校教育过程的实质就是塑造或改变学生的个体经验组织或认知结构。在案例教学过程中,塑造或改变学生的个体经验组织或认知结构主要通过案例进行,选择的案例要突出知识性、争议性,贴近学生生活。在上课前,教师要充分分析案例,提炼案例所涉及的争议命题,比较分析相关争议焦点,并将相关教学材料提前下发给学生,让学生有充分的思考时间,避免学生上课时被动听案例,激发学生主动参与案例争议观点的思想激辩活动。教师辛苦的课前准备无形中向学生传递了教师对学生学习的期望,这种期望对学生的学习活动会产生潜移默化的激励作用,教育心理学理论称之为“皮格马利翁效应”。选取案例材料以后,要按照教育心理学的相关理论,科学构建案例的展示载体。虽然案例分析法重点培养学生的抽象思维能力,但并不表示案例教学法对活跃课堂氛围、吸引学生的注意力毫无作为。案例展示形式是学生通过感知获得丰富感性知识的一种教学手段,既可通过实物、影像,也可通过言语、行动提高学生的直观感知水平,促进学生对相关知识的理解。其次,在课堂教学中,教师要充当主持人和平等学习者的角色,激励学生积极思考。学生学习的过程是一个主动建构的过程,但其主动性、积极性不是由改造客观世界的时间过程激发起来的,而是需要教师调动。在展示教学案例以后,教师的任务是提示争议命题,激发学生围绕争议命题展开讨论。在学生讨论过程中,教师应通过动作、语言、表情等感知要素,营造活跃的课堂心理氛围。 同时,在学生讨论过程中,教师要敏锐观察,善于了解学生的差异化,以便采取差异化激励方式。现代大学生的自尊意识和民主意识都很强,教师作为主持人,对课堂讨论要采取民主化管理方式,不当裁判员,对学生提出的各种观点,教师认为需要深入讨论的,可适当引导,启发学生多角度、多层次分析,而不进行简单的肯定或否定的做法,只有这样才能激发学生的讨论热情和竞争学习精神,从而实现案例教学的目标。在讨论结束后,教师要对讨论的观点进行总结和回顾,从理论和实践角度评析每一种观点,指出存在的问题,使学生意识到存在的不足,从而帮助学生恢复记忆,使学生更深入、全面地分析讨论命题。最后,在组织案例教学过程中,教师处理好案例教学法和其他教学法的关系。学习迁移理论认为,一种学习方法与另一种学习方法之间具有相互影响效应,相互积极的影响称为正迁移效应,相互消极的影响称为负迁移效应。著名教育心理学家桑代克提出的共同要素论认为,学习迁移的产生与共同要素关系密切,且大致成比例。针对相同的理性知识,既可以采取案例教学法,也可以采取传统教学法。这两种教学方法具有相同的教学对象、教学内容和教学目标,大致相同的教学要素决定了这两种教学方法之间能够产生学习迁移效应。虽然案例教学法具有突出优势,但并不能完全取代传统讲授教学法。传统讲授教学法具有连贯性强、知识全面系统、便于总结记忆等优点。从知识传播的角度,任何教学方法都离不开教师“讲”,其他教学方法的运用,都必须与教师的讲授相结合。从这种意义上讲,传统讲授教学法是案例教学法的基础。在教学实践过程中,既要重视案例教学法,又要重视传统讲授教学法,针对不同教学内容的知识特点,选择不同的教学方法。案例教学法以抽象思维为基础,而传统讲授教学法注重理论知识的系统讲授,为案例教学法的有效实施提供抽象思维的“养料”。因而,这两种教学方法的有机组合对学生学习能够产生正迁移效果。 作者:张运书单位:安徽财经大学 心理学论文:教育制度教育心理学论文 一、我国教育现状的表现 1.教学思想的局限性思想是领导教学方向的优秀表现,虽然我国的教育制度进行了大力的改革和创新,使得教学安排和计划更加人性化、灵活化,但是有很多教师受到传统教学理念影响太深,虽然教育制度进行了改革,但是古板老旧的教学思想却在脑海里根深蒂固,以至于在新的制度下用旧的教学思想去思考,导致教学效率低下。 2.教师身份的狭义性现在的教育制度已经呼吁广大教师“以学生为教学基本”,转变教学方式,由于过去教育将教师的身份定位过高,从而导致教师与学生不能达到一种亦师亦友,默契合作的关系,这也是由于教师对自身的身份定位过于狭义,即教师就是教学过程的主导人,学生必须要听从教师的命令。 3.教学手段的单一性现代很多学校的教学手段过于单一,基本是照本宣科,书本概念,死记硬背,而学生无论如何必须要记住这些概念,而是否会用,有怎么用,完全看学生自己体悟能力。部分教师觉得教学应该是“师父领进门修行在个人”的一个过程。而对自身的教学手段没有进行反思和修正,最终导致教学效果不大,学生也没有学习的欲望。 4.教学目标的主观性人在看待与自身有关的事物,通常会把事物引发的不利问题归咎于事物本身,而不会想到是自身对事物的影响造成的。而有些教师教学也是如此,根据成绩以及学生表现主观判断将学生分为三六九等,而被定为“九等”的学生将会对自己感到自卑,对学习丧失兴趣和热情,甚至还会引发自卑、自闭等心理问题,严重影响他们的健康成长。这是教师对教学目标过于主观化看待导致的。 二、以教育心理学提高教学效果的途径 1.了解学生心理,为教学打好基础学生心理是学生行为和思考动向的一个参考,而当教师发现学生出现异常行为或心理问题时,可以根据学生的心理动向分析,对症下药。为了解学生的心理,教师主要可以通过以下几个方面入手观察:思想方面,学生的思想是学生价值观的体现,也是关注自身发展、对个人目标的选择趋于理性和务实的体现。而对学生思想的观察主要包含学生是否对近期国家大事有充足的了解、是否懂得礼貌和传统美德,价值取向和生活追求是什么,是否染上恶习等;情绪,学生的情绪是学生心理特点的直接表现,例如有些学生胆子较小,上课害怕回答问题,这是缺乏自信的表现;有的学生进行学习计划,但是行为懒惰,结果只是纸上谈兵,这是缺乏自律的表现;有的学生受不起挫折,遇到困难就犹豫、逃避甚至放弃,这是缺乏自励的表现;学生的学习效果,学生的学习效果是反应学生进取心和能力的重要因素,有的学生满脑袋记着概念、理论,但是考试时用不出来,不会用,这是没有掌握学习方法的体现,而有的学生学不进去,注意力难以集中,学习意志薄弱,不能围绕一个目标作长期不懈的努力,浅尝则止半途而废。即使勉强学习学不会、学不好,这是没有学习兴趣的体现。教师通过以上三个方面了解学生的心理,将为后期教育提供正确的参考方向。 2.教授学习方法,鼓励学生探索学习教师要明白“授之以鱼不如授之以渔”的道理,教学并非知识理论的死记,公式定律的灌输,而是要教会学生如何去学习;学习怎样探索创新;学习怎样为人处事,学习怎样自我提升等。教师要在学生学习的过程中多给予鼓励和支持,这也是学生自主探索学习的源泉,而学生也能由此产生学习的欲望和兴趣,面对挫折不惧怕,面对困难不退缩,成为一个具有强大内心的人,这也是心理学教育的最终目标。 3.保证平等教学,建立良好的师生关系平等教学是教师对职业的尊重,对学生的负责态度,相比传统教学的等级分化,平等教学是一种值得提倡的教学方法,即对优秀的学生进行褒奖和肯定,对于能力较差的学生进行帮助和鼓励。平等教学过程需要教师在教学过程中将学生看作客观的个体,根据学生的个体差异以心理教学为手段对学生进行因材施教的过程,与此同时,由于教学的平等性、和谐性,让学生的心理能够朝着健康的方向发展,在学生心目中的形象更加亲切,从“良师”转向“益友”。 三、结语 将教育心理学运用到现代教育体系中将是我国教育行业由“以教为主”向“以育为主”的一个重大转变,而合理利用教育心理学进行教学将对学生的学习成效、心理发展和人格塑造都带来巨大影响,我国教育发展还有很长的路要走,而将教育心理学成功转化成一种教学过程也是一项任重而道远的任务,需要每个教师继续探索研究下去。 作者:薛云靖单位:南通建筑职业技术学校 心理学论文:对话教学医学心理学论文 1对话教学概述 对话教学是指在民主、平等、尊重、信任的氛围中,通过教师、学生、文本三者间的相互对话,在师生经验共享中创生知识意义和教学意义,促进师生共同发展的教学形态。对话教学认为,教学目的是完成三个培养,即培养学生反思、批判、创新的精神;培养学生沟通合作的意识;培养学生健康理性的素质能力。 2对话教学在医学心理学课程中的应用策略 2.1创建良好的对话教学环境对话教学要顺利进行,需要创建适宜的外部环境,包括硬环境和软环境两方面。硬环境是指在教学过程中依据不同的教学内容构建不同规模的交互学习集体。比如,《医学心理学》授课对象是定向生,一个班有50多人,依据某些主题的需要,我们会把学生进行适当分组以进行有效的小组学习,每组人数控制在8人左右,以保证学生在宽松自由的环境中交互对话。软环境是指激活、维持、推进对话教学进行的态度情感等因素,比如真诚、信任、平等的师生关系与生生关系;民主、开放、合作的课堂氛围等。在对话教学中,良好的对话环境对于学习的有效开展是非常重要的,在良好的对话氛围中,教师与学生、学生与学生之间尊重、平等、开放、信任,彼此共同交流、深化理解,共同分享集双方力量而构建的知识图式。 2.2创设启发式问题情境“,激活”学生对话教学中,“问题”是优秀,是对话双方需要探讨的教学内容。学习活动要以学生的初始水平为起点,教师要创设适宜的问题情境,激发学生期望解决问题空间以达到认知平衡的欲望,并创设合作互动的学习情境,协助学生自主学习。 2.2.1评估学生起点能力。在对话学习内容前,教师应了解学生的起点能力,知晓学生已有的知识背景以及可能达到的潜在水平。教师在开展新内容对话之前已经知晓学生发生了什么,就可以据此设想集体中每位学生表现出的先决性能模式,以便能更有效地监控与调节对话过程。学生的起点能力可以在本门课程开始之际进行诊断,也可以在新内容学习的预告阶段进行诊断,一般通过测验或调查完成。 2.2.2激发学习动机。在开展师生对话之初,教师需要评估学生起点能力、了解学生需求,在此基础上,教师要结合教学内容设定对话主题,设计相关问题,提供相关学习资源,激活学生的对话动机。在动机的诱导下,学生能更积极地投入到对话过程中,主动寻求各种有效资源以解决认知冲突,建构知识意义。比如,在学生掌握心理学基础知识及心理健康知识之后,再来对话学习心理应激。在对话之前,可以设置某个案例,由案例来引发学生思考探索“该患者为什么会自杀?自杀与哪些因素有关?如何干预?” 2.3展开对话,建构图式学生的内部动机被激活后,将主动调用已有图式理解新问题,思考问题解决的策略,完成知识意义的多层建构。 2.3.1学生自主学习,提出质疑。在对学习内容产生兴趣后,学生开始投入到小组内或组间内自主学习。学生个体通过对对话主题的认识了解,产生质疑,提出问题,带着问题在组内进行讨论交流,以完成对问题的初级建构。 2.3.2提炼主题,确定目标,准备对话。因为经验的缺乏和理解的不足,学生提出的问题可能比较分散或出现偏差。所以,教师要积极关注学生在对话中获得的体验及意义。教师要帮助学生将提出的问题进行梳理、归纳、澄清,提炼出对话当中需要交流的重点内容,确定师生对话与生生对话的目标,保证对话的有效性。 2.3.3进入对话现场。学生在求知欲的引导下,主动调用已有图式解构和同化新知识,在深入理解的基础上提出质疑,不断探究。在这一阶段,学生可能因图式无法完成同化而发生认知失衡,这就需要教师给予充分肯定及鼓励,使其增强自信。在对话场中,依据提炼的主题,开展师生对话与生生对话,对有争议的问题可放置班级群体中讨论。对话有问答、启发、讨论等多种形式。在教师的引导下,学生调动资源进行信息加工,完成新信息的次级建构。比如,对话主题是认知治疗理论,可通过心理剧的形式来开展对话。在心理剧表演中,角色扮演的学生能体验、理解认知治疗的理念,观看的学生也能形象地接触到认知理论的实践运用。 2.4评价反馈在对话后,师生要分别对对话内容进行评价反馈。学生将组内对话情况进行归纳总结,以期对讨论主题的认识更深入更完整。教师依据学生汇报材料对学生进行评估与改进。师生之间也要进行双向评价。学生通过评价反馈,澄清问题,建构新的认知图式;教师通过评价反馈,及时调整教学策略,积累教学经验。 3反思与体会 在具体对话教学过程中我感受到很大的压力。因为自己的知识面偏窄,所以不能及时准确地解决学生提出的各种问题;因为只是局限于阅读所教学科的知识,所以未能及时更新教育观念,缺乏研究的广度和深度,不能敏锐地洞察到教育前沿问题,也不能及时获取有用的课程资源;因为反思及经验不足,所以缺乏及时有效整合已有课程资源的教育机智,从而影响对话互动的有效开展。所以要提高对话教学的效果,完成教学目标的有效实现,我想需要加强对话教学的理论研究,多借鉴学习他人的成功经验,同时提高自身的综合素质。 作者:龚茜郑亚楠单位:赣南医学院人文社会科学学院 心理学论文:体验式教学医学心理学论文 一、体验式教学的含义 指在教学过程中,教师以一定的理论为指导,有目的创设教学情境,激发学生情感,对学生进行引导,让学生亲自去感知、领悟知识,并在实践中得到应用证实,从而成为真正自由独立、情知合一、实践创新的教学模式。个体患病后体验到身体的不适和整体协调感的丧失,而医生按医学标准客观地观察“疾病”,医患双方在观察与体验间的差异,需要医生能设身处地的从他人体验角度与患者沟通,体验式教学的参与能协助医学生理解生命的人文本质和医患认知上的差异。 二、体验式教学的特点及其在医患关系教学中应用 1.尊重个体的独特性:建构主义理论认为学习活动是学生根据外在信息,通过自己的背景知识建构新知识的过程。由于每个学习者先前经验和学习情感的特殊性,所以个体对事物意义的建构是独特的。案例分析教学让学生在真实的案例中,通过独立思考或集体协作,掌握分析和解决问题的思路与方法,加深学生对抽象理论的理解,同时培养正确的实际处理能力和协作精神。首先,教师展示一个医患纠纷的真实案例并提出问题。然后组织学生讨论,最后教师评价精讲。例如一位16岁的女生因月经不调到医院就诊,女医生问:“怎么啦?”该女生看到旁边有男医生,红着脸支支吾吾,女医生不耐烦了:“快说呀,跟医生害什么燥呀,后面还有好多人等着呢?”女生又羞又气,跑出去不看病了。该个案展示了医患沟通中诸多问题,教师提出一些暗含医患关系理论和知识的问题。如“病人角色行为有哪些?”,“该个案医患沟通的模式是否合适?”,“若你是接诊医生,如何处理?”等。案例分析教学的关键是组织学生对案例进行讨论,讨论中围绕医患互动的主体内容,以学生对话为主,教师引导为辅,通过对案例的讨论、分析和评价,培养学生用医患关系的理论分析、解决医患冲突问题的能力。评价精讲是案例分析的延伸。教师通过实践化、总结性的评价精讲,把案例中的问题一一解析,为更深入的理论学习起到承上启下作用。在真实案例情景中,让学生有机会解决疑难问题,并及时从教师和同学那里获得反馈,通过开展案例分析训练,提高他们参与教学的积极性,培养学生运用理论知识来提高医患沟通的能力。案例分析是一种理想的体验式教学法,它不重视寻找唯一的标准答案,强调对学生独立思考、分析和判断能力的培养。在临床上,如何进行医患沟通,如何处理医患纠纷不存在绝对正确的答案。体验式教学就是让学生结合自身独特的体验与感悟,在学习中成长。 2.善待学生的自主性:人本主义心理学认为,教育的目标应以学习者为中心,以促进学生个性的发展和潜能的发挥为目标,使他们能够愉快地、创造性地学习。角色扮演是教师根据教学目标和内容的需要,假设出的某种医患互动情境,让学生暂置于模拟环境中,并按具体情境的角色要求行事,以增进对所扮演角色的理解。在医患关系教学中,让学生扮演不同病人与医生,并模拟现实治疗环境中医患双方的角色行为。同学们深入学习萨斯-霍伦德的医患互动三模式理论,领会并揣摩所扮演角色的理论依据和心理状态,通过角色体验,感受了当前医患关系中患者痛苦、医生恐慌的现状,促进学生的学习动机。在表演过程中轻松地掌握知识,更加积极主动地去思考、探索、学习。角色扮演的过程给教学提供了生动的实例,是让学生在一定教学情境下的自我实现过程。 3.关照学习的整体性:人是知、情、意、行的统一体,整体学习即学生通过亲身经历知识的体验过程,在获得了知识的同时也得到了情感上的愉悦,从而促进其在知识、情感、态度及价值观各方面的和谐发展。促使大脑综合分析能力提高。课堂游戏是一种较好的关照学习整体性的体验式教学模式。在医患关系中,有一些知识点可以以游戏的形式展示。游戏的设计要短小精悍、切中要害,将教学内容与学生“兴奋点”结合,可以取得出人意料的好效果。在医患互动中,暗示是一种神奇而有效的治疗方法,它以良好的医患关系为基础。古希腊时代的医生已经开始使用暗示的方法来进行医患沟通,他们强调言语的医疗作用。在医患沟通的特殊语境中,医生的语言能够作为暗示手段以治疗疾病。在讲述暗示时,教师将学生导入放松状态,让他们双手合十,用暗示性语言调动其伸长右手。然后,再次让他们双手掌横纹对齐,重新双手合十,有很多同学会惊奇地发现他们右手比左手似乎长出一点。在这样的实际体验中,同学们对暗示治疗有了新的感悟,进而更能理解医患沟通中暗示言语的妙用。体验式教学让学生在认识知识的同时,感受和理解知识的内在意义,获得精神的丰富和生命的成长。在教学中,学生对医患关系的掌握不应只停留在理论知识水平,还应促进其由知识向能力转化,进行技能方面的训练。例如,在学习医患沟通之前,用《医学生医患沟通行为量表》让学生做一次具体医患沟通的心理测验并进行自我评定。这种教学方法让学生实际评价自己的医患沟通能力,增强了学生的感性认识。同时,对照量表的评定结果补缺补差,这对学生积累实践经验和提高医患沟通能力很有帮助。 医学心理学中医患关系的体验式教学采取了多种形式,在教学活动中调动了学生学习的积极性和主动性。在教学过程中,学生投入更多思维、情感和活动,真正达到知行统一。在课堂活动设计中,教师可以充分发挥自己的智慧,展示教学的魅力,为改善医患关系提供人文教育。 作者:李秀凤林普金明琦王欣单位:皖南医学院心理教研室 心理学论文:心理学艺术教育论文 一、辅德功能 古人早就提出艺术教育的“辅德说”。心理学家弗洛伊德的“欲望升华说”对这一点做出了较为合理的解释。“欲望升华说”是精神分析学派创始人弗洛伊德提出的学说。弗洛伊德最感兴趣的研究对象是潜意识,他以潜意识为基石建立了一个庞大而又完整的精神分析心理学的理论体系。潜意识包括人的本能冲动和被压抑了的欲望,其特点是非理性的、无秩序、无道德,一般情况下很难到达意识领域。潜意识具有强大的能量,能强有力地影响人的行为。这些强大的能量主要指那些极强的本能欲望和热情,它们在现实中始终处于不满足与受压抑状态,让人产生焦虑感。为了减少焦虑,人们会用一些心理防御机制将真实的感受驱逐出意识之外,以否认或歪曲现实的方式来减轻冲突的痛苦,保持心理的安宁。这些心理防御机制包括:压抑、投射、转移、否认、退化和升华,其中升华是一种最为积极有效的心理防御机制。弗洛伊德认为宗教、道德、社会和艺术的起源都是被压抑的潜意识。艺术家创作的动力来源正是这些潜意识被压抑的心理能量,艺术家将这些被压抑的潜意识经过升华,转化为艺术。艺术家能够在理智的控制下构建一个象征系统,使本能欲望及其引起的种种冲突以社会能接受的形式表现出来,正是艺术使被压抑的本能欲望通过升华这种健康有效的防御机制,在想象中将被压抑的能量释放,创作出艺术品并给人以美感。总之,艺术品从本质上来说是个体潜意识欲望的升华。艺术使人的被压抑的潜意识得到曲径通幽式的满足,任何艺术品中都渗透着艺术家变了形的欲念。艺术形式只是满足个人潜意识的过渡物,其中的内容才是令人情感快乐的对象。例如,弗洛伊德对达•芬奇进行深入分析,宣称蒙娜丽莎这幅杰作表露出画家潜意识里的恋母情结和对母爱的渴望,认为达•芬奇毕生都在寻找母亲的代用品。弗洛伊德的欲望升华说解释力较强,较好地阐述了艺术教育对个体发展的意义和价值。个体具有一定艺术修养,能更多一些理性;从事艺术活动将减少不文明的行为,能使人由随心所欲的野蛮人变成遵循道德规范的社会人。 二、益智作用 德国作家雨果说:“开启人类智慧的有三把钥匙,一把是文字,一把是数字,一把是音符。”谈及艺术教育的功利价值时,益智作用显然不可忽视,从莫扎特效应的研究可见一斑。早在1993年,拉舍尔(FrancesH.Rauscher)等人在国际优秀期刊《自然》上发表报告,提出莫扎特效应。研究者让36名大学生聆听莫扎特作品K448双钢琴奏鸣曲。实验结束后,用斯坦福—比奈智力量表测试,发现这36名大学生在被动听莫扎特乐曲后的十分钟内,空间认知能力显著提高。由此,拉舍尔等人认为,聆听莫扎特音乐能够提高人的空间推理能力。该研究结果引起了教育界及各领域的广泛关注。人们似乎看到了音乐教育给人带来的可见的和潜在的价值。这个研究引起了全世界的轩然大波,对政策和商业的影响很大,产生了巨大的经济效益。对大多数人而言,听音乐的动机主要在于情绪诱发,即为了唤起或放大某种情绪。已有研究也发现,积极情绪能促进认知功能的发挥,而消极的情绪状态,如焦虑或倦怠感则会降低认知功能。于是,研究者们大胆猜想,之所以出现莫扎特效应很可能并非音乐训练直接导致认知功能的提高,而可能是由于被试者的情绪状态和唤醒状态受到音乐的影响,进而提高了认知功能。据此,研究者们开始重复并改进莫扎特效应实验的研究范式进行一系列实验。结果发现,当用舒伯特音乐作为对照组时,被试者出现了舒伯特效应;而用趣味性强的史蒂芬•金的小说做对照时,也发现和听莫扎特音乐的实验组在空间任务测试中得分无显著性差异。实验结束后,在对被试者进行访谈时发现,在实验组和对照组的被试者中,喜欢听莫扎特音乐的人和喜欢听故事的被试人数相当。有趣的是,几乎出现莫扎特效应的大多是喜欢莫扎特音乐的被试者,而喜欢史蒂芬•金小说的被试者则更可能出现史蒂芬•金效应。虽然在实验中研究者并未直接测量情绪和唤醒状态,但以上实验结果说明,音乐训练很可能是通过情绪和唤醒状态而影响认知功能发挥的。随后Thompson等进一步改进实验方法。他们选择直接测量情绪和唤醒状态。采用的方式是用快节奏和大调旋律唤起快乐情绪,慢节奏和小调旋律唤起悲伤情绪,分别选用莫扎特D大调和阿尔比诺尼小调柔版。结果快节奏的大调旋律组被试者在空间能力测试的得分上显著高于慢节奏小调旋律组被试者。研究结果进一步论证了,情绪与唤醒状态在音乐训练和认知功能之间起中介作用。据此有研究者提出,莫扎特效应本质上是醒酒药效应,音乐刺激带来了个体的情绪唤醒,促进了智力测验任务表现。打个比方:有两个人喝醉后去参加智力测验。其中一个人提前吃了醒酒药,另一个人没吃。结果吃醒酒药的人智力测验水平比没吃的人高。这个结果不能说醒酒药开发了他的智力,醒酒药仅仅改善了当时做智力测验时的情绪状态。那么,莫扎特效应也是一样的道理,受了音乐的刺激后,个体得到提高的不是智力,而是做智力测验时的情绪状态。但是,从某种程度上来说,醒酒药效应从心理机制上证明了莫扎特效应的存在。音乐教育的效应要得以发挥,其中,音乐刺激或音乐教育对个体内在情绪的影响是个关键过程。音乐刺激通过改变情绪这个中介变量,对智力、学业成绩等产生影响。虽然这个效应持续的时间比较短暂,有点像醒酒药,大概持续20分钟左右;在个体成长过程中,经常反复地接受音乐刺激,逐渐影响大脑皮层及认知能力,短期效应会产生长期影响。 三、本位价值 如果艺术教育只起到辅德益智的作用,那么中小学的各门学科教育完全可以替代它。因为没有比数学、语文等各门学科更能直接开发智力,没有比道德教育更能直接提高情操,何必还要艺术教育的存在呢?说到底,艺术教育具有其他教育不可替代的独特价值。从辞源上来分析,艺术教育的初始含义就是感觉教育或感官教育的意思。美学创始人鲍姆加登认为,逻辑学研究理性认识,伦理学研究意志,除此之外还应该有一门专门研究感性认识的学科。1750年,他写了一本专门研究感性认识的著作《Aesthetic》,英语“Aesthetic”原意为“感性的”。因此,最初意义上的艺术教育就是开发个体感性能力的教育。因此可以说,艺术教育具有其独特的、其他学科不能替代的作用,更不是用来敲边鼓的,我们不能过度强调其辅德益智的功能。丧失了本位价值,艺术教育也就彻底失去了其独立存在的地位。艺术教育最深刻的价值,就是通过丰富人的感觉体验,来提高他们的生活质量。艺术教育是感性教育,开发了人类感性的智慧。很多家长都期望孩子在听音乐、演奏乐器过程中,智商得到提高。其实更重要的是,儿童在听音乐、演奏乐器过程中,感官的感受能力得到了训练,感性能力得到了提升,而这会对孩子以后整个人生发展产生深刻的积极影响。那么,什么是感性能力?视、听、味、嗅、触、情绪、情感等所有感觉的总称。在个体成长过程中,感性能力就和智力、道德情操一样,从小就应该得到训练和培养。我们在教学实践过程中应该对学生审美感官的训练给予应有的重视。个体发展过程中,身心均遵循“用进废退”的原理。头脑因为思考而敏锐,身体因为锻炼而强壮;同理,感觉和感官也会因为训练而得到提升、变得敏感。所以要重视感性能力的培养。但是,我国目前的教育存在这样那样的问题,功利性太强,艺术教育被严重忽视或扭曲。孩子在成长过程中,没有得到良好的艺术教育,缺少生活教育,没有培养起终身的兴趣爱好,感性能力没有得到发展。他们往往缺少生活情趣,对生活和生命缺少体验能力。这样的人常会感到空虚无聊、枯燥乏味、幸福感低,甚至出现各类心理情绪障碍问题,比如抑郁症、焦虑症等。统计显示,目前抑郁症已经成为困扰中国人的第二大疾病。相当一部分人群在生活中体会不到乐趣,体验不到存在的价值。我们经常在媒体上看到一些名人现身说法,进行抑郁症科普教育,教人们如何与抑郁症做斗争;但是又有多少人悄然自杀,这部分群体往往聪慧而又努力,这让人忍不住扼腕叹息。从某种角度而言,抑郁症和人们的感性能力差是有一定联系的。感性能力差的人,感受不到当下存在的感觉、价值的感觉和幸福的感觉。要想获得幸福、体验幸福,必须从小就要培养其敏锐的感受、细腻的体验和丰富的感情。一个感性能力强的人,在这么丰富多彩的世界中一定不会感到乏味,能尽情享受生活的乐趣、体验创造的快感。此外,个体的感性素质差,除了给自身造成困扰,也会带来一系列社会问题,比如我们城市的各种环境卫生问题和噪音问题。 随着人们物质条件的提高,中国已经逾越了物质贫乏的时期,个体的精神需要越来越凸显。但是我们的教育尤其是艺术教育没有跟上。现代教育的重心应该教人们生活而非生产,而且主要目的在于教会人们艺术化地生活。正如社会学家郑也夫所指出:“教育培养你喜欢上体育、音乐或者绘画,在这方面给你带来了极大的快乐,你在这一技能和兴趣上的收获是不可能失落的,你的这种本领,将一直帮助你充实自己的生活。” 作者:李红菊周佳铭单位:北京师范大学艺术与传媒学院北京师范大学艺术与传媒学院 心理学论文:中国格式塔心理学论文 一、中国传统译论之化境论 中国传统翻译理论深受中国哲学“天人合一论”和“中庸”思想的影响,意蕴深邃,凝聚着中国古典哲学、美学的思想结晶和话语特征,体现了醇厚的理论魅力,是中国传统译论之精华所在。以“神似、化境”为代表的审美境界,其优秀价值是“美”,追求的是翻译主体在审美心理上的“虚静”、“坐忘”,强调的是译者主体的艺术修养,最终体现的是翻译主体的直觉感悟和审美体验。在对传统译论的评析和借鉴中,钱锺书创造性地提出了自己独特的译学见解。在《林纾的翻译》一文里钱锺书写道:“把作品从一国文字转变成另一国文字,既不因语文习惯的差异而露出生硬牵强的痕迹,又能完全保存原作的风味,就算入于‘化境’。”这种“化境”既要有对原文的正确理解,又要不拘泥于原文,是另一种语言相应而完美的表述。正如罗新璋的评语,“钱公诸译,矜持尽化,语迹俱融,诚人化之笔”。罗新璋总结出翻译理论历经了“案本一求信一神似一化境”四个阶段,他认为,“钱锺书提出的‘化境’,可视为是‘神似’的进一步,同时亦把翻译从美学的范畴推向艺术的极致。”“‘化境说’也是中国古代诗论、画论、文论的古老命题,如刘勰的‘神与物游’、苏轼的‘身与物化’以及金圣叹的‘圣境’、‘神境’与‘化境’说”。“化境”的文学翻译既是译者匠心独运的结果,又是浑然天成的艺术极品,即“艺术造诣达到精妙的境界,可与造化媲美。”“化”直接承自传统美学的“物化”概念,揭示了文学翻译艺术的本质,即原文的风格之美与译文艺术表现方法的一致性,有本体论意义。“钱锺书的‘化境’与傅雷的‘神似’这两个概念,在旨趣上无大异……可以视为同一体系的两种不同说法,视为中国传统美学思想在翻译理论上的延伸。”“化境”论还需译界后人从理论层面上进一步阐释其内涵,使之具体化,从而在翻译实践和翻译批评中得到更充分、更广泛的运用。 二、格式塔心理学概论 1.概述。格式塔心理学又称“完形心理学”,是一种研究经验现象中的形式与关系的心理学。“格式塔”一词原是德文“Gestalt”的中文音译,“完形”。本意是指事物的形式和形状,但在完形心理学中它被赋予了“形式在感觉中生成”的内涵,具有“通过整合使之完形”的意蕴。奥地利格式塔心理学家C•V•厄伦费尔斯于1890年提出“格式塔质”的设想,所研究的优秀就是“形”。他认为:“‘任何形’都是一个格式塔,是一种具有高度组织水平的知觉整体,它从背景中(或与其他的物体)清晰地分离出来,而且自身有着独立于其构成成分的独特的性质。”格式塔文艺心理学对文学创作过程中的心物关系提出了两条重要原则:整体性原则和同形论。由格式塔心理学派提出的“整体性”、“异质同构性”及“顿悟”等理论,不仅在心理学上具有科学性,而且在文艺领域特别是翻译领域具有重要的现实指导意义。 2.格式塔心理学的整体性原理———文学翻译角度。格式塔心理学最大的特点即是强调研究心理对象的整体性。任何“形”不是各部分的简单相加,而是经过主体知觉活动加以重新构建的“整体”,因而在具体的研究中,形式或图形的把握尤其是知觉占据优秀地位。惠特海默认为只有从整体上考虑心理对象才能产生创造性,他认为创造性思维也是整体决定部分的观点。文学翻译作品是统一的、有机的整体,在翻译文学作品时,译者不能仅仅消极被动地接受,而需通过主体认知活动把握整体特征及性质,对知识进行创造性组合从而构建一个完整的语义框架,只有这样才能达到“思理为妙,神与物游”的艺术审美境界。 三、例证分析 化境是艺术创作过程中的至美境界,要求译者具有艺术的审美修养和艺术的思维方式,能从整体上把握原文的神韵和意境。正如包通法教授所说:“中国传统哲学思想一般从整体上把握客体与人之间关系,整体统摄部分,部分体现整体,既抽象玄奥,又具体直观,强调由象致内心的顿悟和内省。”格式塔理论反对元素分析,倡导整体组织,认为整体大于局部之和。因此,译者在翻译文学作品时,不能专执于一个句子、一个词或单独意象,而要从整体把握,进行从上至下的宏观建构。体现在整体艺术层面上的文字翻译是一个格式塔意象的转换过程,译者从原文中获取语言意义与情感体验等信息,构成一个新的整体意象,再将这个新的整体意象转换成译文语言的过程中,信息量的多少,美感等因素都会影响译文读者的接受。有道是,多情自古伤离别,原文表面看似朴实无华,却深蕴缠绵之情意,令人动容,译文亦是如此,钱锺书运用典雅纯正的文言文来翻译,其中的“百凡如故”、“神伤之甚”,特别是“行行生别离”五字紧紧捉住了原文所蕴含着的深切情思和神韵。译者基于对原文的透彻理解,以纯正的译语文字表述忠实地传达了信息,完整地传达了原作的精神和风格,将离殇之情体现得淋漓尽致。如此佳译,不露半点雕琢痕迹,既能做到谨而不拘,又能做到离形得似。 四、结语 根植于中国传统哲学思辨和文化沃土的中国传统译论,崇尚物我两忘、整体谐和的审美境界。格式塔整体性原理要求译者通过主体认知活动把握原文整体特征及性质,将单独字词片段连接起来重新进行创造性组合从而构建一个完整的语义框架,将其超乎言语结构之外的整体风韵体现出来,从而达到“思理为妙,神与物游”的艺术审美境界。化境固然是常人难以轻易企及的境界,但只要把握住整体意蕴,勤加磨炼,译者定能在翻译中心契于道,收放自如,在“大道”中实现“大美”,臻至完美的艺术审美境界。 作者:陈菲菲单位:浙江越秀外国语学院 心理学论文:大学生就业社会心理学论文 一、前言 现阶段,我国的高校毕业生遇到了很大的就业压力,大学的就业问题已经成为社会各界关注的问题。大学生的择业求职不止是学生全方位能力的比较,对大学生的心理素质也有着一定的考验。有关的调查显示,现今有众多的大学生由于专业、职业的择选而出现了不同程度的心理障碍,这类问题已经成为了大学生心理问题的第四位。心理问题分别包含了学习压力、情感困惑、人际关系等,在就业的过程中能不能获得良好的引导及处理,这不止是大学生就业问题的关键,也会影响到学生本身的健康发展以及社会的稳定。 二、大学生就业过程中主要的心理问题 (一)自我认知不足客观地进行自我评价、理智仔细地分析自己、真正地感受自己,这是在大学阶段除了学习以外最重要的任务,也是大学生个性发展及健全的基准,是职业生涯的最重要第一步。因为生活的相关阅历、社会方面的经验、成长的诸多背景太过简单等原因的制约,大学生不能对自己及自己所处的环境客观、充分地了解及认知,进而在自我的评价上存在着一定偏差,这对就业过程与适配职业的择选及获取都有着很大的影响,自卑及自负也是自我评价偏差大的常见体现。 (二)情绪困扰从大学的校园再到职场上,这是人生的重要转折点,再加上现今的就业压力很大,就使得学生经常处于应激的情况下,进而产生了焦躁、愤怒、抑郁等情绪反差,这些情绪的反应若是过度进展,就会将人的心理平衡破坏,也对人的认知功能有着很大的损害,进而让人们不能对环境及事件进行准确的评价及反应,这样还可能会导致身体或心理病症、轻生等危险问题的出现。 (三)行为表现 1.回避。回避就是知道了什么事情会出现,且在事情发生之前开始尽量地避免这样的事情遇到的行动。比如,大学生经常说的“考研考研,缓刑三年”,其实,回避虽然能缓解心理的应激,不过在诸多时候这是一种非常消极的应对反应,从本质上解决不了问题。 2.从众。从众,指个人的观念与行为由于群体的引导或压力,而向与多数人相一致的方向变化的现象。有些学生在选择职业的时候对主客观的状况考虑不足及判断不准确,盲目地从众。比如几年前的出国、考研。在盲目从众的环境下所做的结果往往不适合自己,最终却还要为此付出代价,致使毕业生的求职出现扎堆的现象,这在客观上就加剧了竞争。 3.攀比。攀比,指不顾自己的具体情况和条件,盲目地与高标准相比。很多的学生在选择职业的进程中会互相比较,不能客观、全面、公正地进行自我评价及对他人的评价,觉得别人找到了很好的工作,就感觉心理不平衡,根本不会去认真考虑这个单位适不适合自己,就盲目地进行攀比。这样不仅让自己的心理失去平衡,而且还会在攀比时失去了适合自己的机会。 4.依赖。依赖是指依靠别人或事物而不能自立或自给的行为。当今社会就业形势越来越严峻,面临就业的竞争及压力,很多即将毕业的大学生就将希望置于别人的身上,被动地依赖自己的亲戚、朋友、师长、学校等各界的帮助。导致自己深陷被动的择业处境,这样的心理及习惯会成为以后发展极大的阻碍。 三、大学生就业过程中心理问题形成因素 (一)个体因素导致就业过程中心理问题的形成 1.大学生的身心发展特征。大学生处于青年阶段,也是个体由不成熟过渡到成年期的阶段,从生理、心理、社会的各个方面都呈现着过渡的特性,这也会经常导致青年处在诸多的矛盾中,会受到环境的诱因影响致使出现心理问题;在求职的阶段,学生直接要面临的是从学生转化为职业人,在社会角色上有着重大的改变,若是个体本来的心理行为跟不上外界的步伐,那么众多的心理问题就会出现。 2.自我认知及定位的偏差。大学生的成熟度是非常有限的,并且其经验跟水平也制约着他们对自我的充分、客观的分析及了解;还有中国的大学生是被称为生活在象牙塔中,也就是学生总是对学校以外的生活没有足够的认知与了解。这样就会出现自我认识的不完全、不准确的问题,会导致自我和理想,自我及其他的环境之间存在诸多的矛盾。 3.认知模式的问题。学生存在绝对化、过分概括化、糟糕化等非常不合理的信念,也会形成个体本身的另一个应激源,成为导致学生出现焦躁、抑郁的负面情绪,或心理障碍的诱因。 4.应对措施及能力不足。大学生因为缺乏心理发展及健康教育等,在面对挫折时总是没有合理有效的应对举措及能力,加上自我意识的不断增强,也导致某些学生对外界的支持体系有着很强的预防心理,并且还不愿意跟身边的人讲或不愿意求助于学校的心理专业机构。应对措施及能力不足,导致学生不能很好地处理就业过程中的相关问题及事件,也不能很快地恢复心理的平衡。 (二)外界因素导致就业过程中心理问题的形成 1.越来越严峻的就业形势,导致就业压力过大。近年来我国的就业形势逐渐地严峻起来,导致大学生的就业压力持续增长,这是大学生就业心理问题出现的主要应激源。毕业生的数量逐渐增加导致毕业生及社会间的矛盾加大,并且毕业生还跟我国的社会结构性有很大的矛盾。我国的经济发展及人才需求都有着非常大的地区性差别,大学生的就业结构非常不平衡。 2.大学生个体社会化模式的不足。个体在社会的环境下呈现可以适应一定程度的社会文化,且参加社会活动并为社会所接受,这种进程叫个体社会化。若是个体的社会化没有很好地完成,就会对社会不适应,进而出现心理问题及行为阻碍。校园及职场的距离已逐渐地成为了学生知识到工作能力转化的最大阻碍。 3.外界环境的期许。外界环境会对学生的价值观、认知等的发展形成有着非常大的影响。很多时候,社会舆论方面及父母是以精英的态度来看待学生的,觉得大学生就应该要有好工作;并且人们对不一样的社会分工及职业还有很大的偏见存在。这些都会对大学生的择选就业有着极大的影响,也会导致更大的就业压力。 四、大学生就业心理问题的有效对策 (一)大力发展生涯教育,帮助学生良好地定位从大学生的自主就业制度施行以来,各个高校都开设了大学生的就业指导。主要是针对迎接的毕业生,注重讲就业政策及技巧等就业安置方面的众多内容。这样能够有效地提升学生的求职能力及技巧。应展开专业化、全程化、系统化的全方位职业生涯引导,唤醒学生的职业生涯意识,以达到帮助学生进行正确的自我评价及定位、发展职业性的素质,这对就业进程中学生的众多心理情况有着很大的决定作用。 (二)强化就业心理辅导,提升学生的心理调节能力众多的心理问题及就业问题都是彼此之间交织、相互的结果,这也就要求将心理引导及职业生涯的引导有效地结合起来,以进行部门工作的互通、互动。在心理辅导中要注重就业所导致的有关问题,更要将心理引导及进展体现不能缺少的组成模块与内容进行严格的把关指导。这也能解决学生的就业心理问题,且提升学生的心理适应程度,良好的心理素质及适应程度也是学生以后必须要具备的素质。 (三)促进学生的社会化进程,提高学生的职业适应程度良好的社会化环境是学生适应以后职场的基础,也能有效地提升高校的人才培养水平。帮学生架起很好的沟通桥梁,让学生能很好地跟职场的人进行交流,使学生更客观地了解职场中的环境,并依据职业的环境要求,对学生进行有关素质的培养。因为职业对人的要求是多类型的,学生除了要有专业能力以外还要有综合的素质。学校要关注软能力的发展,以多样的方法提高学生的就业能力。 (四)发展社会支持体系,强化辅导人员的团队建设良好的社会体系能够极大地缓解学生在就业过程中的心理压力及不良情绪,对学生进行认知的引导。学校也应该发展专门的辅导机构,开展多种类的学生自主活动,对学生就业起到良好的引导作用。我们应强化心理辅导者的综合知识素养及背景,给学生提供科学的服务,教师要利用自己专业性的知识进行综合引导,及时地处理学生的就业心理问题。 五、结语 现今,基本上只要说到大学生的就业现状,人们就会想到是扩招所带来的问题。近年来我国的高等教育发展飞速,让人们得出了这样的简单结论。我国的高等教育根本不是总量供过于求,是结构性供过于求的问题,从而导致众多的大学生就业困难。所以,我们应该利用职业生涯的相关教育,来帮助大学生做良好的方向定位,强化就业前的心理辅导,提升大学生的心理适应力,同时也提高大学生的职业适应度。进而发展社会的相关支持体系,构建心理援助的体制等策略,这样才能合理、有效地解决大学生就业的相关社会心理问题。 作者:伊剑吴晓华王红单位:长春工业大学吉林体育学院邢台巨鹿县职教中心 心理学论文:色彩心理学运用下的艺术设计论文 一、色彩心理学概述 色彩是一种自然现象。从自然原理来讲,色彩的产生是光线、物体和人眼共同运作的结果。色彩也是一种社会现象,从漫长的人类文化历史的过程中看,色彩,尤其是艺术品中蕴含着的丰富的色彩,正是人类对于自身的情感情绪的表达。色彩是人类表达自身对于外界认知的一种载体。所有的事物都辩证地以两个方面的互相运作来维持自身的存在,色彩的客观性和主观性正是这样的两个方面。美国色彩心理学鲁道夫•阿恩海姆说:“严格说来,一切视觉表象都是由色彩和亮度产生”,这是对于色彩客观性的阐述,“色彩能有力地表达情感”这是对于色彩主观性的肯定。在艺术史上,对于色彩有很多经典论述:伊顿的《色彩艺术》认为色彩效果不仅在视觉上,而且在心理上应该得到体会和理解,色彩能把崇拜者的梦想转化到一个精神境界中去。法国浪漫主义绘画派大师德拉克洛瓦说:我们的目的就是要利用色彩来创造美。英国包罗夫教授说人们对色彩的反应有四类型。“生理型”是人类共通的色彩感觉,例如红色觉得热,蓝色觉得冷等。色彩与文化和传统有关,是“联想型”的反应,例如中华文化,红色是喜气洋洋的象征。个人喜好的不同,是色彩的“性格型”的反应,每个人都有特定的喜欢和厌恶的颜色,这取决于个人的情感和情绪。闻一多先生在《色彩》一诗中,对色彩进行了如下描述:生命是没有价值的白纸,红给了我热情,自从绿给我以发展,黄给我以忠义,蓝给我以高洁,粉赐我以希望,灰白赠我以悲哀。梁一儒先生在《民族审美心理学概论》中指出,色彩文化是民族文化中最突出醒目的部分。 二、色彩心理学在设计中的运用 色彩的心理作用有很多具体的表现,比如,面对红色或者处于红色环境中,人们的心跳会加速,血压有所升高,情绪处于兴奋和冲动的状态;处在蓝色环境中,人们的脉搏会减缓,情绪处于沉静、沉闷的状态。色彩能够直接作用于人的心理,从人的脑电波可以看出,人的脑电波对于红色反应是警觉、警醒,对于蓝色的反应是放松、自然。色彩的心理作用能力能给人的感觉带来巨大的影响。而设计是为人服务的,因此在设计中,必须重视色彩,重视色彩心理学在各种艺术设计门类中的不同应用特点。色彩在室内设计中起着改变或者创造某种格调的作用,会给人带来某种视觉上的差异和艺术上的享受。人在进入某个空间最初几秒钟内得到的印象百分之七十五是对色彩的感觉,然后才会去理解形体,所以,设计师要重视色彩对人们产生的第一印象,这是是室内装饰设计不能忽视的重要问题。在商业设计中,要考虑到人们对颜色的方式。在Logo设计和其他商品形象设计中,要用不同的色彩和色调限定对于商品的情感基调的表达。心理学家们曾寻觅一种强有力的色彩和情绪反应之间的相关性,选择正确的颜色,决定品牌的形象。比如,可口可乐用红、黑二色作为形象标识;德芙用黑、褐色作为形象标识;麦当劳,德克士、必胜客,肯德基,等快餐店用红色、橙色等欢快的、青春的、热情的颜色作为形象标识;一些高端的奢侈商品,则用黑色、灰色、银色、金色等作为标识。在影视设计中,色彩心理学的应用也十分重要。很多电影都巧妙地运用色彩来制造各种各样的心理效果。有的电影以一种色调贯穿始终,有的电影则在特定的场面使用特定的颜色。比如张艺谋的作品,就善于用色彩,在运用色彩营造情绪和情境的基础上,用色彩来叙事,比如经典的电影《英雄》就用了五种不同的颜色讲述了五段不同的故事,传达了五个不同的段落主题。 三、设计色彩心理的培养 在进行设计色彩心理培养的时候,首先要专注色彩共性的学习,比如每一种颜色的集体认知、民族认知、社会认知等,在此基础上,还要重视对于色彩个性心理的训练。要在色彩表现中重视主观情感的表现,使色彩拥有主观之美是色彩设计师要重视的。在设计师学习了色彩的基本知识,认识了所有的颜色之后,可以进行色彩主观性表达的专门训练。可以在设计中思考十几甚至二十几种固有的色彩,这些色彩要丰富,冷色、暖色、中性色应有尽有。要求设计师凭自己的色彩爱好挑选五种以下的颜色,将这五种色彩扩展到画面中所有的物体设计对象中,对其它颜色可以完全忽视。如设计师选了橄榄绿、土黄、赭石等中性色,就可以以这几种颜色为主,代替设计对象所呈现的其他颜色。这种训练有色彩设计的理念和色彩的创意,转换设计师的色彩观念,改变设计师对自然色彩的过分依赖态度,变被动为主动,提高设计师对色彩的感悟力和创造力。在初期的再现色彩训练之后,设计师要自我进行主观分割色彩的训练。这也是绘画色彩表现的一个重要方法。我们在进行色彩绘画创作时需要强调其装饰性、表现性特征。可以尝试通过主观分割色彩的空间构成强烈的形式美感,色彩空间可以通过错落、交叉、重复等手法分割成各种不同的面积,形象呈现不同的色块构成。设计师在对色彩空间进行重新组合排列时可以不受客观自然物象形体和色彩的限制,根据主观需要进行处理和控制,营造不同的色彩空间所采用的分割方法,培养成熟的设计色彩心理。 作者:王楠单位:陕西工业职业技术学院 心理学论文:大学生网络道德下的社会心理学论文 一、大学生网络道德失范行为的主要表现 网上不文明行为。网络言行随意放纵,人们向网络投放没有价值或负价值的作品。调查发现,有18.8%的学生在网上聊天或发表自己的看法时使用过不文明的言语或符号缩写;有61.8%的学生表示在聊天室或论坛中曾遇到过其他网友使用脏话或带有人身攻击的语言。少数大学生把网络当成“情绪公厕”,借助论坛、聊天室等对他人或团体进行恶意攻击,并且借此逃脱法律的约束。浏览黄色网站。互联网中渗透着不少色情的东西。据调查,11%的大学生承认有过虚拟性行为,36%的大学生主动寻找过色情网站,曾经浏览过色情网站的比例接近50%。大学生虽然生理已成熟,但心理还不成熟,特别是社会经验和阅历不足,受网络影响较大,大量浏览不健康的信息和资料,将对大学生的生理和心理健康产生损害,甚至会导致部分学生因此而走入犯罪的泥潭。剽窃他人工作成果,抄袭他人作品。互联网具有信息量巨大、获取迅速、便捷、信息公开程度高等特点。在大学校园中,学生的学习离不了网络信息的检索、吸收与借鉴。但目前在高校学生中无论是本科生还是研究生,均存在部分学生不以学习他人、提升自身为目的,而是直接剽窃他人劳动成果,抄袭他人作品,完成自身学习任务。网络道德观偏差。网络道德是人们利用互连网络进行交往时所表现出来的一种道德关系。网络道德与现实生活中的传统道德有一定的差异,具有主体指向性不明、规范约束性差等特点。有研究表明,有31.5%的学生认为“网络虚拟的欺骗很正常”、“说什么无所谓,只要开心就好”,表现出明显的道德感弱化现象。网络犯罪行为。当网络失范行为超出一定的限度,对现实社会中的他人或财物造成损害,即可认定为犯罪行为。部分大学生虽掌握较高水平的知识与技能,但却未能用于正途,而是为满足个人利益,实施违法犯罪行为,例如网络黑客行为、网络诈骗行为和网络盗窃等。 二、社会心理学视域下的大学生网络道德失范行为分析 由此,去个体化将会导致个体的责任感下降,但却增加了对团体规范的顺从。引发去个体化行为的最主要的认知因素是个体自我意识的减弱及群体意识的增强。现实社会中人们的行为通常受道德意识、价值系统以及所习得的社会规范的控制,并且能够不断地从现实的社交网络中的其他个体那里获得反馈,从而增强自我觉察。自我觉察的人,会表现出更强的自我控制,并且行为更清晰地反映他们的态度。自我觉察的人更少地作出欺骗行为,更易约束自己的行为。网络社会所具有的强大的交往、交流平台为尽可能多的人提供了交流的机会,越来越多的人使用互联网,而不是面对面地交流,由此造就了庞大的网络群体。但便捷、迅速的网络交流平台,却缺乏现实社会中人际交往的约束机制,使得个体行为缺乏有效的反馈监督,从而降低个体的自我觉察,从而更容易出现失范行为。个体在网络中很容易就淹没于群体之中,失去自我意识,丧失自我判断能力。同时,网络行为本身即具有身份隐匿性的特点,这将使个体更容易在群体中迷失自我而出现行为解放,做出一些单独时不会、不敢做的事情。青年学生本身即具有心智发展不成熟、行为判断能力不足、自我控制能力不强等特点,在缺乏约束的网络行为中,部分控制能力差、自我约束水平低的学生就有可能出现欺骗、浏览不良网站等各种负性网络行为,甚至出现极端的网络犯罪行为。从众。从众心理即指个人受到外界人群行为的影响,而在自己的知觉、判断、认识上表现出符合于公众舆论或多数人的行为方式,是大部分个体普遍所有的心理现象。网络用它的虚拟现实技术创造了一个独特的现实的精神文化空间,成为一种强大的社会力量,并且以信息海量、更新迅速、互动性强等优点最大限度地吸引了大学生们的视觉注意力。青年学生虽然自我意识急剧发展,充满热情,勇于创新,但是另一方面,他们又缺乏个体倾向性的世界观、人生观、价值观,他们的独立性、自制力、意志力及分辨是非的能力都不强,往往会陷入焦虑、困惑和迷茫之中,表现出人云亦云,随波逐流。因此,某些负性网络行为,例如浏览黄色网站、使用不文明语言等行为往往是受到同伴影响而出现的“随大流”行为。 网络中大量的人际交往机会及交流平台为大学生网民的交往活动提供了广阔的空间,也使得部分具有共同经历、共同爱好的网民之间交往的可能性大大增加,并在频繁的交往中固化成为一个群体。群体成员在交往过程中往往会抵制那些对群体的设想和言论提出质疑的人,而且这种抵制会以针对个人的嘲讽、打击等形式出现,导致那些对群体言行有不同意见的个体面临来自群体的压力。在这种情况下,多数个体会选择从众。同时,网络言论的自由极大地增加人们对他人开展语言攻击、抵制他人的可能性。大学生思维活跃,情感丰富,并具有强烈的归属与交往的需要。因此,他们更希望通过网络平台与他人交往并加入群体,也就更容易受到群体的影响而出现从众行为。挫折-攻击。挫折攻击理论主要由多拉尔德、米勒等人提出,是指当人的一个动机、行为遭到挫折后,就会产生攻击和侵犯性反应,甚至出现犯罪行为。攻击的形式可以表现为语言攻击、身体攻击等。调查显示,76.6%的人感觉当前互联网上羞辱、谩骂等人身攻击现象普遍。其中,25.6%的人表示“非常普遍”。仅3.9%的人“很少”或“没有”发现类似情况。所谓“挫折”是根据某种愿望进行有目的的行为时,由于内部或外部障碍,使欲求的满足受到阻碍,这种状态就是挫折。多拉尔德认为,攻击的发生强度与欲求不满的量成正比,挫折越大,攻击的强度也越大。现代大学生的学习与生活均较以往有较大改变,日常生活中的人际交往、就业、经济的压力较以往均有所增加,导致一部分学生内心出现较强的挫折感。同时大学生宣泄心理压力的途径有限,或者是缺乏应对挫折的能力,从而导致一部分学生通过在互联网上羞辱、谩骂甚至报复他人的方式,发泄自己挫折感,或者过度宣泄着自己的情绪。 三、应对策略 针对大学生网络道德失范行为的成因的心理学分析及青年学生本身具有的心理行为特点,可以从如下几个方面建立有效的解决途径首先,增强大学生的自我意识,提高自我管理水平。自我意识是指人对于自己以及自己和周围事物关系的一种认识、情感和意向。它是人认识自己和对待自己的统一,是对自己的认识、态度、行为的调节的综合性表现。增强自我意识、提高自我管理能力能促进大学生更好地认识自我、促进自我的发展,从而使自己的言行和思想能通过增强大学生的自我意识,提高大学生的自信心与自我管理水平。大学生的生理日趋成熟,但心理成熟滞后,表现为自我意识发展在多方面存在矛盾。学校、老师也可以充分利用网络传播的互动性,采用学生喜闻乐见的形式引导学生学会自我调节和控制,不要在虚拟网络中迷失自我,做出负性行为。其次,加强挫折应对教育,提高大学生的挫折应对能力。现代大学生的成长过程多比较顺利,成长环境与物质条件较以往也有较大改善,但也正是因为这样,导致部分学生没有应对困境、解决问题的机会,也就缺乏有效的挫折应对能力训练,从而导致学生抗挫折能力较差,一旦离开既往熟悉的生活环境,进入大学后遇到在学习和生活中的困境时,容易产生较强的挫折感,从而产生一些非理性的认知并导致某些负性行为的出现。长期处于慢性、低强度压力下,部分学生会出现负性情绪积聚状态,同时又缺乏有效的宣泄途径,易导致孤僻、焦虑、强迫等心理问题,并进而导致各种不适行为表现。高校在学生教育过程中,应通过各种途径使大学生们学会面对问题、解决问题,学会有效应对挫折。高校、教师应从根源上帮助大学生正确认知困境,认清自己的真实需要,正确处理挫折,避免网络心理问题的产生,并针对负性网络行为开展有针对性的引导与教育,引导大学生健康上网。另一方面可以把网络教育作为心理教育的内容,通过网络心理健康教育课程和网络心理咨询,着力预防和矫正网络不良心理倾向和心理问题,如网络焦虑、网络成瘾等,引导大学生自我调适,纠正不良的网络心理。 作者:邵淑红徐伟张婷婷单位:滨州医学院 心理学论文:抗挫折教育下的积极心理学论文 一、积极心理学视域下大学生开展抗挫折教育的必要性 (一)抗挫折教育是社会发展的要求高校是人才的集散地,高校培养人才以人的全面发展为目的。大学生作为社会主义接班人,肩负着建设祖国的伟大使命。当前我国正处于经济转型时期,随着高校大学生毕业人数的增加,就业压力也逐渐增大。随着经济飞速发展,精神文明的不断进步,当今的生活理念和生活方式也与过去不同,种种原因都对大学生的世界观、人生观、价值观甚至择业观有很大影响。导致学生群体中出现很多不和谐现象,如人际关系紧张、盲目攀比、学习氛围差、考试作弊等等。如果这些现象不及时发现并加以制止,很有可能会使一些大学生产生心理问题,心理问题如果不及时解决,容易导致生理上的不协调、不理性,甚至引发犯罪。为此,高校应当在注重学生科学文化知识学习的同时,还应注重学生的心理健康教育,教会学生在面对挫折时应该以积极乐观的心态去对待。高校应该以培养大学生的完美品行为出发点和落脚点。 (二)抗挫折教育是预防大学生心理疾病的要求当前大学生心理问题越来越受到社会和学校的关注。调查显示,许多校园暴力大部分是因为学生的心理问题引发的。如1991年11月1日的“卢刚事件”,卢刚在取得博士学位后,因为未获得最佳论文奖,并且面对巨大的就业压力,最终酿成悲惨血案。当然诱发大学生心理问题的原因有很多,但其中一个非常重要的原因就是大学生在面对挫折时,消极情绪不能及时排解。长期处于压抑、痛苦的心理环境下,学习生活的积极性受挫,如果不及时调整就会进入一个“死循环”,甚至有部分大学生会在绝望中轻生。高校作为育人的地方,必须为大学生营造良好的抗挫折教育环境,防患于未然,要建立积极的防控体系,缓解和疏导学生消极的挫折情绪。 (三)抗挫折教育是增强大学生生存能力和竞争力的需要每个人都是“社会人”,我们不可能离开社会而生存。因此不可避免地会遇到诸如工作不顺心、人际关系紧张、家庭矛盾等问题。大学生在走向社会以后,当他们单独面对生活上和工作上的问题时,只有具备一定的抗挫折能力,才能在社会激烈的竞争中占有一席之地。所以高校在大学生在校期间,有针对性的对大学生进行抗挫折教育,有意识地培养大学生的抗挫折能力,让大学生学会面对问题和挫折时,不逃避、不放弃,以一种积极的心态去面对,培养自己顽强的意志,是高校培养大学生全面素质的本质需要。 二、积极心理学视域下抗挫折教育路径探析 以往心理学研究重点多放在了心理问题的研究上,认为心理学是为了解决心理问题而存在的一门学科,而积极心理学作为一门年轻的学科,更是不被重视。随着抗挫折教育的发展,人们更多地关注个体内心对生活所持有的态度,团体情绪在团体协作中也被列为重点参照因素,积极心理学的主要理念与观点能够帮助个体和团体在遭遇挫折前、挫折中和挫折后找到积极乐观的因素。所以,运用积极心理学开展抗挫折教育是一种时代性的探索。 (一)积极心理学视域下大学生抗挫折教育的原则高校作为大学生学习知识与文化的场所,在大学生遇到挫折时,应该充分发挥高校的主渠道作用,把大学生抗挫折能力培养纳入到教育教育体系中,使之成为大学生素质教育的一个重要组成部分。积极心理学视域下的抗挫折教育有其独特性,所以运用积极心理学开展高校抗挫折教育应该遵循三点原则:第一,预防性原则。积极心理学研究方法不同于传统心理学的研究方法,它更注重个体或团体心理问题产生之前的心理状态,也就是说个体或团体应该以一种乐观、积极向上、开朗的心态面对生活、工作或学习。虽然与抗挫折教育的目的一致,但积极心理学更强调发挥人性中的优点来预防挫折感的出现,这样的心理治愈理念比传统的修复遇到挫折后的心理问题更具有价值。并且运用积极心理学能够节省解决心理问题的成本。因此,在抗挫折教育中,运用积极心理学能够帮助大学生形成积极的认知以抵御挫折。第二,体验性原则。积极心理学不仅强调教学目标和知识技能目标的实现,更强调学生的积极的情绪体验。所谓的积极的情绪体验,早在1998年B.L.Fre-drick就提出了拓延建构理论“认为某些离散的积极情绪,包括高兴、兴趣、满足、自豪和爱,都是拓延人们瞬间的知性的能力,并能构建和增强人的个人自愿,如增强人的体力、智力、社会协调性等。”大学生的情绪特点趋向于强烈且不稳定,所以在抗挫折教育中,不仅要注重大学生认知因素,更应该注重大学生的情感因素,通过各种防范唤起大学生的积极情绪体验。第三,希望性原则。积极心理学强调每个人心中都有自我实现的向往与需求,这种需求会激发个体的潜能和积极力量。高校在开展抗挫折教育时应注重学生的优点和价值。在生活中大学生往往会感到孤独和寂寞,希望有人能够发现他们的价值。所以,在抗挫折教育中,高校应该充分的理解学生,充分的信任他们,给没个人提供发展的机会,相信他们可以形成积极的人格。 (二)积极心理学视域下大学生抗挫折教育的路径 1.心理健康课高校的心理健康课是针对全体大学生进行抗挫折教育的一种路径,是高校心理健康教育的主阵地。高校心理健康课的主要目标是在挫折产生之前进行积极的预防,面向全体大学生普及专业的抗挫折知识,让学生们正确认识挫折、抗挫折,并且通过专业讲解积极心理学的相关知识,提高学生的抗挫折意识和抗挫折能力,而这一目标恰巧与积极心理学的中心思想相契合。积极心理学强调发挥人性中的优点,培养积极的人格力量,预防面临挫折所产生的心理问题。积极心理学作为一种心理学理论,只有将理论具体化才能发挥其实际效用。高校教师可以在心理健康课上课之前与学生们分享一个或两个积极向上的小故事,也可以在课后与学生进行积极沟通,帮助学生树立强大的自信和积极乐观的态度。高校心理健康课程安排中特定课时进行积极心理学知识普及,能够让学生在平时的学习中系统的了解到挫折的概念、挫折情境、挫折反应和挫折防御、应对挫折等知识。有意识地培养大学生的抗挫折能力,引导大学生认识到挫折的两面性,增强大学生的积极情绪体验,使大学生处于低强度的积极生活事件中,培养大学生的积极人格,以预防挫折的发生。 2.团体心理辅导所谓团体心理辅导,就是通过团体内部的人际交互作用,促进个体学习团体中大多数人的态度和行为的一种辅导方式。团体心理辅导是高校抗挫折教育的辅助路径,也是高校大学生心理健康教育采取的最有效的措施之一。当前心理学界讲心理团体按照功能分为“成长性”团体和“治疗性”团体。“治疗性”团体辅导注重成员经验的深层解析、人格的重塑与行为的重建。这种团体辅导方式多用于遇到强大挫折之后,产生深度心理问题的人群。而“成长性”团体辅导注重成员的身心发展,注重成员的正向行为的建立,这种辅导方式符合积极心理学应用于高校抗挫折教育的基本规律,可以作为大学生应对挫折的重要方法。团体心理辅导具有实践性、高效性、趣味性等特点,因此在高校大学生心理健康教育中具有更强的适用性,更明显的成效性。但是一直以来,受到传统主流心理学(消极心理学)等因素的影响,目前大学生团体心理辅导在一定程度上存在问题解决取向的弊端,因此,需要积极心理学思想和理念的介入。高校应充分利用党小组、学生会、社团等活动团体,定期开展团体心理倾诉活动,帮助学生发泄内心的负面情绪。也可以指定团体心理辅导方案。高校抗挫折教育的主要目标是培养大学生的自我意识,树立大学生的积极的自我概念,所以将积极心理学引入团体心理辅导中,能够对当前价值取向倾斜的团体心理辅导进行不断的平衡和完善。 3.积极心理咨询心理咨询是指运用心理学的方法,对心理适应方面出现问题并乞求解决问题的求询者提供心理援助的过程。积极心理咨询是高校抗挫折教育的补充途径,为受挫严重的大学生进行个别调试和辅导。也可以说心理咨询是一种语言发泄方式,内心释放的过程,心理导师对咨询者的辅导可以是一种引导过程,在解答咨询者问题的过程中加入积极心理相关知识,为可能复发的心理问题做好充分的预防。同时,积极心理咨询认为每个人都具备两种能力,一种是爱的能力,一种是认知能力。积极心理咨询主要针对于遇到挫折之后具有不良心理反应的大学生,消除他们的消极情绪和想象,帮助他们从挫折中解脱出来,为此学校设立了心理咨询室和心理咨询电话,并且专门安排心理老师对学生提出的问题进行解答。高校抗挫折教育采用积极心理咨询的方式主要是帮助学生们对挫折进行积极的归因,指导他们形成乐观积极向上的解释风格,同时,为学生提供消极情绪宣泄的场所,帮助他们学习讲情绪进行转移、宣泄、升华等调节方法,以提高他们的心理调节和抗挫折能力。 偏重于大学生挫折教育的积极心理咨询又不同于传统的心理咨询,教育者需要在咨询的过程中引导大学生进行价值澄清,给出正确的是非判断,对于大学生错误的、不切实际的目标应给予劝解和修正,帮助他们制定合理的奋斗目标。总体来说,积极心理咨询重点并不在于问题的解决,重点在于问题解决过程中教育者对咨询者心理状态的重塑。 作者:方鸿志李智智林森单位:渤海大学 心理学论文:高校心理健康教育积极心理学论文 一、积极心理学的理念 积极心理学兴起于上世纪80年代,它的代表人物赛里格曼和西卡森特米哈伊曾撰文指出:“当代心理学正处在一个新的历史转折时期,心理学家扮演着极为重要的角色和新的使命,那就是如何促进个人与社会的发展,帮助人们走向幸福,使儿童健康成长,使家庭幸福美满,使员工心情舒畅,使公众称心如意”。积极心理学批判传统的消极心理学长期以来对心理疾病成因、治疗方法等主题的专注,以为相关问题的解决就能带来个体生活的改变,幸福感的获得。但事实却是,随着心理疾病研究的深入,患心理疾病的人数却日渐增多,这一现象似乎是与心理学的研究初衷背道而驰,作为一股新兴的心理学思潮,积极心理学致力于研究人类积极的情绪体验,积极的人格品质以及积极的社会制度。它以普通大众为研究对象,其优秀思想是强调心理学要重视人类积极品质的挖掘与培养,用欣赏的眼光来看待人类的潜能、动机和能力。Seligman曾概述了人类6种美德和24种积极力量,包括(1)智慧和知识:创造力、好奇心、开放性思维、热爱学习、正确观察事物之间相互关系的能力;(2)勇气:英勇、勇敢、坚持、风趣、热情;(3)博爱和仁慈:和气、热爱、社会智力;(4)正义:公平、谦逊、忠诚、平等;(5)节制:自我调节、谨慎、考虑周到;(6)卓越:对优秀和美丽的欣赏、希望、感激、幽默、信仰。这些美德和品质对于健康人格地塑造起着不可或缺的作用。在大学期间,学生的人格品质仍具有一定的可塑性,引入积极心理学能为高校心理健康教育提供一个新视角,为学生积极情绪和个性品质的升华提供方向。 二、积极心理学对高校心理健康教育的启示 (一)注重个别学生与全体学生的兼顾目前,高校心理健康教育大都以预防和矫正学生的各类心理问题和行为问题为主,其他的学生被自然地忽略掉了,这些学生的情况如何呢?他们在大学生活中能感受到幸福快乐而有希望吗?这些就不得而知了。积极心理学的引入,对所有人的积极情绪、积极品质以及潜力发挥的关注,能从理论上补充高校心理健康教育的内容,打破当下以少数问题学生为重点的局面,使更多的人纳入心理健康教育的视线范围内,实现个别学生与全体学生的兼顾。 (二)引入积极预防的心理健康教育理念心理学研究者们发现,人性层面的积极力量和美德如勇气、爱、开放思维、乐观、希望、坚忍等对于心理疾患起着不容忽视的调节和缓冲作用。对这些品质的挖掘培养,将积极预防的理念引入心理健康教育当中,能更有效地实现心理预防。自我效能理论曾提出四种增强自我效能的途径:个人直接的经验、他人的替代经验、言语说服以及环境。这四种方式在积极情绪和人格品质的培养中同样适用。学校可以通过课程、讲座等多种方式增进学生的积极体验,挖掘他自身的积极品质,引导他去发现这些积极品质是如何形成的,他人身上有哪些积极品质是值得他学习借鉴的。当学生拥有相对积极的情绪体验和个性品质之后,其抗压能力、应对挫折的能力会自然提升,从而达到积极预防的目的。 (三)强化全员育人的教育措施积极心理学将心理学的研究范围从个人的内部研究扩展到个人与社会、个人与群体之间的关系,良好的社会环境能促使个体发挥其人性中积极的层面。学校作为学生学习生活的重要环境对学生的发展起着潜移默化的影响。因此,营造一个关爱支持、积极进取的校园文化氛围同样有助于学生获得快乐幸福的感觉。目前对于高校心理健康教育还存在着这样的误区:认为心理健康教育仅仅是心理辅导教师和辅导员的工作,与其他教职人员无关。这是非常狭隘的观点。相对于人数众多的学生,心理咨询师和辅导员人数有限,也没有机会与所有学生进行接触交流。而与学生接触最多,影响最大的则是各门课程的任课教师。如果他们在授课过程中能重视学生积极体验的培养,将其自身积极、正面的品质示范给学生,这在无形间能对学生产生诸多积极的影响。因此,强化全员育人的意识,在教育宣传中渗透积极心理学,能有效地扩大心理健康教育影响的范围,营建促使学生积极品质发展的环境。 作者:来燕单位:浙江中医药大学 心理学论文:大学生综合素质下的教育心理学论文 一、大学生素质教育的内涵 大学生素质教育分为:思想政治素质教育、人文素质、创新精神和实践能力、法律素质及道德素质。思想素质有思想情感、思想认识、思想方法三方面,政治素质有政治观点、政治信念、政治立场三方面。思想政治素质是大学生价值观、人生观、道德及政治观的综合体现。人文素质是指人们在人文方面所具有的综合品质或达到的发展程度。大学生创新精神和实践能力是学习过程中形成和体现出的创造发明素养,以及运用所学所能将个人目标或任务付诸实践的能力。法律素质是其所具法律知识,法律意识,法律行为的综合体现。道德素质是其做人及行为实践过程中对其自身起规范作用的心理品质。 二、大学生素质教育存在的主要问题 虽然我国高等教育一直提倡专业教育与素质教育并进,但实际情况不近人意,大学生综合素质培养过程中,主要存在以下几方面的问题: 1.思想政治素质教育难入人心,。在这个价值观高度多样化的时代,学生现有的思想政治认知结构和相关课程内容差异大,施教者难以有效输入新的思想政治认知。 2.人文素质教育难以深化,现行人文素质教育只达到人文知识教授层面,学生无法真正理解人文思想、法掌握人文方法,更无法遵循人文精神。 3.大学生缺乏创新意识原动力,普遍只想顺利完成学业并获得工作,缺乏高层次追求。4.大学生法律和道德意识薄弱,缺乏维权意识和社会责任感。道德素质存在道德评价失准、道德价值取向混乱问题。 三、运用教育心理学知识提高大学生综合素质 大学生素质教育过程中们,我们需要理论结合实际,发现大学生的心理发展规律,运用教育心理学相关知识引导大学生综合素质的逐步形成,解决高校在大学生综合素质培养过程中遇到的实际问题。 其一,用皮亚杰的建构学说中同化和顺应这两种建构认知结构的方式的理论来指导思政素质教育。思政教育过程中,受教育者会将施教者所教授的信息纳入并整合到自身已有的认知结构,加强和丰富原有的结构,只是这一同化过程学生会过滤和改造施教者给予的外界刺激。也就是说,学生已有的思想政治认知结构如果和施教者所授结构不一致,那么他们就可能不接受甚至排斥。这正是目前思政教育存在的问题。虽然思政教育在同化过程中受挫,但是我们可以在顺应过程中找到改变这一现状的希望。因为受教者的认知无法适应客体要求时,就会创造新的认知结构来适应环境需要,这是一个自我改造的过程。高校对大学生的思政素质教育如果能把握好学生在同化和顺应过程的中认知结构变化的节奏、时间以及思想政治教育的强度,那么思想政治素质教育就可能发生实质性的转变,建构起大学生全新的思想政治认知结构。 其二,高校若能重视和提高学生的认知驱力,那么大学生人文素质教育将实现由现目前学生仅仅是机械接受人文知识的层度到理解人文思想、掌握人文方法、遵循人文精神的深层次转变。认知驱力是奥苏贝尔三大成就动机中最重要和最稳定的一项,此外还有自我增强驱力和附属驱力。我们需要认识到这种动机就是对求知的需要。人文教育无法深化的原因在于对实利的追求。而奥苏贝尔对认知驱力的重视本质是对认知和理解的价值的追求,这种追求同学生作为学习者的心理倾向契合。所以只要高校引导和培养大学生的认知驱力,就能转变大学生认为人文素质教育没有现实意义的想法。 其三,将马斯洛的需要层次理论介绍给大学生,并引导学生追求较高层次的人生需求,帮助他们找到创新意识的原动力。文献显示我国大部分大学生在高校就读期间的人生需求模糊,甚至是缺失,尤其缺乏对自我实现需求的追求。马斯洛理论把需求由低到高层次分成生理需求、安全需求、爱和归属感、尊重和自我实现。我们可尽力引导大学生追求马斯洛理论的高层次需求,鼓励他们将自我实现作为自己的终身人生目标。 其四,高校可在法律道德教育的课程中引入科尔伯格的道德发展阶段理论以唤起大学生的道德和法律意识以及对责任感的考虑。科尔伯格的道德发展阶段理论分为六个阶段,而我们要重点引荐给学生的是第六个阶段,即普遍性伦理原则阶段。这一阶段的人确立起了一种用于社会治理的道德观,他们懂得德性的本质、以尊重人为目的而非手段为前提。执此道德观的人是推动社会道德发展的力量。具体可选用科尔伯格的“海因茨难题”这一经典道德两难问题作为课堂开放式讨论话题,了解学生的道德观和法律基础知识掌握情况。而后,为其讲解科尔伯格的道德发展阶段理论及基本法律知识以激发和普及大学生的法律道德意识。 大学生素质的形成看似由外至内,其实也是一个内心变化引起外在行为表现变化的外化过程,是需要施教者带着潜移默化的意识耐心引导和培养的过程。因此运用教育心理学知识有针对性地引导和帮助大学生有效提高综合素质是顺应大学生身心发展的。当然,本文的研究仅供参考,希望可以对大学生综合素质教育有所帮助。 作者:邓丽萍王昊灿单位:四川外国语大学重庆南方翻译学院 心理学论文:高校语文教学下的教育心理学论文 一、运用学习动机原理,大力激发学生学习兴趣 (一)让学生被认可,获取成就感产生成就动机,产生内在学习动力。高职类大专学生因高考的“失利”对学习的兴趣一定程度上受到了影响。只有让他们感到所学的知识学有所得、学有所用,他们的学习动力才是强劲的。因而,在大学语文教学过程中,一是要结合专业从实际出发。比如医学类的高职院校就要充分结合医学类单位需要用得着的内容,如医学报告和处方的写作,以及药品销售类的口语表达知识等内容。让学生学过以后就能学以致用,掌握一门本领。二是讲解生动,视野开阔。语文教师可以以医院一些生动的事例来进行分析讲解,丰富教学的内容开拓学生的视野,扩充他们的知识面。使学生感到经过学习在将来的工作岗位上能大展身手,从而大大激发学生的学习兴趣。三是教学内容要循序渐进,科学安排。在教学中要做到由浅入深、由易到难,让学生从学习中获得轻松感和愉悦感,从而对大学语文学习产生一种发自内在的积极力量。 (二)良好的学习氛围,深厚的师生情感,形成外部的有效动机。前苏联心理学家赞可夫主张:“课堂上要有活泼的气氛,要有游戏的成分,有幽默,有笑声,有争论。”在高职类的院校,因为较多、较深入的专业课让学生倍感枯燥,大学语文恰好能营造一种与专业课不一样的良好的课堂气氛。通过演讲、辩论、讲故事等轻松方式激活学生的兴奋点,使其情绪高涨,学习兴趣更浓,快乐学习效率更高。同时,除了课堂以外要主动同学生多交流,建立深厚的思想情感,这样能让师生间获得一种沟通,有助于课堂上的零障碍交流。 (三)积极情感能激发学生的学习兴趣。学生往往会因人而异,喜欢某个老师的教学方式从而对这门学科产生浓厚兴趣。所以,作为语文教师,在教学过程中,要充分展示自身的人格魅力,加强与学生的情感交流,充分得到学生和尊重,从而让学生“爱屋及乌”对大学语文学习产生浓厚的兴趣。更能使他们的品质得到铸造。 二、运用有效强化原理,挖掘学生学学语文的内在动力强化是一种事物增强另一事物的过程,适度的强化能让学生保持更有效的注意力 (一)制定明确、具体而恰当的学习目标。“教学目标是学生学习的结果,是奋斗的方向”。高职院校的学生对大学语文的学习往往是盲目的,但高职院校大学语文的学习却要求学生有较高而具体的要求,需要真正掌握相关的知识点。所以教学目标要适合学生的能力培养。这样才能更好地激励学生,调动学生的积极性。 (二)奖惩分明。这是教师教学过程中常用的两种有效强化方式。对在课堂上积极表现的同学要能适时的给予肯定;对在演讲、写作等方面有特长的要给予他们更多的舞台。不能忽视在大学语文学生过程中的“吃力者”,语文老师要结合这部分学生的实际,挖掘他们身上的优点,给予引导,帮助成长。当然,也不能盲目的只给予肯定,要奖罚相结合,但不管是奖励还是惩罚都要考虑学生的承受能力,这样才能真正让强化在大学语文过程中起到积极作用。 (三)重视榜样的力量。“榜样的力量是无穷的”。大学语文教学中,要充分发挥班级中大学语文学习较好的榜样作用;同时,可以引用已经在工作岗位的已经取得较好成绩的同校校友的示范效应。通过树立典型,激发学生学习。其次适当引入竞争,增强学习积极性。 三、运用成败归因理论,正确认识自我,产生积极效能感 美国著名心理学家桑戴克提出著名的“效果律”。要求语文教师对学生的课堂表现作出相对应的评价和认定,使学生能准确定位自己,并根据教师的评价对自己的学业水平作出正确认识。语文教师要充分利用心理学的教学反馈原理为基础,以课堂作为舞台,对学生作出正确评价。首先学会更多地肯定。大语文教师要根据学生的回答作出恰当评价,以肯定为主。其次是适时的运用批评,并予以纠正。这样才能起到强化作用。三是教会学生具有一定的概括能力和理解能力,有助于问题的强化。 四、培养创造性思维,提高学生独立思考问题的能力和创新能力 “创造性是人成功地完成某种创造性活动所必须的心理品质,也是创造型人才的重要特征。”创造性思维的优秀是求异思维。高职大专毕业生,马上面临着走入社会,这就要求他们具备更强的独立思考问题的能力和创新能力去适应社会。大学语文教学可以在鼓励学生求异思维、提高创造力方面作出积极的努力。首先,让学生试着走上讲台,参与到知识的发现和创造过程。改变过去老师“一言堂”、“一站到底”的情景,让学生有更多展示个性的舞台,根据自己的经验及认知能力,把知识获得的过程用自己的语言表达出来。既能锻炼学生的表达能力,又强化了心理素质,更有助于树立学生的自信心。其次,通过创设情景,引导学生进行创新能力的实践。 作者:王红亮单位:红河卫生职业学院 心理学论文:小学低年段儿童心理学论文 一、小学低年段儿童的心理发展特点 儿童发展心理学是研究儿童的注意、记忆、思维以及个性等心理结构的学科。小学低年段的年龄范围在6-8岁,属于小学一二年级阶段。这一阶段是为一生的学习活动奠定基础的时期,也是心理发展的一个重要阶段。处于这一阶段的儿童在心理发展上有着一定的规律和特点。 (一)小学低年段儿童注意的特点小学低段学生的好奇心比较强,情绪容易冲动,自我的控制能力比较弱,特别容易受到外界环境的影响和暗示,从而产生不自觉的模仿行为。小学低段的学生有意注意的时间比较短,对游戏仍然保留着极大的兴趣。他们感觉只有在游戏中人才是没有拘束的可以自由发挥的人。因此,他们常把学习当成一种游戏。学习活动本身是否有趣,教学教师是否和蔼可亲,成为他们学习的主要兴趣来源。 (二)小学低年段儿童思维发展的特点小学儿童思维形式发展主要分为:直观形象水平,形象抽象水平,初步本质抽象水平。直观形象水平主要表现形式是记忆的东西常常是直观、形象、具体和鲜明的。小学低年段儿童的概括能力主要处于直观形象水平。 (三)小学低年段儿童记忆的特点即无意识记忆占优势,有意识记忆在发展。儿童还不会向自己提出记住客观事物的任务,被记忆的东西常常是直观、形象、具体和鲜明的,经常是自然而然地记住一些简单的生活经验、语言、图形等。一项研究让5岁、7岁儿童记图片,并以录像中的口唇是否微动为指标,考察儿童的复诵行为。结果发现,有10%的5岁儿童、60%的7岁儿童表现出主动复诵,这说明大部分小学低年段儿童都能运用复诵策略进行记忆。 (四)小学低年段儿童个性发展特点童年期儿童处于脱自我中心阶段。我国科学院心理研究所研究员李文馥在一项“三山实验”式的研究中,利用绒毛动物模型代替三座山,考察4-13岁儿童认知的自我中心现象和脱自我中心化。研究发现,6-8岁的儿童具有自我中心现象,但并不是认知的主要成分。此时期,儿童容易肯定自己的优点,不容易发现和改正自己的缺点,其自我评价几乎完全依赖于教师。来自各方面的表扬是他们学习的绝对动力。 二、小学低年段数学知识范围、授课特征 数学是理解性和逻辑性兼重的学科,并且和现实联系特别紧密。小学低年级数学是数学学习的初始阶段,居于基础地位,其对高年级数学的学习和日常生活中的数学运用起到铺垫作用。小学低年级数学的知识范围主要包括数的认识、钟面的认识、简单的四则运算、初步的几何图形认识、简单推理等。小学低年级数学的知识特点是较为基础,内容对逻辑思维能力有一定的要求。低年级数学的授课特征是:前后联系性较强,内容涵盖范围较广,教学对象年龄幼小,认知能力尚处在发展阶段。 三、儿童发展心理学在小学低年段数学教学中的应用 小学生处于儿童时期,这个时期的儿童个性心理发展有着自身的特点和规律。遵循此特点与规律有助于教师有针对性地开展课程教学,较好地实现教学目标。下面,我们从以下几点来谈谈。 (一)针对学生的注意力特点,培养数学学习兴趣法国教育家第斯多惠说过:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。”小学低年段儿童的注意力不稳定、不持久,所以在数学课堂教学中,教师就需要先培养学生对数学学习的兴趣。低年级的数学知识与日常生活紧密联系,所以我们首先应考虑从儿童所接触到的生活经验入手,以有效满足学生的求知欲。例如,一年级数学上册《比一比》这一课,教学目标是让学生会比多少,比长短和比高矮。其中,有一道题是:比一比哪条绳子比较长。如果教师只是刻板地告诉学生1号绳子比2号绳子长,学生会产生模糊的思维,不能完全理解如何得出1号绳子是长的,从而使得有些学生会感到没有兴趣,甚至开小差。这时如果教师能抓住学生注意力的特征,拿出实际的两根绳子,让两名学生到讲台上进行比一比操作,而其他同学注意观察,就能引起学生动手操作的兴趣。而且,学生会把注意力都集中到讲台上的同学身上,能直观具体地理解1号绳子比2号绳子长。 (二)针对学生的思维特点,创设情境,激活学生的抽象思维小学低年段儿童的感知觉是极其敏感的,一切新奇的事物都能够吸引他们的注意。而且,他们的思维正处于具体的形象思维向抽象的逻辑思维转变的过程中。因此,教师在数学课堂中应积极创设情境,以帮助学生构建时间和空间思维能力,让知识结构合理地联系生活情境,从而提高课堂教学效率。例如,二年级数学下册《小小设计师》一课,要求学生综合、灵活运用第三章所学的对称、平移、旋转等知识,发挥想象,设计出有创意的作品。如果教师不先预设出情境,直接通过讲授让学生设计出图案,学生会设计出与教师讲课时相似的图形。而且,大部分学生的思维没有真正得到展开。反之,如果教师在课前先准备一些如桌布、墙纸等生活物品上见到的漂亮图案,让学生猜猜它们是怎么得到的。然后,教师引导学生通过画一画、折一折、剪一剪、移一移等活动体验图案的设计。最后,再让学生设计出自己喜欢图案。这样能更好地激发学生的想象,使学生由具体形象思维向抽象思维发展。 (三)针对学生的记忆特点,运用复诵策略,有效提高学生对固定知识的识记复诵策略指有意识地重复、诵读、诵习所要记住的信息。小学低年级儿童还不会向自己提出记住客观事物的任务,经常是自然而然地记住一些简单的生活经验、语言、图形等。例如,让学生记住这一概念:在计算有余数除法中,余数一定比除数小。如:22÷3=7……1,如果计算结果是22÷3=6……4,余数是4,而除数是3,4>3,因此余数大于除数,不符合“在计算有余数除法中,余数一定比除数小”这一概念,证明计算结果有误。通过算式举例,学生虽然能基本理解这个概念,还是很难记得住这一概念。教师可以让学生重复地读出概念,每课时上课前都让学生反复地背读,这样,学生便能在理解的基础上有效地记住。 综上所述,小学低年段儿童成长的过程中有其自身的心理发展特点。教师要遵循小学生心理发展特点,善于学习和借用儿童发展心理学的研究成果,并结合自己的教学实践,不断改进自己的教学方法,最终切实应用到教学过程中。只有这样,才能顺利实现小学低年段数学的教学目标。 作者:梁愫瑜单位:广东省珠海市高栏港经济区金州小学 心理学论文:英语积极心理学论文 一、挖掘具有英语潜能的学生语言天赋 挖掘具有英语潜能的学生的语言天赋并不是区别对待,金无足赤,人无完人,每个人在英语学习潜能上定然存在一定差异,且潜能的表现方式也各不相同,教师应善于发现这些潜在的潜能点。如部分学生对英语的理解能力较差,考试成绩不佳,但口音标准,教师应创造发挥这位学生口语才能的条件,如通过课堂朗读等方式,让学生获取成就的喜悦,建立自信,激发学习兴趣,克服英语理解能力不足的短板。教师应具有良好的课堂安排能力和课后调节能力,仔细分析个案,照顾好特殊个体,查漏补缺,创造班级整体英语学习氛围。 二、更积极地评价学生英语学习活动 每个人都渴望被认同、被尊重、被接受,学生心理尚不成熟,教师有责任、有义务帮助学生建立积极、乐观的心态。鼓励、表扬是最好的心理教育方式之一。一些学生可能从未被教师表扬,内心学习的兴趣被一点点消磨,看不到成功的希望,最后彻底丧失学习的信心和兴趣,甚至影响心理健康。因此,教师在开展英语教学的过程中,应多采用鼓励、表扬等简单可行、行之有效的方式帮助学生建立信心。 (一)正面评价,宽容地对待每一位学生每个人个性均存在一定差异,教师不可能对每个学生的性格特点、兴趣爱好、内心阴影等情况了如指掌,因此在开展英语教学的过程中应尽量保持宽容的心态,多给予正面评价。当部分学生在发音上出现错误,教师应耐心引导,课堂上授课时,应充分尊重学生的自尊心,纠错时避免其他学生将注意力集中在犯错学生上,可以临时增加教授内容,转移注意力。如何进行课堂评价是考验一个教师应变能力、教学水平的重要指标。 (二)客观,相对乐观的集体评价班级是一个大家庭,充满了复杂的人际关系,同学与同学之间也存在亲疏远近,每个人都有自己在意的人,若是能够得到自己在意的人的正面评价,学生获得的喜悦感、成就感不言而喻。此外,他人客观的评价,也有助于学生认清自己的不足,相互评价的过程也是一个相互学习、相互了解的过程;相互评价还有助于创造和谐的同学关系,促使学生之间建立更多的联系,消除因不了解而产生的误会。具体方法: (1)传递匿名赞美条,用英语书写鼓励、赞美的话; (2)进行同桌、前后桌小组互动。 三、关注个体,培养积极的品质 “熊孩子”成为网络流行语,但这也反映了当代学生群体一部分现状。现今的学生追求个性化,独立性很强,他们获取信息的渠道较大,思想早熟;当然,也有部分学生受家庭教育、社会环境影响,内向、不喜言语、自我管理能力较差,不能融入积极的英语教学环境之中。这些学生在进行英语学习过程中,可能出现消极心理状态,如厌倦、无所谓、得过且过等,且不易受教师规劝影响。教师应抓住此类学生的心理关注点,或直接面谈,或订立契约,或激将,总之应在充分照顾学生自尊心的基础上,采取更积极主动的方法激发学生的学习动力,对学生随后取得的成果进行大力表扬,帮助学生逐步建立积极的心理状态。 四、小结 积极心理学是一种理念,是一种指导思想,其优秀是从个体、集体层面创造积极的人文环境、个人心理状态。将积极心理学应用于英语教学是一个复杂的系统工程,教师应积极提高自身素质,才能发挥积极心理学应有的指导作用。 作者:张东升单位:甘肃省张掖市青西中学
公路施工技术论文篇1 公路桥梁工程是我国现代经济发展和科技进步的重要力量,将改扩建工作为施工中不可分割的一部分加以强化,并对其进行规范化管理,对提高桥梁的安全使用,提高桥梁承载量、延长新桥寿命、控制成本支出等具有重要的现实意义[1]。现结合某公路桥梁加固施工工程建设情况,就其施工中的相关技术规范阐述如下。 1工程概况 本工程蕉岭大桥正在维修加固,Y165线蕉岭大桥位于蕉城镇(Y165线K1+315)段,横跨石窟河,全长259.8m,主桥上部结构为5孔48.2m刚架拱,桥面宽为8.5m,设计荷载:公路II级;预计春节前可完工恢复通车。加固之家网了解到蕉岭大桥位于蕉城镇段,横跨石窟河,全长259.8m;行车道宽7m,人行道宽1.75m,其维修加固工程完成桥梁全部拱肋、横隔板增大截面,对拱上填料、侧墙、腹拱等予以更换;第一跨至第三跨右幅桥面铺装也已全面完工;全桥路缘石及栏杆底座已完成三跨。最后一跨桥面板的铺装及第一跨至第三跨左幅桥面铺装,确保在春节前完成所有工程量。拱、侧墙开裂等问题,经省公路工程质量监测中心对大桥全面检测后确认为危桥。为保证道路交通安全,县域对蕉岭大桥行全封闭维修加固,且建设进程也逐步加快。维修加固工程主要包括主拱肋、横隔板增大截面+横向预应力加固,增大截面加固,腹拱圈、拱上侧墙重做;更换拱上填料、浇筑整体式桥面板。下部结构破损露筋部位采用水下混凝土进行修补,并对水下基础进行抛填防护。重做桥面铺装,设置伸缩缝,重做两侧人行道及护栏,并设置泄水管。三牙大桥维修加固工程于今年4月19日开始施工,预计本月底完工通车。增大截面作为本次加固工程的主要内容,还需要对拱肋、横系梁加以更换;拆除重做拱上立柱;桥面板、桥面铺装和防撞护栏等予以拆除重建。 2基于工程的施工细则 2.1施工技术选择 该加固工程中,拟对桥面地基裂缝或孔隙等予以加固,并通过施工建设实践以实现相关置换、充填、挤压等施工技术选择。加大立墙截面,改三铰拱为两铰拱,增厚拱圈,更换拱腹伸缩缝等结构措施,增大截面加固(包钢、植筋加固)等先进的施工技术工法。 2.2主墩盖梁病害处理 竖向裂缝或网状裂缝病害为主墩面临的主要问题,严格施工中的规范,具体包括。(1)施工中的材料质量控制标准塑性混凝土制备环节,常采用C40或C50混凝土减水剂等作为添加剂,应用混凝土泵送。微硅粉高强混凝土、免振混凝土、密筋混凝土等。采用高强钢丝、钢绞线及高强度粗钢筋作为预应力钢材;本工程中,拟采用1860MPa低松弛预应力钢绞线,配合C50与C60混凝土。在断面上布置固定预应力钢束,确保锚点位置平弯,穿束、张拉、压浆等为其基本工序;而同时以纤维塑料、预应力筋等无粘结[5-6]。(2)施工中对混凝土的温度控制控制混凝土的配合比,严格水泥等级选择,砂石等原材料的选择。应用“补偿收缩技术”实现混凝土无缝施工。即在拆除重建施工中,为预防混凝土开裂,在混凝土中掺加膨胀剂,在钢筋和临位限制下,钢筋混凝土中建立0.2~0.7MPa预应力,抵消混凝土收缩时产生的拉应力,防止混凝土开裂,解决超长结构无缝施工及大体积混凝土温差抗裂问题。控制好不同层级的浇筑时间,做好相关养生工作,依据实际情况,针对性对公路桥梁工程予以合理的养生处理。(3)施工全过程管理拱上立柱采用钢管混凝土结构,较高的1#~4#立柱钢管截面采用φ1000×12mm,其它立柱钢管截面采用φ800×12mm,钢管内均灌注早强、缓凝、微膨胀50号混凝土。对于较高的1#~4#立柱之间纵桥向和横桥向均设置剪刀撑,剪刀撑采用φ610×12mm钢管。横梁采用预制的预应力混凝土结构,横梁内预应力钢束分两阶段张拉,予制横梁时张拉N1号钢束2根并封锚,待横梁吊装就位、桥面板架设完毕后,再张拉N2号钢束2根并封锚。锚具均采用OVM锚具。横梁通过预埋的钢板及竖向预应力筋和立柱连接。基底应落在完整中风化砂岩上,基底基本承载力按1000kPa设计。拱座内预埋钢管应与主拱钢管焊成整体,以利于传递拱脚截面内力。主拱基础地质资料按《工程地质勘察报告》取用。用钢筋混凝土周边框,用钢筋混凝土周边框架增强石砌结构的力学特点架增强石砌拱上建筑结构。拱上立柱采用钢管混凝土结构,较高的1#~4#立柱钢管截面采用φ1000×12mm,其它立柱钢管截面采用φ800×12mm,钢管内均灌注早强、缓凝、微膨胀50号混凝土。对于较高的1#~4#立柱之间纵桥向和横桥向均设置剪刀撑,剪刀撑采用φ610×12mm钢管。横梁采用预制的预应力混凝土结构,横梁内预应力钢束分两阶段张拉,予制横梁时张拉N1号钢束2根并封锚,待横梁吊装就位、桥面板架设完毕后,再张拉N2号钢束2根并封锚。锚具均采用OVM锚具。将桥面依桥的长度方向从桥面中央向两侧划分奇数个工作面,每个工作面的宽度为100~3000mm;首先开挖桥面中央工作面,卸载桥面铺装和拱顶填料,进行拱背清洗,座浆修复主拱圈和腹拱病害;然后立模用素混凝土回填开挖面;回填混凝土养护,使强度达到设计强度65%~75%;再依次开挖中央工作面两侧的工作面,按中央工作面施工过程和要求施工,直至所有工作面施工完毕。为保证先后浇筑混凝土的整体性,不出现施工缝,本发明所述工作面回填的素混凝土之间的连接面进行拉毛处理,按间距250~350mm布置,传力筋的直径为1~20mm,长度为150~250mm。(可多点)开挖卸载中央工作面I区域的桥面铺装和拱顶填料;清洗拱背泥土,用水泥浆修复拱圈和腹拱空洞和缺陷;沿开挖面安装简易模,用C20素混凝土回填开挖工作面,离回填面10mm高度处,按间距250~350mm布置传力筋,传力筋的直径为14mm,长度为150mm;混凝土回填环节,相关养护需满足设计强度的70%;开挖第三工作面3或第五工作面5或同时开挖,再开挖第二工作面2或第四工作面4或同时开挖,施工过程同中央工作面I的施工过程;开挖完后,拆除模板,回填混凝土的侧面拉毛,回填混凝土,完成全桥拱顶填料的换填;桥面铺装层混凝土绑扎和浇筑,并予以养护,做桥的防撞栏杆,全桥修复加固完毕。具体拱桥加固方案:拱脚截面强化上,以加强拱背,实现对桥梁的加固。而该阶段的施工中,主要以现浇混凝土为主施工工艺方法,在拱脚截面处厚度、腹拱墩处厚度分别为40cm、20cm。其中主筋、锚固钢筋的分布上,分别以纵向间距为20cm的钢筋为主筋,直径16mm、Ⅱ级钢筋,腹拱墩并锚入拱座内50cm。横向钢筋分布钢筋设置上,以间距为50cm、直径10mm、Ⅰ级钢筋。径向布置的锚固钢筋上,将其植于拱肋上面,在新老钢筋连接环节,起到强有力的加固作用。无论是施工方,还是设计方,均需结合具体的工程现场实况,严格合同要求和技术标准进行施工。从全局思维出发,确保施工工作兼具严谨性、科学性、安全性。(4)腹拱圈拆除方案施工方法:以人工方法拆除人行道、栏杆,并行对称作业,并将其运至指定地点,清理干净。依据本次工程建设实践,人工凿除桥面铺装混凝土,并能人工运至制定地点。拆除填料及空腹段侧墙,并由桥台运至制定地点。以压力灌注法为例,施工规范上,针对施工中存在的问题逐一解决。首先做好对裂缝处的表面处理:为保卡本封缝胶的粘接性能与正常固化,应保证封缝胶粘贴处的混凝土表面无灰尘、浮渣等污物,且施工温度与湿度符合胶体施工要求。另外,裂缝内部也应当保证清洁,防止灰尘过多或过于潮湿影响裂缝胶的粘接性能与固化效果。在采用压力灌注法时,应注意裂缝胶灌注效果是否满足要求。这里需要注意两点,一点是针筒注胶嘴的布置间距应为100~300mm,防止间距过大压力达不到注射要求;另一方面,要注意排气嘴的布置,封缝胶固化后,行压气试验,确保密封和通气效果满足相关要求,防止形成封闭空间影响胶液压注。 2.3环氧砂浆修补施工规范 结合该工程,出现墩台与桥台处裂缝、表面砌石松动、支撑主体不佳等问题。解决对策上,严格做好对各个结构的了解,因地制宜选择施工材料、施工设备、施工建材,制定科学的施工计划、施工工艺流程更严格和技术操作更佳。施工规范上,应在施工前做好对相关人员的培训,以满足施工各环节标准。最终,无论是施工前的半径测量,还是相关标准乃至技术规程的了解上,均需合理灌浆孔的间距,并在注浆施工开始中,做好对相关材料的疏堵。并选用性能较好的材料予以补强。 2.4灌浆工艺要求,施工技术规范 依照施工环境及其实际情况选择施工工艺,灌浆严格预应力范围标准。施工人员通过强化对工程材料质量进行控制来改善桥梁路面裂缝现象,保证工程建设使用寿命。通过制定合理化灌浆工艺方案,尽可能降低生产成本支出,保证灌浆过程连续性。桥面铺装层施工时,控制好铺装层标高。在钢筋加工场按图纸要求加工成型,调整好钢筋间距,钢筋网片绑扎成型后,按要求垫设保护层。模板支护支设好的模板应具有一定的刚度,以防浇筑时混凝土的测压力使模板变形或跑模。混凝土浇筑由施工现场的拌和系统拌制。专人养护。伸缩缝制作安装及桥面辅助设施安装;将防撞栏杆、装饰块、人行道、栏杆及照明灯柱等都属于桥面系施工范畴。桥面施工,保证预制块件质量,安装(或现浇)施工的重点是控制好线形和标高,使其协调一致。 3施工中的关键点 本次公路桥梁加固工程中,裂缝处理仅为病害治理的表面,应在杜绝裂缝的二次出现上关注要点。当由于承载力不足而产生裂缝时,还需对裂缝处理完毕的结构进行加固,采用卡本碳纤维布进行加固。分析原因,并通过解决地基沉降问题避免裂缝二次出现。必要时,在本工程建设实践中,引入碳纤维布加固的优势。人工涂胶粘贴,采用德国进口设备生产的复合材料,丝束顺直、布面平整。秉承了碳纤维高度度、高弹性模量、耐腐蚀、耐老化的优点。同时其抗拉强度能够达到3800~4000MPa,能有效应用于结构受弯加固中。为进一步提高工程建设质量,桥梁加固防水在不改变简支桥梁受力条件下为车辆提供连续、平稳的行车道。排水管式ECS连续装置特点就是排水管式ECS连续装置造价低、使用简单、运输方便、宜于存放。通过抢抓有利天气,抓紧桥梁、土方等路基收尾;完成水系沟通和路基附属工程,为封路和路面施工创造良好条件;协调推进主体与配套工程,提早做好备料和工序衔接;继续按照标准化和精细化要求,确保安全,提升质量等方法,全面推进改线工程建设任务顺利完成。 4结束语 在上述公路桥梁加固施工中,为进一步提升工程建设质量,严格施工规范,能在工程建设使用中大幅度提升其使用性能,保障施工质量满足技术要求。 作者:傅希升 单位:烟台公路工程质量监测中心 公路施工技术论文篇2 现阶段公路工程沥青路面使用率不断提升,因此我国也对公路工程施工单位提出了更高的标准和要求。对于施工单位来说,施工人员必须要采取多种施工手段来保障工程质量,确保沥青路面在投入使用后不会出现裂缝或其他问题,从而能够在极大程度提升路面强度,增强公路工程道路的使用寿命。 1公路工程质量控制的意义 1.1保证效益 公路工程沥青路面施工过程中,通过提高施工技术应用水平,强化质量控制措施,能够有效提升公路工程的使用性能,同时也能够提升公路工程交通运输的安全性,防止投入使用后不久便出现较多的病害问题,降低运维保养的次数与费用,从而控制企业的施工成本,为企业带来良好的经济效益[1]。除此之外,这也能够保证原施工计划的顺利进行,第一时间找出施工中存在的问题,并进行有针对性的解决,避免在施工操作中出现安全事故。 1.2提升质量 施工技术和质量控制是保证公路工程施工质量的重要前提。在实际施工过程中,应将各项质量控制技术手段彻底落实,通过科学合理的方法将施工技术的优势最大化发挥出来,严格把关施工质量,从多个维度入手,保障公路工程在各个领域、各个环节都能够安全运行,将安全事故发生的几率降到最低,切实有效的提升公路工程整体质量,充分发挥公路工程的实际效益与价值。 1.3延长寿命 公路工程是长期服务交通运输的城市化建设基础工程,受多年来外部环境不利因素的影响,再加上承受汽车荷载,导致公路工程沥青路面很容易出现各种病害问题,在后期维修或重建的过程中,不仅需要花费大量经济成本,而且还会影响人们的正常生活。而通过提高企业沥青路面施工技术水平,并实施严谨的质量控制手段,能够让公路工程达到较高的质量标准,可以承受长期的使用负荷,实现延长使用寿命的目的,将公路工程的建设价值最大化发挥出来[2]。 2公路工程沥青路面施工技术 2.1施工准备 在公路工程沥青路面施工前期,有必要做好充足的准备工作,包括制定施工方案、施工材料的选用、明确沥青种类、施工过程中外界的各种因素等,这些都是正式施工前的一些基本问题,所以在开展施工前应全部得到有效解决,防止在施工过程中由于某一问题没有得到解决而影响到施工进度,或者导致在施工过程中埋下不同程度的安全隐患,影响公路工程后续的使用质量。例如,对于地质薄弱的区域要选择混凝土沥青混合路面,主要是因为混凝土的抗压力较强,是一种较为结实的施工材料,避免沥青路面交工运营后,由于大型汽车碾压而产生塌陷、裂缝等现象,切实有效的延长公路工程沥青路面的使用寿命。而这项工作开展的前提需要施工前期相关人员做好充分的地质调查工作,才能够分析出科学合理的施工方法,按照既定的施工方案开展工程建设,遵循公路工程沥青路面施工特点,充分发挥因地制宜的作用[3]。又或者要将沥青搅拌的温度控制在150℃左右,搅拌的方式分为连续式和间歇式两种,现阶段应用较为普遍的是间歇式的搅拌方式,对于提高施工质量有着良好的作用。 2.2摊铺施工 在公路工程沥青路面施工过程中,摊铺机是一个应用较多的设备,大多数施工作业都需要应用机械摊铺,这对于提高施工质量和施工效率有着重要的影响。为了充分发挥这一机械设备的作用,应注重对机械设备的质量控制。例如,施工人员要合理调配摊铺机的运行速度。通常来说,摊铺机的正常运行速度为2~5m/min,然后均匀的摊铺路面。当遇到特殊路面如十字路口等,就需要施工人员手动进行填补。同时,也要利用多台机械同时进行施工,以梯队的形式进行摊铺作业(如图1所示),两台摊铺机前后的距离应控制在15m左右,两幅之间的搭接距离应是30~60m,通过试铺试压的方式来确定松铺厚度等。 2.3碾压施工 公路工程沥青路面碾压施工通常分为三个环节,分别是初压、复压和终压,主要是为了增强沥青路面的压实度,提升路面的质量。首先,要利用钢轮压路机开展初压工作(如图2所示),通过静力压实的方式,按照先低后高的顺序开展路面碾压,在沥青路面的平曲线部分则是要遵循由内向外的碾压原则。其次,在复压时要选用振动压路机或轮胎压路机,具体要根据骨料的形式选择不同的机械设备,若是骨料较多,则是要利用振动压路机,而密实度较高的沥青则是利用轮胎压路机[4]。最后,终压环节要选用钢筒式压路机,遵循“紧跟、慢压”的施工原则,合理的将碾压速度控制在1~3km/h,最高不可以超过5km/h,不然就需要提升碾压次数来保障沥青路面的压实度。为了防止出现遗漏或重复碾压等问题,施工人员在碾压过程中也要做好标注工作,从而有效提升公路工程沥青路面的施工效率。 3公路工程沥青路面质量控制策略 3.1合理选用施工材料 在公路工程沥青路面施工过程中,施工材料的选用质量将会直接影响到后续的施工质量。因此,为了能够有效提升公路工程沥青路面施工质量,就必须要加强对施工材料的选用与管理。在选择施工材料时,相关人员必须要考虑到成品材料或半成品材料是否达标的情况,应先对其进行试验检测工作,然后再判断材料的优劣程度。同时,管理人员还应严格按照施工材料的各项指标开展检测工作,利用先进的技术和仪器来判断沥青的质量,只有这样才能够确保施工材料能够达到公路工程的施工标准和要求。采购人员要具备高度的责任意识和安全意识,并积极配合试验检测人员的工作,随机抽检选用的施工材料,若是发现质量不过关、不达标的材料要拒绝进入现场[5]。只有保证施工材料同时具备出厂证、合格证和检验证,并通过检测后发现没有质量问题时,才能够真正投入使用。除此之外,也要尽量选取一下性价比最高的施工材料,这样才能够节约施工成本,保证质量效益和施工效益同时得到提升。 3.2提高机械设备养护水平 在公路工程沥青路面施工过程中,机械设备所发挥的作用是无可替代的,机械设备的运行性能也会在一定程度上影响沥青路面的施工质量。例如,若是压路机出现故障时没有及时发现,那么开展碾压工作时就会出现不均匀、遗漏等问题,这时就需要重新进行施工,不仅会耽误施工进度,同时也会对施工企业带来一定的经济损失。因此,在施工中,相关人员必须要及时检查机械设备的运行状态,确保机械设备能够时刻处于功能齐全、性能稳定的运行状态下。同时,施工人员还要做好对机械设备的日常巡检与保养,施工完成后,就要对设备进行全面的检查,避免由于一些小的故障隐患最终引起较大的故障问题,影响沥青路面施工工作顺利开展。 3.3做好混合料质量控制 混合料的质量控制将会直接影响沥青面层的施工质量,所以相关人员对沥青混合料的质量控制工作也要予以足够重视。例如,要及时检查沥青混合料各个组成材料的性能,以实验室送检或进场检查的方式,同时也要重点检查材料规格、性能以及质量证明文件等,确保沥青混合料能够得到科学的配比。 3.4应用先进的检测技术 随着我国社会经济不断发展,先进的工程检测技术层出不穷。在开展公路工程沥青路面施工工作时,利用先进的工程检测技术能够在一定程度上提升质量控制工作的效率的质量,最大化发挥工程检测的价值与作用,保障公路工程沥青路面的整体质量。现阶段,公路工程沥青路面检测工作中广泛利用实时动态检测技术,通过这一技术能够及时、全面的掌握公路工程沥青路面的动态损伤情况,从而进行深入的分析,研究出有针对性的解决措施。虽然目前公路工程沥青路面检测可应用的技术非常多,但在利用时也要充分了解实际施工情况,如果检测技术应用的不科学、不合理,也会严重影响工程检测的结果,最终出现不同程度的问题。因此,在开展公路工程沥青路面检测工作时,不仅要利用先进的工程检测技术,并且还要结合实际情况选择合理的检测技术,这样才能够切实有效的提升公路工程沥青路面的稳定性和安全性。公路工程是一项庞大的项目,由于道路沥青路面较长,并且具有复杂的施工特点,所以为了公路工程沥青路面的质量,可以运用跟踪检测的方法,公路工程沥青路面的每一项分项工程都要按其相对应的施工标准严格检测。由于路面检测工作的任务量较大,可以将其作为重点检测工作,切实有效的提升公路工程整体质量。此外,在公路工程竣工后,可以利用相关的仪器设备做好试验检测工作,按照相关的标准和规定,对公路工程沥青路面开展最后的检测工作,这是整个工程的收尾阶段,也是最重要的一个阶段。在检测过程中,若是发现质量问题要及时向上级部门反映,通过各部门之间的沟通和协调共同探讨出解决的办法。对一些掩盖工程质量瑕疵的人员和不按照实际情况汇报的人员加大惩罚力度。同时,上级部门还要对市政道路的压实度、厚度和沥青用量进行监督管理,确保试验检测数据的准确性。只有将施工前、施工过程和工程完工所有环节全部按质按量的完成,才能从根本上提升公路工程沥青路面的整体质量和后期的使用效果。 3.5健全沥青路面质量控制体系 公路工程沥青路面质量控制工作中,保证道路结构的均匀性也是非常重要的,其发挥着衡量路基面压实效果的作用,路基结构层内体板作用的大小与后续公路工程投入使用的稳定性有着直接的关联,由于土质本身不具备水的抗腐蚀作用,所以就要严格控制沥青路面的板体性以及压实度。因此,建立健全的沥青路面质量控制体系就很有必要。相关工作人员为了提高公路工程沥青路面的施工质量,应最大程度规避质量管理工作中容易出现的疏忽问题,同时,在工程施工过程中,对项目的管理人员、施工人员、监理人员和设计人员进行质量登记,明确责任主体,并将责任划分到个人,切实将质量责任落到实处。参与建设的相关单位还应设计系统的施工方案,确保在施工前能够预防突发事故,在施工过程中能控制施工质量,在施工完成后能总结施工经验,从而不断完善路面质量控制体系,切实有效的提高公路工程沥青路面的施工质量与效率。 4结束语 总而言之,公路工程是城市化建设发展过程中的一项基础设施,其施工质量将会直接影响人们的生活水平与社会的发展水平,因此,有必要加强公路工程的质量控制。为了能够有效提高公路工程的施工质量,相关人员就必须要重视沥青路面施工工作,不断提高施工技术应用水平,并通过科学有效的措施做好质量控制工作,如合理选用施工材料、加强对机械设备的维护、做好沥青混合料的控制工作等,只有这样才能够满足公路工程沥青路面施工的具体要求,提高施工单位的建设水平,为人们安全出行奠定良好的基础。 作者:徐全威 单位:苏交科集团股份有限公司 公路施工技术论文篇3 在高速公路建设过程中,要跨越多种障碍,如河流、既有线路等,此时就需要通过建设桥梁来满足交通需要,高速公路桥梁建设施工难度大、周期长,尤其是跨越河流的桥梁建设,梁体的下部结构需要在河流中建设完成,为实现在水中进行承台作业,多采取钢板桩围堰施工技术,而此技术施工难度大、质量要求高,为保证其施工安全,应加强对高速公路钢板桩围堰施工技术的应用分析。 1工程概况 某高速公路工程路线全长为25.3km,工程位于我国沿海地区,公路修建过程中需要横跨1处大江,拟修建一座桥梁,该桥梁的总长度为1.2km,采用双向4车道形式,桥梁的上部结构为预应力混凝土连续箱梁,下部结构为承台和钻孔灌注桩基础,其中承台设计为矩形结构,由于工程桥梁需跨越大江施工,且桥梁下部结构主要位于江面以下,为确保桥梁的施工质量,施工单位在承台建设时需进行围堰作业,以营造良好的是施工环境,基于此,本文对该高速公路桥梁工程围堰施工技术进行分析。 2钢板桩围堰施工技术 2.1围堰施工方案选择 2.1.1土石围堰 土石围堰施工方案是利用土石材料对工程施工区域进行围筑,该方案优点是可以充分利用当地的土石材料,施工工艺较为简单,且对基础具有较强的适应性,缺点是为保证土石材料的性能,需要向其中掺加大量的水泥及石灰等材料。较大的块石填筑前需要清洗干净,土石填筑中利用的车辆及船只较多,会对周围环境造成不良影响。土石围堰在水下难以有效压实,需要工期较长,不利于控制工程进度。土石围堰要采用大量的土石材料,在围堰施工后还需要对其进行清理,增加了施工成本。 2.1.2钢板桩围堰 钢板桩围堰施工方案是利用截面为U形的钢板桩,通过钢板桩上的锁口连接在一起,形成钢板墙,实现对施工区域的围筑作业,该方案的优点是材料强度高、密封性能好,能起到很好的防水效果,同时可以随意变换钢板桩组合形式,较为灵活。采用的钢板桩材料在施工结束后,可以直接拔出,施工后能再次利用,可节省工程成本。钢板桩围堰施工需要的设备较少,施工人员较少,能有效控制施工进度,缺点是钢板桩围堰施工技术难度较土石围堰大,需要施工人员具有专业的施工技术[1]。 2.1.3方案比选及设计 通过对两种围堰施工方案各方面的比对,同时结合工程实际情况,最终决定采取钢板桩围堰方案开展施工。针对工程临近岸边位置施工时,采用12m的钢板桩材料,深水区则采用15m长的钢板桩材料,施工前需要在其外围搭设施工平台,以便于各类机械入场作业。目前,钢板桩围堰施工中常用的钢栈桥作为施工平台,本工程也采取此类平台,待施工平台搭建完成后,再准备施工中采用的钢板桩、机械设备等,然后进行钢板桩插打作业。 2.2施工平台搭设 (1)依据施工设计方案,本工程钢板桩围堰的施工平台采用钢栈桥结构,主要用于施工材料运输及机械、车辆行驶。其中钢栈桥结构是由钢管桩墩台、贝雷梁结构构成,搭设于水面之上,搭设完成后会承受材料、设备的荷载,同时会受到外界风力和水流的冲刷。因此,为确保搭设完成后施工平台的稳定性,在钢栈桥搭设前建立了MIDAS/CIVIL三维有限元分析模型,通过计算机对其受力进行验算分析。经过对模型的分析得知,本次搭设的钢栈桥强度、刚度及稳定性符合施工要求,可以确保施工人员及机械的安全。(2)钢栈桥施工平台采取钓鱼法进行搭设施工,即先利用重50t的履带吊车从岸边位置向前推进施工,并利用3.8t重的DZ90型振动锤进行钢管桩打入施工,振动锤的施工半径为15m,可以满足施工需要。在钢管桩振动下沉过程中,应随时观测其垂直度及桩体位置,如出现偏差及时调整,在沉桩入土深度为5cm以内时表示打桩完成,此时利用吊车安装钢栈桥的上部结构以及贝雷梁结构,安装过程中需利用螺栓将贝雷梁与工字钢固定在一起,待整个钢栈桥面焊接固定完成后,再架设水管、电缆以及栏杆等配件[2]。 2.3钢板桩的选用 (1)本工程采用拉森钢板桩施工,此类钢板桩为小锁口形式,其止水性能较强,每根钢板桩的宽度为40cm,重量为760kg/m。结合工程施工方案要求,采用的钢板桩长度分为2个等级,分别为12m长和15m长。所有的钢板桩材料由加工厂制作完成,再运输至施工现场短暂存储并插打施工。在钢板桩材料入场前需要进行抽检,经检测后其性能应满足桩体的垂直度偏差小于1%,桩身弯曲度偏差小于2%L,锁口应通过实验检测,如存在不合格的钢板桩不得入场,受损严重的不得使用。入场后的钢板桩按照型号、规格分类存放于施工区域内,并安排专人负责管理,在后续钢板桩运输、堆放中应避免发生碰撞。(2)钢板桩材料使用前,要在施工场地内进行必要的处理,先将桩尖位置的凹槽底口封闭,再在座扣位置涂抹适量的黄油配置物,减少钢板桩锁口处的摩擦及渗漏。黄油配置物由黄油、干膨润土及干锯末组成,其比例为5∶5∶3。针对钢板桩转角位置还要设置90°的转角桩,以便于形成密闭环境。此外,为保证钢板桩的垂直度,在准备钢板桩材料时还需要设置导向架,采用的材料主要为型钢,导向架入场后利用焊接的方式固定于施工平台上,焊接后再明确标记出各片钢板桩的界限及位置[3]。 2.4施工机械选型 (1)钢板桩围堰施工前需要制定施工方案,确定合理的施工机械设备及配套的工具,本工程钢板桩围堰施工利用的机械主要包括振动锤和吊机。其中振动锤具有一定的重量以及激振力,作用于钢板桩时能够将其插打入地基中,吊机可以将钢板桩材料吊放至施工现场,并控制桩体的垂直度。在选取机械类型时,应结合需要插打的钢板参数、插打时地基的土质条件、施工速度要求、噪音要求以及施工现场的交通情况等多种因素选择。(2)结合工程要求及实际情况,本次施工采用DZJ120A型号的振动锤,经过对该振动锤的试验分析及受力计算,机械的性能符合施工的实际要求,采用的起吊机械为QUY50型履带吊机。该吊机的起吊半径为15m,最大的起吊重量为15t,经过对钢板桩实际重量的计算完全符合施工要求。在机械选择完成后,为保证机械的使用性能,可组织进行试验施工,通过试验结果确定机械施工中的相关参数,并验证机械的性能,经验证合格后,在施工前安排专人对机械的定期检查保养工作[4]。 2.5钢板桩插打施工 2.5.1插打顺序 在施工平台搭建完成且材料、机械准备就位后,即可开始钢板桩插打施工。钢板桩插打的顺序对施工质量存在直接地影响,经过多场地的实际勘察后得知,本工程钢板桩插打沿着顺水流方向作业,合龙段选择在下游某一侧的转角位置。为节省施工周期,钢板桩插打施工与水下钻孔灌注桩作业可同步进行,但施工中需遵循相关的原则。其中,钢板桩边桩的插打应位于钻孔灌注桩之后,施工时钢板桩与孔位的距离应不小于10m,施工过程中应实时监测,以避免造成塌孔的事故。 2.5.2插打方法 (1)确定插打顺序后正式开始施工,本项目钢板桩插打采用DZJ120A振动锤进行,该机械的最大振动力为725kN。插打时先采用振动锤夹紧钢板桩的一端,并沿着桩端方向将其向下推,整个插打过程中,需要注意检查夹板是否紧固在钢板桩上,机械的液压装置是否正常工作,如不存在异常问题则保持振动锤机械的性能,利用机械振动锤击的方式将钢板桩插打入设计的深度,整个钢板桩插打过程中采取逐根插打,并边插打边纠正,直至最后合龙完成为止[5]。(2)在钢板桩插打过程中,第一片钢板桩是整个施工的起点,其施工质量会影响到其余钢板桩的施工质量,因此必须保证其垂直度,避免垂直度偏差超过1%。钢板桩的插打深度应满足设计要求,如插打过程中钢板桩还未达到设计深度,但出现了难以插打的现象,此时应立即停止插打,并检查钢板桩是否存在损坏,或者下方是否存在障碍物,排除问题之后再插打施工。 2.5.3钢板桩合龙 当钢板桩插打至最后5片时,应采用先插后打的施工方式。即先将钢板桩插入地基中,插入的深度保持钢板桩自身的稳定即可,此时由技术人员对钢板桩连接的密实性进行调整,待调整结束后再插打施工完成合龙。如在钢板桩调整结束后,无法实现钢板桩合龙作业时,可采取道链对拉的方法强行合龙钢板桩,但在合龙前应根据合龙口的实际情况选择对拉方式。如合龙口上下尺寸都偏大,则应采取利用道链相向对拉的方式;如合龙口上下尺寸都偏小,则应采取道链反向对拉的方式;如合龙口上尺寸偏大,下尺寸偏小,则应采取上部相向对拉下部反向对拉的方式,反之则对拉方式相反。如经过道链对拉后仍无法合龙,则需要采取异型钢板桩合龙作业。 2.6支撑系统安装 (1)所有钢板桩插打施工完成后,应结合施工方案要求将围堰内的水和淤泥全部抽出,并做好围堰内部的支撑系统,避免因外部水的压力造成围堰变形或坍塌。围堰中的水和泥浆采用机械抽取完成,围堰的内部支撑系统主要由围檩和支撑杆组成,在设置支撑系统时伴随着开挖深度自上而下逐层设置,每层的支撑结构均采用焊接的方式完成。安装时先测定各个构件的平面位置,并控制好其高程,然后结合测定结果将其安装于一个平面,焊接时为保证内支撑与钢板桩的良好接触,宜采用加劲板满焊的施工方法[6]。(2)围堰内部支撑系统施工过程中,应加强对钢板桩位移、桩身变形及内支撑受力的分析与检测,一旦发现存在异常情况,应及时向主管部门汇报问题,并及时疏散施工人员,避免发生安全事故。如检测过程中发现钢板桩锁扣位置存在漏水情况,则施工人员可在围堰外侧利用木屑、砂堵塞漏水处,并在围堰内利用板条、棉絮将缝隙填充密实,如漏水情况十分严重,则应在钢板桩外侧设置止水布,从而形成止水帷幕。 2.7水下封底施工 钢板桩围堰结构内的水和淤泥清理至坑底标高后,本工程拟采用水泥混凝土封底的方式增加地基的稳定性。在封底施工前应先将基础表面清理干净,并实现初步整平,然后再利用小导管灌注混凝土。本次封底施工采用C30混凝土,封底厚度设计为1.2m,混凝土的坍落度宜控制在180~200mm,灌注混凝土采用的小导管直径为300mm,导管口与坑底距离为20~30cm,主要布置于基坑四个角落位置。在灌注混凝土施工时利用天泵压入,首批混凝土灌注后小导管的埋深应不小于0.6m,待封底混凝土全部浇筑完成后,停止天泵作业,并对混凝土进行为期7~14d的养护作业[7]。 2.8钢板桩拔除 混凝土养护至设计强度后组织桥梁墩台施工,待墩台及墩身全部浇筑养护完成后,即可拔除钢板桩围堰。其围堰的拔出顺序为先拆除内部的支撑系统,支撑拆除顺序由下至上,待内部支撑拆除完成后向围堰中引水,主要目的是平衡外部水带来的压力,引水的高度应比外界水面高出10~15cm,引水完成后即可拔除钢板桩,其拔除的顺序与打桩顺序相反,先拔除下游一侧转角,拔除时应先松动钢板桩,并轻微拔高1~2m,然后再全部拔除。经拔除后的钢板桩应及时清洗干净,并检查其变形情况,如经检查整体结构良好则涂刷油脂后运至存放区分类存储。 3结语 综上所述,在高速公路桥梁施工过程中,采取钢板桩围堰施工技术能够为承台作业提供广阔空间,其施工环境安全性及桥梁下部结构的质量可以得到保证。因此,为确保钢板桩围堰的施工效果,施工单位在施工中应把握其施工要点,施工前制定详细的施工方案,施工中做好方案的落实工作,并安排专人对施工过程进行监控,以保证钢板桩围堰施工的安全,保障整个高速公路工程的施工质量。 参考文献: [1]蒋政文.桥梁水中墩钢板桩围堰施工技术分析[J].建材与装饰,2017(36):259-260. [2]陈小玉.浅谈桥梁水中墩钢板桩围堰施工技术[J].建筑工程技术与设计,2017(17):1506. [3]刘理汉.钢板桩围堰技术在桥梁施工中的应用[J].西部交通科技,2021(4):154-157. [4]张赟.钢板桩围堰技术在桥梁施工中的应用[J].运输经理世界,2021(2):73-74. [5]杨泉勇.水下嵌岩钢板桩围堰设计施工研究[J].四川水泥,2020(10):133-135. [6]单龙.钢板桩围堰技术在桥梁施工中的应用[J].商品与质量,2020(10):200-201. [7]麦年飞.深基坑钢板桩围堰设计分析[J].公路与汽运,2015(5):159-162. 作者:陈泽锋 单位:邢台路桥千山桥梁构件有限责任公司
机械工程论文:MATLAB测试技术中机械工程论文 1对MATLAB的信号分析应用软件的设计 1.1界面的设计工作在信号分析 界面主要是通过GUI图形用户界面菜单的编辑器来设计的。根据信号分析的结构划分,系统的主页面由多个子窗体的模块共同组成,分别为:系统简介、信号分析、推出系统等。只要单机主页面上面的模块键就可以打开相应的子窗体。并且所有功能的模块都是MATLAB系统应用程序,在每个子窗体模块中还有多个典型信号,其中有方波信号、脉冲波信号等。典型信号的分析还包括实频谱、虚频谱、相位谱等,相关的分析还有正弦、余弦、方波、脉冲波等信号的自相关与互相关的分析;加窗处理涵盖锯齿波、三角波、方波等信号的窗处理,窗函数还有汉宁窗、哈明窗、矩形窗等。除此之外,在典型的信号分析中,想要保证图形的精确性,还要进行加窗与选取采样点工作。这样每一个模块的显示的内容就会用菜单的形式很好的体现出来。 1.2通过举例进行分析 在实际教学过程中,信号测试分析及处理就可以直接应用先前所设计完成的信号分析应用软件,并且在辅助教学工具在实际应用过程中,只需要进行菜单电机就可以完成,就以就对分析正弦信号的谱举例说明。给出正弦波的信号为y=8sin(10π)t,并根据数据来求出信号的实频谱、相位谱、虚频谱等求出。然后点击MATLAB信号分析应用软件,就会出现测试信号分析主页面图;再次点击页面中的正弦信号分析就可以进入正弦信号的分析主页面图。在选择相应的参数时,要注意频率在6Hz左右,取300个采样点,汉宁窗的宽度为300,点击绘图就可以得出正弦波信号y=5sin(10π)t的结果。求出结果为:相频谱、实频谱显示为0,虚频谱为±3.5,双边幅值谱为3.5,功率谱为13.5等等。根据上述的举例分析可了解到,设计的信号分析应用软件具有简便性,并且界面显示很好,比较适合上课测验、演示等。当然,对于测试技术试验及工程领域此技术仍然可以很好的使用。 2合理搭配与实际应用 将MATLAB及测试信号的分析应用软件应用在教学中可以取得很好的教学效果。对于教师而言,在上课中可以在讲解同时还进行演示,对于一些比较抽象的问题就可以用仿真图形来进行仿真演示,这样会使分析结果非常清楚,减少了教师板书的书写及作图步骤所用的时间,在很大程度上提升了教学效率,教学质量也随之提升。然而对于学生来讲,软件的应用可以帮助学生们进行深刻记忆与理解,可以作为学生预习的材料,帮助学生们解决困难习题等。此软件的应用充分的表现出MAT-LAB的灵活性,还可以对学生们起到规范作用,学生们在教师的帮助下,可以自己设计一些工具箱,无形中提升了学生们的学习积极性。虽然MATLAB及测试信号的分析应用软件具有很多优势,但是在测试教学中也有其自身的特色,在进行公式推算中,相比应用板书会取得更好的效果。因为板书可以将内容保留一段时间,方便学生们进行比较分析。软件的应用主要偏于结果,所以在以后的机械工程测试技术教学中,要将软件应用与其他教学方法进行科学合理的搭配使用,这样才能充分发挥出其自身优势。 3总结 将MATLAB充分的应用在机械工程的测试技术中,形成了一种新型教学试验方法,并且其与多种教学方法相结合共同完成教学任务,无疑会推动教育事业的发展,机械工程测试技术课程改革会更加完善。 作者:谢杰 单位:邵阳学院 机械工程论文:机械工程专业大学化学论文 1结合本专业其他课程,强调学科交叉 学习是一个连续的过程,尤其是机械工程专业,该专业的课程设置是一环扣一环,结构紧凑和合理,因此,课程和课程之间联系很大。但是,传统的机械工程专业,似乎并没有涉及到化学这一学科,更多的是涉及到数学和物理。其实,机械工程和化学关系也很大,理解到这一点,还可以把本课程作为机械制造课程群的基本课程之一。如《工程材料》课程:材料的结构涉及到化学的物质结构内容,不锈钢涉及到电化学腐蚀内容,化学热处理更是直接和化学有关;《机械制造基础》课程:各种热加工都不开化学热力学知识,冷加工离不开表面工程和摩擦学知识;《机械制造工艺学》课程:钢材表面的预处理、表面成形的工艺确定、表面质量的确定、各种热处理工序的安排、各种先进制造工艺等都离不开化学知识;《再制造》课程:由于机械零部件的主要失效形式是磨损、腐蚀、断裂三种,因此,零部件的再制造技术离不开表面工程、摩擦学、电化学、纳米技术等化学知识。由于本课程理论较深,偏科学,机械工程学科相关课程实践性较强,偏技术。事实上,理论和实践、科学和技术从来都是相辅相成的。一般而言,它们存在两种基本模式:一是由于生产实践需要创建了技术,然后提高到理论上来,再反馈到技术中去,促进技术更一步发展;二是在实验室中揭示了某些基本规律,建立了比较完成的理论体系,然后再在生产技术中创建全新的技术部门。比较化学学科和机械学科的关系,也有助于理解科学和技术的辩证关系。 2结合专业实际,阐明化学基本原理 在讲解教材主体部分的时候,应适当结合机械工程专业特点,这样讲解起来学生印象较为深刻,同时又可以让学生在大一阶段逐步渗透机械工程学科思想。如讲解物质结构部分,化学的结构是原子结构、分子结构、各种结合键结构、晶体结构等,这些内容纯粹是化学知识,其实,结构的范围很大,机械工程也有宏观的结构。如轴上有键槽、轴肩、挡圈等,连接结构有螺栓、双头螺柱、螺钉等,机构结构有平面连杆、凸轮、齿轮机构等。这些都是结构,只不过和化学的结构从内容上不一样,但从结构决定性能的角度看,实质是一样的,只不过结构的尺度不一样,一个偏微观,一个偏宏观,现在很多科学研究都是跨尺度研究。再比如化学的合称,在材料界称为制备和加工,在机械上就是机械制造,名称上有差别,实际各自的角色都差不多。学院除了机械工程专业以外,还有三个专业,分别是过程装备与控制工程、交通运输、农业机械化及其自动化,学生应对一个学院的专业有一定的了解。在讲解反应部分,这部分热力学知识涉及到能量的改变,在学院这几个专业里面,都要涉及到能量的转化,机器和汽车涉及到电能、化学能、机械能等相互转换,而过程装备与控制工程专业有专门传递能量的过程工程;同时,该部分和过程装备制造工艺密切相关,过程设备壳体制造的准备工序第一道就是钢材的净化处理,以清除材料表面的锈、氧化皮和熔渣等;讲解电化学部分,也可以结合过程装备与控制工程专业某些过程机器防腐蚀的特点来讲解。事实上,过程装备与控制工程专业以前是化工机械专业,是化学工程各机械工程两大学科结合起来的。 3结合宁夏地区实际 大学的根本任务是人才培养,但同时大学也要服务社会,从这个角度讲,老师应了解本地的相关企业,对于学生而言,也要清楚自己的专业和所学课程和当地社会的关系。,在讲解熵变时,可以联系能源的开发前景和利用效率,找到更加清洁与高效的新能源,如燃料电池、太阳能等[2],可以结合国电宁夏太阳能有限公司的主导产品来讲解;讲解溶液部分,涉及到渗透压概念,纯粹的讲解概念学生肯定感觉到太学术,不清楚和身边的事物有何关系,如果能结合宁夏地区的盐碱地实际情况,了解到盐碱地不容易种庄稼就能很深刻的理解渗透压这一概念;讲解溶液的凝固点下降时,可以参考宁夏共享集团有限责任公司,铸铁的非铁元素含量较高,从而凝固点要比铸钢低,所以共享集团的铸铁温度要比铸钢温度低;在讲解电解池部分,可以结合宁夏青铜峡铝业集团有限公司的电解铝、宁夏天元锰业集团电解锰来讲解;在讲解化学和环境这一部分,可以结合银川污水处理厂采取的水处理流程环节;讲解表面工程与摩擦学的时候,可以结合西北轴承股份有限公司,该公公司的轴承保持架均要采取磷化处理,区内其他机械公司的机械产品均离不开摩擦学知识。这样学生既学习了知识了,又了解了当地的企业主导产品。 4激发学生兴趣 任何学习,要有一定的热爱才会学好,学起来才有主动性。因此,教学的过程中,可以穿插一些化学发展历史,化学与诺贝尔奖,化学与社会,化学与生活,化学学科前沿等有趣的典故、故事。如人们利用扫描纳米探针技术进行原子、分子尺度上的机械刻蚀,操纵单个的分子、原子,将单细胞核酸分析技术用于疾病的早期诊断,目前已经能够进行乳腺癌特异性RNA中某种结构的测定[3]。以及向学生介绍化学理论已经取得的成就,这些成就为社会、生活的进步带来的贡献,化学的面临的难题等[4]。让学生知道化学学科不再枯燥,严密的化学学科也存在娱乐性的一面,还让他们清楚化学学科和社会、生活都有关,更别说机械学科了。同时,也可以使学生理解自然科学发展的共性规律,增加科学素养和情操。 5发挥学生主观能动性 人才培养的目的是让学生自己掌握思想、知识和技能。基于此思想,本课程设置了三个专题:化学与材料,化学与能源,化学与环境。这三部分主要由学生讲解,原则是学生要讲清楚知识点,讲清楚化学与这些主题的联系,并且一定要联系宁夏地区实际讲解。把班级学生分成三组,每组讲解一个专题,每组确定一位组长,让组长给组成员分工,主要包括查资料、作PPT、演讲者等。任课老师首先把每个专题涉及到的知识点和需要查询的书籍、期刊文献、图片、网站等给学生交代清楚。讲解的时候,该组学生全部坐在前面,讲解完后,其他组学生自由提问,由本组学生负责解释和回答。 6考核方式 本课程的主要任务是培养学生的自然科学素养,让学生在工程实际中会运用化学基本原理解决具体工程问题。因此,考核方式与机械工程其它课程有所差异。课程考核采取全程考核,多种方式并存,期末考试考试采取闭卷考试。考核方式如下:(1)在三个专题讲解环节要求是每个学生参入,但是分工不同,有的查资料,有的做PPT,有的讲解,而且课堂有问答互动。本环节,我给每位学生的起点成绩为60分,让每个参与的学生保证及格。在此基础上,再根据实际情况,给分工不同的学生不同的分数。(2)小论文环节该环节是每个学生自己完成的环节,在上述各小组分组讲课之后,根据现场讲解及师生互动情况,每位学生把专题讲解总结成小论文,小论文角度不限,充分发挥学生自己的理解,但要兼顾本地区、本专业等基本原则,要求内容正确,层次清楚;图标规范,语言通顺;论证合理,思路清楚;参考文献等要有出处,是网络来源,要写清楚网址。这为学生以后写科研论文也打下了基础。(3)期末考试环节本环节采取闭卷考试,学生作答。本环节不仅是考学生,也考老师自己。由于本课程的实际情况,试卷中尽量少出现计算、推导等试题,大部分试题侧重运用化学原理解决工程实际。因此,作为任课老师,一定要知识点丰富,了解各个学科(如物理、化学、力学、材料、生物、尤其是机械学科等)的内在联系和交叉、衔接情况,也要清楚本地区相关企业的实际情况。 7结论 (1)在机械工程专业开设大学化学课程是十分有益和必要的。对于工程技术专业的学生,培养化学基本素养和情操起到了很好的作用;(2)经过去年的课程考核情况,该考核方式普遍被学生接受,同时也收到了较好的教学效果;(3)随着教学的不断深入,我们将总结更多的教学规律,探讨理科和工科的学科交叉和渗透情况。 作者:邓安强 赵瑞红 单位:宁夏大学机械工程学院 宁夏大学教育学院 机械工程论文:专业学位培养机械工程论文 机械工程领域是东北石油大学最早获批工程硕士学位授予权的领域之一,并于2009年开始招考全日制专业学位硕士研究生。面对石油石化行业,以及东北老工业基地人才需求的新形势,我校在对机械工程领域专业学位研究生教育存在的问题进行分析的基础上,对保持石油特色的、面向工程应用需求的全日制专业学位研究生培养体系进行了研究探索,构建了新的培养体系。 1机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略 在人才培养越来越注重个性化、创新性的今天,高等学校应该改变过去单一的知识传授的教育方式,增强学生的个性培养与实践创新能力的培养,培养体系应该有自己的特色与个性。通过领会我国由工程教育大国迈向工程教育强国,走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的发展战略,为适应高等教育面向社会需求培养人才的发展形势,我们深入分析了机械工程领域的优势特色和发展难题,借鉴国内外工程教育教学改革的成功经验,确立了石油特色机械工程全日制专业学位研究生培养体系改革的总体策略。即:依托石油石化企业发展优势,进一步增强与企业的产学研合作,促进导师队伍建设,加快具有石油特色的实验室和校内外实践创新基地建设;开阔全球视野,推进国际化办学,拓宽学科发展空间和就业渠道;以企业需求为导向,借鉴国际工程教育人才培养新理念,培养知识面广博、适应性广、实践创新能力强的高层次应用型人才。 2机械工程全日制专业学位研究生培养体系的构建 专业学位研究生培养体系的构建涉及培养目标、研究方向、课程设置、实践基地、培养方式、学制、学位论文、导师队伍、质量管理等要素。 2.1培养目标全日制专业学位是以应届本科毕业生为主的全脱产学习,其培养目标与非全日制专业学位应有所不同,与学术型学位有明显差异。机械工程全日制专业学位研究生的培养目标为:具有良好的思想道德素养、敬业精神和创新精神;具有坚实的数学、力学、机械工程、计算机技术基础;掌握一门外国语,能熟练阅读专业文献;掌握现代机械设计、制造、机电控制、车辆工程等领域的基本理论与方法,了解本学科专业发展前沿;在石油机械工程、机械设计、机械制造、机电控制、车辆工程等某一方向或领域,从事科技攻关、技术开发、工程设计与施工、工程规划与管理的应用型高层次专门人才。 2.2研究方向经过机械工程学科与石油与天然气工程、石油化学与化工技术、油气田防灾减灾工程及防护工程等石油特色学科或方向的长期交叉渗透,融合凝练成东北石油大学机械工程领域全日制专业学位研究生的研究方向:a.石油机械工程;b.机械设计及理论;c.机械制造及其自动化;d.机械电子工程;e.车辆工程;f.工业设计;g.安全技术及工程;h.材料腐蚀防护与失效分析。 2.3课程设置在实行弹性学分制的同时,将研究生所学课程分为学位课与非学位课,以及为加强实践能力培养而设置的必修环节,为跨专业学生设置的补修环节。全日制专业学位硕士研究生应修学分不少于32学分,其中专业学位课程不少于12学分,必修环节至少5学分。为了突出石油特色,注重知识的前沿性、交叉性和渗透性,除了对常设课程内容和教学模式进行改革与更新的同时,新设置了油井举升工程前沿技术、机械制造前沿技术、机电控制前沿技术、材料科学与工程前沿技术、机械装备故障检测与分析前沿技术、石油化工设备安全技术、流体参数测试实验等课程。 2.4实践创新基地全日制专业学位研究生实践能力的培养,需要采取多种模式、拓展多种渠道,在加强企业实践基地建设的同时,要更加重视校内实践基地的建设。我们依托黑龙江省石油装备工程技术研究中心、中国石油HSE安全检测与评价重点实验室、钻井修井井架及设备检测评价国家计量认证实验室等高水平实验室,整合学科、学院实践教学资源,构建了机械工程专业学位研究生校内实践基地。由多个实践教学平台组成:石油钻采机械实践平台、海洋石油钻井采油工程技术与装备实践平台、多相流分离技术与装备实践平台、特种工程车辆实践平台、石油化工设备状态监测与故障诊断实践平台、石油化工装备腐蚀防护与失效分析实践平台、流体传动与控制综合应用实践平台。实践基地为学生提供一个实现自主创新、自由探索的实践环境。 2.5学制与培养方式实行弹性学制,一般培养年限为3年,最长不超过5年。具备提前毕业资格的研究生,修学年限可为2~3年。研究生培养采用“三跨”模式,学生可以根据需要自由择时、择地、择专业课学习。实行双导师制,校内导师为主要责任人,指导团队培养相结合。应充分发挥导师指导研究生的主导作用,努力体现“因材施教”的教育思想,积极调动研究生学习的主动性和自觉性,帮助研究生按时制定好个人培养计划。加强研究生的自学能力、动手能力、表达能力、写作能力和创新能力的训练和培养。 2.6教师队伍充分利用地处大庆油田这一地理位置的优势,选派青年教师到石油石化企业去挂职锻炼,他们将得到大量的直接面向工程实践的“实战机会”;加强学校与企业的合作,积极开展联合课题研究和科技服务,使年轻教师都参与到解决工程实际问题和科技创新的实践中来,工程创新意识不断得到增强,解决工程实践问题的能力也得到相应提升。同时,现场工程知识的积累及科技创新,又促进了专业理论水平的提高,逐步建成“双师型”的导师团队。充分利用与石油石化行业长期全面合作办学的各种资源,完善校外导师聘任制度,扩大校外导师队伍,落实好全日制专业学位研究生培养的“双导师制”。 结束语 实施效果表明,全日制专业学位硕士研究生培养体系的构建,可切实、有效地提高我校机械工程专业学位硕士研究生的培养质量。适应专业学位研究生教育快速发展的新形势,面向企业需求,特别是石油石化行业的发展需求,走出一条具有石油特色的机械工程专业学位研究生培养之路,任重而道远。 作者:王金东 李大奇 赵海洋 雷娜 李静 单位:东北石油大学机械科学与工程学院 机械工程论文:材料应用煤矿机械工程论文 煤炭生产(采煤、洗煤和输送管道)中大部分设备、零部件,包括液压支架外导向套立柱、刮板输送机中部槽和刮板、支架用推拉头、落煤管、溜槽、导料槽裙板、带式输送机头部的迎煤板、导流档板、犁煤器犁板、实物校验装置的料斗以及输送机、给煤机的滑道等工程材料,由于冲击、磨损、腐蚀等破坏导致上述部件普遍存在材料失效严重,寿命短,并伴有噪音大、灰份多等环境污染和含煤介质跑、冒、滴、漏等问题,上述问题不仅造成材料的巨大浪费,而且严重降低生产、劳动效率,生产环境恶劣(主要是噪音和灰份)。据统计,神华神东每年因环境污染处理而投入的费用上亿元,对于磨损,仅9个洗煤厂整体更换和日常修补的耐磨材料费2000万元以上,因更换和修补而造成的间接经济损失(生产停产和重复劳动等)是材料损失的5倍以上。本文以液压支架立柱、板刮板输送机中部槽和刮板、溜槽、落煤冲击板等工程材料为例,着重分析工程材料应用存在的磨损、腐蚀、材料选择及产生的环境污染等问题,同时,为生产企业提高工程材料应用水平、节能减排以及提高生产效率提出改进措施。 1液压支架立柱应用存在的问题及对策 煤矿井下环境中往往存在大量的腐蚀介质,如CO2、SO2、H2S等,所用机械工程材料(板材)主要以低合金钢为主,结构件大多采用16Mn低合金钢板。液压支架作为综合机械化采煤工作面重要设备之一,在工作面开采过程中,需要长期承受载荷和不断运动,并且矿井环境对钢结构件有很强的腐蚀性,这些对支架材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能等均有较高的要求,图1是立柱的腐蚀失效形貌。与国外同类产品相比,国产支架所用工程材料由于合金含量低(不添加Cr、Ni、V等合金元素)、表面不处理,因此抗磨、耐蚀性能较差,为延长使用寿命只有通过增加材料厚度来实现,某一型号的液压支架质量比国外同类产品质量增加了1/3。提高国产支架立柱及其结构件工程材料的应用水平的措施包括以下几方面:(1)材料设计着重于选择具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高强度低合金钢为主,不仅保证机械工程材料具有较高的强度等力学性能,而且具有较好的耐腐蚀性能;(2)对机械工程材料表面进行必要的表面喷涂处理,使其表面具有较好的耐磨、耐腐蚀氧化层(如合金化合物、陶瓷等),提高材料的使用寿命;(3)通过提高材料力学性能和使用性能,减低国产支架及其结构件质量,减少煤炭生产设备材料成本和生产成本。 2刮板输送机中部槽和刮板应用存在的问题及对策 在当前采煤工作面内,刮板输送机的中部槽是刮板输送机的机身部件,在工作过程中,刮板输送机刮板链由机头电机牵引与刮板一起带着货载在中部槽中移动,长期以来中部槽部件制作都选择普通碳钢或低合金钢材料,在使用过程中存在以下问题:①重量大,安装和搬运费时费力;②为了降低生产成本和减轻部件重量,中部槽一般是由8~16mm的钢板制成,在受到较大的冲击时易变形,修复困难;③长期受硬质煤块摩擦磨损,磨损严重;④受工作环境温度、空气湿度影响,以及存在的CO2、SO2、H2S等腐蚀介质,产生腐蚀失效。针对刮板输送机机身部位,需要结合其恶劣的工况条件,选择耐磨性能优越、易弯曲、拉伸性能好、抗撕裂、耐冲击、易施工和摩擦阻力小的耐磨材料。根据上述问题,国内部分煤炭生产企业使用了山东科技大学研制的采用超高分子量聚乙烯作为衬里的钢塑复合方法,提高大型刮板输送机的耐磨性,其主要原理是通过利用高弹性超高分子塑性材料吸收能量,减小磨损和降低摩擦系数,在使用初期产生了一定效果,但由于物料输送时与高分子塑性材料摩擦过程中产生摩擦热,致使高分子塑性材料逐渐老化发生快速磨损。中部槽和刮板等工程材料的使用失效实际上是材料的摩擦磨损失效为主,材料的腐蚀及其与磨损的交互作用加速了材料的失效。提高中部槽和刮板等工程材料的应用水平主要以提高材料的耐摩擦磨损性能为主。提高该类工程材料应用水平的主要措施:(1)中部槽、中板材料设计为8~10mm的碳钢材料+(8~10)mm的高铬合金耐磨耐蚀材料,在保证部件使用强度前提下,可以采用复合镶铸的材料制作方法提高材料的耐磨性,也可以将厚度8~10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件,这对于提高100万t以上的过煤量的刮板输送机中部槽的材料使用寿命,通过适当增加中板的高铬合金层厚度更有意义;(2)在刮板表面堆焊一层耐磨陶瓷涂层(Ni基WC陶瓷,厚度8~10mm)是解决其耐磨难题的较好的工艺方法,但要求堆焊层铺展均匀、通过退火消除堆焊层应力,防止耐磨堆焊层脱落。 3支架用推拉头(联接头)材料应用存在的问题及对策 煤矿机械用推拉头是联接液压支架和刮板输送机重要的链接联头,作用是联接液压支架和刮板输送机,即刮板输送机向前推进,支架同时向前步进,推拉头的使用性能要求是抗推拉、挤压、扭转强度高。进口支架随机配匹的推拉头(如DBT型号)具有较好的使用性能,但国产推拉头使用寿命短(有的30d内断裂,有的使用寿命不到1a),其失效形式主要是断裂、裂纹、组织粗大,心部有气孔、缩孔等缺陷等,如图2、图3所示。国产推拉头的频繁失效导致其更换量大、操作困难,给井下工作人员带来极大不便,特别是该零件存在的安全隐患给井下工作人员和生产单位带来人身安全和煤矿生产不安全的严重后果难以估量。图2材料组织粗大,整体截面断裂图3链接部位断裂推拉头的化学成分设计、成形工艺、热处理等技术要求对推拉头的材料应用寿命的长短至关重要,随着强度的提高,特别是当抗拉强度超过600MPa时,传统合金材料受力后的延迟断裂变得突出,这是推拉头材料高强度化时遇到的一个主要问题和难题。根据上述用于采煤设备联接用的合金钢的推拉头部件的失效分析,通过对材料的化学成分进行重新设计优化、探索部件的成形工艺、热处理工艺,开展系列的材料组织、性能研究和优化,并进行新型推拉头试制产品的生产现场工业试验,可最终到达批量生产合格产品的要求。提高推拉头部件工程材料的应用水平的措施为:采用先铸锭成型,并确保材料内部无气孔、缩孔等缺陷,后锻造成型等工艺,确保材料组织细化,致密性高,从而制备具有一定含量的Cr、Mo、V等成分的高强度合金钢材料,并通过研究推拉头新型材料的系列淬火工艺、回火工艺,优化微观组织,确保材料的力学性能。目前由西安交通大学联合神华神东技术研究院研制的新型Cr-Mo-V高强度合金钢推拉头材料已经在神东煤矿开始工业运行试验,其使用寿命可望达到或超过进口产品材料。 4溜槽、落煤冲击板等材料应用存在的问题及对策 (1)溜槽、落煤冲击板材料的磨损、腐蚀失效煤炭生产中的原煤中含煤干石10%~12%,煤干石中含高硬度的26%SiO2、10%Al2O3、15%Fe2O3、35%CaO(上述硬颗粒总量合计在86%左右),是造成输送设备材料损耗的主要磨损源。流动的含煤介质主要是煤泥,对输送设备(管道、落煤管、溜槽、导料槽裙板等)的冲击磨损、磨粒磨损、摩擦磨损及腐蚀严重。由于高硬度的、耐磨性能好的合金材料都为高合金白口铸铁,焊接性能差,所以现在煤炭生产中选用的耐磨材料基本上都是低合金碳钢材料,首先保证了安装、检修方便(焊接性能好),但硬度低,耐磨性差。保德等9个洗煤厂所有靠近地面的煤介质输送溜槽斜挡板由于冲击磨损严重,每隔90d就要焊补或增加一层耐磨板(16~25mm),所有溜槽斜挡板每年都要更换一次,耐磨材料的消耗量巨大,生产设备管理工作和工人检修、更换的劳动强度巨大,是当前影响和削弱神东煤炭生产效率、生产成本高的主要原因之一。要保证噪声、灰份污染问题解决的效果和可持续型,首先要解决所有相关设备用材料的抗磨损问题,其后才能通过防噪音处理解决噪音污染问题,也减少了运行设备中煤粉、灰份跑、冒、滴、漏现象。(2)抗冲击磨损腐蚀材料设计与应用西安交通大学针对上述冲击、磨损工况,进行了多次调研、分析和试验,设计、研制了一种既抗冲击、又耐磨损的高铬合金铸铁/橡胶/碳钢三维网格型双金属复合材料。该抗冲击磨损腐蚀复合材料由3层及3种材料组成,底层为钢铁材料,中间层为高分子橡胶材料,上层为耐磨、耐腐蚀性能良好的高铬合金铸铁材料。底层钢铁材料作为组装和支撑高铬合金层和橡胶中间层的基底,方便安装焊接;中间层高分子橡胶垫硫化粘接于钢铁和高铬合金铸铁材料之间,可以缓冲物料冲击、降低噪音;上层高铬合金铸铁材料设计成100mm×100mm网格型,而且整体拼接成横截面为中间高两边低的弧形,防止了高冲击致使高硬度耐磨合金碎裂问题,提高耐磨合金的抗冲击性能,并充分发挥了高铬合金耐磨铸铁的高耐磨性能(硬度HRC62~65),同时高铬合金铸铁基体组织为奥氏体,也具有较好的抗冲击性能。通过在2006年~2007年期间调研、试制,新型复合材料已经在神华神东公司保德洗煤厂安装并使用,并且经90d的磨损量测试,其使用后使用寿命比原16Mn耐磨钢材料提高9倍多(见表1),维修次数减少1/10,噪音由原95dB降至85dB。溜槽等部件材料同样可以设计为8~10mm的碳钢材料+(8~10)mm的高铬合金耐磨耐蚀材料,在保证部件使用强度前提下,可以将厚度8~10mm的高铬合金制作成具有互换性的通用型耐磨耐蚀板件,不仅提高了工程材料的耐磨、耐蚀性能,而且有利于耐磨板的更换,避免了整体结构件的更换。 5结语 (1)液压支架立柱等机械工程材料的失效主要原因为磨损、腐蚀和疲劳破坏。通过制备具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高强度低合金钢、表面喷涂处理等措施可有效解决液压支架立柱工程材料耐磨、耐腐蚀和抗疲劳性等问题;(2)中部槽和刮板等工程材料失效是摩擦磨损为主。通过采用复合镶铸碳钢/耐磨高铬合金材料、或制作具有互换性的通用型高铬合金板件可有效提高材料的耐磨耐蚀性能;(3)研制新型Cr-Mo-V高强度合金钢推拉头材料具有组织细化、强度高、韧性好等优点,其使用寿命可望达到或超过进口产品材料;(4)溜槽、落煤冲击板等工程材料受冲击磨损严重、并伴有介质腐蚀,研制的高铬合金铸铁/橡胶/碳钢三维网格型双金属复合材料具有高抗冲击、耐磨损腐蚀性能,且明显较小环境噪音污染。 作者:郭爱军 鲍崇高 谷丽 王旭东 单位:神华神东煤炭集团有限责任公司 机械工程论文:自动化技术下机械工程论文 1机械工程自动化技术现状分析 1.1机械自动化管理应用现状。依靠机械的方法实现自动控制的技术被称为机械自动化技术。就目前而言,我国机械自动化技术的管理应用模式上与国外相比还存在着滞后性,但由于机械自动化技术在国内应用非常广泛,而且行业前景也很好,使得一些机械工程企业在应用技术的过程中重视程度不够,管理方面也不成熟,缺乏系统性和科学性,而且缺乏创新意识,导致机械自动化技术整体更新过慢。 1.2机械工程自动化人才培养现状。对于机械工程自动化人才的管理,既缺乏技术人才的培养,也缺乏对技术人才的管理。机械工程自动化技术发展还处于初级阶段,因此专注于此方面的技术人才培养不足,造成人才匮乏现象。另外是对技术人才的管理,在人才培养上我国更加侧重于理论知识教育,使人才缺乏技术实践经验,直接造成了对人才全面发展的制约,对开展自动化技术应用也有着制约影响。我国的机械设计水平没有大幅度的提升,使得设计人员的技术水平也出现了停滞现象,这种现象直接使我国机械工程自动化呈封闭状态发展,造成发展状态不平衡。 2机械化工程自动技术的创新措施 针对目前我国机械化工程自动技术的现状,加强机械工程创新研究至关重要。在加强机械工程自动化技术措施的过程中,主要可以从三个方面进行加强: 2.1制定明确的战略方向。实现机械工程自动化是一个长期的工程,不能盲目进行操作。自动化主要是机械工程自动控制取代传统人工操作,这个过程要保证方向和目标的明确,要针对我国具体情况制定针对性的措施对策。在加强自动化过程中,要积极引进国外先进技术,学习创新理念,从理论上不断丰富机械技术。要在教育过程中加大对自动化知识的普及,使市场和机械行业发展以此为重要导向。国家相关部门要通过大力度的资金政策支持,促进科学技术研究,实现机械自动化产业链的形成。在明确发展方向的同时,要始终以实际情况为基本参照标准,以保证符合多元化市场发展规律。另外机械化自动技术的发展是以信息技术为一定基础的,因此要注重信息技术的应用和发展,以加快机械工程经营管理效率的提高,促进产业结构的完善。 2.2积极引进自动化设备及应用技术。从目前我国机械工程自动化技术应用情况来看,存在着一定的滞后现象,且发展态势落后于国外发达国家。没有实现高度自动化,计算机集成制造系统没有得到广泛应用,基础技术储备不足。在实践探索中要以自身发展特点为基础,积极借鉴国外经验,完善自身技术,实现技术突破和创新。现阶段的机械生产中,针对大批量零件加工仍采取流水作业模式,即以半自动化为主。针对这个环节我们要积极引进先进设备,提高机械自动化,既节省人力资源,同时也提升生产加工效率,对提升企业整体经济效益有着重要作用。在进行非大规模生产加工过程中,可以通过成熟技术人员进行数控机床加工,实现自动化技术应用。在自动化应用中不是进行单一复制,而是有针对性的进行侧重,对不同特性的产品进行优化。在信息化和新材料不断研究发展的新时期,给自动化技术应用带来更大发展空间。目前自动化技术正向开放式结构发展,驱动装置也向数字化方向发展。在系统上和通讯方式实现数字化和智能化是新一代自动化技术的新方向。在我国工业发展不断加快的新时期,机械工程自动化技术要大力推广,实现工业全面自动化、智能化。 2.3实现高质量技术人才培养。为真正实现机械工程自动化,要注重专业技术人才的培养。在人才培养中要加大教育体系建设,从教育着手,加大对自动化专业人才的教育投入。同时改变传统应试教育模式,积极鼓励学生理论与实践相结合,坚持“工学结合”理念,使专业人才在接受理论教育阶段接触机械自动化实践。通过教育机构与校外企业的联合合作,可以保证机械工程自动化人才是理论知识与实践技能兼备的复合型人才。针对目前专业自动化人才空缺现状,要结合科学理念进行培养和管理,在吸纳人才和应用人才的过程中,也要注重人才潜能挖掘,实现机械功能自动化技术创新,人才发展推动我国技术革新。 3机械工程自动化技术未来发展形势 我国科技的不断发展和创新推进机械工程行业发展迅猛,自动化技术将越来越广泛的应用于各行业领域中,实现自动化普及。机械工程自动化将真正实现创新、发展、科学,进一步向机械智能化迈进。同时在“中国梦”理念的指导下,自动化技术的应用形势将走向低碳、环保,实现设备环保、应用材料环保,使得机械工程自动化技术实现可持续发展。网络信息技术的高速发展,使机械自动化技术逐渐趋向网络化。实现网络化能够使自动化技术不受传统应用管理下的地域空间限制,使发展前景和空间更加广阔。因此,在未来的机械工程自动化技术应用中,要充分利用网络信息技术,同时结合管理技术、制造技术以及其他系统工程技术,促进完整的、系统的自动化技术体系形成。 结束语 综上所述,我们已经能清楚的了解到机械工程自动化技术对机械工程行业发展所带来的积极推动作用,但由于在技术方面还存在的一定的欠缺,所以的我国的机械工程自动化技术的水平还有待提高,除却技术方面的问题,应用和管理方面也存在着问题,其问题主要集中在人才空缺方面,所以注重专业技术人才的培养也成为促进我国机械工程自动化技术发展的一大前提。自动化措施目标与方向的明确性是机械工程领域中对自动化技术应用和发展长远性和实效性的保证。而机械工程自动化技术的发展也对我国经济发展起到了一定的促进作用。 作者:王普 机械工程论文:PLC技术应用于机械工程论文 一、PLC技术及其特点 目前,在工业领域中,PLC属于单台设备自动化控制较为典型的设备,有着不易受干扰、可靠性高、编程简单、安装快捷以及体积小等优点。最近几年以来,PLC技术得到快速发展,技术、硬件以及软件的开发都得到了十足进步,功能强大,系统开发性与兼容性比较好,PLC技性比较高。在冶金、电力、化工以及机械等方面PLC得到广泛应用,是自动化控制的主要支柱,推动了自动化与机械工程的持续发展。PLC技术包含生产管理、顺序控制、生产监控、位置控制以及过程控制等,要想将这些复杂控制完成就需要将PLC处理器优秀同控制设备之间所产生的通信问题解决,对于通信技术的重点是确保通信的稳定性与正确性。PLC技术在通信功能方面较为稳定,以下几点分析PLC在数据共享或者是传递中的主要特点。1.程序编辑简单化。大部分的PLC生产厂家均为PLC用户设计了专业的通信软件以及计算机软件,进而完成程序的翻译,使用户编程工作量得以减轻,进而使得PLC编程不在仅仅局限在专业人员,PLC编程门槛大大的降低。2.应用国际上标准的通信协议。为了方便PLC用户的使用以及PLC的推广,PLC生产厂家规定需要使用国际统一的标准通信协议,这样在一定程度上提高不同生产厂家PLC产品进行生产互换的可能性,同时还为PLC用户的维修带来了便利,使PLC产品通信开放程度得到大大提高。3.现场总线界面之间的契合度。PLC的大部分生产厂家都能生产出现场总线,并且广泛应用于通信领域中,比如,目前广泛应用于PLC中并且符合国家标准的AS一工总线、Profibus总线以及DeviceNet总线。这类的现场总线同PLC界面有着较高的契合度,在一定程度上使通信稳定性得到保证。 二、远程通信控制与系统控制中PLC技术的应用 目前,在自动化控制系统中,PLC技术不仅在其他继续结构控制中应用,同时还在自动化系统本身的控制中得到应用,也可以说,PLC技术能在本身系统中采取逻辑错误纠正以及故障排查,这样才能保证自动化控制系统运行的稳定性。在工业自动化的实际生产中,设备所进行的每个动作都会有相应的自动化系统进行控制,并且应用系统检测装置会进一步调整执行期间所出现的累积误差,一旦设备的运行情况发生异常,PLC整个系统的逻辑关系就会发生混乱,通过发生混乱现象的逻辑关系,PLC控制系统就会自行诊断故障,并且报警。在不同系统间PLC进行远程信息控制的过程中,只要确保信息传输界面同互联网通信模块之间的正确性,PLC技术便能稳定的进行远程通信。 三、逻辑运算中PLC技术的应用 PLC在自动化控制系统中,数据处理与逻辑运算有着比较重要的作用,例如运算功能、数据筛查功能、数据传输功能、数据转换功能、数据位处理功能以及控制开关量等。利用PLC运算功能,进而对生产数据进行处理,比如数据的分析、采集以及工作总结等,目前大部分的造纸工业、冶金以及食品等都是通过PLC对数据信息进行监控。通过PLC控制开关量,可以使软接触点得到有效的增加,进而使工业自动化系统质量得以提升,企业能够节省大量的物力成本与人力成本,对比传统意义上继电器,其可靠性较好、操作简单、便于维修、迅速控制,目前基本上能替代大多数的继电器。 四、生产系统自动化控制中PLC技术的应用 在自动化生产的过程中,通常PLC是利用主机模块、位置控制模块、模拟参数控制模块、工//0界面模块、通信模块以及计数模块对工业自动化生产进行控制。在实际的工业生产过程中,PLC技术可以利用对于生产过程的了解,并且按照实际生产过程中需要控制的监控对象与动作对象,优化组合以及合理调整PLC系统中的相关控制模块,进而通过最合理方式与最少模块构建功能完善且全面的一个自动化控制系统,这样才能确保生产中灵活调整控制以及生产中的准确运行。在运行PLC控制系统的过程中,对参数模块功能的模拟是在监控整个生产的过程,并且将控制语句传输到监控仪表,进而对控制精度进行改善,比如,热处理日常运行的维护,锅炉温度升降控制或者是保温工作等等。目前世界上的大部分国家,都已经利用PLC技术完成机械工程自动化的相关标准设备,这一技术的应用范围比较广,覆盖到食品、娱乐、交通、化工以及冶金等全部轻重工业,在自动化领域中使用最为重要,也是用途最为广泛的控制设备。仅在2009年全国PLC的生产件数就己经达到了1500万件,到2010年时,其产量突破了1800万件,2011年时产品最终数量达到2300万件,到目前为止呈现为持续增长的趋势。 五、结论 在信息化与工业化快速发展的时代,机械工程与自动化水平的高低是国家工业发展水平的重要标志,PLC技术的迅速发展有利于工业生产自动化水平的提升。本文主要探讨在各个领域自动化设备中PLC的应用,并且分析机械工程和自动化中PLC的重要作用,进而为自动化领域中PLC的推广提供参考依据。 作者:王新明 单位:江西金工建设有限公司 机械工程论文:遗传算法机械工程论文 1GA(遗传算法)原理 遗传算法就是一种以事物的自然属性和遗传属性为基础,通过计算机对生物进化规律进行模拟以寻优的一种算法,将寻优的范围与遗传空间相对应,把每一种可能的值通过二进制码进行编码,如同染色体一样,形成的字符串相当于基因,然后按预期的结果对每一组编码进行评价,选出最合适的一个值。算法一开始是提出一些问题的解,然后根据要求对这些解进行选择,重新拆解组合,去掉不合适的,留下最优值,由此形成的便是新值,如此往复,继承与改良,这便是GA算法。由以上我们可以看出GA算法并不是简单的重复,而是属于一种螺旋式的上升过程,是不断向更好的方向“进化”的,在淘汰与择优中趋于稳定。 2GA算法的数学基础和算子 2.1GA算法的数学基础 图式定理是GA算法的数学基础,图式定理是Holland提出的,它在一定程度上解释了GA算法强大的数据信息处理能力,由定理我们能看出,经过不断地复制和交叉变异,在第一代中包含的编码数量H可以用如下公式表示:m(H,t+1)≥m(H,t)(N(H)/FAV)[1-PC•(〥(H)/(L-1))-O(H)•Pm](1)如以遗传学讲,其中m(H,t)和m(H,t+1)分别代表第t代和第t+1代种群数量,N代表图式H中染色体适应能力的平均水平,FAV代表种群中包含的染色体的适应力的平均水平,交叉比率用PC表示,变异比率用Pm表示,图式的长度用〥表示,OH是H的确定参数,即阶,染色体长度用L表示。 2.2GA算法的算子 GA遗传算法的基本算子有三个,分别是选择、交叉和变异。选择算子相当于生物界优胜劣汰,决定物种最终存活的自然选择,在生物群中选择一些适应力强的生物,将它们的染色体放入基因库,是染色体重新交叉组合完成变异的前提,选择算子的特点是只能在原有的基础上选择出优良的基因,而无法重新创造。交叉算子相当于自然界生物为完成繁衍生息和进化而进行的交配繁殖现象,染色体经由交叉,重新组合后形成新的染色体,即从双亲染色体里随机地分别选择一条再重新组合,是染色体的重新创造。变异算子是在选择和交叉算子完成重组的基础上使遗传算法能力的增强,以寻找GA值的最优解,如果在整个GA算法中少了变异操作,就只能在原有基础上来回寻找而没有新的突破。 3如何实现遗传算法 遗传算法归根结底是寻找一个最优的解或者工程中所讲的最好的解决方案,从函数来讲是求如下函数的最优解:F=f(x,y,z),x,y,z∈Ω,F∈R(2)其中x,y,z是自变量,每一组(x,y,z)就是一组解,优化目标的目的是寻找一组解使得:F=f(x0,y0,z0)=maxf(x,y,z)(3)首先,将公式(2)的各个参数通过二进制数编码形成字符串,再进行链接形成所谓的“基因链”,据已有的研究结果,可以知道字符串长度不同、码制不同都将对最终计算的结果的精度产生影响。其次,采用随机抽选的方式选择个体的初始值,之所以随机抽选是因为这样产生的结果更具有一般性,能代表寻常情况。最后,确定群体的规模,即确定基因选择的目标源,在这个目标源中寻找最佳值,规模的确定决定了GA算法结果的权威性和有效性,太小则不能提供足够的采样点,结果的多样性将会打折扣,太大则会增加计算量,拖长搜索时间,通畅将规模控制在40~200左右为宜,在对每个个体的优劣实施评价之后,设置一个适应度函数,然后分别确定交叉率和变异率,判断搜索何时停止,在本次讨论中,判断标准可以定为搜索所得的解是否达到了预期的最大值。 4GA在机械工程中的应用 GA算法的优点显而易见,它在机械工程中的应用是极为广泛的。在零件的切削中可以对零部件和切削工具予以优化,使得切削参数的设置达到总在工作以最低的成本,实现最高的效率,最终得到最高的收益的目的,在自动化控制的智能制造系统中可以为系统的静态动态的配合寻找到最佳契合点,以下对GA算法在机械公式和功能中的应用以具体实例加以阐述。 4.1优化人工神经网 ANN,即人工神经网,是一种用于建模和控制的,针对模型结构不稳定的线性系统而设计的结构,单次结构目前并不成熟,并没有确切的数据指导后来者准确的使用,处于摸索阶段。对于ANN,目前采用的训练方法是反向传播算法,大速度比较慢且结果具有一定的局限性,GA算法可谓使这一问题得见柳暗花明。在AN的行学习参数的优化工作中,仍用反向传播,但对一下因素进行编码操作,包括隐含层数、隐含层数的单元数、势态、网络连接方法、迭代数等,编码完成后,构成ANN基因链,把基因链的适应度函数定义为10-MSE-隐含单元数/10-训练跌代数/1000,MSE是训练好的网络对样本的方差。 4.2优化FLC矩阵的参数 模糊逻辑控制器,简称FLC,涉及到的概念有控制对象偏差和动作强度,表达了二者的模糊关系,现有一延时二阶系统的函数为GS=exp(-0.4s)/(0.3s+1),要求此系统的输出值尽量的跟踪输入值,采用FLC矩阵进行参数优化,取矩阵R=77×11,对此矩阵的77个元素以8bit的二进制码表示,基因链长616bit,经由GA算法优化的FLC控制下,输出值的效果明显地优于“比例-积分-微分”控制器的效果。 4.3实现机床挂最佳组合 机床挂轮组合的完美与否直接决定了生产线的效率,而这又是一个极为古老的问题,最佳组合最终实现的是挂轮组的传动比与要求的值误差达到最小,本文中,笔者通过GA算法,以求能找到一个有效的方案,适合度函数定义为:F=20-ABS(id)-(A/B)*(C/D)(A,B,C,D)∈Ω其中,A,B,C,D分别代表挂轮齿数,共计4个挂轮,ABS()表示绝对值函数,Ω是挂轮约束条件,需要A+B>C=d+m,C+D>B+d+m,d,m分别代表齿轮模、安装轴径。笔者在文中采用cenitor算法,对每个齿轮用一个5位二进制码进行编码,代表挂轮表的32个挂轮,共4个挂轮故基因码长20位,个体数为100,经过验证后发现,如果id为整数,GA算法只需完成1000次杂交运算就可以选出多个误差为0的组合,它并非盲目地完成计算,搜索数远小于问题解的数值。 5结语 随着GA算法的不断发展,由于其与其他技术易于融合,当然对于它的争议仍然是存在的,但就近年的研究,大量实例都证明了它是一种简单且实用性很强的算法,在工程领域中的应用也将更加广泛。 作者:郑旭浩 单位:吉林交通职业技术学院 机械工程论文:自动化技术及机械工程论文 1机械工程自动化技术概述 机械工程自动化技术主要是指机械装置在没有外力干涉的情况下,按照事先预定的程序方法,通过机械力进行自动操作或控制的过程。在机械工程行业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动化生产,实现优化、有效的自动生产过程,加快生产投入物的变换和流动速度,进而促进整体机械工程行业的发展。 2机械工程自动化技术的现状及制约因素 从我国机械工程自动化技术应用的现状来看,其还处于刚性自动化、单自动化的阶段,但国外一些工业发达国家已经实现了机械自动化技术的集成化、智能化、柔性化发展。在机械自动化生产的管理方面,我国一些企业仍旧是采用传统的管理模式,而发达国家已实现了计算机全程控制管理,而且在机械生产模式、工业组织与管理方面也在不断升级与创新。由此可见,我国机械自动化的发展仍然存在诸多的不足之处,而制约我国机械工程自动化技术进一步发展的因素,主要为:缺乏相关技术人才、自动化技术应用范围不够宽广、自动化技术相对落后、缺乏自动化技术的科研投入、机械自动化技术的管理不够完善等。 3加强机械工程自动化技术的建议 3.1加强配套机械自动化技术的发展 所谓配套机械自动化技术,是指机械自动化技术既要发展主要机械设备的自动化,又要发展配套元件及控制系统的自动化。充分应用电子学、零件检查与机床装料自动化技术、电子计算机技术,大力推广程序数控机床,研究发展可靠、高效的自动化生产线、自动化控制系统、生产信息系统等。通过配套机械自动化技术的大力发展,使机械工程行业从生产制造开始到结束均能实现自动化生产,从而大力提高生产效率,促进生产效益 3.2重视低成本机械自动化技术的发展 根据形势分析来看,我国暂时还无法投入大量资金发展太多高科技、高成本的机械自动化技术,这种形势下,便应该先从投资少、见效快、成本低、前景广、潜力大、适合我国发展需要和国情的自动化技术着手,打好基础,慢慢向上发展。例如芬兰NOKOAData机工厂组装车间内拥有的一条可制造286/386/486微机的灵活生产线,该生产线在自动化设备应用的同时融入人工参与,将自动化技术与传统工艺完美结合,使其在保证造价较低的同时,具有柔性制造系统的性能。国外这种低成本、见效快的自动化技术我们均可借鉴参考,并结合我国基本国情,研发出适合国内机械工程发展的低成本自动化技术。 3.3重视机械工程自动化人才的培养 我国机械自动化技术之所以发展缓慢,与这方面人才的缺失有很大关系,因此,为促进机械工程及自动化技术的进一步发展,便要重视对机械工程自动化人才的培养。第一,需大力引进国外先进的机械自动化技术,同时加强对机械工程自动化教育活动的开展,使我国的科研实力逐渐增强。第二,机械工程自动化专业人才必须具备机械工程的研究、设计、制造以及自动化技术基础知识、基础理论、基本技术与应用的能力,能够在机械工程生产第一线从事材料加工机械、机械制造及自动化等方面工作。 4机械工程及自动化技术的发展前景 在科技的快速发展下,我国的机械工程及自动化技术也在不断朝前发展,但其在发展的同时,也突显出资源浪费、环境污染、产品开发及利用率低等问题。为促进机械工程及自动化技术的可持续发展,机械工程自动化技术朝着绿色环保、经济性、实用性等方面发展也是必然趋势。 (1)绿色环保的发展前景。机械工程行业在自动化技术的广泛应用下,虽然大幅度地提高了生产效率,但给生态环境也带来了严重破坏,因此,自动化技术的应用与发展应该以减少环境污染和资源浪费,倡导绿色生产战略为原则。 (2)经济性发展前景。我国很多企业在自动化技术的应用与发展中还较为落后,由此也导致了企业经济发展的缓慢,因此,为保证自动化技术能创造出更为可观的经济效益,各企业对现有技术设施不断改进与优化,在提高生产效率的同时使经济的发展得以满足,才能真正发挥机械工程自动化生产的作用。 (3)实用性发展趋势前景。机械工程自动化技术的发展,应该将企业的技术需要与生产需求作为最基础的条件,根本目的是生产出更高科技含量的产品,以此来满足消费者的需求,因此,重视机械工程及自动化技术的实用性发展,也是必然趋势。 综上所述,机械自动化技术是当代先进机械制造业技术的重要组成部分,也是当前机械工程领域涉及面比较广、研究比较活跃的技术,还是机械工程行业获取优势市场竞争力的关键手段。但我国机械工程及其自动化技术目前还不是很成熟,鉴于这种情况,更应该结合我国具体国情,充分参考国外先进经验,做好各项基础工作,循序渐进地进行优化与改善,不断提高机械自动化技术能力,才能使我国的机械工程及自动化技术与国际接轨,最终促进我国的机械工程行业向自动化的更高阶段迈进。 作者:刁荣飞 单位:西南石油大学机电工程学院 机械工程论文:工程设计机械工程论文 一、机械设计制造及其自动化专业工程设计能力的内涵 机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师,使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识,受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后,除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外,作为现代机械工程师,还应具备以下能力:(1)能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题;(2)具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力;(3)具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力;(4)能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性,具备协调与合作能力;(5)具备终生学习的能力。 二、机械工程系列优秀课程教学培养现状 机械工程系列优秀课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程,以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强,与相关课程关联关系强,在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。以《机电传动控制》为例,该课程的理论性、实践性和综合性强,涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面,关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程,和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程,甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学,在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中,机械工程系列优秀课程均存在内容量大,知识面广,教学以理论为主,实验为辅的现状。理论教学方面,由于原理图多,文字叙述较抽象,学生又无实物接触,难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓,不仅影响了学生的实际应用能力,也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节,多采用验证型实践教学,且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性,更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节,即考试,现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握,比较理论化,并不注重与工程实际的联系,往往出现教师为考而教,学生为考而考、考后即忘的现象,无助于对工程技术人才的培养。机械工程领域知识的复杂性和交叉性,使得实际工程问题通常是隐性的,学生毕业进入企业后,无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案,企业必须投入相关资源进行二次培养,企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此,工科院校机械设计制造及其自动化专业,针对机械工程系列优秀课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革,培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要,是适应社会发展需求的需要。 三、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列 优秀课程教学改革研究与实践我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列优秀课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标,贯彻以工程项目构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)全过程为载体的CDIO高等工程教育理念,打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式,以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容(含实践教学)安排、教学方法以及师资和教材建设的优秀,系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目(一级项目),其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程(含实验),这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”,极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时,工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,构建真实的工作场景,以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题;解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下,学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺,以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状,使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进;解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题,真正避免现有教学制度下,老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。针对教学体系改革,建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系,优化课程结构,改革教学内容。如教学过程中,以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线,给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数,要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究,又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容,注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时,将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合,扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”“、80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式,使学生易学,老师易教。在《机电传动控制》课程教学改革过程,共有三条主线:其一,课程自身教学系统主线;其二,工程设计项目与实验教学主线;其三,对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开,最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中,在授课教师的带领下,进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多,工作量大,单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场,极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习,课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导,学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作,完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项,目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨,课后主动学习时间大增,在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色,而不是以往的“填鸭式”教学;学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力,达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革,强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验,培养动手操作和创造能力,注重该课程与相关课程的关联设计,注重该环节理论与实践的联系;对于考试环节,不以最后一考来定输赢,而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合,笔试与口试结合,注重工程设计的实际应用方面的考评。 四、总结 目前,我校《机电传动控制》课程以培养学生工程设计能力为目标的教学改革已经实施了五年,并带动了机械工程系列相关优秀课程群的教学改革。由于在改革实践过程中,以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速了学生从在校生到工程技术人员的角色转变。从用人单位反馈情况(两届)看,就业学生在创新能力、实践能力、知识结构、团队意识、岗位适应能力等方面较往届有较高水平的提升。总之,我们将继续积极进行改革,密切观察实施过程,冷静分析成绩和不足,不断总结经验教训,期望能为中国的工程教育改革做些实事,提供新的改革思路,为培养符合现代企业要求的工程技术人才做出贡献。 作者:杜柳青 余永维 周康渠 米林 单位:重庆理工大学 机械工程论文:机械工程材料建构主义论文 1《机械工程材料》的教学 机械工程材料交融了多方面的专业课程,内容繁多,关系复杂,不利于被学生接受,因此教师在授课时,课堂理论与实际的结合就非常重要,将原本的抽象理论具体化,可以帮助学生直观的了解并掌握机械工程材料的相关内容。注重理论与实际的结合,是提升教学效果的重要方式。如今多媒体的教学方式得到广泛的应用,给教师的教学工作提供了极大的辅助作用。机械材料的教学需要大量的媒介辅助,多媒体正好提供了辅助功能。如今的《机械工程材料》的课堂教学,主要是借助多媒体、网络教学平台,将讲课的方式生动化,期望学生能够接受所传输的知识,在一定程度上提起了学生的学习兴趣,但是这教学方式的本质是没有变化的,还是教师对于学生的单方面传输,只是丰富了传输方式罢了。 2基于建构主义的《机械工程材料》教学 2.1以问题或任务作为驱动力教师在教学的过程中,以问题或任务串联整个教学过程,让学生带着任务和问题开始学习,为学生的学习提供明确目的性,激发学习的积极主动性。在学生追寻问题答案的时候,教师对于过程加以引导,让学生了解知识点的真实应用,同时对于实际的结合也是一个系统的知识梳理过程。比如教师可以引导学生认识钢材的分类,将对不同型号钢材的具体用途的认识作为学生的探究的学习任务,在学生的探究过程中,涉及到不同钢种本身区别和特点的方方面面,整个过程下来对所有的知识点进行了一个系统的整理。这样的过程改变了原本教师枯燥繁杂的教学过程。带着问题和任务来学习,学生成为学习过程的主导力量,提升了学生的学习兴趣,也帮助学生对于学科知识有更深入的认识。 2.2教学课程以学生熟悉的事情做类比在教学的过程中使用类比,可以帮助学生更好的理解所要传达的信息,拉近学生与学科的信息距离,恰当的使用类比让课堂的变得生动,学生的参与积极性提高。对于类比对象的选择直接影响着类比的效果。在《机械工程材料》的教学过程有时候出于条件的限制,教师无法将实物搬到课堂上,这个时候类比的作用就凸显出来了,类比对象尽量选学生熟悉的事情,可以是学生日常生活中常见的情景。例如金属的凝固,金属在大家的日常生活里大多是固体的,学生对于金属的凝固肯定会觉得很抽象,而教师又无法将金属凝固的过程展示出来,这时候如果教师讲金属的凝固类比为水的凝固,就一下子帮助学生产生了具象化的认识,毕竟水的凝固对于学生来说是再熟悉不过的。通过类比,让学生借助自身已有知识与新知识的对比来强化记忆,有助于学生构建自己系统的知识网络。 2.3鼓励学生自己发现问题在教育工作中,提出问题跟解决问题一样是对知识综合掌握并运用的过程。在建构主义的指导下,多鼓励学生提出自己在学习或实践中发现的问题。引导学生主动的去发掘可能存在的问题,鼓励学生对现有的理论提出质疑,可以引发学生对于理论知识的研究兴趣,发挥实践中的观察能力,激发学生的学习积极性,同时通过对问题的发掘,学生对于知识有一个综合性的认识。 3结语 基于建构主义教学理论指导的《机械工程材料》教学,学生成为课堂的重心,老师不再是一味的向学生灌输知识。学生积极的参与到教学活动中,在知识对应的情景中将知识学以致用,从而达到学习的目的,教学的效果质量得到很大的提高。 作者:邓玉容单位:重庆人文科技学院 机械工程论文:机械工程中机电一体化论文 1.提高了设备的安全性 由于机电一体化设备具有安全报警以及自动检测、修复的功能,所以,应用这项技术可以有效的提高设备运行的安全性以及高效性。机电一体化设备是对传统设备的革新,其具有重要进步意义,这种技术自动修复的功能有效的提高设备的安全性,保证了机械设备的正常运行。1.4扩大了机械设备的应用范围机电一体化设备是对传统机械设备的改进与创新,其改变了传统设备应用范围窄,功能单一的问题,扩大了机械设备的使用范围,有效的提高了机械工程的效率。所以,应用机电一体化技术,可以有效的促进机械工程行业的发展。 2.机电一体化在工程机械中的应用措施 2.1机电一体化技术在机床的应用我国数控机床一般使用Z80-CPU软件实现机电一体化,这是因为Z80-CPU系统开发较为简单,且配套的芯片具有普遍性和廉价性,因此在机电一体化技术上具有额可靠性和通用性。由于我国的数控机床是按照坐标轴进行工作台运动的,因此一般需要采用插补功能实现连续控制的目的。其中滚珠丝杠具有摩擦损失小、传动效率高的优势可以有效消除低速爬行的现象,因此在数控机床的执行机构传动方式可以使用该种传动方式。它具有耐磨性好,摩擦系数小,可消除低速运动的爬行现象,同时它的抗撕伤能力强、以及成本低等优点。 2.2监控系统的应用机电一体化技术在工程机械加装电子监控和故障诊治以及自动报警系统可以对工程机械的各种装置如传动系统、液压系统、发动机以及制动系统等进行综合的全方位的监控。监控系统在工程机械运行过程中如果发现异常,能够自动找出机械出现故障的部位,并发出警报,提醒工作人员注意。因此机电一体化技术的应用不仅提高了工程机械的工作效率,而且改善了操作人员的工作环境,降低了工程机械故障维修的费用,缩减了停机维修的时间,对延长机械使用寿命和提高机械经济效益具有重要的作用。 2.3对柴机的控制借助机电一体化技术的电子油门控制系统,对柴油机安装电子调速器和升温控制自动系统可以提高对柴油机控制的便捷性。 2.4降低工程机械功耗,促进生产效率的提高一般的工程机械使用时功耗较高,但是生产效率确较低,例如传统的液压挖掘机不仅功耗较高,能量利用率不到30%,而且生产率较低。但是应用了机电一体化技术的工程机械利用先进的电子控制系统使机械的功耗大大降低,生产率明显提高,例如采用了卡特电子系统的液压挖掘机,功率利用率明显提高,从而使机器的生产率大大增加。又如将机电一体化技术应用于柴油发动机,由于电子调速器等的应用,使柴油发动机可以根据不同的工况选择不同的工作模式,降低了柴油发动机的功耗,增加了柴油发动机的工作效率。 2.5提高产品质量机电一体化技术应用于工程机械中,借助电子系统的精密控制系统,可以提高工程机械工作的精密程度,提高产品质量,促进良品率的提高。一般的机床在加工产品时是操作人员依据自身的操作经验和技术进行操作的,这造成的机床生产的良品较低。实现机电一体化的机床在进行产品加工时依赖于电子系统的控制,因此精确度较高,同时监控系统可以及时对机床操作进行调整,确保良品率的提高。我国较为先进的数控金切机床已经可以进行精度为0.001毫米的作业加工,这是单纯的依靠人工操作的机床难以做到的。 3.结语 机电一体化设备是一项新型的产品,其在机械工程中的应用收到了良好的效果。应用机电一体化技术,需要有效的结合计算机以及先进的信息技术,随着科技的不断发展,计算机信息技术也在不断的改进与创新,这也推动了机械工程行业的发展。所以,应用机电一体化技术也引导这机械工程行业未来发展的方向。通过实践发现,机械工程中应用机电一体化技术后,有效的提高了工作人员的效率,由于机电一体化设备具有自动修复的功能,其还提高了机械设备运行的稳定性以及安全性。 作者:陈玉震单位:唐山国丰钢铁有限公司 机械工程论文:基于校企合作的机械工程师论文 一、校企合作培养模式的现状及存在问题 早在19世纪70年代,美国联邦政府开始推行《莫里尔法案》,确立工程教育在大学高等教育中的地位,这是最早以政府法案方式强化校企合作的典范。2005年10月德国国际汽车制造商大陆公司(ContinentalAG)资助设立了“全球工程教育卓越计划”(GEE),探讨全球化背景下工程师的工作环境及全球化工程师的培养模式等问题,该项目具有突出企业在工程教育中发挥的作用和多方参与工程教育的培养模式两大特点。高等院校在工程人才培养方面采用校企合作模式,可以弥补学校在实践教育和职业训练计划方面的不足,为从事技术研发的教师提供更多施展才华的空间,也有利于提高企业的研发能力,实现校企双赢。我国从19世纪末引入工程教育,但由于开始就缺乏与工程产业领域的密切联系而失去工程化的环境。与国外相比,国内高校工程教育中的工程实践能力培养还存在较大的差距。国内工程人才培养仍以应试教育为主,与工程实际需求脱节,普遍存在重理论轻实践、工程意识较差、工程训练缺乏、社会适应性差等问题,导致所培养出来的学生的工程实践能力较弱。“卓越工程师计划”实施后,上述情况有所好转。统计数据显示,在实施“卓越工程师计划”的试点高校中,有91%的院校采取“3+1”人才培养模式,3年在学校学习理论知识,1年在企业进行专业实践培养,但在校企合作培养卓越工程师方面仍存在诸多不足,主要表现在以下几个方面。 1.缺乏符合“卓越工程师计划”实施要求的师资队伍 现有教育体系下,学生对专业知识的获取更多的来源于教师的引导和直接传授。尽管近年来工科院校师资队伍的学历层次得到很大提升,但绝大部分教师来自于应届毕业生,缺乏在生产一线从事技术开发或工程实践的经历,这导致了他们在教学中所教授的知识偏理论化,与工程实践结合较少,带有一定的片面性和局限性,使学生的专业深度和广度达不到工程实际的需要,不利于机械卓越工程师的培养。 2.学生培养环节中实习和实践机会偏少 实践教学是工程类人才培养的重要环节,它有助于学生对理论知识的理解、吸收和推广应用。在美国大学课程体系中,实践教学约占30%。我国教育主管部门也认识到实践教学的重要意义,2012年教育部在《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中提出各高校要结合专业特点和人才培养要求,增加实践教学比重,确保理工农医类本科专业不少于25%。但实际情况则不容乐观,我国高校实践教学比例基本上只达到20%,且不同的学校相差较大。同时,配套的实验设施和实践实习基地也远不能满足卓越工程师培养的实际需要。专业课程配套实验开课率较低,一般不足40%,开放性实验与创新性实验流于形式,金工实习等工程实训环节以教学型演练和模拟教学为主,学生缺少工程实际环境下的真刀真枪实践机会,专业性实习以参观为主且时间较短,很难深入企业的生产实践中,导致学生在实践教学环节中很难得到充分的训练和实践机会。 3.校内教学与工程生产实际相脱节 虽然学校为学生开设了很多理论课程,但所开设的课程要么以对口专业需要为目的,课程体系窄、专、深,要么与工程领域的生产实际结合得不够紧密,教材编写人员缺乏足够的工程实践经验,专业教材更新不及时,学生对于所学的专业知识在实践中如何应用缺乏具体的概念,使得所学的专业知识缺乏针对性,学生学习积极性不高,学习效果严重打折。实践教学环节重视不够,实验课时不足,实验设施缺乏,更新不及时;实习环节存在一定的盲目性和随机性,内容安排上缺乏系统性、针对性和全面性,导致学生动手的机会越来越少,工程实践能力有所下降,与用人单位的实际需求相脱节。 4.校企合作层次较浅,缺乏深度和广度 现行的校企合作内容比较狭隘,合作目的比较单一,缺乏互惠共赢的利益机制,难以深入和持续合作。困扰高校的是企业参与工程人才培养环节的积极性不高,由于企业普遍认为人才培养是高校的任务,很少有企业愿意接待学生实习,学生在企业的所谓实习也只是参观实习,缺乏动手实践机会,无法接触工程应用知识。究其原因,一方面,由于市场经济体制,企业以经济效益为目的,担心学生进入企业会影响其正常生产;另一方面担心学生参与生产实践易出现安全事故。更为主要的是,学校和企业没有进行有效的沟通和了解,未能形成校企联合培养人才的机制。 二、校企合作实施“卓越工程师计划”的人才培养模式 在工程人才特别是卓越工程师培养方面,世界各国高校多采用校企合作方式,依托企业的工程实践优势弥补高校在实践教育和训练环节的不足,国外成功的校企合作培养卓越工程师模式,如,德国的“双元制”模式,英国的“三明治”模式等。国内高校多采用“3+1”培养的基本模式,细分开,还有“交替型”培养模式、继续工程教育模式、工程研究中心模式、企业研究生工作站(包括企业博士后工作站)模式、校内产学研结合模式、订单式培养模式、企业顶岗实习模式、校企共建联合实验室/实训中心模式和大学科技园模式等。在校企合作形式上,包括校企联合办学、联合组建师资队伍、共建实习基地、科研项目合作和微观课程合作五大校企合作形式。针对校内师资队伍工程实践经验缺乏的情况,我校与省内外十余家企业签订了联合培养机械卓越工程师的协议,并建立了专门的培养基地,在机械卓越工程师培养中采取了“两段式、双导师制”的校企合作培养模式。“两段式”是指在学校和企业分别进行理论和实践环节的两段式培养;“双导师制”是指分别给机械卓越工程师试点班的学生配置两名导师,其中校内专业指导教师由专业能力较强和具有一定技术开发和产品研制经验的老师担任,企业指导教师由承担联合培养任务的对口企业选派具有丰富工程现场工作经验的工程师担任。 三、校企合作实施“卓越工程师计划”的思考与建议 1.做好顶层设计,确定培养方案和课程体系 试点学校应成立包括行业专家、工程生产一线的卓越工程师在内的卓越工程师教育委员会,根据机械行业企业发展需求,以卓越机械工程师培养为目标,确定卓越机械工程师培养方案,重构适合卓越机械工程师培养要求的课程系统,课程设置侧重以工程实际应用为导向、以职业需求为目标,将卓越工程师计划的专业培养标准细化为知识能力大纲,确定本校培养的卓越机械工程师应具有的知识、能力、素质和特色。根据安徽理工大学的煤炭系统行业特色,构建基于大机械观、大系统观和大集成观的机械工程知识系统,将课程体系设置为公共基础模块、公共选修模块、学科专业必修模块、跨学科专业选修模块、专业优秀课程模块、专业任选课程模块、课程实践模块、专业实践模块和素质拓展模块,共9大模块。其中课程实践模块包括机械原理课程设计、机械设计课程设计、专业课程设计、工程制图实践、机械基础综合实验和电工电子综合实训;素质拓展模块是指参加或参与科技文化竞赛、才艺竞赛、社会服务等取得的奖励、表彰以及在外语水平、计算机水平、从业资格、发明制作、论文论著等方面取得的成果,按学生所取得的成绩和效果给予不同的学分,侧重学科交叉和工程实践与创新活动方面的引导。 2.出台配套政策,保障卓越计划的经费投入 来自政府、高校和企业三个层面的配套政策,是有效实施“卓越工程师计划”的重要保障。国家、省级教育部门、行业主管部门、劳动与社会保障部门等相关政府部门可以为参与“卓越工程师计划”的企业提供优惠的税收优惠政策,协调解决学生进入企业实践前后所面临的种种困难,为“卓越工程师计划”的实施创造良好的政策和社会环境。学校可以联合企业共建集产品或技术研发、测试、教学、培训等功能于一体的综合科研平台,同时面向学生和企业员工开放;制定和完善卓越机械工程师师资选拔和培养计划,引导教师有效地将教学、科研与生产实践相结合,鼓励教师融入校企联合体,促进成果转化;联合制定优秀学生奖励和就业帮扶政策,为学生研究生推免、创新创业、就业派遣提供帮助。企业还可以制定优惠政策,鼓励师生参与企业产品开发和技术改造,鼓励优秀学生就地就业,甚至可以在经费许可的条件下为高校提供科研经费,在学校设立一批竞争性的长期项目,资助工程实践项目的开展,促进工程教育的深入改革。试点高校要加大对实施“卓越工程师计划”专业专项资金及配套项目的投入,确保卓越机械工程师培养平台和各级工程实践教育中心按计划建设完成,解决学生在企业培养阶段师生所需经费的维持。 3.校企深度合作,构建校企联合培养体 为了避免以往校企合作内容狭隘、目的单一、缺乏互惠共赢的机制等弊端,校企双方应以“双主体”的方式深度合作,充分考虑双方的利益诉求,制定合作与管理机制,共同确定人才培养目标和课程体系,共建师资队伍、共同指导实践教学。通过校企产学研深度合作,使教学与生产相结合,校企互相支持、互相融合、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享、风险共担。一方面有利于企业借助于高校众多学术性高端人才及其成果解决企业存在的关键性技术难题,促进企业的快速发展;同时,也有利于高校教师加深对生产实践的了解,丰富其工程实践经验。另一方面,也有利于学生深入企业,获得真正意义上的专业实习和实践机会,增强动手能力,并可从企业导师处了掌握企业工作流程,学会如何运用所学专业知识灵活地解决工程实际问题,有利于学生快速向工程师的角色转变。按照卓越机械工程师的培养方案的要求,安徽理工大学已与广东宏大爆破公司、江苏鹏飞集团、中泰国际(集团)高新技术有限公司、凯胜重工等十余家知名企业签署人才联合培养协议,共建工程人才培养基地、联合实验室和研究生工作站。利用企业先进的工艺设计和装备制造能力,提升学生工程实践能力的培养水平,同时实施了专业教师企业挂职锻炼工程和青年教师进企业培养工程。 4.侧重工程实践,改革考核评价体系 卓越机械工程师与传统的机械工程师在培养模式和培养方案方面不同,因而有必要改革现有的考核评价体系。在专业教师的评聘与考核环节中增加在企业工程实践经历的要求;在教学内容上应增加注重理论性和实践相结合,强调专业知识在工程实践中的灵活运用;在考核评聘方面认可并重视教师在参与企业产品开发、技术改造等过程中所取得的成果,优先考虑参与企业挂职锻炼、顶岗工作的教师。对学生的考核要改变分数决定一切的传统考核方式,从单纯的书本知识成绩向集知识、能力、素质和特色四位一体的综合评价转变。除了要具有良好的素质修养、正确的人生观、价值观和世界观,具备扎实的基础知识和基本的人文知识,还要系统地掌握本专业的知识,了解专业现状和前沿发展动态。更为重要的是要具有善于学习和独立获取知识的能力,具有一定创新思维能力和团队协作能力,学会如何分析问题并灵活运用所学专业知识去解决工程实际问题。此外,还应具有一定的专业特色和技术优势。目的是为了有效地引导各教学环节从注重学生成绩向注重学生的学习过程和能力培养转变,回归工程教育的本意。尤其是在实践环节的考核方面一定要从严、从实,采用双导师评分法,对毕业设计课题的选题也应来源于生产实际或应用型课题,具有明确的专业背景和应用价值。 四、结束语 校企深度合作、构建校企联合培养体、创建工程人才成长环境是实施“卓越工程师计划”,培养卓越机械工程师的关键。本研究以安徽理工大学机械设计制造及其自动化专业校企合作实施“卓越工程师计划”为例,探讨“卓越工程师计划”的人才培养模式、培养方案确定、课程体系构建、配套政策、校企联合培养体构建和考核评价体系的改革等方面的问题,提出了相应的建议,可为同类专业实施“卓越工程师计划”提供建议和参考,培养满足行业的需要的卓越机械工程师。 作者:王成军沈豫浙黄如杭李刚单位:安徽理工大学机械工程学院淮南郑煤机舜立机械有限公司江苏鹏飞集团股份有限公司 机械工程论文:培养卓越机械工程师论文 1教学科研互动的现实和理论意义 我校为本科生开设的数控技术系列课程涉及数控加工技术、数控设备与编程技术、特种加工、CAD/CAM技术、机械制造工程学、模具设计与制造、先进制造技术等。长期以来,受经费、任课教师的知识背景和考核标准等因素影响,该课程教学有重视软件、轻视硬件训练的倾向;国内具有高水平和突出特色的教材偏少;办学模式较为单一,缺乏自身的特色和多样化风格;实践类培养环节不能保证所有学生有充裕的时间、充足的设备进行自主、创新性实验或进行科技创新活动。尽管我们承担了大量以数控技术为“使能技术”的科研课题,积累了丰富的高新技术研究开发与工程经验,但在教学和科研的关系上存在着各自为政的局限,教学和科研的融合不能令人满意。主要问题在于教师过于重视科研,而对教学工作敷衍了事,不乐意探讨教学方法、教学成果、教学业绩,不安心从事基础教材的编写;教学内容陈旧乏味,教学方式照本宣科;课堂远离科学研究氛围,科研的新成果不能应用到教学之中,科研的新动态不能融合到教学之中;教师之间科研单兵作战、各自为营,虽鼓角相闻,但交流无多。教学和科研相结合成为一句空话。相对于传统教学科研割裂的情形,教学与科研互动在4个方面具有优化作用和先进性。 1.1教育内容 教学不是按照一本相对固定、内容庞杂的数控技术教材进行授课,而是根据实际需要,以一定的理论框架为基础,将理论授课整合为结构合理、专业精深的专题讲座体系,其教学内容应是与时俱进的。 1.2教育方法 让在数控技术科研上富有学术成果的教师参加教学工作,有利于将相关领域基础理论中的知识点和学科发展的前沿自然结合,形成高屋建瓴之势,真正做到深入浅出。 1.3教育分工 不是由一位特定教师承担一两个班级至少一学期的授课,而是由多名或更多的研究型教师,经分工协作,充分发挥各自的教研所长,面对更多的班级进行短时期、高水平的学术交流。 1.4教育考核 采用研究型专题写作等灵活形式,更加注重对学生能力、素质的考核,促使教学重心向素质教育转轨,加大对理论联系实际问题的考核,加大对数控技术现实问题、热点问题的分析与考核。 2基于教学科研互动的数控技术系列课程改革 实现教学、科研的良性互动,把促进综合素质的培养作为制订课程计划的基本依据,在数控技术系列课程和社会需求之间建立明确的联系,使数控技术系列课程教学从基于理论向重视实践和面向行动转化。 2.1解决了教学和科研相融合的机制问题 建立了教学和科研相互融合的机制,主要包括三部分 (1)结合学科建设和教研室工作,建立任课教师的评价体制,即制定处理教学科研关系的激励政策,教师的奖励、晋职、招收研究生等均要求教学与科研并重。 (2)任课教师自身要实现教学和科研之间的融合,即采用互动式的教学方式,注意学生的反馈,注意与实践相结合,注意通过研究的方法来解决问题,以利于学生和教师的交流互动,有利于教师掌握当前社会的变化以及研究领域的变化。 (3)任课教师之间要实现教学和科研的融合,即形成“学科带头人”制度,以机械工程学科带头人为工作中心,数控技术的教学和科研都围绕其进行,一方面,通过相互传授和向学生传授其研究的内容,扩大团队的影响,另一方面,通过教学,相互听课,不断相互交流协作,互相学习,最终取得教学和科研的双赢效果。 2.2促进了科研成果向教学资源的转化 结合课程改革和实验教学改革,结合专业建设与学科发展,进行统筹规划,坚持高标准、高起点、高效率,在引进高新技术硬件和软件的同时,将数控技术的最新研究成果和技术引入课程教学,内化为数控技术教学内容,形成教学特色,从而使数控技术系列课程的办学水平得到提高,教师和实验技术人员的交流得以加强,知识得以更新,素质得到提高。由于改善了教学科研条件,教学、科研相互促进、良性循环。 2.3教学方式和方法迈上新台阶 自主开发了数控铣床仿真系统、数控车床仿真系统等虚拟实验系统,机械制造工程学CAI虚拟教学软件,数控加工技术、数控车床编程与操作、数控铣床/加工中心编程与操作、数控电火花线切割机床编程与操作等CAI课件。由于在教学过程中体现了自己特有的教学思想,不但有效地提高了教学效率,而且以逼真的效果加大了课堂信息量,提高了学生的空间思维能力、创新能力,从而提高了教学质量,取得了很好的教学效果。 2.4优化数控技术优秀课程,发展跨学科相关课程 从数控技术的系统性、整合性出发,减少了一些专业课的课时,将数控技术系列课程中带有共性的基础原理和方法整合、加强、优化至优秀课程,尽量避免对学位课程进行过于具体的设计;调整了人才培养方案,先后对本科生进行了数值分析、计算机图形学、Matlab科学与计算、复杂刀具设计等课程知识的培训,尽可能地拓宽课程基础知识;打破学科壁垒,先后聘请与我院有科研合作关系的设计与艺术学院、电气工程学院、计算机学院、临床医学院的专家举办机电产品造型技术、控制电机、计算机图像处理技术、人体解剖学等课程知识的讲座,使学生形成了较为灵活的思想和较为宽广的知识背景。 2.5花大力气编写高质量的特色教材和专著 如何编写和使用教材是数控技术系列课程改革面临的新问题。我校组织数控技术科研和教学的精干力量,编写了《数控铣床及加工中心自动编程与操作》《数控车床自动编程与操作》《数控线切割自动编程与操作》三部拟作教材使用的专著。该系列著作的特点在于:尝试将学科性教育和职业性教育的内容糅合,内容科学合理、客观翔实;突出一个“新”字,现代化内容贯穿全书,使读者处于数控技术的发展前沿,拉近读者与现代科学发展的距离;重视交叉学科和跨学科研究的发展动向,并尽可能地将这些动向反映出来;结合工程实际,融合机械设计自动化软件SolidWorks的三维特征造型技术、Matlab语言的数值计算功能,详尽地介绍数控技术CAD/CAM软件在模具和工具行业的应用;对于师生和社会读者普遍关心的数控加工技术的工艺技巧及特种加工技术等内容,也做了合理的编排。 2.6向本科生开放大型、精密科研数控设备 向本科生开放大型、精密科研设备,是在课程实践环节改革中将教学科研互动工作落到实处的一项重大举措。但这种开放不是简单的开放,而是通过拟订培养方案,提出培养措施,安排开放时间等,将其纳入专项培训、专业课程设计、毕业设计、课外科技创新活动的工作计划中。得益于该措施,学生不但有机会接触一些高精尖的数控设备,如数控高功率横流二氧化碳气体激光器、数控YAG固体激光器、立式数控加工中心等,一些学生还以主人翁的姿态参与了部分相关科研子课题的研究工作。该举措在一定程度上改变了数控技术教学中存在的课程理论化、实践环节简化、实践训练弱化的现状。 3结束语 以数控技术系列课程改革为切入点,经过较长时间的探索与实践,形成了“以教学、科研相结合为基本形式,以教学、科研良性互动为主要内容,以提高教育教学质量和提高学生综合素质为目的”的卓越工程师人才培养模式;通过在课程改革中强调通识教育与专业教育、理论性教育与实践性教育的平衡,全面促进学生综合素质的培养;探索并形成了教学与科研相融合的有效机制,取得了明显的教学效益、科研效益、育人效益和社会经济效益,实现了教学和科研双赢的效果。 作者:袁锋伟李必文龙双涟单位:南华大学 机械工程论文:基于管理技巧的机械工程师论文 一、重视“润物细无声”的无形管理 在经济飞速发展、竞争无处不在的现代社会中,企业无不追求以规范化、系统化的管理获得更好的效益。管理能力几乎决定了一个企业的生产力。一个成功企业的存在所具备的条件大体可分为两方面:一是硬件条件,即企业依靠其先进的生产设备、生产工艺等生产条件以生产具备市场竞争力的产品为手段,获取良好的社会品牌声誉;二是软件条件,也可称为内部条件,即企业通过规范化、系统化的管理流程有效的安排企业的各种生产活动,从而取得最优的行动绩效。管理活动可以分为两个部分。其一为有形管理:制度、规定、日常运作安排等有序的规划。这是一种程序,有记可寻,几乎是日常不变的流程。其二为无形管理,这种管理不拘于形,也无条例可寻,是管理者对人对事的态度、思路和修为的体现。企业的有形管理和无形管理是两种既各自独立又相互联系的形态。其最突出的共同点是:两种形态的所承载者或所涉及者为同一部门或同一区域的人员,是在一个范围内的共同体。可以说是一点光源照亮一个面,管理人员就是这点光源。管理学大师有句经典的名言:管理是门科学也是门艺术。科学即是指管理者运用知识的层面,是否有逻辑,是否客观,是否合理运用了可利用的科学技术,以现有的资源获得更高的效益。而艺术,便是对那些表面与生产无关的事件的处理态度及方法。更简单的诠释即如何处理人和人的关系,领导和员工的关系,如何进行思想交流与沟通。“润物细无声”的无形管理恰恰是管理作为一门艺术的最生动体现,机械工程师应当时刻注重无形管理对其日常管理工作的重要性。 二、形成良好的团队分工 曾有这么一个故事,皇帝难为身边的一位大臣,问道:“城门一天来往多少人?都是做什么的?”大臣很机智的回答道:“每日城门来往两人,非男即女;不求名即为利。”在这位大臣的回答中我们不但见识了他的机智,更看到了他对复杂事物进行分类管理的科学思路。那一个企业又有几种人?又都是做什么的?在笔者看来,一个企业有三种人。第一种是总经理,负责掌控全局,决定战略方针,起决定性作用。第二种是中层和基层管理者,认真执行上层领导的意图,制定战术。第三种则为基层的工作人员,执行战术,付诸于实践。如果说商场如战场,那这三种人就是元帅、将军和士兵。若要打胜仗,元帅的战略正确性固然重要,但士兵的勇猛忠诚和实战能力也很重要。实战能力可随时间训练而提高,但勇猛和忠诚呢?这时,将军的重要性便体现了出来。在这里要强调一点,企业真正创造效益的是基层工作人员,他们是落实所有行动的最终体。无论领导的战略战术多么的高明,所拥有技术和设备多么先进,但最终是由基层工作人员完成,实现。中基层管理人员起到什么作用呢?一个合格优秀的中基层管理人员,不只是限于对流程、统计、计划等表格程序化的外形管理。真正做到的是其对无形管理的掌控,使之与有形管理相辅相成,成为有形管理坚实的基础,真正起到提高生产力,优化生产力的作用。机械工程师应当认识到良好团队分工对顺利完成其日常管理工作的特殊意义,在实际工作中根据团队成员的特质进行有效的分工。 三、团队管理者的素质和职责 欲治兵者必先选将。这是军事领域对于管理者的要求。要想有一支强大战斗力的队伍,必先选择好将领。一名优秀的将领将给整只支队伍带来一种思想,一种气质,一种灵魂。俘获了人心,凝聚了力量。在哈佛大学MBA工商管理的课程中,专用了很大的篇幅讲到领导者在管理体系中所需发挥的重要作用,从更基础的层面体现了管理中领头人的重要性。选好一个带头人至关重要。对企业来说,一个优秀的领导者必须具备雷厉风行、果断对事、有大局观、既不拘于小节又惩罚分明的良好素质。这就要求机械工程师不仅要懂得技术,还要广泛涉猎各个学科(特别是人文社会学科)的最新理论成果,用更丰富的知识来提升自身管理能力。在很多企业中,领导者有成熟的想法和新颖的创意,但却不能很好的将其思路贯彻到团队管理中。这充分说明对一个团队来说,只有领导者没有中基层管理者也是不行的。中基层管理者是一条纽带,是和基层员工接触时间最多的人,也是更具体的管理实施者。三国时期形成的著名典故———“蜀中无大将,廖化为先锋”也充分反映了作为领导者的诸葛亮对于蜀国中基层干部不得力状况的无奈。企业领导人将词和曲给了中基层管理者,如何使之成为一首动听的广为传唱的歌曲那就要看管理人员的实力了。作为中基层管理者的机械工程师,则必须努力在高层领导者和基层员工之间架起一道沟通的桥梁,以自己的智慧实现团队内部的和谐关系构建。 四、注重人性化管理 调查表明,能长期留任于一家公司的人员,在解释其为何不跳槽时往往提到:对所在企业有较深的感情,企业具有人情味,感受到非金钱的情感。其中更有人放弃了薪金翻倍的跳槽机会选择留任,只是因为觉得现企业对人员的态度很人性,不想轻易放弃这样的工作环境。在此,企业的人情浓厚战胜了金钱对人才的诱惑。若企业给了员工家的感觉,也是隐含的给予了员工稳定的信息。家,是不会抛弃自己的孩子的。作为孩子的员工,很大一部分是不会抛弃安稳去寻求未知的发展的,因为他也不想轻易的离开这个充满爱的家。企业留住了人,难道不是留住了生产力吗?正如死板、教条的军事化管理已经逐渐被企业所淘汰,当今企业要想留住人已经不能单纯的依靠有形管理了。这就需要作为管理者的机械工程师能够更加真心的对待每一个团队成员,尤其需要发挥无形管理的作用,很多的企业管理者都有一个困惑:基层的工作人员总是重复的出现所谓低级错误,有时也就是再小心一点、再仔细一点就能避免的错误。流程工艺制订的很完善,可一实际操作管理起来困难重重。最后只有用一个办法,加大惩罚力度,制订更为严格的条例来约束员工的行为。这样真正起到了根本的作用了吗?“攻城为下,攻心为上”条例只可限制行为,不可捕获人心。过于苛刻的条例制度有时还会起到反作用。万事不出于心,难为其意。一个人在不同的心态下去完成一件事,是不会得到同一效果的。很多时候员工是因为怕受惩罚而不去做,而不是因为知道这样做会给企业造成损失和伤害而不做。所以一旦在无人监督或随意的情况下,他仍会做出错误的行为。更有甚者由于对企业态度的淡漠,在企业某方面出现了问题被其发现后,因不属于其工作范围,他可装作毫不知情而不上报。这种行为既不会被别人所知,也未触及任何的条例和制度,而受损失的却是企业。相反,人人都以此为己任,那又会是一种怎样的情况呢?一个朋友的老板经常挂在嘴边训斥员工的一句话是:“你在家里也这样吗?如果这是你自己家的东西你会这样吗......”我想很多的管理者都说过同样类似的话。但他们都忘了一点,他是否给了员工或大部分员工家的感觉?管理上智商是不可缺少的,但我们更需要管理者运用他们的情商。人毕竟不是机器,人有欲望、有追求、有理想、有感情。机械工程师们应当在管理工作中避免像要求机器一样要求人的错误,真正尊重人,重视人,做到人性化管理。 五、结束语 优秀的企业可以通过成功的无形管理而进一步形成自己的企业文化,这种文化超越了一切的制度和利益,使自己的员工在潜意识中遵守各项的规章制度,不去做任何一件有可能损害企业利益的事情。员工真心的爱戴自己的企业,就像对自己的家庭,以自己所在的企业而自豪。“没有不好的机器,只有不会使用它的人,没有不好的员工,只有不合格的管理者,没有失败的军队,只有失败的指挥官”。在推行科学管理的今天,机械工程师应当意识到自己所面对的不再只是机器,不再只是图纸,而是有思维有意识有感情的人,需要付出自己的感情。 作者:孔亚娟单位:天津市建业工程建设监理有限责任公司 机械工程论文:校企机械工程师论文 1校企协同构建卓越机械工程师培养模式的探索与创新 依据南通大学自身的特色,依托长三角经济发展和南通市区域经济发展需要,积极探索、创新校企协同工程人才培养模式,以实际工程为背景,以工程需求为导向,以培养优秀后备工程师为目标,循工程技术为主线,靠校企合作为手段,以培养“双师型”教师队伍为支撑,达回归工程实践之重点。从2007年至今,倡导企业与学校按照新的模式培养工程师人才,变招收学生为参与培养学生,组织并实施了卓越机械工程师培养计划,并取得显著成效,主要进行了如下探索与创新。 1.1创立了高校和一流企业联合培养卓越工程师的新机制 从南通大学自身定位和办学特色出发,调研南通及周边地区产业结构,遴选在行业内产品技术含量高、科研实力雄厚,生产设备及管理模式先进的一流大型企业,研究论证校企协作共同实施人才培养的可行性,突破现有“订单式”人才培养模式的局限,探索面向行业需求的卓越工程师培养新机制。行业企业深度参与卓越工程师培养全过程,校企合作共同制订培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量、共同促进学生就业。 1.2校企协同下的卓越工程师培养模式制度化创新设计 在校企协同培养的机制与理念下,需要对传统的工科教育模式进行创新设计。将学生专业培养从宏观上分为学校培养和企业培养两个层面,学校培养以强化基础理论教学为主、夯实专业基础;企业培养以实践教学为主,强化工程实践能力。基于校企协同培养模式,进一步使特色课程建设、生产实习、综合素质拓展和毕业设计等具体环节设计制度化,形成具有自主特色的体系,主要体现在以下几方面。 1)创新设计特色课程体系和教学方法。 以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为优秀,优化课程体系和教学内容。结合企业和行业对工程师素质实际需要,特设与企业实际结合的专业课程,并纳入教学计划,聘请企业资深工程师讲授专业性强、实践性强、学校难以开设的优秀技术课程,并针对现有技术难题和生产过程组织实施案例教学,开展基于问题的学习、基于案例的学习等研究性教学和学习方法,对调动学生自主学习的积极性、提升学生专业理论水平、加强专业技能起到重要作用,教学效果明显。 2)面向卓越工程师能力要求的综合素质拓展创新。 开设包括人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流与总结篇等涵盖多方面的系列讲座,对进一步提升学生与青年教师的工程素质、工程意识、人文科学素养和创新能力起到了积极作用。具有丰富工程背景和管理经验的资深教授、高级工程技术专家的讲座,极大调动了学生的学习热情,取得了良好效果。 3)制订规范、合理、安全且可操作性强的实习计划。 结合专业培养的需要,制定定点岗位实习与全厂多岗位流动实习相结合的实习计划,可满足学生对未来从事工作的兴趣需要,对培养未来工程技术人员的全面素质起到推动作用。 4)结合工厂实际生产,组织落实能符合学生培养要求的毕业设计。 毕业设计从选题论证、过程指导到答辩等诸多环节,以工厂工程师队伍为主、学校指导教师为辅共同负责,有力强化了毕业设计在卓越机械工程师培养中的重要地位,提高了学生解决工程实际问题的能力,深化了学生对理论知识的理解与掌握,促进工程应用与实践水平的提高。 1.3校企协同构建面向卓越工程师培养的“双师型”师资队伍 从企业层面构建稳定的企业教师梯队,选择技术水平高、责任心强的工程技术人员作为企业的指导教师,负责人才培养各个环节,同时负责对学校青年教师的再培养工作;学校组建以老教师为主、青年教师轮流参与的教师队伍,在对学生实施培养的全过程中,完成对青年教师的工程实践能力培养,逐步提升大学教师回归工程实践、服务工程需要的能力,使教师兼具工程师素养,取得对学生培养和对青年教师再培养双重教育效果;学校教师有义务培养企业年轻工程师,努力参与营造工厂科学研究、人文与管理氛围,使工程师兼具教师素质,共同构建适应卓越工程师教育培养的新型“双师型”师资队伍。 1.4以学科平台支撑卓越工程师教育培养体系的健全与完善 牢固树立大学以培养人才为宗旨,倡导一流企业为社会人才培养作贡献的理念,构建教、学、产、研系统。校企深层次产学研合作、共建实践基地和平台,促进科研与教学的融合、促进高校教师理论与实践的结合,构建寓研于教的培养模式,使校企合作平台提升到学科平台的层次。学科平台的构建对促进专业建设、实践基地建设、课程体系完善和科研反哺教学均具有重要的推动作用,最终支撑卓越工程师培养体系的完善,回归高等学校人才培养的根本任务。 2校企协同构建卓越机械工程师培养模式的实践 2007年,南通大学选择机械工程学院为改革试点单位,根据学科专业特点和服务地方经济发展的需要,与上海振华重工集团(南通)有限公司开始探索校企协同人才培养模式,从2005级300名学生中双向遴选出30名学生,成立南通大学振华港机班,实施校企协同定向培养,由企业和学校共同制定培养目标、共同实施培养过程、共同促进学生就业,这种机制与模式在南通大学尚属首次。作为校企合作单位的上海振华重工集团(南通)有限公司(以下简称“振华港机”)是世界著名企业上海振华重工集团下属生产基地之一,主要从事港机钢结构生产、总装、调试、发运以及钢桥、大型龙门吊、浮吊以及船舶配套件等海洋重型装备的研发与制造。公司先后参与承担了国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划(863计划)、工业与信息化产业部产业技术创新计划等几十项研究课题,并获得授权国家发明专利数十项。其中参与的:“ZPMC新一代港口集装箱起重机关键技术研制平台建设”获2008年国家科技进步一等奖、“海上重型装备全回转浮吊关键技术及应用”获得2010年国家科学技术进步二等奖。经校企双方专家共同研讨,制订了面向企业的人才培养方案,并根据机械工程师培养的目标和要求,对专业课程体系进行了调整和优化,增设了与企业生产实际紧密接轨的课程。2008年上半年组织该批学生到企业进行了认识实习,2008年暑假又组织该批学生到振华港机进行了为期1个半月的生产实习;工厂及教师团队完成了学生在企业半年的毕业设计任务,结合工厂实际题目,实施一生一题。针对公司港机钢结构装备制造的需要,开设了《钢结构力学及制造工艺》课程,共32学时;开设了《焊接结构工艺实践》,为期1周,由振华港机和学校共同实施组织完成。为适应振华公司面向进军海洋工程市场的需求,南通大学通过中远川崎公司邀请日本川崎造船株式会社及其配套件公司的日籍专家来校进行8场专题讲座。总部设在南通的中远川崎船舶制造有限公司是中国远洋运输集团公司与日本川崎造船株式会社的合资公司,是江苏乃至全国屈指可数的一流船舶制造企业,实现了行业联合实施人才培养。 2009年6月,首次由校企联合培养的30名学生到振华集团顺利就业,在各自的岗位上发挥了积极的作用,部分学生已经成长为企业骨干和中层管理,在人才培养实践过程中,通过不断积累经验,积极拓展,深化改革,进一步强化校企互动,彰显了办学特色,为地方经济社会发展做出了应有的贡献。在人才培养的基础上,南通大学机械工程学院与上海振华重工集团(南通)有限公司开展了深层次的产学研合作,积极参与企业重大项目研发和技术攻关。双方合作成功申报了2012年江苏省科技成果转化专项项目:“潮间带及近海风电设备多功能安装作业船的研发及产业化”获批经费1200万元,成功申报了2009及2012年南通市重大科技创新项目:“大型船舶动力定位推进器的研发与制造”、“大型高效回转伸缩式装船机关键技术研发与产业化”共获批经费900万元。双方合作科研项目的成果“喷射流场电沉积机理及绿色环保应用”、“喷射电沉积流场主导结晶机理与绿色技术应用”荣获2011年教育部高校科技进步二等奖、2011年江苏省科技进步三等奖;“海洋钻井平台升降系统设计与制造”、“潮间带风电设备多功能安装作业工程船设计与制造”分别荣获2012年南通市科技进步二等、三等奖各一项。协助公司申报高新技术企业、国家及江苏省首台套产品;与公司共建省级企业研究生工作站、省级技术研发中心,为企业自身发展、研究生培养、青年教师提升知识和应用能力都创造了条件和机会,在实践过程中逐步形成并完善了以公司高端人才、学校资深教授、年轻工程师、青年教师、研究生共同构成的多层次梯队,每年定期举行学术、技术研讨会,进一步促进和完成对“双师型”队伍的培养,促进科研团队与教学团队的融合。在科研合作过程中探索构建寓研于教的培养模式,在面向本科生开设的《先进制造技术》、《机械制造工程学》和《测试技术》等多门专业课中努力把与企业合作项目的科研思想、方法及成果纳入教学过程,让本科层次的学生及早了解技术发展前沿和趋势,尤其是让即将进入该行业的未来工程师们提前接触和了解行业的发展现状、技术前沿与趋势,对于学生的专业水平、科学素养、创新意识和能力都有明显提高,为这些学生毕业后能够迅速融入企业,参与企业的科技创新和技术革新,成长为社会需要的卓越工程师,奠定了良好的基础。振华港机的多名学生毕业后参与了企业的一系列重大技术攻关,获得了优秀团队的称号,体现出校企协同人才培养的良好效果。帮助公司工程技术人员进行工程理论再教育,接纳17名振华公司员工开设专科升本科的学历教育,派出学院教师参与企业文化、教育与工程技术交流等活动。把科研优势转化为教学优势,把科研成果转化为教学资源,促进科研与教学的融合、科研基地与教学基地的融合。 在成功实施南通振华港机校企定向培养的基础上,通过进一步总结经验,结合2010年6月教育部出台的关于卓越工程师教育培养计划的新要求和新形势,2011年经过与江苏苏南重工机械科技有限公司(以下简称“苏南重工”)多次协商,挑选机械工程学院30名学生组成“08苏南重工班”开展面向卓越工程师计划的培养。江苏苏南重工机械科技有限公司是由江苏苏南特钢集团有限公司于2006年投资创办的现代化冶炼大型锻件及装备的研发、生产企业,产品主要用于船舶、电力、石油化工、冶金设备制造等领域。企业拥有世界一流的生产设备和一批高端工程技术人员。2011年7月,南通大学和苏南重工校企合作签约仪式在常熟市举行,双方签署了面向卓越工程师教育培养的人才培养协议,共同推进南通大学卓越工程师教育培养计划全面启动。2011年7月,30名学生到苏南重工进行了为期一个半月的生产实习,结合学生就业兴趣和工厂需求,实施生产实习定点及岗位轮训制度,这是南通大学与苏南重工开展本科人才培养的一个重要环节,并倡导企业把工程师对学生指导、授课等培养环节纳入年终个人考核中。2011年9月,由南通大学与苏南重工共同开设的人才培养“08苏南重工班”特色课程班开课,特意安排三位享受国家特殊津贴、研究员级高级工程师周奠华、林尧武与白多智分别讲授《大功率低速柴油机用N80A高温合金排气阀的研制》、《柴油机半组合式特种曲轴制造技术及设备》、《大型锻件制造工艺及设备》等三门课程,各24学时,授课中实施了基于现场案例的教学,对照现场设备和制造过程讲授专业理论知识,深受学生欢迎。邀请了近20位校内外专家学者,围绕人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流总结篇几个部分组织、安排了15场特色系列讲座,着力提升苏南重工班学生的整体素质,提高人才培养的质量,取得了良好的效果。在毕业设计环节,机械工程学院根据南通大学毕业设计的规范和要求,结合苏南重工的实际情况,经过双方多次协商交流,共同落实了苏南重工班学生毕业设计题目,确定了企业毕业设计指导教师团队,以工厂工程师为主,学校教师为辅共同负责。学生在工厂为时半年,圆满完成了在企业进行的毕业设计任务。通过毕业设计环节学生进一步熟悉了工作岗位要求,学习企业先进技术和文化,为走上工作岗位参与企业技术创新和工程开发奠定了良好基础。 3结束语 2007年,南通大学与上海振华重工集团合作协同培养人才,形成初步培养方案,完成协同培养模式的设计;2011年,南通大学又与常熟苏南重工进行协作培养,更加注重培养学生的实践能力与创新能力,进一步发展完善培养模式。经过与振华港机和苏南重工的成功实践,完成了校企协同培养模式的构建,形成了校企协同的培养机制。协同培养学生的创新水平、实践能力、责任意识,沟通能力等都有了进一步的提高。该模式已经逐步成为机械工程师培养的基本模式,已逐步成为南通大学卓越工程师教育培养的示范和样板。结合南通大学卓越工程师培养的实践经验,对实施卓越工程师培养的改革与深化提出几点思考: (1)目前,实施卓越工程师培养的最大困难在于企业的认知度与参与度不够。 迄今,政府没有相应的鼓励政策与约束机制强化企业的参与,以追求产品利润为目的的企业无义务履行大学生培养的职责;而教学资金短缺、无职场氛围和规模产品生产的学校又难以满足可持续性的卓越工程师培养任务。解决困难的措施在于把握企业的人才需求,倡导企业变市场普招学生为向学校定向培养学生,选择优秀学生,根据双向选择机制,各用人单位合理出具相应资金、人力和场所,减少学校教学成本; (2)在实施卓越工程师培养中,需要为同行业或相近多家企业进行特色人才培养,遴选一、二个大型企业为基础,以其他企业为补充,以形成学生成班制的培养模式。 从目前的小规模“订单式”入手走出“订单式”,走出企业小订单,做卓越工程师培养的行业大订单,进行分类组班、分级特色培养,为相近企业联盟或行业培养人才,建立学校、企业、学生与社会共赢的、可操作性更强并可持续性发展的行业卓越工程师培养的新模式。 作者:王恒花国然何凤刘兆平单位:南通大学机械工程学院南通大学教务处
建筑结构抗震设计研究:建筑结构抗震设计标准探究 摘要:本文简述了建筑结构抗震设计的内涵,分析了建筑结构设计中的抗震设计的现状及应遵循的原则,并对建筑结构设计中的抗震设计的方法与措施进行了探讨,以供参考。 关键词:建筑工程;结构设计;抗震设计 在进行建筑结构抗震设计时,设计人员一定要了解地震中地面运动对周围建筑造成的破坏,建筑结构设计中,严格按照抗震等级进行设计,相关的抗震性能指标也要符合设计要求。最终确保构件质量、结构型式、设计外形都达到设计要求,在地震发生时建筑可以表现出很好的抗震性能,将地震对人们生命及财产造成的损失降到最低,确保居住人们的安全。 1建筑结构抗震设计的内涵 由于地震是一种难以预测的自然灾害,一旦发生带来的直接后果十分严重,所以,应该从提高建筑结构整体的抗震性能出发,加强其抗震设计。具体来说,在建筑工程建设期间,相关企业和工程师需要结合实际情况来综合考虑建筑结构的抗震设计,不同结构单元之间应该采取有效分离或连接的方式。一般情况下,建筑应该采用加强连接的方式,设置多道抗震防线来避免或减小地震后余震对建筑本身的破坏。而正确处理不同构件间的强弱关系有利于形成多道防线,以此来提高整个建筑的抗震性能。只有保证建筑构件具备较强的稳定性、刚度以及延性等特征,才能在真正意义上体现建筑结构的抗震性能,进而保证建筑结构的完整性。 2建筑结构设计中抗震设计的现状 当发生地震之后,在地壳中会快速释放能量,在能量传播的过程中出现振动,同时还伴有地震波的发生,地震属于一种自然现象,当地球板块和板块之间相互挤压碰撞,就会出现错动和破裂,振动波会从震源向地面扩散。地面建筑如果隔震措施不完善,就会整体坍塌、墙体裂缝、建筑倾斜等问题。传统建筑抗震设计中,设计工程师不重视抗震设计,导致地震发生后很多建筑发生整体性坍塌,造成大量人员伤亡,在08年汶川地震之后的震害调查显示,在相同地区严格执行01抗震规范设计的建筑出现重大危害的情况相对较少,而多数出现较大震害的建筑为未经设计或设计位严格执行01抗震规范,从事建筑的各个行业都逐渐认识到抗震设计的重要性和必要性,结构设计也将抗震设计作为重要的设计环节。 3建筑结构设计中抗震设计应遵循的原则 3.1规则性原则 建筑结构抗震设计中要遵循规则性原则,规则建筑结构构件布置规则可以缓解地震造成的破坏,对不同的结构进行设计时,确保设计建筑外观的规则性,这样不仅可以保证建筑外观的美观,提高视觉效果,当发生地震之后,由于建筑自身规则或对称,那么所发生的位移也是有一定规律的,双向受力和变形可以基本保持一致,如果建筑外形设计不均匀,那么在双向地震作用时受力和变形出现严重偏差,同层构件、层与层之间位移差过大引起结构性破坏。抗震缝设计要科学,如果建筑要求有不规则的结构设计,简单有效的方式就是设置抗震缝将不规则建筑分隔为规则的若干块规则单体建筑,在最大程度上保证房屋整体结构的抗震性能。 3.2连续性原则 对建筑进行抗震设计中一定要遵循连续性,结构构件水平、竖向的连续是结构体系抗震性能的保障,结构构件设计不连续,引起建筑整体在构建不连续处刚度突变,在局部区域引起应力集中,引起结构局部破坏。在房屋结构设计中,建筑平面的规则性和竖向的规则性都对结构抗震性能有重大影响,平面不规则对建筑扭转不利,建筑竖向不规则对地震水平力的竖向传导不利。顶部凸出就是竖向不规则的一种,突出部分刚度、高度都要严格控制,如果发生地震,在震动后就会出现鞭梢效应,在建筑顶部凸出部分出现地震水平力成倍放大,对房屋造成的损害非常大。 3.3构件布置简洁性 结构构件布置简洁,结构体系的竖向和水平荷载的传导明确直接。构件布置越简洁,结构整体或构件的内力与变形分析结果与结构实际受力与变形越一致,有利于设计时做出有效的补强措施,提高建筑的抗震性能。 4建筑结构设计中抗震设计的方法与措施 4.1采取滑动抗震的设计方式 很多建筑结构中进行抗震设计时,都选用了摩擦滑动技术,为了将抗震效果达到最佳,通常会和限位装置一起配合使用。当前使用的水平滑移材料有很多种,例如有石磨砂浆、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不锈钢板等,该技术在运用过程中科学使用了滚轴、滚珠,二者具有很好的几何复位效果,对于摩擦摆隔震系统而言,主要应用了滑动支撑技术和多层橡胶技术,要求不锈钢的表面必须是凹球面,具体在建筑结构中应用之后,在结构自重的作用下产生恢复力,施工设计中使用的摩擦滑移装置具有很好的初始刚度,地震发生之后这一结构可以在水平方向进行滑移,但却没有增加结构的刚度,避免这一建筑结构遭到地震的破坏。如果发生了小型地震,应用的摩擦装置会产生很大的摩擦力,有效抑制结构发生水平位移,这样建筑整体结构和地面都会在同一个运动节奏上,地震的水平力增大后,如果超过了这一装置的最大摩擦力,在装置的滑移面发生滑移,摩擦滑移装置在最大程度上发挥其隔震作用,实际传递到建筑结构内部的地震力就会变小,虽然地面震动变得激烈,但是建筑震动幅度并不大,有效避免了结构发生的破坏。 4.2采取加强结构构件抗震的设计方式 设置多道抗震防线,设计使建筑有足够的刚度和变形能力,使结构构件体系能有效抵抗地震作用下产生的地震力。设置必要的抗力构件和吸能构件,抗力构件抵抗地震作用时建筑所承受的地震作用力,吸能构件通过破坏等方式吸收消耗地震能量,保护其他重要构件的安全。抗力构件既要有足够的刚度,还得有一定的协调变形能力,足够的刚度为保证在地震作用下大部分内力有这部分构件承担,一定的协调变形能力为保证耗能构件先于破坏吸收消耗地震能量,从而保证结构安全。耗能构件作用主要是在地震作用时吸收消耗地震能量,是结构体系中首先破坏的构件,其破坏后吸收地震能量,结构体系内力重分布,但同时又不影响结构体系的整体安全。 4.3分析建筑结构隔震的处理技术 为了达到很好的抗震效果,在建筑结构设计中可以选用不同的抗震处理方式,其中悬挂隔震作用效果好,因此在设计中被广泛应用。悬挂隔震设计原理是将所有结构重量都悬挂起来,这样当发生地震后,地面会发生震动,但是由于和地面接触的结构重量都被悬挂后,地震波就不会将破坏力传递到建筑上层,传递的破坏力十分有限,产生不了惯性力了,最终起到很好的隔震作用。一些大型的钢结构中很大范围使用这种隔震方式,因为大型钢结构主要材料为钢,钢构结构自重较轻,应用这种悬挂隔震措施有一定的优势,操作简单,作用效果好,提高建筑整体的隔震效果。大型钢结构重量都分布在主框架、子结构上,在子结构框架中使用吊杆进行悬挂,将离主框架与子结构进行隔离,发生地震后,只有主要的承载结构会承受地震波,而所有的悬挂装置都不会受到地震波的影响,有效控制结构在地震发生时的反应幅度。当地震波传递到悬挂位置后,破坏力会被削弱,建筑结构中的子结构不会受到惯性力的破坏。 5结语 综上所述,通过以上对建筑结构设计中的抗震设计分析,在设计中必须遵循规则性和连续性,保证建筑结构设计符合国家标准,建筑不同结构之间有很好的联系,将建筑形成一个整体,做好建筑的隔震设计,当发生地震后,通过隔震作用传递给建筑上层的破坏力减少,当地面发生运动后,由于建筑是一个整体结构,各个结构之间的连接性很好,建筑结构对称,这样不会出现局部受力较大,进而破坏整体结构效能的问题,有效保证建筑结构的安全。 作者:唐福 单位:贵州新基石建筑设计有限责任公司 建筑结构抗震设计研究:建筑结构抗震设计问题和改进建议 摘要:经济的快速发展,人们对建筑的抗震能力越来越关注,本文对建筑结构的抗震设计进行分析,以供后期建筑实际应用中能有理论指导。 关键词:抗震设计;建筑;措施 1.建筑结构中抗震设计的意义 建筑的抗震设计在避免地震灾害的所有措施中具有重要意义。在近年的地震灾害报道中,我们根据新闻数据可以真的了解到,按照国家标准的规范设计的工业建筑和民用建筑,虽然在地震中收到了不同程度的损害,但是终究没有倒塌并且在一定程度上保证了人民的生命安全。因此建筑中的抗震设计在震灾中保护人民人生安全和减少灾难中的经济损失都起到很大的作用。因此在未来的建筑领域的发展中,强调和注重抗震设计的理念极具意义。 2.抗震设计的建筑规划 2.1地域的选择。地震区域内的建筑物会被严重破坏,建筑设计者们就要先从建筑的场地下手,地质条件是决定建筑物在灾害中受损程度的第一个因素。首先应该选择相对开阔并且地质硬度对建筑有一定支撑力的地域,减少在地震期间地基的深陷造成的不同程度的房屋倒塌。其次应避免地质松软的河岸、山坡地段,如在地震期间该地段在地震的影响下房屋倒塌的几率极高。2.2地基设计。房屋建设初期是,如果可以全部建立在天然的地基上或者是桩基上,那就最稳妥的办法,尽量避免天然地基与桩基混搭使用的状况,这样直接影响到房屋建筑的整体刚性,也会降低房屋的整体抗震性。房屋建筑的地基深浅度也需注意。房屋建筑的基础埋置过钱,那就会降低基础部分的嵌固作用,地震灾害来临的时候,房屋建筑会将强烈的振幅,加大了地震灾害的发生率。设计者在房屋建筑的基础深度设计部分,应当将埋置深度尽量加大,确保上层建筑的抗震性能。2.3屋顶与墙体的抗震设计。在地震灾害中,房屋建筑质量越重的受到的灾害程度越重,建筑物的质量与其地震受损度是成正比的。如果建筑物的质量较轻,在地震灾害中反而受损度很小,所以受损程度跟房屋建筑的结构设计密不可分。建筑设计者在对房屋结构设计的时候,在房屋建筑墙壁材料的选材上,应围绕着材质轻便的材质多加考虑,并且在屋顶的设计中也不要添加过多的装饰和附加建筑,避免增加房屋的高度与重量,影响到建筑物对地震灾害的抗震性。 3.建筑结构抗震设计的改进策略 3.1砌体结构建筑设计改进策略。由于砌体结构建筑的弱点就在于它的材料与堆砌方式,导致地震来临的时候在剪切和连接等问题上引发房屋不同程度的受损或倒塌。房屋的转角处在地震中,所吸收的震力最多最强,因为其刚度之大,又衔接两个水平的墙体,同时受到两个墙体水平方向传来的震力,所以转角处的墙体最先被破坏,改进的建议:建筑施工时应重视构造柱和墙体的施工先后,并且在转角处的墙体之间加入钢筋和构造柱,加强转角处纵横墙之间的连接,从而达到提高抗震的目的。3.2框架结构建筑设计改进策略。建筑结构抗震设计中不建议采用单跨框架结构,在《抗震规范》第6.1.5条规定,“高层建筑不用采用单跨框架结构,多层建筑不宜采用单跨框架结构”。显而易见,单跨框架的混凝土结构抗震能力低弱,在08年汶川地震灾害经验表明,采用单跨框架架构建筑的学校等其他建筑,在地震灾害中倒塌的比例非常大。改进建议:在单跨框架结构的外侧可设置框架柱。砌体墙针对刚性小、抗震能力低的特性,应按照《抗震规范》中的规定,采取相对的措施来减少对主建筑的抗震影响。比如应设置水平悬梁、圈梁、拉结筋等于主体建筑结构可靠拉结。3.2.1剪力墙结构的改进建议。连系梁端极为敏感的开动剪力墙中,在震灾中很容易被震力造成垂直的弯曲和裂缝,还容易出现走向倾斜的剪切裂缝。在汶川地震中剪力墙连梁部位由于剪力过大,而出现了剪力墙与连梁不问出现了很严重的十字形受损裂缝。建议设计剪力墙和连梁的时候,如果能让连梁在强制底部屈服之前发生弯曲,那么就可以最大效果的消耗地震灾害中的地震能量,从而保证墙体不被破坏。3.2.2墙肢破坏的改进建议。由于剪力墙底部墙肢受到的震力最大,极容易出现裂缝和最先被破坏。随着震力的强度与方向不同,墙肢底部出现的裂缝也不同。有时地震散发出强大的拉力时,在水平受用的墙肢往往横向压力较小,但在底部却容易出现不同程度的水平裂缝。剪切斜裂缝的情况容易出现在层低但宽度广的墙肢,而剪力墙高宽比例小时,墙肢出现的斜向裂缝可能会对墙肢更具破坏性。 4.砖混结构的改进建议 在地震灾害的研究中,可发现多层砖混结构房屋的抗震能力与墙体的面积是成正比的,因此可通过适当砖混结构的墙体面积来提高建筑物的抗震能力。多层砖混结构建筑承载震灾能量的部分是底层结构,为了减轻整个结构对震灾的承载力,设计方案中可在墙体面积上着手。例如墙纵、横墙属于砖混房屋的主要承重结构,因此为了避免在震灾发生时墙体倾斜或倒塌,应在纵、横墙的布置中多下功夫。纵、横墙的连接同样重要,在连接处增加水平拉筋等措施,可以有效地防止地震作用使纵、横墙交接处被拉开,保证了房屋的整体性。横墙是震力的主要承载者,确保建筑能够将横向震力传递给横墙,在设计中横墙的数量的距离都应符合抗震规范要求,避免由于布置问题而使墙体被震力破坏。 5.总结 近年来随着地震灾害等各种自然灾害的不断发生,建筑结构抗震设计越来越受到人们的重视。是否把抗震技术作为当代房屋建筑设计中重要项目看待,直接关系到地震灾害来临时房屋建筑的抗震能力,直接影响到社会的发展与人民生活的稳定。 作者:彭杰 建筑结构抗震设计研究:建筑结构中人防设计与抗震设计分析 摘要:本文将结合笔者实践经验,对建筑结构中的人防设计与抗震设计进行简要分析,以供广大同行参考与借鉴。 关键词:建筑结构;人防设计;抗震设计;分析 1建筑结构人防设计与抗震设计的内容分析 1.1人防结构形式 在正式开始施工前需要对施工场地进行勘察,并分析其具体数据,并对建筑人防结构开展全面细致的设计。只有保证设计质量才能确保后续施工质量能够达到规定标准要求。科学的建筑结构形式能够在一定程度上产生相应的人防效果,这对于人民的生命财产安全来说都是至关重要的。结合相关实践经验看来,常用的人防结构形式主要有暗挖式和开挖式两类。其中开掘式人防工程主要分为两种:单建式和附建式;暗挖式人防工程也可分为两种:坑道式和地道式。 1.2抗震结构设计内容 虽然我国相较于地震高发国家而言发生地震概率较小,由此所产生的危害与损害也相对较小。然而,出于有效保障建筑安全性与稳定性,保护群众生命安全,降低地震导致的人员伤亡与重大事故的角度出发,做好建筑工程结构抗震设计是非常必要的。尤其是部分地震频率较高的地区,抗震设计更是建筑设计的重中之重。目前我国已有的安全条文对建筑抗震结构的相关指标做出明确规定,要求建筑抗震结构可以承受建筑施工、使用过程中出现的各类荷载与变形。对于在特殊情况下发生的偶然荷载或突发事件,必须保证整体建筑结构稳定性不变。 2建筑结构中的人防设计与抗震设计应遵循原则 2.1遵循“强柱弱梁”与“强剪弱弯”的设计原则 在进行建筑结构设计时,进行人防设计和抗震设计都能够对整体建筑的结构强度起到一个很好的提升作用。一般情况下,对建筑结构进行人防设计与抗震设计均能够确保在较大地震作用力的影响下,整体建筑依旧保持完好。所以,在进行设计时应当遵循“强柱弱梁”与“强剪弱弯”的设计原则,即通过建筑结构中有关受弯构件和大偏心的受压构件变形来充分吸收内部动荷载能力,经过外部结构的缓冲后,能够将建筑结构中各构件支座的截面抗剪负担和中受力柱的抗压负担释放出来,以确保在外界巨大荷载作用下建筑结构形成塑性破坏,以确保整体建筑结构的完整性与安全性。 2.2整体协调和合作性原则 在建筑结构人防设计和抗震设计中整体协调和合作性原则地遵循也是其重要内容。根据笔者对相关工程研究发现,受多方面原因所影响,部分设计单位在开展建筑结构人防与抗震设计中并没有将整体协调和合作性原则融入,这不但直接造成建筑结构诸多参数不符合相应要求的情况产生,同时更重要的是会致使建筑质量与安全因此而无法保障。比如当在建筑结构抗震设计中,如果整体协调性达不到要求时,那么会使得建筑在遭受一定强度震动时安全性和耐久性因此而下降,如此一来便会对其今后使用埋下巨大的安全隐患。对此,为了确保建筑结构人防与抗震设计中整体协调和合作性原则得以融入,除了从制度与工作考核上要求设计人员应用该原则外,我们还严抓设计过程监督以及审核这两方面,只有这样才能最大程度地确保整体协调和合作性原则得以落实。 3建筑结构中的人防设计与抗震设计方法 3.1人防设计 3.1.1主体设计 通常情况下建筑地下室划分为普通地下室与人防地下室两类。在设计地下室时需依照平战结合的方式进行。第一,结构体系应当根据人防建设面积、抗力级别、功能要求以及防化要求来进行确定,且做好防护区、清洁区、染毒区的划分工作。第二,应当将钢筋混凝土防护密闭墙设置在相邻防护单元间。第三,应当采用整体浇筑的密闭隔墙来隔离染毒区与清洁区,且用水泥砂浆抹光染毒区一侧墙面。 3.1.2出入口设计 人防出入口设计中根据防护单元面积大小分为两类:第一,小于1000m2。主要采取战时出入口与连通口各一个设计,它们作用分别是直通室外以及连接隔壁防护单元。其次,为指挥工程设计宽和高超过2m、2.6m的出入口两个以上。另外,为了保障战时出入口安全性,我们还需对其进行防倒塌堵塞设计。第二,超过1000m2。除连通与垂直口外,出入口设计数量在2个以上,并要求相邻距离超15m以及各有不同方向。 3.1.3平战功能转换 通常情况下平战功能转换可分为早期转换、临战转换以及紧急转换三个阶段,在对这几个阶段设计过程中,必须要确保能够在特定时间内完成器材、物质的筹措、安装各类管线设备、封堵出入口以及调试单元连接口等工作,并且根据上述要求来完成平战工功能转换的设计。 4抗震设计 4.1合理选择场地与地基 地基与场地的选择在很大程度上影响着整体建筑抗震能力。因此,在选择场地与地基时,首先应当对建设区域地震活动情况进行详细了解,并实地勘察其地质情况,并对场地开展综合的评价与分析,确定其抗震设计等级。其次,在选择地基时应当尽量选取岩石或是密实度高的基土,以提升地基抗震能力。如若地基无法达到抗震要求的,则必须采取必要的改造与加固措施让其达到相应的要求。 4.2隔震与消能减震设计 部分建筑不但要具备一定的抗震能力,而且还需要确保消能与隔震方面的需求。因此,首先,应当选择密实度高的地基,以将地震所带来的作用力给建筑造成的损坏降到最低,避免出现共振的情况。其次,应当选用具有良好延性的材料,从而减小地震给建筑造成的破坏。再者,应当结合实际情况来选取合适的隔震支座,并且对风力所找出的负荷进行充分考虑。 4.3确保建筑结构的规则性 在设计建筑结构时,应当尽可能保证建筑结构的规则性,以均匀分布建筑所承受的荷载力。首先,应尽可能选用规整的图形作为建筑结构不免布置图。其次,应当尽可能避免使用不规则建筑平面,避免导致建筑结构钢心与质心发生交错。否则在发展地震时,极易由于建筑钢心距离过大而导致下刚性下降,从而产生倒塌的风险。 作者:宫昆鹏 钟铖 单位:海军北海工程设计院 建筑结构抗震设计研究:建筑结构抗震设计问题探索 摘要:分析了地震与建筑结构的关系,从抗震场地选择、建筑物平面布置、抗震结构体系选择等方面,论述了建筑结构抗震设计中存在的问题,并提出了优化建筑结构抗震设计的建议,从而确保建筑物的安全性。关键词:建筑结构,抗震设计,平面布置,建筑物在进行建筑结构防震设计时需要结合建筑结构本身的特点,开展前期的设计工作,保证建筑能够达到最高的防震效果,从而保障人们的生命安全,减少因地震带给社会的经济损失[1]。针对于多种建筑结构抗震设计来说,如何选择一个最优的方案有效提高建筑物的抗震能力,成为了行业内关注的重点。 1地震与建筑结构概述 1.1我国地震设计规范 我国针对建筑物在抗震方面的设计已经得到逐步改善,2001年,我国颁布了《抗震设计规范》[2],该规范不仅汲取了我国所发生的多次大型地震的经验教训,而且对建筑物的抗震能力进行了深入的研究,并提出相关设计方案,极大的提高了我国建筑物的抗震能力,从而有效的保证了人民群众的生命安全和财产安全。《抗震设计规范》的实施,标志着我国建筑结构抗震迈向了一个新的阶段。 1.2地震与建筑结构关系 地震区建筑物结构直接决定着其抗震能力,如果建筑物抗震能力较强,在经过地震灾害之后,相应的损失也会减小,反之,将会给人民的生活带来极大的危害和困难。根据以往的案例可以发现,在建筑结构设计当中融入抗震的设计,能够有效抵抗地震所带来的巨大振动,如果没有进行相应的抗震设计,建筑物就会在极短的时间内全部倒塌,这也在一定程度上威胁了人民的生命安全[3]。所以,必须在地震区将抗震作为建筑结构设计的重点内容,并在实际施工当中进行应用和实施,严格控制施工质量,将抗震设计作为保护人民群众生命安全的保障。 2建筑结构抗震设计的问题 2.1抗震场地的选择问题 要想使建筑物在地震后造成的损害最小,就必须对抗震场地进行合理的选择。首先,必须对建筑物的地基进行选择,这主要是由于地震是由地壳向地面发出的振动,地基是否牢固会直接影响到建筑物的质量和抗震性,所以,在进行地基的选择时,应避开一些对于建筑抗震不利的地方,选择一些有利于建筑抗震的地段。其次,应选择一些土地坚硬、地质元素分布均匀的地段[4],这主要是由于地震是一种地壳的变动,如果土地不够坚硬,地质元素分布不均匀,就会在地震时产生极大的变化,稳定性不高,给建筑物带来严重的破坏,反之,则会加强建筑物的稳定性,最大程度上减少由于地震对建筑物带来的破坏。最后,尽量避免一些可能会发生泥石流、滑坡、地裂的地段进行建筑施工,地表的稳定性高也是提高建筑物抗震能力的一个重要方式。 2.2建筑物平面布置规则问题 从理论方面来说,建筑物如果按照规则进行建筑,就会大大提高其安全系数,这是由于规则建筑符合抗震设计的要求,如果没有任何建筑规则的设计方案,也是无法通过审核程序的。在《抗震设计规范》当中,明确指出建筑物抗震设计必须符合相关的计算模式,如果出现不规则建筑,则可视为不合格建筑。一般情况下,建筑物的主体抗侧力规则一般包含四个方面:第一,其结构应该沿着竖向构成一个断面,并且保证断面之间的变化十分均匀,不要出现任何突然变化的情况;第二,由于建筑物主体抗侧力存在两个主轴,所以要确保两个主轴之间的方向应该比较接近,尤其是在变形和刚度方面的距离方面;第三,在平面布置当中,必须保证建筑物周边结构能够和中心互相协调,刚度均匀,从而确保主体结构有较大的活动空间,这样,一旦在地震发生时,较大的震动并不会对主体结构造成太大的损害;第四,平面布置必须要将主轴和刚度之间保持分布均匀,才能有效提高建筑结构的抗震能力。 2.3抗震结构体系选择问题 众所周知,在建筑结构抗震能力设计当中最为重要的部分就是对抗震结构体系的选择,不仅要求抗震结构体系具有较强的安全性,也应适度考虑其经济性。一般来说,建筑结构设计大致分为三个:第一,合适的抗震体系应该保证建筑物组成部分受到震动损害之后,其整体的抗震能力并不会受到影响,所以,这就要求抗震设计当中使用内力重分布[4],才能保证地震中部分受到损害无法工作之后,其余部分能够将全部重力进行承担,确保建筑整体的稳定性;第二,建筑物的承载能力必须十分高,但在保证承载能力的同时还应该具有良好的变形能力,这时我们可以依据当前混凝土型号方面的技术手段,将其打造成一个具有良好塑性内力重分布的能力,更好的起到抗震效果;第三,现代式建筑结构要想具备良好的抗震能力,其刚度和强度必须进行合理分布,只有这样,才能有效避免由于地震所导致的建筑物局部变化,并且针对于框架方面的设计必须注意节点的问题,必须要确保节点不被破坏,才能极大增强建筑物的抗震能力。 3提高建筑结构抗震设计建议 3.1依据抗震等级优化抗震设计 我们知道,在进行建筑物结构抗震设计时,必须要参照地震的等级情况,才能针对性的对建筑的地基、梁柱、墙体等采取相应的预防措施,确保建筑物能够在地震发生时,从至少三个方面对建筑物进行保护。主要包括对建筑物节点的有效控制,增强墙柱梁板的刚性和强度,并且设计师应该将梁柱的界面进行精确的计算,从而将其控制在一个合理的尺寸范围之内,最后,对于钢筋方面的要求是承载能力,保证钢筋在较大震动状态下仍然能够发挥强大的支撑能力。 3.2对地震力的吸收和传递进行合理设计 在对建筑物进行抗震设计时,必须着重重视建筑物对地震力的吸收和传递作用,这样才能有效分解地震所带来的破坏力。所以,在设计过程中,应将建筑物的墙柱梁板轴控制在同一个平面当中,这样能够保证建筑物自身形成一个具有双向抗震的结构模式,一旦发生地震时,建筑物的各个组成部分会将这个破坏力进行传递,并逐渐吸收,最大程度上确保建筑的稳定性和安全性,有效提高建筑物的抗震能力。 3.3抗震防线的多个设计 从正常建筑物的建筑设计来看,最多只会有一个抗震防线,但是针对于建筑物抗震设计来看,存在多个抗震防线,这样才能有效提高建筑的抗震能力。从实际地震当中可以看出,多个抗震防线能够起到更好的抗震效果,在时间较久、危害性较大的地震当中,一旦建筑物的第一道抗震防线被破坏后,建筑物的第二道抗震防线就会起到抗震的作用,以此类推,从而极大的增加了建筑物在地震当中的防御能力。需要注意的是,我国国土面积广阔,不同的地区存在着不同的地质,在抗震防线的设计中应当针对当地的地质特点进行设计,才能使抗震防线在地震发生时发挥其真正应有的价值。 3.4建筑物抗震标准的设计 由于各个地区所处的地理位置存在较大不同,其地震强度也会有所不同,在一些地震频发的地区,如我国四川地区,经常发生一些或大或小的地震,所以,对于这些地区的建筑物抗震设计的要求就相对较高。在抗震设计考虑到多种因素之后,要在最终保证建筑的抗震水平达到规定的标准。随着科学技术的不断发展和进步,市场上出现了多种新型的抗震材料和技术手段,所以,合理的应用这些新材料、新技术,也是提高建筑物抗震标准的重要设计内容。 4结语 在原有建筑结构抗震设计的基础上,合理的选择施工地点,并不断提高建筑物的抗震等级和抗震标准,进行多个抗震防线的设计,确保地震过程中能够对其所带来的破坏力进行合理的吸收和传递,才能确保建筑的安全性,最终实现保障人民群众的生命安全和财产安全的目的。 作者:段耀美 邓南沙 单位:太原理工大学建筑设计研究院 国家知识产权局专利审查协作北京中心 建筑结构抗震设计研究:略探建筑结构抗震设计理念 1合理选址以提高建筑物的抗震能力 地震发生时,如果建筑物本身抗震能力弱,结构不坚固或者建筑刚性强而韧性不足,很容易遭到严重的破坏神之倒塌。如果建筑物选址不合理,地基建在地质不稳固的地方,地震会引起地表的地裂和错动以及地面沉降,这种破坏在地基不稳固的地方更加明显,因此合理选址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物选址时,易选择地层稳固地带,应尽量避开地质不稳固的地方,如断层带、地下采空区、地下水空洞区、易液化土等地方。如果没有条件避开上述不适合建造建筑物的地区时,应采取相应的抗震应对措施。依据国家对建筑物抗震的类别等级,采取人工加固地基、注意建筑结构的整体性、建筑物的外形匀称、建筑物的结构简单减轻建筑物自重等,都可以消除地基液化沉陷。还有一种特殊的地质构造,那就是在地基的主要受力层内还存在土质较软的粘性土层或者不均匀的土层面时,这种地质构造若发生地震,地基会发生不均匀沉降。在此种地质构造地带施工时,应采用桩基和加强基础的措施来加固地基。 2选择合理的平面和立面布置 建筑物的立体结构与平面设计非常重要,需要关注以下几个方面的问题: (1)在地震水平作用力下,建筑的结构刚度和其抗震能力是双向的。建筑物在结构布置上应该能够承受住任何方向的地震。一般而言,应该使结构从平面的主轴方向上具有足够的刚度以提高其抗震能力。建筑构造的抗震能力体现在结构的刚度和韧性。结构的刚度越高,就越能削减地震的破坏力。而结构的韧性,就是要使建筑有一定的变形度。但是如果变形度过大,其自身重力效应也会破坏其自身结构。总而言之,建筑结构应该刚柔并重。 (2)结构简单。如果建筑物自身结构过于复杂,设计师很难预测和控制建筑物在遭受地震冲击力时的受力。而简单的结构,建筑设计师可以通过计算模型或者计算软性模拟出建筑物受地震影响时建筑结构自身的受力情况,对其位移内力进行分析,从而找出结构的薄弱部位并加固。因此相对于复杂结构,对简单结构的抗震性能预测是比较可靠的。 (3)建筑的整体性结构。楼盖的设计在高层建筑的整体结构中起着非常重要的作用。在高层建筑的整体结构中,楼盖相当于一个水平的隔板,其不仅是一个把惯性力传递到每个竖向的抗侧力子结构,而且再地震发生时它还可以协同这些子结构承受地震的冲击力。但是如果竖向的抗侧力子布置不均匀,则会发生变形,此时就需要楼盖协同抗侧力子结构发挥作用。 3保障结构的延性 在完成建筑结构的设计后,还要采取措施使该结构具有适当的延性,以此保证此建筑结构可以达到预定的抗震目标。提高建筑结构的延性措施包括: (1)对于建筑结构当中柱、梁等构件,应该按照强柱弱梁的原则,增加柱子的抗弯能力。钢筋混凝土的框架在强震发生时,当地震威力致使建筑结构达到最大的非线性位移时,梁端的塑性铰的塑性转动会比较大。当柱端的塑性铰出现比较晚,那么建筑结构达到最大的非线性位移时它的塑性转动会比较小。这样就保证了框架有了比较稳定的塑性耗能构件。 (2)要提高结构的延性,还要采取强剪弱弯的措施。因为剪切对于破坏根本没有延性,如果某个部位一旦发生剪切破坏时,这个部位在整个抗震结构中的作用就会丧失,柱端发生剪切破坏,建筑结构的局部就会发生坍塌,局部坍塌有可能导致整个建筑物的坍塌。因此,要采取措施来增大梁柱和柱端的组合剪力值,保证任何构件在强震发生时都不会损坏其剪力。 4建筑结构参数计算分析 参数设计的目的是为了更好的计算地震作用力以及房屋的各构件对地震作用的响应力。这种计算主要是对每个墙柱梁板的承载力以及变形参数的计算。计算开始前,要建立与高层结构相适应的计算模型,然后依据模型和设计概念做出细致的计算。在应用计算机软件协助计算时,必须符合国家有关规定和行业规范标准。同时必须坚持具体问题具体分析,注意具体工程的特殊处理。对于比较复杂的建筑结构,要针对不同类型的地震做相应的变形分析,要采用两个及以上的力学模型,当前有剪磨理论和主拉应力理论两种,这两种不同的计算理论都有其适合的应用范围,砌块结构一般应用剪磨理论,而砖砌体一般用主拉应力理论。根据计算机软件计算出的结果,然后才能确定建筑结构是否能运用到工程设计当中。计算结果分析的主要内容有结构的位移、扭转系数、层间的刚度、剪重比系数以及自振周期等参数。此外,对于地下室的水平位移嵌固来说,要将有层刚度作为判断依据。在高层建筑的复杂抗震计算时,要考虑平扭耦联的计算。振型数不得小于15,振型的参与质量不能小于总重量的90%。因此高层的建筑结构计算是不能一次完成的。要做不同的模型,采用不同的计算理论,对其进行多次计算分析,并根据计算结果进行多次调整,这样才能提高建筑物的抗震能力,保证建筑物在规定抗震等级的地震发生的安全。 5结束语 总之,就现阶段而言,地震是一种在全世界范围内都无法预测的自然灾害,但是并不是要听天由命,为了减轻其危害,建筑设计人员必须在建筑工程设计方面下功夫,改变过去着眼局部的方法,从整体出发进行建筑结构的整体设计,注意建筑物的选址、选择合理的立面和平面布置、保障结构的延性以及对建筑结构进行参数分析等方法提高建筑结构的抗震能力,从而能够在地震发生时,保证人民的生命财产安全。 作者:刘珺琦 单位:陕西省安康市建筑设计研究院
石油化工工程设计论文:石油化工装置管道工程设计 摘要: 本文主要探讨和研究的问题为衬里管线在我国石油化工等行业所进行的具体的应用,还有就是如何使用具体的案例对腐蚀性介质在衬里管道进行保存以及对衬里材料的选择加以分析,重点对衬里管线在工程设计的时候时所产生的问题给予合理的研究,例如衬里管线的调节段有关的设计规律,管线支吊架的定位原则以及相关的设置等,这几个方面在衬里管线进行设计的时候都是十分重要的,需要引起设计人员的高度关注。 关键词: 腐蚀性;衬里管;调节段 衬里管道整体来讲就是在碳钢管道和铸铁管道的内壁上去敷设了非金属属性的相关材料。同时依照腐蚀介质化学性质上的差别,内衬非金属材料有着非常大的差别。目前,在进行工程设计的时候经常会选用的衬里管线主要有以下几种:可溶性的聚氟乙烯(PFA)衬里管、聚四氟乙烯(PTFE)衬里管、全氟乙烯丙烯(FEP)衬里管,玻璃衬里管等。在工程设计中经常会使用的是聚四氟乙烯(PTFE)衬管。聚四氟乙烯自身有一定的抗腐蚀性,对酸、碱和强氧化性介质具有很好的耐腐蚀性。再就是不管是何种浓度与有机溶剂之间的融合,其自身还是有着一定抗腐蚀性的。所以,衬四氟管道被普遍的使用在石化化工、炼油、制药以及冶金等相关的领域,当前,衬四氟产品除了衬管还有相关的衬里设备(如:塔,容器,泵等)。在本文中,根据在环氧氯丙烷工程管线设计中遇到的问题,归纳总结以下几点: 1衬里管道的选材 甘油法生产环氧氯丙烷主要分为氯化和环化两个反应单元,其中氯化单元是整个工艺的关键所在,其反应方程式为:C3H8O3(甘油)+2HCl(氯化氢)→C3H6Cl2O(二氯丙醇)+2H2O第二道工序为环化制环氧氯丙烷单元,这一单元的会产生的反应方程式为:C3H6Cl2O+NaOH(溶液)→C3H5ClO+H2O+NaC(l溶液)从上面两个方程的反应可以看出,该项目有酸和碱参与反应,酸和碱是高度腐蚀性的,并且在反应过程中产生的氯离子,氯离子会对不锈钢产生应力腐蚀。从以上反应介质与反应物的性质,这一反应是不适宜使用在碳素钢与不锈钢上的,因为它们可能会产生应力腐蚀金属从而出现开裂,还有就是其自身的反应温度在100~140℃之间,对于普通的的塑料材料,例如硬聚聚氯乙烯与聚乙烯,还有就是乙烯聚丙烯等是不适宜的,PT⁃FE衬里材料的温度范围为使用温度为-190~250,完全可以对以上提出的相关反应的过程条件加以适应,所以,在进行敷设的时候,应该慎重选择敷设的材料。 2衬里管道的一般布置: 2.1输送腐蚀性介质的衬里管道应满足管道仪表流程图的需要加以满足,并且尽可能的做到步步高或者步步低的不呈现袋型敷设方式,管道安装时,应尽可能的采用架空敷设方式或者沿地面敷设方式,不适宜埋地敷设,管线进行设置的时候应该具有一定的坡度,以防止介质出现在管道中积聚的情况。 2.2管道进行架空敷设的时,易发生泄漏的管件或管道器材因避免敷设在人行通道以及是机泵上方,以防止设备受到腐蚀,人身受到伤害。若不可避免的敷设在此位置时,则必须采取设置安全防护措施。 2.3输送腐蚀性衬里管道敷设在管廊上的时候,应敷设在管廊的下层,防止衬里管道泄露对其他材质管道的腐蚀。 2.4衬里管道和其它管道并排敷设的时候,应该充分的考虑管线彼此之间的最小的间距要求,因为衬里管道各个管段是通过法兰去进行连接的,而不是由焊接或者是螺纹进行连接的,敷设间距应考虑法兰的影响。 2.5衬里管道是不可以与高温管道并排进行设置,也不能够被设置在高温管道上方存在热影响的地方。 3衬里管线调节段的相关设置 衬里管道和钢质管道的安装方式不同,衬里管道安装敷设时需要考虑的因素比较多。为了防止衬里管道安装时出现返工问题,衬里管道在进行设计时会设置相应的活动管段,对安装误差进行调整,这就是我们经常会用到的调节段。调节段的调节方式是对施工过程里所产生的一些问题去进行调整,调节段应该在施工现场进行实际的测量之后再去进行制作和安装。在最初进行设计的阶段,调节段自身的个数在选择和确认的时候是有一定的原则的,通常的情况下管线可能会出现几个方向上的变化,那么就应该根据具体的有几个调节段,调节段自身的长度,还有其自身的位置,按照管道其实际的情况去进行判断。 4结语 在以上的几点我们能够看出:衬里管线进行设计的时候和一般的金属管线相比要复杂很多,其在设计后期应该和材料生产厂家对衬里的材料进行确认,同时还应该对每根管子的相关材料量予以确认。所以其在进行设计的时候应该从整体考虑,要是有一点的疏漏,就会使得现场出现返工的情况,使得材料出现非常严重的浪费,这样会使得生产的成本有所提升同时还会出现延误工期的问题。因此对于工程设计人员来讲衬里管线的设计应该引起高度的重视,并且多多的和生产厂家进行沟通,积极的听取他们的相关建议,只有这样才能够设计出有着很好质量的产品。 作者:康立朝 单位:新地能源工程技术有限公司 石油化工工程设计论文:浅析电气节能技术在石油化工工程设计中的应用 摘 要:为了适应现阶段市场经济的发展要求,必要健全石油化工工程设计体系,该文就电气节能技术展开分析,旨在优化石油化工工程设计方案,进行电气系统能源消耗状况的分析,实现系统节能模块、照明系统节能模块、电子设备节能模块等的协调,满足现阶段石油化工工程设计的要求,实现企业整体投入资本的控制,确保企业经济的健康可持续性运作。 关键词:电气节能技术;石油化工;工程设计;电气能耗;电气系统 一、石油化工工程的节能发展趋势 能源是社会市场经济发展的重要推动力,通过对电力能源的优化应用,有利于推动我国社会经济的稳定性运作,电力能源关乎社会的稳定性及国家的安全性。随着我国社会经济规模的不断扩大,各种能源消耗量不断提升,我国是世界能源生产大国,也是能源消耗大国,随着可持续发展理念的兴起,社会大众对能源消耗状况、生态环保状况等有了一个全新的认识,其对能源利用水平、生态环境保护提出了更高的要求。 为了顺应能源可持续利用的发展趋势,必须健全能源管理体系,进行新型能源节能减排技术的应用,实现化工企业能源消耗模块的控制,实现企业整体能源利用率的优化,避免出现能源浪费问题,培养相关人员的节能管理意识,促进我国石油化工企业的稳定性发展,实现工程设计整体电气节能效益的增强。 二、电气节能技术概念 为了适应我国现阶段电气节能技术工作的要求,实现电子设备节能模块、照明系统节能模块、电子系统节能模块等的协调是必要的。在石油化工工作中,电气设备扮演着重要的工程应用地位,电力系统的节能工作是我国电气节能体系的重要组成部分。与此同时也需要实现电子设备环节、照明系统环节等的节能控制。 在电气节能工作中,其需要遵循以下的工作原则,需要满足生产设备的基本功能性,提升生产设备的工作效率,确保其可靠性及稳定性的提升。这需要提升设备的整体生产技术性能,在此基础上进行能耗水平的降低,提升工程的整体运作效益。在这个过程中,需要遵循经济性的原则,进行设备节能及投资回收期的分析,落实好相关的节能技术措施,实现生态效益、社会效益、企业效益的有效结合。 三、电气节能技术的具体应用策略 1.在电气节能技术应用过程中,首先需要从变压器选型环节、系统功率因素环节、线路功率损耗环节、高次谐波环节等展开分析。变压器是电气系统的常见电气设备,在石化企业日常工作中,一系列的变压器被投入使用,整体来看,这些变压器的电能总量消耗巨大,在变压器的选择过程中,需要根据变压器的负载率进行选择。 在这个过程中,负载率处于40%~60%时,可以有效降低变压器的额定负载,从而实现其损耗率的有效控制。在变压器的选择过程中,为了将负载率控制在上述范围内,必须进行变压器节能方案的应用,进行新型、高效型、节能型变压器的选择,实现企业生产模块能源消耗的有效控制。 2.为了提升企业的运作效益,必须进行系统功率因数的控制。这需要提升系统的功率因数,从而提升能源的整体利用率,通过对这个环节的控制,有利于降低电力成本、生产成本,实现线路电压的降低,实现设备整体利用率的增强,从而确保石油化工企业取得巨大的经济效益。在用电设备应用过程中,其是根据电磁感应原理进行工作的,无论是电动机,还是配电变压器等设备都需要进行交变磁场的建立,从而进行能量的转换及传递,在这个过程中,交变磁场的建立需要电功率即无功功率。在这个过程中,功率因数是有功功率与视在功的比值。 功率因数是对电源输出视在功率利用率的反映,功率因数在0到1之间,当电气系统功率因数趋向1时,电路的无功功率降低,这说明视在功率的利用率不断提升,从而增强系统电能的输送功率,通过对功率因素的提升,实现电路损耗的降低。在功率因数优化过程中,比较常见的方式有人工补偿方式及自然提高方式。通过对电动机选型模块、变压器模块、电动机模块等的优化,可以避免出现电机的空载运行状况,有利于提升设备的功率因数。通过对并联电容器补偿模式、同步电动机补充模式、动态无功功率补偿模式的应用,也有利于提升石油化工工程的系统电能输送率。 3.实践证明,通过对线路功率损耗状况的控制,有利于提升电气节能技术的应用效益。在这个过程中,凡是电流经过电阻的介质均会产生能量消耗,石油化工体系是一个复杂性的工程,其内部涉及各类种类的线路及设备,通过对线路功率损耗的控制,有利于提升电气节能的整体应用效益,为了解决实际问题,必须进行电气线路走向的合理性设计,进行线路长度的减少,进行线路粗细的合理性选择,实现线路损耗模块的优化。 受到外界干扰因素的影响,正弦波会出现一定的畸变状况,畸变程度越大,其具备越大的高次谐波能量,基波的分量也就越小。电网电压模块、电流基波模块等是电动机正常运行的基础,系统中的电压、高次谐波电流会导致额外无功损耗的增大,由于大量过电流、过电压等的产生,不利于提升系统设备运行的可靠性、安全性。为了进行电网高次谐波问题的解决,必须进行无源滤波技术的应用,该系统由滤波器、电力电子设备、电子控制设备等构成通过对系统工作模块的探测,进行畸变波形的抵消,实现标准性正弦波的输出。 4.为了满足实际工作的要求,进行系统供电率的提升是必要的,从而实现电压节能的稳定,进行电压运作模式的优化,避免出现电压不稳定的状况。为了确保供电模块的有效性,必须进行用电设备额定电压环境的创造,在这个过程中,如果额定电压小于供电电压,就会导致过高空载电流的产生,从而不利于能源成本的控制。如果额定电压大于供电电压,就会导致较大负载电流的产生,导致线损率的提升,从而出现一系列的能源浪费状况,为了解决实际问题,必须进行供电电压的合理性选择。 通过对照明系统节能性的提升,有利于增强石油化工工作的整体应用效益,这需要进行能源消耗低的电磁感应灯、LED灯、节能灯等的选择,这些类型的节能灯具备较小的能耗成本,其整体使用寿命长。在照明系统工作过程中,过高的电压会产生大量的热量状况,从而不利于照明设备寿命的提升。为了进行系统回路电压的有效性控制,必须进行照明系统节能方案的优化,实现设备使用寿命的提升。 在石化企业工作模块中,电子设备节能体系主要包括计算机节能模块、PID控制节能模块、打印机节能模块等。为了提升系统的整体节能性,工作人员必须养成良好的工作习惯,养成随手关闭计算机显示器的习惯。在系统操作过程中,需要将操作模式尽量设置为省电模式,复印机、打印机等设备需要在不使用时选择待机或者关系。在PID控制系统设计过程中,需要进行低功率模块的选择。我国正处于社会经济的蓬勃发展时期,在这个过程中,经济的不断发展推动了我国科学技术的改革,为了实现社会经济的可持续性发展,必须进行电气能源消耗状况的控制,降低我国能源总消耗成本,实现对国家资源的保护。 结语 为了适应现阶段市场经济的发展要求,必须进行能源节能减排方案的优化,整体来看,电气节能工作是一个循序渐进的过程,需要实现系统各个电气节能环节的分析及应用,从而实现电气能源整体消耗成本的控制,确保石化企业经济效益的增强,满足现阶段市场经济的发展要求。 石油化工工程设计论文:电气节能技术在石油化工工程设计中的应用 (新疆科汇工程设计有限责任公司) 摘 要: 随着社会的发展,电气化行业也有了较为迅猛的发展。早在十八世纪时期开始,英格m地区就出现了三次大的工业革命,这三次大的工业革命的发展使世界电气行业开始出现,随后快速发展,电气化行业之前被用在瓦特蒸汽机的改良上,以及爱迪生的电灯等科技革命的发展上。而二十一世纪以来,电气化技术逐渐往节能方面发展,同时又被应用在石油化工工程设计中,给石油化工工程设计方面带来了很大的便利条件,不论是在能源的节约利用问题上,还是在安全问题的措施制定上,同时还提高了工程中的生产率,可以说电气化节能技术使石油化工工程的发展迈开了新的一步,从而达到新的高度。使国家资源的可持续发展战略目标的实现得到了有效的助力。 关键词: 节能灯;节能设备;存在问题;解决方案 引言:改革开放以来,我国经济快速稳定持续发展。人们的生活水平越来越高,百分之九十以上的人们生活居于中上等水平,总体上我国经济社会实现了小康水平,人们在衣、食、住、行、用上都有了翻天覆地的变化。在衣着方面,人们从改革开放以前穿的色彩单调的衣服,到现在街道上橱窗里五彩缤纷的各式各样的衣服;在吃食方面,从抗日战争时期吃的窝窝头,苦糠菜,到现在各式各样的外国大餐,快餐等,人民实现了从吃得饱到吃的好的历史性跨越;在住房方面,人们从以前的茅草屋、土房、瓦房到现在高楼大厦,摩天大楼等建筑;在出行交通媒介方面,人们从牛车发展到人人拥有小汽车;在人们所用物品方面,出现了节能灯,电冰箱,电视机等新世纪的科技产物,这些都是电气技术所带给我们人类社会的便利条件。其中节能灯的使用是电气技术节能化的结果,这为我们国家节省了较多的资源。而近几年来,电气节能技术被应用在石油化工工程设计中,这无疑是一件造福人类的事情。 一、电气节能技术占据主要地位 如何做到节约资源目前是人类社会所最关注的问题。我国现在的治国宗旨是:努力实现全面奔小康,同时建设可持续发展的新型社会经济类型。节省资源,为人类可持续发展做贡献。“节能灯都是小气鬼”。现在社会科技中,节能灯的发明是二十一世纪最伟大的发明,节能灯的全面推广与发展为我国电力事业方面节约了大量的资源,并且使节约的资源更大化的应用到其他领域。太阳能的开发也是电气节能技术表现的结果,现在好多人会在房屋顶层铺满太阳能电池板,这样转化的电能可以供自己家里的电力使用,节省了电力资源这方面的开销问题,同时把太阳能电池板产生的供自己正常使用外的电能上交给国家电力管理部门,还能获得一定的国家补助资金。另外还有其他一些新的电气节能技术的发明,这些都给国家和人民带来了各种各样的经济利益和生活便利。所以说,电气节能技术地位不可估量。 二、电气节能方面问题严峻 众所周知,我国现在的电气节能方面主要是为电气化行业的人才提供就业岗位,而对于电气化行业的人员来说,并没有人曾经系统的学过节能灯的设计与发明。而让他们在节能灯这一方面发挥作用是一件很困难的事情。毕竟没有专业的指导设计知识,要在这一方面发挥作用,无疑要多走很多“弯路”,这样在很大程度上浪费了资源。另一方面,没有专门的设计人才,在节能灯设计的安全系统方面存在很大的漏洞,这样容易诱发一些不安全的事件发生,给国家和人民的生命财产带来极大损失。希望有关部门能够关注这一点,进行有效监督。除此之外,在针对电气节能产业方面研究的事情上有关研究机构还存在资源短缺,资金短缺问题,这些都无疑给研究工作的进度问题带来了很大的干扰,希望国家有关机构能够及时处理这一问题,使得研究工作能够顺利完成。 三、石油化工技术方面存在问题 石油化工工程技术方面存在很大的技术问题。其中如何解决石油化工工程技术中出现的资源最大化问题。石油化工产业需要大量的石油和煤矿等一次能源,这些一次能源都是不可再生能源,如果不能有所节制地使用,必定在将来的某一天造成资源匮乏,那么到时候没有资源可以利用,石油化工产业必将走向关厂倒闭的地步。所以,必须寻找到一种可以节约能源的新型科技技术,以实现资源的可持续利用,这种新型的科技技术就是电气节能技术。另一方面,石油化工工程技术产业所存在的风险也是相当大的,这主要是由于石油化工工程技术这一方面存在很大的安全问题。因为石油化工工程这一化工技术所利用的能源物体都是可燃的,极具危险性的能源。常常能够因为一点小火星就能引发一场爆炸事故,这种事故带来的危害不仅仅是出现在经济利益的减少倒贴上,而且会给广大人民群众造成生命财产的危害,这种危害是致命性的,必须被给予高度重视。这便要求石油化工工程技术产业寻找到可以检测,保证安全设施的新型科技DD电气节能技术,简单的来说就是“电气技术”。 四、电气节能和石油化工紧密相连 石油化工工程技术在电气设备和供电设备方面,要依靠电气节能技术。电气节能技术可以使石油化工工程技术向节约型经济方面发展,可以可以使石油化工产业的投资者获得一定的非常可观的经济效益。电气方面通过改进供电设备实现节约电力化能源的消耗使用率,这样在提高生产率的同时也做到了对于能源节约问题的保障。另一方面,石油化工工程技术的安全问题也是一个要引起高度重视的问题。对于石油化工工程这一领域所出现的危害问题带来的影响是极具震撼力的。所以,在使用电气设备技术的过程中要时刻注意安全问题,及早做好准备,以防止意外事件的发生。要知道在石油化工工程这一方面发生问题不仅仅是严重的暴力事故,同时会使我国的电力系统瘫痪,给我国经济造成无法弥补的损失。因此电气化有关管理部门必须要定期去石油化工厂进行电气设备的检测与维修,以保证供电系统正常稳定运行。 五、电气节能技术应用于石油化工产业 将电气节能技术和石油化工工程技术产业有效结合起来是一个合作双赢的企业项目。首先电气节能技术有了用武之地,这样可以使电气节能技术领域的管理部门带来一些经济上的大好回报,同时也检测了电气化节能的持效性。其次,对于石油化工工程技术产业的有关管理部门来说,也带来了经济利益。通过电气节能技术手段的利用,节约了生产成本,提高了生产效率,给石油化工工程产业带来的输送利息升高了,同时新技术的使用代替了原有的人力劳动资源,节约了人力劳动所要支出的费用,压低了生产成本,再加上电气节能技术在设备安全检测方面更加精准了,给职工人员们带来了很大的安全保护,所以电气节能技术对于石油化工工程技术来说,不论从哪个角度出发,都是百利而无一害。 所以,总体上来说,石油化工工程技术中的有关于电气设备和供电系统方面的问题离不开电气节能技术,必须要依附于电气节能技术。同时希望电气节能技术在有关方面存在的问题要进行一定的改革措施,改良电气节能技术方面有关人才的技术分配问题,要术业有专攻,为电气节能技术的每一个发展阶段匹配与之相对应的产业化人才。将电气节能技术与石油化工工程设计技术结合起来,实现资源的可持续利用,为我国走可持续发展道路做贡献。 石油化工工程设计论文:石油化工油品储罐自动化仪表及工程设计分析 【摘 要】近年来,石油企业加快了转型和升级步伐,为自身战略投资扩大坚实的基础。石油化工储罐区运用自动化技术越来越多,各种新型测量仪表也得到了广泛的应用且提高了企业生产效率。为了增强油品设备质量,就要制定相应的设计方案,来解决生产中存在的安全问题。 【关键词】石油化工油品储罐;测量仪表;自动化;设计 一、石油化工油品储罐自动化仪表种类 (一)液位测量仪表 用于测量液位的自动化仪表根据油品储罐容积大小的不同所测量范围也不相同。对于容积较小(1x105m3)白勺油品储罐来说,应安装两套连续液位测量仪表,并在罐旁配置指示仪,对液位测量仪表测量出的液位进行显示。在实际使用过程中,为防止液位超标或过低,还需要在自动化仪表系统中安装监测报警装置,以便当液位出现异常时系统能够立刻发出警报。较之不常动作的开关类仪表,连续液位测量仪表由于可以实时对储罐内液位变化情况进行监测,并能对测量仪表工作状态进行连续观察,因而其可靠性更高。对于对可靠性要求较高的石油化工油品储罐区,一般m宜采用这种连续液位测量仪表。此外,体积计量法也是石油储罐常用的一种方法。用于测量油品液位的仪表还有雷达液位计、静压液位计、混合计量法、伺服液位计等。其中,雷达液位计适用于重、轻质油品等油品储罐的液位测量。在应用过程中需要对测量精度、介质性质、油品储罐类型等各因素进行充分考虑,确保雷达天线选择的合理适用。目前,雷达天线主要有杆式天线、平面天线等几种类型。 (二)温度测量仪表 在油品储罐区中,温度是计量储罐温度补偿的重要参数之一,所以温度测量非常重要。这就需要用到科学温度测量仪表。计量用油品储罐温度测量在油品密度、体积等参数上应符合国家相关标准规定。目前,对于石油化工油品储罐温度的测量大多采用的是Pt100铂热电阻元件。采用不同温度测量元件需要参照不同的规范标准。例如,对于热敏电阻、光纤测量元件等元件在常压油罐中的使用必须要经过校准且满足标准规定才可以投入使用。 某相关文献资料对计量级石油化工油品储罐温度测量仪表现场安装后精度与固有精度所允许的最大误差进行了明确规定。现场安装后精度基于质量和体积计量的最大允许误差分别为1.0℃和0.5℃,固有精度基于质量和体积计量的最大允许误差分别为0.5℃和0.25℃。 (三)压力仪表 根据国际标准GB50160规定,按照油品储罐压力设计,可以分为常压储罐、低压储罐和压力储罐三种类型。对于这些储罐压力的测量需要采用对应的压力仪表,如低压储罐压力测量和压力储罐压力测量均可以采用压力变送器。拥有液体密度补偿计算与标准体积计算功能的伺服液位计、雷达液位计多用于混合法计量石油化工油品储罐压力。采用混合法对油品储罐进行测量,有质量计量和体积计量两种方式,将其与连续液位测量仪配套使用,往往可以达到精确的计量结果。 二、油品损耗的影响因素 储油罐内气相传质的三种形式:分子扩散、热扩散及强制对流。分子扩散是由于储油罐内上部气体空间油气浓度分布不均匀,油蒸汽在浓度差的作用下从高浓度向低浓度运移的过程。在储油罐内油气分子由下向上迁移,从而使得储油罐内上部气体空间油气浓度增加。热扩散是由于温度的变化引起罐内空间温度分布不均匀而产生的油气扩散过程,油蒸汽从高温区域向低温区域扩散。强制对流是由于罐内压强分布不均引起油蒸汽从高压区域向低压区域运移的过程。储油罐内的油品在一定的压力、温度条件下就会发生气化。 引起油品发生损耗的原因大致有储存蒸发损耗、作业损耗及设备故障损耗这三种,其中储存蒸发损耗起主导作用。 (一)储存蒸发损耗 储油罐内油品的损耗主要来自于储存蒸发损耗。储存损耗又包括自然蒸发损耗、小呼吸损耗及大呼吸损耗。自然蒸发损耗是由于储罐密封性不好引起油品与大气流通而发生的油品损耗;大呼吸损耗是由于罐内自由液面的升降导致油蒸汽经机械呼吸阀排出;小呼吸损耗是由于昼夜温差,使得储罐内的油蒸汽压力发生变化,吸入空气造成的油气损耗。 (二)作业损耗 作业损耗主要包括装卸油损耗、设备维护损耗及其他操作损耗。装卸损耗是在装卸油品的过程中造成的油品损耗,主要表现为大呼吸损耗,有时也会表现为饱和损耗;设备维护损耗是在对管线、泵机组等设备进行维护的过程中造成的油品损耗;其他操作损耗是在清洗罐底、油品倒灌以及灌泵时造成的油品损耗。 (三)设备故障损耗 有时候设备发生故障也会导致油品的损耗。如浮顶罐密封圈不严,油罐、泵机组等设备泄漏,机械呼吸阀漏气造成的损耗。 三、降低油品损耗的措施 工艺上常采用严格控制油品储存的条件,优化操作、加强管理,油气回收等措施来降低储油罐内油品损耗。 (一)严格控制油品储存的条件 油品的储存温度、压力直接影响着油品损耗。从温度方面着手可采用淋水、刷涂料(白色)、缩小昼夜温差等方式减少油品损耗;从压力方面着手可以控制外界环境的压强,提高油罐承压能力来减少油品的小呼吸损耗。如采用球形罐可明显提高储罐的承压能力,但是造价较高。同时适当通风,既能保证油气的流通,也可以使油品的损耗量降到最低。 (二)优化操作、加强管理 优化操作:检尺人员应尽量在清晨或傍晚作业,此时储油罐内外压差较小,排气损耗较少,检尺完成后应尽快盖上油盖;化验人员对油品进行水含量等各项指标检测时应缓慢放油,降低油品的通风损耗及小呼吸损耗;尽量高液位储油,减小油气空间;平时尽量不要打开储油罐上的透光孔和量油孔等;缩短收发油之间的时间间隔;装油进罐时采用液下密闭的形式。 加强管理:定期检查机械呼吸阀、计量装置等设备的密封状况;尽量减少油品输转次数,减少油品与空气接触的机会;定期检尺检测油罐液位,及时发现各种异常情况;提高操作及管理自动化水平,通过计算机系统实时监控储油罐温度、压力、液位等参数的变化,防止意外事故的发生;加强对相关工作人员的培训,提高员工的安全意识及技术水平;及时统计、传递罐区的基础数据及情况。 (三)油气回收 常用的油气回收技术有三种:冷凝法、吸附法及吸收法。冷凝法是采用多级冷凝器对油气进行深度冷凝,实现回收油蒸汽的目的;吸附法是通过活性炭、天然沸石等固体吸附体在一定条件下对油气进行选择性吸附来回收油气;吸收法是利用油气的化学性质,使用适宜的吸收剂与油气在吸收塔内发生化学反应回收油气的技术。在这三种技术基础上,又衍生出了一些改进工艺,如工业上常采用管线连通储存同一种油品的油罐,再通过一根集气管连接集气罐,构成密闭的油气回收系统有效回收挥发损耗的油蒸汽,对于轻组分气体油气回收系统的回收率可达90%以上。 四、石油化工油品储罐自动化仪表工程设计 (一)仪表防护防爆设置 由于自动化仪表工作在易燃易爆的石油化工产品油罐区域,因而需要对仪表进行良好的防护防爆设置。按照国家有关防护等级规定,用于现场测量的仪表外壳防护等级应至少达到GBIP65,安b在地下的自动化测量仪表,其外壳防护等级应至少达到GBIP68。在防爆方面的性能设计,国家规定所有用于爆炸危险场所的自动化仪表防爆性能都必须符合对应爆炸危险场所的防爆标准要求,并通过国家等级防爆检验合格证。这是石油化工油品储罐用自动化仪表工程设计中,所必须达到的两个基本指标。目前,基于服务器的石油化工产品储罐安全系统是较为先进和安全的一种设备。 (二)罐区安全设置 正常情况下,石油化工油品储罐区的日常运行是较为稳定的,风险与事故发生概率较低,所以对于没有特殊要求的罐区一般只设置报警装置和联锁机制。若依据实际情况需要设置自动化仪表系统,则应严格按照国家标准《石油化工安全仪表系统设计规范》来对自动化仪表工程进行设计,确保其符合国家相关标准规定。同时,还要对设计出的自动化仪表安全等级与可操作性进行检验和评估,以便合理确定出仪表所需安全等级,确保仪表能够切实发挥效用对危险现场进行安全测量,并为自动化仪表系统安装方案的制定提供理论依据和支持。 根据以往石油化工油品储罐区发生的重大事故原因分析,违章作业是导致事故发生的主要原因之一,所以除了防护防爆之外,还要对各作业环节、操作行为等可能引发火灾等事故因素进行认真检测与控制,提高油品罐区安全系数。 (三)有毒气体、可燃气体检测 对于自动化仪表在有毒有害气体、可燃性气体方面的检测设计,许多相关规范中都进行了明确的规定,如《石油化工可燃气体及有毒气体检测报警设计规范》等。即在仪表工程实际设计过程中,需严格按照这些规范来进行。但值得注意的是,由于编制原则和侧重点存在一定差异,因而各规范规定标准不尽相同,有些差别较大,所以自动化仪表对有毒气体、可燃气体检测功能与标准的设计,应对石油化工油品罐区现场及要求进行综合考虑。 五、储罐计量设计方案 石油化工产品储罐在采用静压法的时候,要严格遵守国家相关标准。静压法主要是针对储罐内液体压力和差压测量,对于压力变送器具有依赖性。静压法的优点是:将测量结果进行换算,并可以迅速得到参数值,投资成本比较低,设计方案也是比较简单的。但是,这种方法不能得到储罐内全部液体的平均密度,会使得测量结果出现偏差。在确定最佳设计方案时,要对测量仪表结构、现场仪表结构、自动控制系统结构进行分析,并制定出适合这些装置的集成方案。对于要求低的小型罐区,可以将软件组态方式应用到自动控制系统当中,从而提高了石油的计量管理水平。对于计算相对来说较复杂的计量装置,则在储罐结构设计中加入计量软件。 由于在设计方案中所含的变量比较多,设计人员要在储罐结构中设置信号通信单元,并根据相关标准选择合适的信号传输方式,增强储罐自动化控制运行率。同时,在各种辅助数据表作用下,设计人员选择的计算方法可以提高准确性,得到储罐油品质量信息及体积参考信息,进而对储罐服务功能有了提高。 六、结束语 总之,与油品罐区安全等级、各指标测量息息相关的,用于石油化工油品罐区的自动化仪表及其设计需要考虑诸多因素,这样才能保证设计的科学合理,设计符合国家各相规范标准规定。我国自动化仪表工程设计人员应努力提高自身专业能力与实践经验,为新一代高自动化、高测量精度石油化工油品罐区自动化仪表的产生而努力。 石油化工工程设计论文:技术标准在石油化工工程设计中的主要作用分析 摘 要:随着可持续发展观念的兴起和日渐深入人心,人们的环保意识和绿色经济意识不断提高,人们对石油化工产品的环保要求越来越高,绿色化工产品将是未来商品生产的主流。本文介绍了技术标准和石油化工设计的含义和石油化工装置的特点,阐述了技术标准对石油化工设计安全方面、质量方面、环境保护方面的作用,简要介绍了“三化”工作提高石油化工设计的效率。 关键词:技术标准;石油化工;设计;环境保护;设计效率 0.引言 石油化工行业的技术标准是经公认机构批准的、共同使用或重复使用的产品或相关工艺和生产方法的规则、指南或特性的文件。对于工程设计来说,技术标准是对设计相关的各种技术条件,包括设计对象、设计条件、设计方式等所作的规定,其目的是让相关的产品达到一定的安全要求或市场准入的要求。技术标准按其法律约束力,可分为强制性标准和推荐性标准;按级别可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准,而且技术标准有很强的时效性。石油化工设计是对石油化工装置的建设、石油化工装置的正常运行提供有技术依据的图纸和设计文件的整个设计过程。一项完整的石油化工设计,由工艺、环保、管道、设备、机械、总图、建筑、结构、储运、仪表、电气、采通、技术经济等十几个专业的图纸和设计文件所组成。为了保证设计产品符合质量、本质安全、环保等要求,每个专业在设计过程中要采用几十项甚至上百项的国家、行业、地方和企业的标准作为设计依据。一个大型的石化设计企业各专业采用的技术标准加起来多达数千项,形成一个庞大的技术标准体系。 1.石油化工装置的特点 石化行业是我国的支柱产业,在国民经济发展中起着举足轻重的作用。但石化生产过程中所使用的原料、辅助材料、半成品和成品,多属于可燃、易爆物质,如原油,汽油、液态烃等;许多物料是高毒和剧毒物质,如苯、氰化钠、硫化氢等;还有一些物料属于强腐蚀的物质,如硫酸、盐酸等,这些物质一旦泄漏或处置不当就会引起火灾、爆炸和中毒危险,造成严重后果。石油化工装置较其他设施有过程复杂、条件苛刻、制约因素多、设备集中;装置逐渐大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,装置的大型化将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.技术标准对石油化工设计安全的保证作用 石油化工安全性的技术标准一般由几家设计单位共同编制,各单位选派有经验的专家参加编制工作,一项标准的编制过程要经过立项、调查、分析、形成提纲稿、征求意见稿、审查稿和报批稿等几个过程,听取有关方面意见后,再经相关部门审查后实施。由于石化装置的特殊性,如何做到设计成品符合安全要求,对石油化工过程潜在的各种危险进行识别,防患于未然?首先在装置设计中要严格执行法律法规、标准规范,特别是强制性标准。这些标准制定的目的是为了防止和减少石油化工企业火灾危害,保护人身和财产的安全。涉及安全方面的标准很多,如:GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》,GB50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》;GB50016-2006《建筑设计防火规范》;SH3047-93《石油化工企业职业安全卫生设计规范》等。 在GB50160-2008《石油化工企业设计防火规范》中,对火灾危险性进行了分类,给出了石油化工企业与相邻工厂或设备的防火间距,与同类企业及油泵的防火间距;制定了工厂总平面布置时各类设备之间的防火间距;对厂里道路、厂里铁路、装置内的布置、泄压排放、火炬系统、储运系统等制定了防火规定。 由此可见,在石油化工设计中,只有严格、正确地执行国家法律法规、相关的标准规范,尤其是强制性标准规范,才能设计出符合本质安全的设计产品。 3.技术标准对石油化工设计质量的保证作用 技术标准是设计工作的依据和准则,与工程设计质量紧密相关,因为技术标准本身就是包括工程设计在内的设计经验、研究成果的积累,是对设计相关的各种技术条件,包括设计对象、设计条件、设计方式等所作的规定,只有符合标准的要求,才能出合格的设计产品,技术标准为保证石油化工设计质量提供了基础保证。如:GB50393-2008《钢制石油储罐防腐蚀工程技术规范》、GB50074-2002《石油库设计规范》、SH3011-2011《石油化工工艺装置布置设计规范》、SH3012-2011《石油化工金属管道布置设计规范》、SH3034-2012《石油化工给水排水管道设计规范》、SHSG-053-2011《石油化工装置详细工程设计内容规定》等等。 在SH3011-2011《石油化工工艺装置布置设计规范》中,指出设备布置设计应满足工艺流程、安全生产和环境保护的要求;满足节省用地、减少能耗以及与工厂总体设计相一致的要求。标准中给出了管廊、塔和立式设备、卧式设备、反应器、换热器、空气冷却器、加热炉、储罐、泵等设备的布置规定;还给出了建筑物、构架及平台梯子等建筑物和构筑物的布置规定。 石化工程各专业设计人员,只有认真准确地执行相关技术标准,才能设计出符合业主要求,满足市场需求的高质量设计产品。 4.技术标准对石油化工设计环保要求的保证作用 4.1 工程设计时依据环保标准 石化生产企业的生产过程,存在着对环境的污染因素,如排放至大气中的气体,排向土壤河流中的废水;石化产品在使用过程中对环境也会产生污染,如汽车在行驶中,汽油燃烧后的尾气对大气的污染等。如何减少石化生产过程或石化产品使用中所产生的污染,政府和行业制定了几十项相关的法律法规、国家主席令、国家环境保护部令、技术标准等,如:《中华人民共和国固体废物污染环境防治法(2013年)》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《石油化工企业环境保护设计规范》、《固体废物处置设计技术规定》《废气污染物排放控制设计导则》等等。使得石化生产过程中有害物的排放量在标准所允许的范围内,有效地保护环境。 4.2 密切关注新环保标准,设计出符合要求的设计产品 2013年12月18日国家实施的新标准GB17930-2013《车用汽油》,将硫含量指标限值由第四阶段的50ppm降为10ppm;将锰含量指标限值由第四阶段的8mg/L降为2mg/L;禁止人为加入添加剂;将烯烃含量由第四阶段的28%降为24%,有助于减少机动车排放物,对保护环境,改善空气质量具有重大意义。鉴于国家对汽油标准的提高,设计应按新标准的要求将原有工艺流程进行修改,石化生产企业根据设计文件进行技术改造后,才能生产出达到国五新标准要求的汽油,更好地保护环境。 5.“三化”工作将提高石油化工设计的效率 目前,国内一些重要的石化工程建设项目正在推行“三化”工作,即“标准化设计、模块化建设、标准化采购”工作,将已建成的优秀的项目梳理完善,建立一套分规模、分特点的石油化工装置的设计模板,推行施工过程中的工厂预制,编制和建立一套标准化的采购文件及产品。为完成“标准化设计、模块化建设、标准化采购”目标,还需要建立适应“标准化设计、模块化建设、标准化采购”要求的项目建设管理平台、工程材料编码体系、工程材料等级数据库等基础工作;建立完善的石化工程建设标准执行表等执行文件。通过实施 “标准化设计、模块化建设、标准化采购”工作,石化工程建设项目既可以很好地严格执行国家现行标准,尤其是强制性标准,又可以提高设计效率,节约建设成本,保证项目的本质安全。 6.结语 针对石化行业这种特殊性,国家、行业、地方和各企业内部都编制了相应的法律法规和一系列的相关技术标准,在石油化工装置工程设计过程中只有严格执行这些法律法规和技术标准,才能保证设计产品达到本质安全、保证设计产品符合质量要求,并减少对环境的污染,有效地保护环境。 石油化工工程设计论文:石油化工自控工程设计浅谈 【摘 要】随着自动化控制技术的发展,我国石油化工自控工程设计迅速发展起来,水准也在不断提升。石油化工工艺工作量大,具有一定的复杂性。本文从设计要求、发展现状等方面,阐述了作者的观点,最后给出了建设性的建议。 【关键词】石油化工;自控工程;设计特点;现状;趋势 1 石油化工自控设计概述 1.1 石油化工自控设计的目标 石油化工生产企业的公用工程及其辅助设施、生产装置的操作全面实现自动化,网络化、数字化、安全化,管理信息化。为生产装置运行的高效、平衡、安全、持久提供保障,市场达到最优化。 1.2 石油化工自控设计的要求 用作石油化工自控系统的仪表材料必须具有防腐、防爆、耐超高温、耐超高压的特性。仪表要能对不同物态的物体进行测量,适用于微/高物位、微/大流量。整个自控系统要满足功能多、参数多、冗余多、精度高、能耗低等要求。 1.3 石油化工自控设计策略 设计过程中要严格按照ICE、ISA、GB、HG等行业或国家标准进行;建立企业信息管理和监控一体化的数据平台,集成信息、共享资源;采用设计招投标制、从多个设计方案中选取性能高的作为最终的设计方案,选择的标准既要满足技术性的需要,又要满足经济性的需要,同时还要对环境保护、人员健康和安全生产有益;控制系统和主控仪表集成实现一体化采购,确保投资的经济性和安全性。 2 我国石油化工自控设计的发展现状 2.1 过程检测仪表设计更加智能、更加精密、更加多样 工业生产过程中,用来显示、检测、控制和记录工艺参数的基础,就是过程测量仪表。石油化工的不断发展,对仪表控制系统设计的要求也越来越高。电动仪表日益智能化、数字化,计算机系统越来越开放化、网络化、数字化、智能化自然就成为了新一代检测仪表的标志。这些检测仪表的优秀是微型计算机,具有线性化、自动补偿环境因素变化以及自动校零等功能。综合利用微波、超声波、激光等新技术的一次检测技术,大大提高了自动控制的精密度。 同时,在过程检测仪表的设计中更注意新型传感器和激光、核磁共振等新技术的应用,传感器的集成化程度越来越高。在仪表调节回路的设计中充分利用传统的积分、比例以及微分调节规律以外,还尝试使用大滞后、前馈计算值调节等技术,为自控系统的多回路开辟道路。 石油化工自控系统的设计者广泛采用ASIC(专用集成电路),这在很大程度上促进了执行器和传感器的智能化和多功能化,为现场控制子系统/回路以及仪表的安装调试带来极大的便捷。 2.2 过程控制装置逐渐发展成开放的分布式监控系统 随着通信网络技术和微处理技术的不断发展和成熟,PLC(可编程序控制器)、DCS(分散型控制系统)以及PCA(以个人微机为基础的自动化系统)正日益标准化、开放化,其软件和硬件的使用也逐渐向市场通用的产品靠拢,同时它们还彼此融合,朝着O-DSC(开放的分布监控系统分散型控制系统)的方向发展。 目前,在石油化工自控设计中,采用较多的开放的分布式控制系统是FCS(基于现场总线的控制系统)。FCS用开放协议取代了封闭协议,为系统实现完全的数字通信和数字计算提供了可能。FCS采用的全分布式结构,现场享有彻底的控制功能,系统的可靠性和灵活性大大提高。FCS不采用专用网络,所以它可以弥补了DCS(集散控制系统)的缺陷,它为研究现场总线的工业控制系统提供了依据。 2.3 控制系统设计更加先进 石油化工自动控制系统逐渐融合化学工程。计算机、工程控制和计算机、仪表技术,越来越先进。控制系统的升级后,系统的控制适应能力自然也有了提高,不仅很好的克服了系统自身的非线性、时变形、随机性,还有效的解决不可检测和外部扰动的随机性带来的诸多问题。组分推断控制、预估算控制技术、神经网络技术、故障诊断以及模糊控制等先进控制方法通过生产实践,取得了良好的效果。 3 存在于我国石油化工自控工程设计中的主要问题 (1)DCS不能进行集成控制,很少用于工艺全过程和多装置的控制,而大多用于控制单套装置或部分工段。我国自行设计的DCS在软硬件配套和可靠性方面和国际先进水平还存在较大差距,还不能充分满足实际生产的需要,所以对于大型装置的DCS仍然主要依赖进口。 (2)我国自行设计的控制软件,尽管纵向比较有了较大提高,但是因为在商品化、标准化和性价比等方面的缺陷,推广起来具有很大的难度。 (3)我国自行设计的仪表主要用于记录,而引进的国外仪表也不是最新产品,仍停留在上个世纪中后期的水平。 (4)国内配套的登记表缺口较多,品种也不齐全。高精度的流量计、高位液位计、特种调节阀等仍然主要依赖进口。 (5)计算机在我国石油化工自控工程设计中的应用依然是装置级的,部分石化企业尽管设计出了计算机综合生产系统和信息系统,但是由于诸多原因,投入了大量资金,收效却甚微。 4 关于石油化工自控工程设计的几点建议 4.1 综合利用各种技术 大型的化工和石油生产企业,应充分利用计算机技术、自动控制技术以及网络技术、信息技术,加大企业综合自动化系统设计投入,全面提高管控一体化和信息集成化的程度,降低成本、能耗和原材料的消耗,通过提高产品质量和数量提高企业经济效益和社会效益,增强企业优秀竞争力。 4.2 融入全方位、全层次、全生命周期服务的理念 全方位服务,就是在竞争激烈的市场经济中,石油化工企业以信息技术和自动化技术为推手,把各部门的业务有效的横向关联起来,便于在市场变化时做出灵活、快速、有效的响应。作业调度、编制计划、销售订货、贮运原材料、管理库存和生产以及发送成品等方面都涉及到全方位服务。 全层次服务指的是石油化工企业对生产各层进行自动化管理的工作,涉及到调节基础回路、控制单元、优化装置操作以及有效管理和有序管理等方面。 生命周期服务就是装置设备的整个设备整个使用周期内,将信息技术和自动化技术等方面的服务和支持进行到底,涉及到装置设备的运行、建设、改扩建、维护以及停止运行和再运行等方面。 4.3 提高自控系统的使用率 一个好的系统只有经常使用才能充分发挥其作用,反过来,只有好的系统才会被经常使用。所以在实际工作中,必须努力提高自控系统的使用率,这样才能提高经济效益。同时,设计者应不断给控制系统升级,让装置发挥更大的经济效益。 5 结束语 石油化工自控设计人员必须加强学习,拓展自己的知识面,自觉的向人工智能、计算机科学以及化学工程和过程控制等方面的专家请教,并将这些知识运用到设计实践中去,我国石油化工行业的自动化控制和信息化水平才会有所提高,发达国家的差距才会缩小,创造更多、更大的经济效益和社会效益。 石油化工工程设计论文:石油化工仪表系统防雷工程设计浅析 [摘 要]随着我国石油化工产业中,自动化仪表设备数量的不断增加,其中各种控制系统、仪器、仪表和配电系统等设备,普遍存在绝缘强度低,过电压耐受力差和抗电磁干扰能力差等弱点,一旦受到雷击,损失惨重,因此建在雷电多发地区的装置,在设计中对防雷要进行全面的考虑,本文将详细阐述石油化工仪表设计中的防雷措施。 [关键词]石油化工、防雷、仪表系统 仪表系统雷电防护工程(简称防雷工程)是一项综合工程,是在建筑物防雷工程和供电系统防雷工程的基础上实施的,特别是电气系统的防雷工程(包括等电位和接地工程)对仪表系统的雷电防护工程特别重要,需要多专业配合共同完成。 本文重点阐述石油化工仪表系统防雷工程设计,对其他专业的相关防雷工程适当予以简述。 1、 石油化工仪表系统防雷工程的设计原则 石油化工仪表系统防雷工程设计基本原则是,根据防护目标的具体情况,综合考虑雷击事件的风险和投资条件,确定合适的防护范围和目标,采用适宜的防护方案,经济有效地防护和减少仪表系统雷击事故的损失,并按照SHT3164《石油化工仪表系统防雷工程设计规范》执行。SHT3164的内容范围包括了仪表系统防雷工程的设计方法,雷电防护分级,易燃易爆危险环境中现场仪表的防雷,等电位接地系统的设计,电涌防护器的选择,电缆的屏蔽和敷设,以及现场总线系统的防雷等内容。 2、石油化工仪表系统雷电防护等级分为三个等级。在仪表和控制系统的防雷工程设计中雷电防护等级的评估推荐采用综合分级法。 综合分级法就是按社会和经济重要程度以及当地年平均雷暴日来确定仪表和系统的防护等级。实际工作中应先根据被保护系统的社会、经济和安全的重要程度分类,再继而根据上述重要程度分类和雷电活动区的分级逐步进行。 3、综合防雷工程的设计依据及专业分工 综合防护是已经达成共识的防雷工程的技术方针,仪表防雷同样是综合雷电防护工程的一部分,仪表系统防雷工程是在建筑物防雷工程和供电系统防雷工程的基础上进行的,建筑物防雷,通常情况下由电气专业负责,应符合GB50057《建筑物防雷设计规范》要求。对石化工程的电信专业的工业电视监控系统和自动火灾报警系统的雷电防护,则依据GB50343《建筑物电子信息系统防雷设计规范》进行防雷工程设置。仪表系统防雷包括电线电缆的屏蔽、机柜的屏蔽、等电位连接、合理布线、装备雷电电涌防护器等,由自控专业负责,并符合SHT3164《石油化工仪表系统防雷工程设计规范》。 4、仪表信号系统防雷工程的设计方法 在石油化工装置设计中,仪表系统雷电防护主要考虑五个方面:等电位连接、信号电缆与仪表设备的屏蔽、接地、合理布线、设置电涌防护器。 4.1 等电位连接 厂区、装置区、现场爆炸危险区域以及控制室的建筑物区域内,必须将所有金属设备、部件、结构的金属导体,用导体相互连接起来,形成等电位体,使其电势(电压)均衡,并接地。 防止雷电流经过路径产生的放电火花,也防止由地电位反击产生的火花,防止人员接触导体时产生电击,保护人身及设备安全。 等电位连接网络的结构形式可以采用S型网络的结构形式,也就是说仪表的信号线路(如果需要接地)与接地网之间的连接可以不构成环路,也可采用“星”型连接结构形式。如果设计、施工正确等电位效能是很好的,可以满足仪表系统防雷工程的接地需要。M型结构形式相对复杂一些,成本较高,施工要求稍高。 4.2 接地 接地系统由室内(包括建筑物本身)和室外两部分构成。室内仪表接地系统适用于控制室、现场机柜室、现场控制室等,在此统称为控制室。控制室建筑物的防雷接地、防静电接地以及其中的电气设备的保护接地、仪表系统工作接地、屏蔽接地、电涌防护器接地等,应共用接地装置。接地装置及接地电阻应根据电气有关接地规范及《建筑物防雷设计规范》的规定。室外仪表接地系统适用于现场仪表、现场接线箱、现场机柜、以及分析小屋等。室外现场仪表的外壳必须安全接地(比如接到金属结构)。安全接地连接可以通过仪表安装支架,或者通过仪表箱接地螺丝和金属结构间的专用接地线。仪表电缆槽、电缆保护金属管应作保护接地,可直接焊接在或用接地线连接在已接地的金属结构,并保证接地的连续和可靠。仪表电缆槽、电缆保护金属管的连接处,应进行可靠的导电连接。现场总线电缆的屏蔽接地只在控制柜那端。另一端(即仪表侧)屏蔽必须切断并用胶带适当隔离。必须保证屏蔽层不接触现场设备的金属体。 4.3 屏蔽 屏蔽不但是仪表和控制系统防范和抵御电磁干扰的重要方法,也是减少雷电电磁影响的重要措施。室外现场仪表应采用全封闭金属外壳或安装在金属防护盒(箱)内,并应接地。控制室内的仪表和控制系统应装在全封闭钢铁材质的机柜内,并应按规定接地。 4.4 合理布线 减少现场仪表经电缆桥架到机柜室或中心控制室的感应环路面积,尽量使其不构成感应环路。另外控制系统的电缆应与防雷引下线保持必要的净距。最小平行净距不小于一米,最小交叉净距不小于桥架高度的5%。 4.5 设置电涌防护器 仪表电缆进入控制室后,应先接到浪涌保护器,然后再接后续仪表。电涌防护器是将雷电的电涌电流分流入地,保护仪表不受雷电电涌电流的冲击,是减少仪表损坏和相关损失的有效措施之一。仪表信号类的电涌防护器用于现场仪表和控制室仪表的保护。 4.5.1 浪涌保护器的设置原则 (1)应根据工厂及装置所处地区的年平均雷暴日、装置的年预计雷击次数、雷击风险评估、防雷等级等综合考虑。 (2)浪涌保护器的设置应考虑综合经济损失,不应滥设。例如,现场测量仪表损坏造成的综合经济损失大于10万元的,现场测量仪表端设置浪涌保护器;控制室仪表或信号处理仪表损坏所造成的综合经济损失大于10万元的,现场测量仪表和控制室仪表两端可设置浪涌保护器; (3)现场测量仪表设置浪涌保护器的信号回路,在控制室内的仪表也应设置浪涌保护器; 4.5.2 设置浪涌保护器的仪表 (1)安全仪表系统两端应设置浪涌保护器 (2)变送器现场及控制室仪表两端应设置浪涌保护器 (3)电气转换器、电气阀门定位器、电磁阀等现场信号执行器类仪表和控制室仪表两端应设置浪涌保护器。 (4)热电阻及热电偶现场及控制室仪表两端应设置浪涌保护器 (5)电子开关现场及控制室仪表两端应设置浪涌保护器 (6)配备UPS的应在UPS的输入侧配备和安装交流电源线路浪涌保护器。 三、结束语 为了达到石油化工仪表系统的防雷,必须要在工程的设计阶段充分考虑,设计人员不但要对标准规范充分了解,还要根据标准规范要求,针对不同仪表系统特点,采取合理的防范措施,减少雷击对仪表系统造成的损害,确保装置正常运行。 石油化工工程设计论文:石油及石油化工装置中安全关联系统的工程设计 根据富拉油田开发项目安全相关系统FSC的设计和运行经验,全面介绍了安全相关系统的设计原则、设计程序、设计方法。同时也介绍了与安全相关系统有关的术语和概念。 安全相关系统安全完整性安全生命周期有效性 系统设计根据确定的SIL,选择包括系统的输入、输出、安全控制器及其辅助系统,并构建系统体系结构。依据系统体系结构的要求,生成物质清单,按照物质清单,确定系统所需的输入、输出设备类型,安全控制器的重化结构等。 1、输入设备设计。输入设备类型有工艺过程开关(如温度、压力、液位等),手动开关(如紧急停车等)和火灾报警信号(可燃气体检测、火焰检测、热感等)以及应用于安全的原始输入、输出数字信号。在安全相关系统中,要求使用诸如故障安全输入模件和故障安全输入传感器等安全相关设备。如果输入设备不是故障安全型,则必须采用冗余结构模式,并定义最大准时时间、最大偏差时间和最大允许偏差值。冗余结构必须配以不同的表决模式,典型的模式有1oo1、1oo1D、1oo2、1oo2D、2oo3D等。如果设计以可靠性优先,则在冗余输入组态中使用与逻辑,如果有效性优先,则使用或逻辑。火灾报警输入一般为模拟信号,探测点应具有报警、超驰、测试、故障等可视化功能。 2、输出设备设计。安全相关系统的输出设备应是故障安全型,如电磁阀、ESDV阀等。当使用非故障安全执行机构时,应采用冗余拓扑。而冗余模式由工艺特性决定,如燃烧控制系统的燃气回路,其开关电磁阀应采用串联安装,而高压防空系统,放空阀则应为并联冗余。由于安全系统的故障或过程问题的停车都必须依赖动力源才起作用,在失去动力源时(如电源故障或风源丢失),最终的输出控制单元必须进入故障安全状态,其机械设计机构应能够使输出返回到安全位置,作为额外的安全保证,即所谓的“事故时开或事故时关”。所有输出电磁阀应为正常激励,故障失电模式。输入、输出回路应设有开路、短路和漏电保护等功能。报警和故障的远程显示必须采用硬接线或使用安全系统内部通信链接。 3、安全控制器设计。根据分配到E/E/PE安全相关系统的安全完整性目标值,正确评估现有安全控制器的性价比,在满足装置安全要求的前提下,选择安全控制器的结构。安全控制器的结构一般有非冗余型、冗余型、冗余诊断型,三重化、四重化等。控制器周期性地对硬件进行检测,如果输出硬件存在故障,控制器不应使输出整体失电,而应是成组或单点失电;如果安全相石油及石油化工装置中安全相关系统的工程设计低可能会导致装置和工厂无法进行正常生产。 4、可靠性原则。是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠度是系统在规定条件下、规定时间内完成规定功能的概率,其量化指标为安全完整性目标测量值,其值越小,安全度越高。安全性针对过程的两个方面:过程问题和系统故障;系统可靠性是组成系统各环节可靠性的乘积。要提高系统可靠性,必须同时提高组成安全相关系统的各环节的可靠性,具体就是选用高可靠性的安全控制器、I/O设备、通信模件、电源模件和执行单元等。 5、安全度等级(SIL)的确定和分配原则。SIL是指分配给E/E/PE安全相关系统安全功能的安全完整性要求的离散等级,是在规定运行模式下,规定时间内,安全相关系统成功实现所要求安全功能的概率。IEC61508将SIL分为4个等级: SIL1~4,其中SIL1最低,SIL4最高。 6、目标故障原则。故障是功能单元终止执行要求功能的能力,根据故障的表现形式可分为显形故障和隐形故障。显形故障是指能够显示自身存在的故障,属于安全故障;隐形故障是指不能显示自身存在的故障,属于危险故障,危险故障是使安全相关系统处于危险并使其功能失效的潜在故障,隐形故障一旦出现,可能使生产装置陷入危险。安全相关系统的设计目标就是使得系统具有零隐形故障,并且尽量少的影响有效性的显形故障。 7、有效性和可靠性综合原则。有效性和可靠性的目标是矛盾的,有效性的目的是使过程保持运行(安全运行),而可靠性的目的是使过程停下来(安全停车)。提高可靠性必然降低有效性,综合方案就是根据工艺特点,在满足设计要求的安全等级前提下,尽量提高系统的有效性,以减少装置的无谓停车,提高生产的经济效益。 8、经济适用原则。提高系统的有效性和可靠性,必然增加系统的成本开销。多余的冗余以及富余的安全等级是一种浪费。科学的设计方法就是根据实际的生产过程,选择合理的系统冗余度。对于不是很重要的过程,可以牺牲一些系统可靠性来提高项目经济性和系统有效性,而在主要的生产过程点则采用较高冗余度,确保生产的安全平稳。 安全相关系统组态一旦确定控制策略和所需设备,就进入系统组态进程。安全相关系统组态主要包括系统组态、逻辑功能组态和源码转换等。 1、系统组态。系统参数组态。系统参数主要有系统要求等级、安全控制器结构、过程安全时间、故障时间、存储器类型以及上电模式等。输入/输出信号组态。该组态在详细设计阶段进行,主要是根据规格书分配I/O在安全系统中的实际位置,包括柜号、架号、槽号、通道号、信号类型、单位等信息。严禁安全相关信号与非安全相关模件相连和有关信号的多次分配。为了维护和测试,要求将输入、输出强制到某个规定值,强制可以在不影响生产的同时对输入输出设备进行更换和维修,当相应过程变量进入非安全状态时,强制将引入潜在危险。强制状态根据工艺要求可以是高、低或规定值等。 2、逻辑功能组态。逻辑组态工具有功能逻辑图、指令表、顺序控制等,一般使用功能逻辑图(FLD),它由一组预先定义的符号组成。设计应用程序时,应根据安全系统要求,首先设计通用模块,然后可以对通用模块进行多次调用。FLD中的信号流起源和目的应采用传输方式进行,原则是目的FLD页号必须大于源FLD页号,以增加程序反应时间。 3、源码转换。源码转换的先决条件是要满足有关FLD和功能块号要求,转换按FLD号的降序进行,转换的目的是将组态文件变成系统可以识别的机器码并检查编辑的程序是否正确。只有经过转换的程序才能进行下装。转换同时修改程序文件版本号,在冗余系统中,只有版本号一致的两个系统才能正常工作 和作图法相比,计算法较简便、准确,省略作图麻烦。只要是双针保护(这是常用的防直击雷保护),参照本文提供的计算图和相应公式进行计算均可获满意结果。 石油化工工程设计论文:浅析关于提高石油化工工程设计单位的档案管理 摘要:石油化工工程设计档案是一种能够比较直接记载设计人员思想和方法,真实反映石油化工工程设计实践活动的一个历史过程,工石油化工工程设计档案除了具有科技档案的一般特征外,也有着其自身的特点。充分的认识和掌握石油化工工程设计单位档案管理的各种特点以及管理策略,对石油化工工程设计单位档案管理质量的提高有着重要的意义。 关键词:石油化工 档案 管理 档案管理工作是企事业单位发展的重要基础,对传承企业文化的重要工作。各个单位需要加强档案管理工作,不断建立健全档案管理机制,把档案管理工作纳入发展管理规划中去。提高关于石油化工工程设计单位的档案管理,做好工程项目设计的档案收集和整理工作,促进单位档案的科学规范化,不断推荐单位档案工作的创新,有效利用和保护档案,能够更好的为企业的各项工作服务。 一、石油化工工程设计单位档案的特点 (一)组成的成套性 通常一个独立的工程项目,石油化工工程设计单位需要把各种不同专业的设计人才分成设计小组,按照程序开展设计工作,形成比较严密的文件材料系统,使得石油化工工程设计单位具有成套性。石油化工工程设计的档案收集、整理,保管以及利用要求把工程的设计材料文件收集齐全。依据工程的不同阶段进行配套整理,系统的反映工程的技术设计信息, 不能把其他项目的图纸混淆,保证档案资料的完整齐全,方便以后的利用。 (二)形成的阶段性 根据石油化工工程的设计工作的程序,一般一项工程需要有准备阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段和配合现场施工安装阶段,如果前一个阶段的设计工作不能完成,那么下一个阶段的工作也不能彻底的开始,只能做一些准备,前一阶段的设计过程中用到的文件经过批准之后很可能成为后一个阶段的设计依据。 (三) 内容的专业性 一项石油化工的工程设计需要很多的不同专业的设计人员参与,相互配合。所以一项工程的设计方案材料是多个专业联合创作的过程。不同的专业有着自己的专业性特点,所以,石油化工工程工程设计的档案在分类归档过程中,需要考虑文件资料的专业性和专业之间的联系性。不要把不同专业的技术信息文件混淆在一起。 (四)修改、补充的多变性 石油化工工程设计是从技术上对即将建造的工程的全面规划,在施工的过程中对设计方案的修改情况是经常出现的,如果设计的方案在某些地方出现了缺陷或者错误,就需要及时的对设计方案进行补充修改。有些工程的设计图纸经过了多次的补充修改,有的设计图纸成套作需要设计人员进行重新的设计。设计文件的修改或者变更是无法避免的,同时也是很有必要的,这也是石油化工工程档案和其他一些单位的档案管理的不同之处。如果设计方案出现更改的时候,必须要把设计更改的材料和工程设计的技术文件资料进行配套的整理,确保石油化工工程设计档案管理的准确和完整。 (五)使用的通用性 石油化工工程设计本身就是一项具有创造性和继承性的工程,设计师在继承和借鉴别人优秀设计成果的基础上进行新的设计,石油化工工程设计的一些元素通用性强,设计的部分内容可以进行多次的使用,具有很强的通用性。石油化工工程设计档案的通用性可以大大避免了单位的重复劳动,加快设计的速度,提高单位的工作效率。 (六)数量浩大 石油化工工程设计的内容比较多,过程复杂,形成各种各样的设计图纸和文件资料。图纸文件资料的数量是浩大的,在归档管理上需要有足够的存储档案的空间。同时做好档案的信息化管理。 (七)使用价值的时效性 石油化工工程设计的档案用于工程项目的次数还是比较多的,第一次利用发挥作用后还会有第二三次, 具有长期的使用价值。但是工程设计档案有部分经过一定的时间之后就失去原来的利用价值,所以作为档案管理人员还需要定期的对档案资料进行整理,把已经失去价值或者价值不大的资料进行销毁或者保存到不常用的地方。 二、提高石油化工工程设计单位档案管理的策略 (一)落实档案管理制度,加强档案管理 对于石油化工工程设计单位来说,合理的制定本单位的档案管理制度,是有序的开展企业石油化工工程设计档案工作的前提需要。从各方面比较全面的进行规范石油化工工程设计单位在档案工作的过程中遇到的各种实际问题,能够及时的对相关石油化工工程设计工作档案管理制度进行制定,做好文件的归档工作对于加强企业的档案管理,提升石油化工工程设计单位整体的档案管理水平是十分必要的。在建立档案管理制度的同时,必须要把档案管理制度落实到工作中去,抓好对石油化工工程设计单位档案工作质量的考核。单位通过对各项制度的制定和落实,对于解决石油化工工程设计单位在发展中遇到的新问题,提高石油化工工程设计单位关于档案管理的工作质量,规范企业的档案管理有着十分重要的意义。 (二)加强档案信息化管理,促进档案管理改革 石油化工工程设计单位要把档案的信息化管理工作认真抓起来。工程设计图纸和技术标准等档案可以为石油化工工程设计单位以后的工作提供参考,同时也是非常重要的凭证作用,但是传统的档案存储方法比较落后,查阅起来也不是很方便。工程档案的信息化建设,可以实现工程设计图纸和技术信息的数字化,不同的工作人员依据自身岗位的权限,可以随时通过计算机查阅浏览所需要的工程图纸、资料和相关的其他信息。石油化工工程设计单位的档案信息化管理,提高了整个企业的档案工作水平,方便了工作。同时企业也可以在单位相关的网页,把工程的信息上传到网上,方便了交流和沟通。石油化工工程设计单位要积极的推荐企业的档案信息化进程和电子文件的管理。尽早实现企业档案管理的网络化、数字化。 (三)把握重点工程建设,抓好项目档案管理的全过程 作为石油化工工程设计单位的档案管理,是需要把项目工程从开始设计规划到最后竣工验收的整个过程中产生的资料、文件、图纸进行归档的。需要认真做好关于重点工程的档案记录,注重对工程设计在各个不同阶段时期的资料信息的收集归档。对工程的相关文件材料要同步的积累和管理,保证归档的质量。由于工程施工一般周期比较长,整个过程中产生的文件数量大,种类也比较多。这也给石油化工工程设计单位的档案收集,保管,整理和利用造成了一定程度的困难,带来很大的工作量。档案管理工作人员要根据工程的进度,对工程的材料及时收集,保证档案归档的完整准确性。 总之,石油化工工程设计单位档案管理的特点是由设计单位自身的性质以及石油化工工程设计活动的规律所决定的。在石油化工工程设计的过程中会产生一定的技术设计成果,对这些工程设计成果重要的记录载体就是单位的工程设计档案。充分的认识和掌握石油化工工程设计单位档案管理的各种特点以及管理策略可以不断提高设计单位的水平,发挥档案管理的作用,为石油化工工程设计单位的长远发展做出贡献。
物理力学论文:物理力学知识有效教学论文 一、做好教学导入 初中物理力学主要包括了力、密度与浮力、压强等知识.教师在组织学生学习每一个知识点的过程中应当与现实生活的现象联系起来,这往往更容易被学生理解与掌握.同时,教师可以在课堂上穿插一些经典的小故事或者教学案例来活跃课堂氛围,促进学生对于知识的理解与掌握.例如,在讲“浮力”时,教师可以先给学生讲一下阿基米德在洗澡的时候想到了如何在不损坏国王王冠的情况下检测出王冠是不是纯金的.教师在讲这个故事时,可以让学生先猜想阿基米德是用的什么方法,再在课堂上讲解浮力的知识,将其中的原理在知识中呈现.这不仅能够为学生的独立思考提供一定的空间,学生在经历了积极的思考后也会更容易明白阿基米德是怎么做到的.在力学知识的教学中教学导入是一个十分关键的环节,良好的教学导入,能够为知识教学提供好的氛围,并且深化学生对于知识点的领会. 二、注重启发式教学 在力学知识的学习中,知识应用非常重要,教师要注重对于学生的引导与启发,让学生的思维更为活跃,对于一些知识的理解能够更加透彻.有的教师在课堂上采用的教学模式十分陈旧,往往只是单一地引出知识,然后和学生就相关问题展开剖析,学生的参与非常局限,学生对于知识点的学习兴趣也不高.这些都是课堂教学中应当有所改善的地方,教师要透过启发式教学活跃学生的思维,增进学生对于相关知识点的掌握.例如,在讲“压强”时,教师可以先提出问题让学生思考:我们在雪地中行走的时候很容易陷入雪中,但是很宽的滑雪板在雪地上为什么可以自由滑行而不会陷进雪中呢?还有,我们可以实验一下,用自己的大拇指和中指夹住圆珠笔的两端,细细感受一下,两个手指的感受其实是不相同的,这是为什么呢?这两个问题,学生从各个方面进行分析和猜想,就会考虑到受力面积,从而将课堂教学的重心引入压强的学习中.这种透过问题情境的创设来引发学生的思考是物理教学中很值得采用的一种教学方式.这不仅能够凸显学生的教学主体性地位,也能够活跃学生的思维,促进学生对于知识的理解与掌握. 三、重视力学演示实验 在力学知识的学习中,实验教学是重要的组成部分,教师要注重演示实验的呈现,这将会为知识教学提供辅助.力学知识如果单纯地以口头讲述的形式进行阐述,学生不仅在理解上十分浅显,对于重点的领会也会较为缺乏.实验教学能够弥补这种缺陷.透过实验过程,不仅能够直观地将一些物理学现象呈现给学生,对于知识的应用,也有促进作用.例如,在讲“浮力”时,教师可以设计这一个实验:把一块橡皮泥丢入水中,让学生自己动手实验:怎样才能让橡皮不下沉.学生都会积极地思考和动手,有些学生会把橡皮泥放在木板上,有的学生会把橡皮泥捏成片状或者豌豆状让它不下沉.学生在动手的时候,其实就是把浮力的相关知识进行了运用,达到了培养学生创新思维的效果.此外,对于一些不方便在课堂上进行的实验,教师可以借助多媒体工具来实现实验的演示.例如,在讲“大气压强”时,需要做一个托里拆利实验,其中需要运用到水银,但是水银是有毒的,无法在课堂上进行实验,教师可以运用多媒体,展示整个实验的过程,让学生明白大气压强的值是如何得到的.力学部分知识的实验教学,不仅是力学知识教学的重要组成,也能够深化学生对于很多优秀知识点的理解与认知,能够提升课堂教学效率. 四、结语 总之,想要深化初中物理力学知识的教学,教师要从教学导入着手,要借助多样化的导入形式来激发学生的学习兴趣.同时,教师应当注重对于学生的引导与启发,要透过启发式教学来深化学生对于相关知识点的认知.此外,教师在课堂上要注重力学演示实验的呈现,这将会为知识教学提供辅助.力学知识是物理学的基础所在,夯实学生的力学基础,能够为今后的知识教学提供有力铺垫. 作者:季学余 单位:江苏盐城市泽夫初级中学 物理力学论文:复合水泥物理力学性能论文 1试验 1.1原材料 熟料:采用华新水泥厂的新型干法熟料(石膏外掺),其物理力学性能见表1;硬石膏:其化学成分见表2;脱硫渣:采用武钢的干法烟气脱硫渣,其化学成分见表3;粉煤灰:采用青山热电厂的二级粉煤灰;矿粉:取自武钢粉磨厂,其SO3含量为0.35%;标准砂:采用的标准砂是厦门ISO标准砂。 1.2方法 水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性检验按照GB/T1346—2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》[6]进行。水泥胶砂流动度按照GB/T2419—1999《水泥胶砂流动度测定方法》[7]进行。水泥胶砂强度按照GB/T1767l—1999《水泥胶砂强度检验方法》[8]进行。水泥胶砂干缩试验按照JC/T603—2004《水泥胶砂干缩试验方法》[9]进行。 1.3试验配合比 试验中控制熟料掺量为35%,矿粉掺量为30%,通过调节脱硫渣和硬石膏掺量,探讨了脱硫渣及硬石膏掺量的变化对复合水泥性能的影响规律。其中,在脱硫渣和硬石膏复掺试验中,脱硫渣与硬石膏中所含SO3比例为1∶1。 2结果与讨论 2.1硬石膏(未掺脱硫渣)对水泥性能的影响 从A-1到A-3的试验结果中可以看出:随着石膏掺量的增加,水泥标准稠度用水量逐渐增大;水泥的凝结时间有所延长,SO3含量的变化从3.0%~4.0%,水泥初凝时间增加近60min,终凝时间增加近30min;此外,每组水泥的初凝和终凝时间相差60min左右。作出水泥各龄期力学强度随石膏掺量变化趋势图,见图1。从图1中可知,该组水泥试样的3d和28d的抗折强度均随着硬石膏掺量的增加而逐渐增大,其抗压强度与抗折强度有着相同的规律。 2.2脱硫渣(未掺硬石膏)对水泥性能的影响 从B-1到B-3的试验结果中可以看出:随着脱硫渣掺量的增加,水泥的标准稠度用水量呈逐渐增大的趋势,水泥凝结时间也逐渐延长,同样,SO3含量的变化从3.0%~4.0%,水泥的初凝及终凝时间均增加近150min;此外,每组水泥的初凝和终凝时间差达到180min左右。与A-1到A-3的试验结果对比发现,SO3含量相同两组试验,掺脱硫渣的水泥试样的标准稠度用水量、初凝及终凝时间均要大于掺硬石膏的水泥试样,并且随着SO3含量的增加,水泥凝结时间延长的幅度也随之加大。当SO3含量都为3.0%时,两者初凝相差10min,终凝相差131min;SO3含量都为3.5%时,两者初凝相差25min,终凝相差137min;SO3含量都为4.0%时,两者初凝相差103min,终凝相差241min。由此可见,脱硫渣能够明显延缓水泥的凝结时间,并且其缓凝效果要强于硬石膏。脱硫渣对水泥的缓凝作用,增大了水泥初凝和终凝的时间间隔,并且合理掺量的脱硫渣对水泥的缓凝效果能满足相应规范对水泥凝结时间的要求。作出水泥各龄期力学强度随脱硫渣掺量变化趋势图,见图2。从图2中可知,该组水泥试样3d抗折、抗压强度随着脱硫渣掺量的增加先降低后增大,而28d抗折、抗压强度则逐渐增大,并且28d强度值比较接近,脱硫渣掺量从9.2%增加到13.7%,28d抗压强度提高了6.01%。但与A-1到A-3的试验结果对比可发现,相同SO3含量的两组试验,掺有脱硫渣的水泥试样的3d抗折、抗压强度均低于掺硬石膏的水泥试样。与A-1试样相比,B-1试样的3d抗折、抗压强度分别降低11.1%和10.9%;与A-2试样相比,B-2试样的3d抗折、抗压强度分别降低34.1%和40.2%;与A-3试样相比,B-3试样的3d抗折、抗压强度分别降低38.6%和43.2%;然而掺有脱硫渣的水泥试样28d抗压强度值却偏高,与A-1试样相比,B-1试样的28d抗压强度提高了36.2%;与A-2试样相比,B-2试样的28d抗压强度提高了32.8%;与A-3试样相比,B-3试样的28d抗压强度提高了18.6%。由此可见,与硬石膏相比,脱硫渣的掺入对水泥早期强度的发展不利,且随着脱硫渣掺量的增加,3d强度降幅增大;但脱硫渣有利于水泥后期抗压强度的增长。 2.3脱硫渣和硬石膏复掺对水泥性能的影响 从C-1到C-3的实验结果中可以看出:随着SO3含量的增加,水泥试样的标准稠度用水量逐渐增大,但水泥凝结时间相近,变化不明显,水泥初凝时间将近10h,终凝时间到达12h左右,水泥凝结时间明显偏长。由此说明脱硫渣与石膏复掺时会出现更强的缓凝效果,水泥凝结时间大幅延长。作出水泥各龄期力学强度随SO3含量变化趋势图,见图3。从图3中可知,该组水泥试样3d抗折、抗压强度随着SO3含量的增加先降低后增大,28d抗折强度逐渐增大,28d抗压强度却逐渐降低。但是,在相同SO3含量的情况下,与A组实验进行比较发现,其变化规律与B组和A组比较结果的变化规律相似,即C组水泥试样3d强度低于A组试样,但28d抗压强度仍然高于A组试样;与A-1试样相比,C-1试样的28d抗压强度提高了45.2%;与A-2试样相比,C-2试样的28d抗压强度提高了36.2%与A-3试样相比,C-3试样的28d抗压强度提高了13.2%。通过上述分析可知,脱硫渣和硬石膏进行复掺,使复合水泥的凝结时间大幅延长,其凝结时间已经不能满足复合水泥对凝结时间的要求,但其对水泥强度的影响规律和单掺脱硫渣的水泥类似。因此,两者复掺主要对水泥的凝结时间影响较大,可能是由于两者掺配比例不合理的原因。 2.4脱硫渣对水泥干缩性能的影响 为了研究脱硫渣对水泥干缩性能的影响,本次试验中选取A-1、B-1、B-2及B-3四组配比,测定了水泥砂浆的不同龄期的干缩率,试验结果见图4。从图4中可以看出,4组水泥试样的干缩率均随着龄期的增加而增大,在养护的初期阶段,水泥干缩率的增长速率较快,养护14d后,水泥干缩率的增长速率降低;比较A-1和B-1可知,在相同SO3含量的情况下,掺有脱硫渣的水泥试样在各龄期的干缩率均低于掺硬石膏的水泥试样;从B-1到B-3可看出,水泥试样各龄期的干缩率随着脱硫渣掺量的增加而降低。由此可见,脱硫渣的掺入能明显改善水泥的干缩性能,且随着脱硫渣掺量的增加,改善效果越好。 2.5脱硫渣对水泥缓凝及补偿收缩效应机理分析 脱硫渣中Ca(OH)2的含量较高,这使水泥在水化初始即形成Ca(OH)2的高度过饱和液相,对钙矾石生成影响最大的Ca2+、OH-浓度与普通水泥相比要大的多,在水化初始形成钙矾石的诸离子的溶度积K即超过了形成钙矾石所需的临界值Ksp,钙矾石的析晶速率更快,晶体尺寸更小,生成更具有屏蔽作用的胶体状钙矾石覆盖在水泥颗粒表面,延缓了水泥特别是C3A的水化[10]。而CaSO3·1/2H2O与C3A体系在纯水中水化30min时即可生成胶体状的C3A·CaSO3·11H2O覆盖在C3A的表面,也可能造成C3A在开始之初水化延缓。由于脱硫渣中同时含有硫酸钙和亚硫酸钙这两种物质,可能由于两者的双重作用效果,使得脱硫渣的缓凝效果要强于硬石膏。袁润章等人研究了矿渣在不同介质下呈现出水硬活性的能力,矿渣通常只有在pH值大于12的碱性环境下才能呈现出一定的胶凝能力,同时CaSO4和Ca(OH)2共同作用下对矿渣的激发效果比Ca(OH)2单独激发的效果更加显著[11]。脱硫渣中含有大量的Ca(OH)2、CaSO4等活性激发组分,在大幅度提高水泥水化液相碱含量的同时,不仅可以促进矿渣和粉煤灰活性更早地被激发,还能大大提高矿渣和粉煤灰的二次水化反应程度,进而提高水泥后期强度增长率[12]。通过掺入脱硫渣能促进水泥水化过程中钙矾石晶体的生成,通过钙矾石的吸水肿胀和结晶膨胀作用来达到微膨胀的作用,显著改善水泥的收缩和抗裂性能。 3结论 a.脱硫渣与硬石膏相比,比表面积较大,需水量多。b.脱硫渣对复合水泥的缓凝效果要好于硬石膏,其缓凝时间能满足复合水泥对凝结时间的要求,脱硫渣能够取代硬石膏用做水泥缓凝剂。但将两者复掺时,复合水泥的凝结时间却大幅延长,其缓凝时间不能满足复合水泥对凝结时间的要求,两者复掺比列还需进一步研究。c.脱硫渣对复合水泥早期强度影响不利,却能提高水泥后期强度的增长率;在SO3含量相同时,B组水泥试样(脱硫渣掺量9.2%~13.7%)与A组相比,3d抗压强度下降10.9%~43.2%,而28d抗压强度提高了18.6%~36.2%。d.在合理掺量范围内,脱硫渣的掺入能明显改善复合水泥的干缩性能,且随着脱硫渣掺量的增加,改善效果越好。 作者:拓守俭 单位:武汉理工大学 物理力学论文:物理力学题受力分析解题方式论文 摘要:整体法和隔离法是力学部分常用的分析方法。可以先隔离再整体,也可以先整体再部分隔离。这就是整体法与隔离法的综合应用。整体法与隔离法的综合应用时,系统的运动情况通常分为以下三种类型:第一,系统处于平衡状态;第二,系统处于不平衡状态且无相对运动;第三,系统内部分平衡部分不平衡。 关键词:整体法;隔离法;力学 在力学中,解决力学问题时,往往遇到这样一类情况:题中被研究的对象不是单一的一个物体,而是互相关联的几个物体组成一个系统。解这一类问题,一般采用隔离法:即把各个物体隔离开来,分别作受力分析,再根据各自的受力情况和运动情况,应用牛顿运动定律和运动学公式,列式求解。但在这类问题中,往往单用隔离法很难求得结果,解决过程也十分繁复,甚至用隔离法解简直无从着手。这时,我们不妨试用整体法:即把整个系统当作一个整体作为研究对象进行受力分析,再列式求解。这样做,往往能使原来很难求解的问题简单化,无从着手的问题也迎刃而解。 整体法是从局部到全局的思维过程,是系统论中的整体原理在力学中的应用。它的优点是:通过整体法分析物理问题,可以弄清系统的整体受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算,能够灵活地解决问题。通常在分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力(内力)时,用整体法。 隔离法就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来,作为研究对象,只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力,不考虑研究对象对其他物体的作用力。它的优点是:容易看清单个物体的受力情况,问题处理起来比较方便、简单,便于理解。在分析系统内各物体(或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。 整体法和隔离法是力学部分常用的解题方法。可以先隔离再整体,也可以先整体再隔离。这就是整体法与隔离法的综合应用。整体法与隔离法的综合应用时系统的运动情况通常分为以下三种类型: 一、系统处于平衡状态 整体都处于静止状态或一起匀速运动时,或者系统内一部分处于静止状态,另一部分匀速运动。以上这些情况,整体都平衡,整体内每个物体所受合力为零,整体所受合力也为零。这样,根据整体的平衡条件,就可以确定整体或某一个物体的受力特点。 二、系统处于不平衡状态且无相对运动 由于系统内物体间没有相对运动,即整体内每个物体都具有相同的速度和加速度,这时整体所受的合力提供整体运动的加速度。这种情况利用整体法,更容易把握整体的受力情况和整体的运动特点。 三、系统内部分平衡部分不平衡 这种情况由于系统内物体的运动状态不同,物体间有相对运动,通常习惯用隔离法。若系统内两个物体一个处于平衡,另一个处于不平衡状态时,也可以利用整体法来分析,有时会使问题简化易于理解。当然,这种情况整体所受合力不为零,整体所受合力就等于不平衡物体所受的合力,用来提供不平衡物体的加速度。 物理力学论文:利用物理图象形象解答物理力学问题研究论文 摘要:本文从物理图像的含义出发,以位移—时间(x-t)图象和速度—时间(v-t)图象的应用为例,阐述了正确把握物理图象的涵义在提高解决物理问题的能力、培养科学的思维方法方面的积极作用。 关键词:物理;图象;力学 在对物理规律与现象进行描述时,为了更加直观,我们经常借助于函数图象,用纵坐标和横坐标分别对应不同的物理量,这就形成了物理图象,在中学物理课程的力学部分,涉及到许多的物理图象,其中以位移—时间(x-t)图象和速度—时间(v-t)图象的应用最为广泛。正确把握这些图象的涵义,有利于提高对物理问题的解决能力,培养科学的思维方法。下面笔者以一些图象为例,对其进行剖析与应用。 一、图象中直线的斜率的物理涵义 为一物体做直线运动的位移—时间(x-t)图象,图象为一直线,说明运动过程中,物体在相同的时间内发生的位移相等,做的是匀速直线运动,直线的斜率应表示位移与发生这些位移所用时间的比值,即速度。 为一物体做直线运动的速度—时间(x-t)图象,图象为一直线,说明运动过程中,物体在相同的时间内速度的改变量相等,物体做匀变速直线运动,直线的斜率应表示速度变化量与发生这些变化所用时间的比值,即加速度。可以看出,对应直线图象中直线的斜率的物理量应该是纵坐标物理量与横坐标物理量的比值。 二、图象中曲线上某点的切线的斜率的物理涵义 曲线上某点的切线的斜率是所对应物理量的瞬时值。切线的斜率分别表示物体在对应时刻的瞬时速度和瞬时加速度。 例3:为某质点做简谐运动的x-t图象,请根据该图象指出质点速度的大小及其变化情况。 解析:由图象可以看出,在平衡位置,位移最小,但斜率最大,因此速度最大,在最大位移处,位移最大,但斜率最小(为0),因此速度最小(为0)。当物体由平衡位置向最大位移处运动时,斜率变小,速度变小,当物体由最大位移处向平衡位置运动时,斜率变大,速度变大。 三、图象和坐标轴之间所夹的对应面积的物理涵义 图象和坐标轴之间所夹的对应的面积,应该是横坐标所代表物理量与纵坐标所代表物理量的乘积。在速度-时间(v-t)图象中,图象与时间轴所夹的对应时刻t1、t2之间的阴影部分面积,表示t1到t2时间内物体发生的位移。 物理力学论文: 学生物理能力学习方法分析论文 一、高中物理学习现状 (一)日常生活中观察的现象与学习的物理知识相违背 学生的观察能力由于受主观条件的限制,都会对大自然的认识过程中出现片面甚至是错误的认识,如“力是改变物体运动的原因”、“加速度大,速度就大”、“摩擦力总是阻碍物体运动”、“受静摩擦力的物体一定处于静止状态”、“子弹打木块机械能守恒”、“质量不相同的两个物体从同一高度落下,质量大的先着地”等产生错误认识…… (二)不能对物理过程进行全面、合理的分析 学历物理规律后必须能对具体的问题进行正确何苦的分析。必须是自己的脑子中有非常清晰的“物理模型”,才能在实际解题中不出差错。 (三)数学知识的滞后性 解决物理问题是需要一定数学基础做为后盾的,否则导致物理问题地解决束手无策。 (四)不正确地学习办法对解题的影响 简单而言,不正确的学习方法有以下几种情况: 1.死记硬背;2.物理问题数学化;3.思维定势影响解题;4.思维不能正确迁移。 (五)相关学科学习水平对解题的影响 1.语文基础不好,导致学生不能正确审题,读不出关键内容从而造成审题错误。 2.数学学习水平对物理学科的影响。 (六)思维不严密 1.审题不周造成漏界解;2.研究物理状态不清;3.分析物理过程不全;4.正负号运用不当。 物理教学大纲要求:物理教学既要重视教学,更要重视能力的培养,能力包括学生观察能力、思维能力、分析和解决问题的能力,而各种能力的优秀是培养学生的思维能力。教师确立学生在教学中的主导地位,使学生积极主动学习,积极参与教学过程,使学生养成良好习惯,在获得和运用知识过程中培养能力。 二、高中物理学习对策 物理内容包括知识和能力两个方面,重点是能力,即运用物理概念、规律来分析、解决问题。所以,物理学习的优秀是全面、深入、准确地理解物理概念、规律、方法。 (一)通过解题培养能力——解题能力,具体目标就是培养物理思维品质 1.在解题训练中,培养思维的广阔性和深刻性,可以通过一题多解、一题多变、一题多问等方式进行,使学生多角度、全方位地抓住问题的本质、加强分析问题和解决问题的深广度。 2.物理现象自身是有序的,人类认识物理现象的办法和过程应该是有序的,因此必须培养学生分析问题的有序思维能力。 3.培养思维的创造性,既培养创造能力 在解决物理习题中,有的可用基本方法解(如定义法、公式法),这类习题思路明显,解题方法直接,而有些戏提条件特殊,新颖有趣,提问离奇,若用基础方法很麻烦,甚至陷入绝境,需要充分挖掘条件,灵活联想变换,才能找到最佳会富有创造性的解法,因此培养学生的创造能力,既是解题关键又符合新时代的要求——培养和创造性人才 4.培养思维的精确性和有效性 物理选择题,题干及若干个选项创设了特定的物理情境,不一定学生精确至每个选项的细节,只是根据题意,把信息加以传递,提取有价值的信息,论证与筛选同步进行,以求局部的深刻性,整体认识,用极端思维等培养思维的有效性,而在计算题中需要仔细分析物理过程,合理推断。 5.掌握一些特殊的办法。 严密的分析,这需要培养思维的深刻性。转(二)全面、深刻、准确地理解物理概念、物理规律 1.要在更广泛的知识和更普遍的背景材料上把握物理概念、物理规律。理解和掌握物理概念、物理规律就需要对概念、规律的提出、建立有一定的了解,对概念、规律内容的各种表达形式(文字和数字)有清楚的认识,能理解它们的确切含义,理解它们的胜利条件和适用范围,理解他们在物理理论大厦中的位置,会应用它们分析解决问题。在复习前考生对此已经有一定的认识、理解,但那是应该知道,基本物理概念、物理规律揭露了客观事物的本质,是人类经过长期曲折的历史过程的结晶,具有深刻的、丰富的意义,对它们的实质和意义的理解是分层次,在高中一、二年级学习四的理解是低层次的,在复习过程中要努力提高一个层次。 2.概念规律紧密联系。应该知道,物理概念、物理规律揭露物理现象的本质,物理规律建立了有关物理量间的联系,它们之间是紧密联系的。如果把它们隔离开来、脱离物理规律、死背概念定义和脱离概念、形式上对待规律内容,是不可能很好理解和掌握物理概念、规律的。我们应该主要通过规律来理解概念,通过概念来掌握规律。 3.比较易混的物理概念、规律。比较容易混搅的物理概念、规律的异同、区别和联系有利于准确理解概念、规律的准确含义。 4.灵活应用物理概念、规律。只有通过实践、通过应用才能检查出我们对物理概念、规律是否真正理解,哪些内容理解了,哪些内容还没有理解。解题是物理概念、规律的一种应用。我们根据概念、规律对题意进行具体分析、确定研究对象,分析对象说出的物理状态和发生的物理过程,弄清楚题目的物理情景、现象产生的原因、条件,然后确定具体的物理量,建立解题方程、关系,求出最后答案,必要时要进行讨论。根据物理规律的内容、特点,我们得出应用规律的一些基本步骤,但我们不应该是套基本步骤,而应该理解基本步骤来源于物理规律本身,对具体内容具体分析并灵活应用。那种把物理题形式分成许多“类型”,对某一“类型”的题目套用“解题步骤”的做法,不能很好培养自己独立地、灵活分析解决问题的能力。例如,牛顿定律F=ma是对质点的某一时刻说的,根据定律和有关力、质量、加速度的概念应理解,应用牛顿定律首先要明确研究对象是哪一物体或一组物体,他们要看成是一个质点。研究的质点明确了,质量m才能定下来,加速度a和受力F才能够分析明确。质点的受力分析和加速分析除了根据力是物体间相互作用、重理、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑磁力公尺和加速度定义、运动学公式外,在许多问题中海需要把力和加速度结合起来分析,应灵活运用;动力学有5个重要规律:牛顿定律:动量定理:动能定理:机械能守恒定律。这些规律在研究对象、内容、是和条件、受力分析等方面各有特点。对以具体的力学问题研究应该选用哪个或那几个规律求解要根据规律特点和提议的具体分析确定。 总之,物理学习在勤奋的基础上,要不断总结,加以信息整理、思考、拓展、延伸,不断提升,才能培养思维能力。只有真正掌握概念、规律,才能正确理解物理知识。理解和应用两者有机结合,才能学好物理。 物理力学论文:中学物理力学教学法讨论分析论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:中学物理力学教学法研究论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理重视力学解题管理论文 在多年的物理教学中,我对力学解题做了一些探究:在重视力学概念、规律教学的同时,把重点放在力学解题的思维过程上,增强学生力学解题思维的自我调控意识。我把学生解题过程看作是“获取信息、思维启动、思维逻辑、思维深化”的过程。在指导学生解题上,抓了“明确对象、弄清概念、运用规律、设疑点拨”四个方面。 一、认真审题、明确对象、联想图景、启动思维。 力学习题有的给出一个物体,有的给出两个或多个相关联的物体。从物理过程看,有的给出部分,有的给出全部。认真审题就是要实现几个转换:1.由个别向一般转换。 所有的力学解题开始应对研究对象进行受力分析,代入运算时统一用力学的国际单位制(SI制),解题结束应对结果的合理性作出判断。 2.研究对象的实体向物理图景转换。 宏观物体(大到天体);有做匀速运动的,也有做变速运动的;有个体,也否相关联的群体。对题目给定的研究对象进行抽象思维,形成一定条件下的清晰的物理图景。有趣的物理图景促进学生的注意转移,情感与图景贴近,达到情景结合,有助于学生思维的正常启动。 3.物理过程向物体的状态转化。在力学范畴内物体的运动状态有平衡状态(静止、匀速直线运动、匀速转动)和非平衡状态。物体处于何种状态由所受的合力和合力矩决定。学生对物理过程和物体所处状态的了解,减少了解题的盲目性。 4.已知条件向解题目标转换。力学解题目标一般包括:画出研究对象的示意图。在图上进行受力分析(不能遗漏所受到的每一个力,也不能凭空增加力),物体在各个时刻的状态、位置、运用的物理规律、公式、要求的物理量等。 5.文字叙述向示意图形转换。在根据题意画出的图上标明受力情况(按重力、弹力、摩擦力顺序思考)。某一时刻或某一位置的运动状态,也用符号标出。学生通过画图对物理图景有了直观了解,触景生情,增强了解题的信心。 二、弄清概念,策略认知,分配注意,发散思维。 物理概念是物理知识的重要组成部分。物理概念有严格的科学界定。同一物理概念在不同的物理学识水平阶段严密的程度不同。一些能力较差的学生对物理概念的界定模糊不清,思维混乱,解题注意分配不合理。为了解决这个问题,我引导学生强化以下几方面意识:1.增强物理概念的物质意识。每引入一个力学概念,应充分利用实验或学生生活积累的已有经验,把物理概念建立在充实的物质基础上。 2.强化物理概念的界定意识。速度与加速度二者仅一字之差,都是力学中的重要物理量。一些认知策略较差的学生把速度与加速度归结在一个“光环”上,认为速度为零,加速度必为零。在这里描述物体运动快慢与运动状态变化快慢是速度与加速度的界定。速度和速率、功和功率、动能和动量、重量和质量等也是一字之差,它们的物理意义却不相同。功和能的单位相同,前者是过程量,后者是状态量,它们也有严格的界定。 学生树立界定意识可养成良好的科学素质,有利于增强解题思维的自我调控意识。 3.培养创造思维意识。力学解题时“双向思维”的设计,给学生创造了发散思维的条件。 三、运用规律、感知范围、网络信息、逻辑思维 中学学习的力主要有:牛顿运动三定律、万有引力定律、机械能守恒定律、动能定理、动量定理、动量守恒定律等。一些能力中下的学生把物理规律成立的条件及适用范围置于思维盲区,需要对已建立的解题信息加以选择。 1.根据物理过程选择规律。 2.从已知条件选择物理规律。 3.从解题结果检验物理规律选择的合理性。 四、设疑开拓、点拨解惑、触类旁通、深化思维 课本上的力学习题是教学大纲的最低要求,一些能力较强的学生从中获取了探求知识的方法,思维敏捷。一些能力较差的学生解题一旦受阻,思维停滞,需要点拨才能展开。通过设疑点拨探究解惑,学生思维进入新的层次。 1.指导语点拨。 2.资料点拨。 3.情境点拨。 4.交流点拨。 5.一题多解点拨。 在力学解题中增强解题思维的自我调控意识是发展智力、培养能力、提高素质的必要条件。在力学解题全过程中有计划、有目标、由简到繁、循序渐近、反复多次地引导学生自己实践,是提高力学解题效益的充分条件,中学生力学习题难的心理障碍可以排除。 物理力学论文:物理力学教学法管理论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学研究论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理力学教学论文 [摘要]当代大学物理力学教育应该如何发展,如何改进能够更好的教授学生学习知识是一个很重要的问题。下文笔者主要从两个方面来进行论述:物理力学教育现代化和培养学生科学思维。 [关键词]大学物理,力学教学,教育观,科学思维 卢嘉锡院士指出:“当我们注重面向21世纪培养高等科技人才时,科技和社会发展要求我们培养的人才必须把握现代科技的最新成就,必须具有较强的能力和宽厚的基础,这就要求教学内容和课程体系必须现代化。”大学物理力学属于本科教育中一门必修的基础课程一个知识点,它的重要性源自于物理力学对社会科学进步的基础作用。很多学生心中都有这样的疑问:学学物理力学有什么用?言外之意很明显,似乎没用,那何必费那么多的精力去学这门相对较难的知识呢!在多年的教学实践中我们不断探索如何使教学内容体现时代特色。大学物理力学教育需要从多方面进行改革。教学手段现代化是其中的一项重要内容。充分利用现代化的教学手段,才能激发学生的学习爱好,提高学习效率。 在现代的物理力学教学中应当充分使用现代教育技术。以现代信息技术为手段,通过对教与学的实践过程,对文字教材、数字音像教材、电子教材、计算机及网络的设计、开发、使用、治理和评价,促进教与学最优化的理论与实践。大学物理力学教育需要从多方面进行方法改革。教学手段现代化是其中的一项重要内容。现代化的教学手段,才能激发学生的学习爱好,提高习效率。主要可以从以下几方面来进行现代教育技术改进: 1.将多媒体技术应用到物理力学教学 将传统得教学方式与现在教学方式相结合,充分利用多媒体资源。多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机结合。以多媒体信息作用于学生,形成合理的教学结构。达到最优化的教学效果。它可以使传统的枯燥无味的教学变得生动有趣。它是以视听教学理论、现代学习理论、教育传播理论为理论基础的。利用多媒体课件教学的优点主要有:首先,可以拓展教学内容,为教师提供更多的教学资源。例如,可以在万有引力知识点,做得更形象,利用多媒体将自然界的苹果落地形象再现,也可以将老师课前构思好的内容,用幻灯片展示给同学们看;其次,可创设虚拟的教学情境,激发学生的学习爱好,例如,可以做一个乘客在公交车惯性现象的一个视频片断,同学们将会更好的理解什么事惯性;第三,可使教学难点具体化、形象化,便于化繁为简,变难为易,例如,在讲刚体的角动量时,可以将现实生活中的一个具体的实例来进行讲解,这样可以将非常复杂的知识利用生活中常见事物形象描述出来;第四,可培养学生观察、分析、联想、想象能力,拓展思维空间,例如,播放一个小的力学片断给学生,让他们去从中提出问题,并且运用物理力学知识解释,为什么;第五,可使学生的视觉、听觉等多种感觉器官综合运用于学习。从而提高学习效率。例如,可以将一些重要的内容,或者一些物理力学学者的重要演讲播放给学生们听,形象具体,加深记忆。 2.物理力学教学网络化网络化教学是现代教育的一种重要改变。随着计算机网络的日益普及。网络全球化,网络资源无地域限制,利用计算机可以访问遍及世界各地的信息资源。进入信息时代,我们可以将信息高速公路作为基本的平台,通过计算机实现跨国家、跨地区、跨民族、跨人群、跨领域的语言交互、思想交互、情感交互、信息交互、文化交互。 便于教师和学生进行更广泛的交流,内容之丰富,资料之完备,从所谓有。与传统教学媒介相比,教学网络化可以充分调动学生的主动性,改变千人一面的、单向的、固定的教学模式。教学网络化具有以下特点:教学过程的交互性;教学资源的共享性;教学信息的综合性;教学方式的先进性;教学目标的多样性;教学内容的丰富性。 网络信息技术与物理力学教育的一体化.要求逐步打破传统物理课堂的封闭围墙.把物理教育带入到这个无限广阔而又全新的领域,促使物理力学学习不但在时间和空间上得到拓展.而且使课堂主体也得到拓展。物理课堂将成为一个被无限拓展的无比宽泛的概念。课堂时空的宽泛,时时是课堂.处处是课堂。只要有一台计算机,哪里都可以成为力学课堂:只要开机,就可以上课,进行在线阅读、在线实验、在线讨论、在线交流等力学综合性学习与实践活动。课堂主体的宽泛,人人是教师,人人是学生。在在线空间里,学生通过网络,通过远程登录,就可以很便捷地进入世界各地的各式各样的力学课堂.去接受世界各地力学老师或其他专业老师的远程力学教育。同时,通过网络,通过电子邮件、网络新闻组和电子公告板,学生还可以把自己的力学知识传递给他人,可以指导他人进行力学学习,自己摇身一变,又是一个地地道道的力学教师.具有了学生与教师双重身份。 借助虚拟现实技术使学习者沉浸在虚拟环境和情节里.在极富真实感的状态下与电脑交互。运用这种技术可以构建起一个与现实物理课堂几乎一样的。甚至比现实物理课堂更具魅力。例如,可以重现物理实验、可以演绎物理发现等等的逼真的在线物理课堂。这虚拟课堂将是师生充分发挥主动性和创造性的在线教学与在线学习的主阵地。 3.对物理力学实验进行现代化改进 很长时间以来,一些高等院校大学物理力学实验教学基本上处于一种封闭的状态。多年不变的教学体系和教学内容与当今飞速发展的前沿科学新理论、新技术严重脱节,陈旧落后的实验教学设备。因袭多年的传统教学模式和手段更是远远落后于科学技术进步的步伐。有的课本要求的实现在学校的力学是现实居然找不到任何实验器材,想做实验无实验可做,想研究现象无现象可以出现,学过东西只知道其然,不知其所以然。只能依靠死记硬背来把握一些知识,没有了实验这种形象地教学方式,物理力学自然变得更加难懂,不轻易理解,如此恶性循环。因此,学生对力学实验课越来越感到枯燥无味,严重地影响了学生学习的积极性、主动性、创造性以及现代科学思维方法的形成。 演示实验的好处:由于大学物理实验需要很长的时间.因此往往难以在课堂上完成力学物理实验讲解。在课堂上引入先进的物理力学实验课件,利用声音和色彩给学生留下直观的现象.可以加深学生的感知程度,使学生牢固地记住知识点。 仅仅充分使用现代化的技术手段丰富课堂内容还是不够的,还应该充分培养学生在大学物理学习中科学思维。大学物理课程教学,除向学生传授物理知识,更要对学生进行科学思维的培养.这不仅对后续专业基础课和专业方向课的学习奠定良好的逻辑基础,同时对学生毕业后的实际工作将起到深远的影响.主要应培养以下几个方面:1.培养学生的辩证思维 辩证思维是指在思维过程中,由抽象上升到具体,获得其理性熟悉的最普遍的科学思维方式.理论基础是辩证唯物主义.利用辩证思维来熟悉各种物理现象,学习和理解各种物理规律几乎贯穿了整个大学物理教学过程.如作用力与反作用力等内容的学习中,教师都可引导学生利用辩证思维来加以理解.例如,在学习惯性的斜坡下滑问题时,学生一开始碰到惯性于什么相关时,很轻易理解重力一种分解,事实上,还涉及反作用力在华东过程中的影响.伽利略关于摩擦力的实验。彼此相对安放两个斜面,当球从一个斜面的顶端滚下去后,即沿对面的血面向上滚,达到差不多原来的高度。他推论,只是因为摩擦力,求才没能严格地达到原来的高度。然后,他减少后一些面的斜率,球仍达到统一高度,但这是它要滚的远些。学率越小,球达到的统一高度需要滚得越远。这时,教师应有意识地引导学生进行辩证思考,分析上述现象进一步熟悉理得作用力与反作用力的本质特征。这样,学生就辩证地理解到理得作用力与反作用. 2.培养学生的逻辑思维 逻辑思维是在感性熟悉的基础上,运用概念、判定、推理等形式对客观世界间接的、概括地反映过程,是科学思维的一种最普遍、最基本的形式.在逻辑思维方法中,归纳和演绎是运用得较为广泛的两种思维方法,在课堂教学中应注重培养学生的这两种思维方法.归纳是从个别到一般的思维方法,物理课中很多力学律现都是在对大量个别现象观察。和研究的基础上,通过归纳总结而获得的.例如,牛顿在总结了伽利略等前辈对自然界机械运动的观察与实验结果基础上,归纳出了闻名的牛顿运动三定律.教师在讲授上述相关知识时,可提醒学生对这一看似简单,却又应用广泛的科学思维方法加以重视. 但归纳法的局限性在于它只能根据已经把握的一部分事物的某些属性进行归纳,无法穷尽同类事物的全部属性,因而所得结论带有较大的或然性.它与其它方法结合起来,就成为了真正的科学思维方法.因此,在培养学生利用归纳法来分析问题的同时,还要培养学生利用演绎法来进行推理,使学生的逻辑思维得到较为全面的练习. 3.培养学生的形象思维 形象思维是在感性熟悉的基础上,通过意向、联想和想象来揭示客观对象的本质及具体运动规律的思维形式.在物理学中,利用形象思维来揭示物理规律的例子很多.例如,阿基米德从跨入浴盆洗澡发现水从浴盆中溢出而受到启发,从而发现了浮力定律。又如力学中的例子:在杂技表演中,演员平躺在沉重的钢板下,两个大力士用铁锤轮番敲击置于钢板上的砖块,结果砖碎,人却丝毫未受损伤。我们针对为什么重锤击不伤人这一问题展开讨论,则可运用动量定理,揭示了杂技表演的秘密。教师在大学物理教学过程中,可借助上述一些物理问题的实例,培养学生运用形象思维来更好地理解和把握物理规律,从而养成形象思维的良好习惯. 结束语:大学物理力学内容是对大学生进行创新素质与能力培养的极好知识,大学物理力学教学内容、教学方法、教学手段等方面进行的上述改革,充分利用多媒体技术和网络技术,将多媒体和网络开始大量运用于学科教学中。利用多媒体和网络进行物理力学理论课程厦实验课教学的主要方法与策略。对促进学生知识、能力、素质的综合提高,起到了积极的效果。我们需要进一步紧密结合物理力学的教学,在新的教学理念中强调对学生开展自主创新素质与能力培养的深层次研究与实践,以此更好地发挥物理课程在人才培养过程中的积极作用,为实现知识与能力的双重培养目标而努力。 物理力学论文:物理力学教学讨论论文 中学物理知识内容是物理学的初级层次.严格地讲,它的科学性、系统性都受到了一定的限制.它只是阐述了物理学中最基本、最基础的知识,并不是十分严谨的物理理论.其主要内容是经典物理学的基础知识,而以力学、电学为重点.本文就力学部分的教学法谈点看法. 一、从全局观点分析力学部分教材 从全局观点分析力学部分教材,揭示物理学的基本规律,有目的地提高学生的思维品质,增强学生的物理思维能力,对此应从以下三个方面认真分析教材. 1.力学教材的基本知识结构 牛顿运动定律是经典力学的基础,也是经典物理的基础之一.动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁.现行教材的体系是先讲静力学,后讲运动学,最后讲动力学.把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排,第三定律放在静力学中讲授.这种安排符合由易到难、循序渐进的原则.即学习静力学时,有牛顿第三定律作准备知识,学习牛顿第二定律时,有力的合成与分解作先行.通过静力学的教学,要求学生正确理解力的概念. 物体受力分析是力学中的关键,几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析,所以静力学教学是最重要的基础. 2.物理思维方式 思维是人脑对客观事物进行加工的过程,是人脑的功能,通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程.物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式. 在教材分析中掌握物理思维结构,就是要掌握怎样运用思维的基本形式(概念、推理、论证等)和思维的基本方法(比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等)以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力. 第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向,为物体受力分析做好准备.力的三要素,在初中已经讲过,对质点来说不会发生关于力的作用点的问题,而对刚体来说,力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外,还跟力的作用点的位置有关.教材中虽然没有明确提出刚体概念,但所说的物体都是指刚体.力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果.因此,与其说力的作用点是一个要素,还不如说力的作用线是一个要素.物体的平衡,用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法;“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法. 第二章“物体的运动”用了理想模型(过程模型)的方法.高中教材以初中教材为基础,先提出质点这个理想化模型,在研究物体在一直线上的运动以后,立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法.运动学是力学的重要组成部分,是学习其它各章的必备知识.对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法. 第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论.虽然第一定律不能用实验直接证明,但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合,这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性.当今的实验已能近似地验证这个定律,例如用气垫导轨实验,运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力,因而它近似地做水平匀速直线运动.随着科学技术的日益发展,牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明.牛顿第二定律是通过实验归纳得出的.在功和能,机械能守恒定律,动量、动量守恒这几章中,主要是用了推理的方法.如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的.但应当明确一点,这是一条实验规律,是实践经验的总结,是客观规律的反映.这此规律能够相互推导,这说明它们之间存在着内在联系.动量定理出自于牛顿第二定律,又异于牛顿第二定律.牛顿第二定律是一个瞬时的关系,而动量定理则说明状态过程,它可以按过程始末状态处理物体的动量变化,而不必涉及过程的细节.如果只考虑两个物体的孤立体系,把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来,就得到作用前后的总动量不变.我们可以用实验进行检验,牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的. “振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程,运用了动力学和运动学的基本规律,导出满足机械能和机械振动规律的新结论. 3.数学是表达物理学规律最精确的语言 在教学过程中,只有将教材的教学方法、结构搞清楚,才能达到运用数学方法解决物理问题的目的.在“力”这一章中,重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题.对物理矢量必须透彻理解,掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则.引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比,体会矢量的质的差别,从而自觉地运用矢量运算法则.在“物体的运动”这一章中,先提出质点这个理想化模型,并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等.从数学角度分析这些量之间的函数关系(包括文字叙述、数学公式、函数图象等),再进行运动的合成与分解的矢量运算. 在“牛顿运动定律”这一章中,牛顿运动定律起着承上启下的作用,即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解,又能为顺利学习机械能和动量铺平道路.牛顿第二定律的数学表达式,只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的.教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系,过渡到分析物体受几个力产生加速度,以及加速度与力的关系,从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma.在公式中,力与加速度都是矢量,故此式是一个矢量式.牛顿第二定律概括了力的独立性原理(或力的叠加原理),即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度,应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和.在解题中,运用了正交分解法等基础知识. 机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上,讨论力的空间和时间积累效应,从而引出功和能、冲量和动量等概念.功和能将矢量运算变成了代数运算.教材从力对物体做功引出动能和动量定理,研究了重力、弹力做功的特点,引出势能的概念,得出在只有重力、弹力做功时,机械能守恒.最后,从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结.能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系.在讨论动量定理时,应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系,而动量定理则说明状态过程,应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时,只有在t0时,才是相等的.实验是讲述动量守恒定律的基础,教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的,而是一个独立的物理规律.而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围.对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出,目的是避免学生只是死记公式,注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力.在应用动量守恒定律时,应选用惯性系,物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关.应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系.机械振动和机械波是较复杂的机械运动,它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础.简谐运动是最简单、最基本的振动,是讲清波的关键.建立振动和波的联系与区别,是突破机械波教学难点的关键. 二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力 物理教学即要发展学生的智力,又要培养学生的能力,而后者较前者更为重要.从物理学本身来看,它研究的各种现象和规律是互相联系的.例如功和能的概念及能的转换和守恒定律,又渗透在各个分科中.教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的,运用最科学的方法传授给学生,又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力.要重视知识的传授,离开知识的掌握,能力的发展就成为无源之水,无本之木. 1.系统化结构化的教学 在中学物理教学中,贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律.这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律,与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律,是力学部分的重点知识.围绕这两条主线,要深入分析牛顿运动定律,为这两个定理打好基础.动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论,它们提供的表达式与牛顿运动定律等价,可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式,而不是什么新的表达式.但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一,能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一.它们的作用远远超出了机械运动的范围. 2.培养学生的独立实验能力和自学能力 要培养思想活跃,有创新精神和创造能力的人材,必须加强学生的实验能力和自学能力.物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下,按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现.做物理实验,必须满足于一定的条件才能获得预想的结果,如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算,是做好实验不可缺少的过程.让学生按照上述过程有目的的科学训练,自觉地掌握科学实验的规律,激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力. 培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务.调动学生的学习积极性,就得改变由教师“一讲到底”的状况,避免由于教师教学方法的单调,而使学生产生厌烦情绪. 总之,以“学科体系的系统性”贯穿始终,使知识学习与智能训练融合于一体,形成一个系统的完整框架.所以系统化、结构化的教学,使学生头脑中形成力学体系的清晰图象,有益于培养学生的探索精神,从被动的学习转为主动的学习,才能用自己的智慧和力量去攻克学习难关,取得良好的学习效果。 物理力学论文:物理学中的量子力学概况 此乃特殊重要文稿,几乎涉及物理世界全部问题。文中全部用8位数字有效精度并与实验完全相符的计算结果表明下述原理成立: 〖测得准原理〗:世间万物,无例外,都是测得准的(准确程度最终都将取决于普朗克常数h=2π?的准确度),绝非测不准的;世间只存在测不准的学者,并不存在【测不准原理】——《量子力学》的基本原理。 文中用大量无可否认的事实,全面、系统、严格地证明了量子力学——世界权威理论,纯系伪科学。其基本原理——【测不准原理】系反科学的理论,由此量子力学已把科学引入歧途,并使之陷于恶性循环不解之中! 由于量子力学已修成了诡辩内禀属性,任何单方面对其论说全然无效,必须给量子力学以全面充分曝光,所以篇幅显得较长。实乃: 有道僧是愚氓忧可训, 奈何量子愚氓胜和尚! 第一章.世界是测得准的,并非测不准的 乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。 大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架——《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。 但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实: 1.1关于“量子化”根源问题。 微观世界“量子化”已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是“量子化”根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄! 就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈“量子”的“科学”。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状! 可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:“量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的”。 虽然,这量子力学家利用了“微小量子”数学“极限”概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程! 不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。1.2理论与实践关系问题 既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――“符合”试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实: 世界著名理论物理第六册——《量子力学》(文献[1])中著:“量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统”。 这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。“科学学”研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:“量子力学是建立在实验基础上的科学”。这不是弥天大谎么?! 时说:“这是一基本假定”。并告诫人们:“不可懂”!就是说(1)式不能用任何数学——物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的“波动方程”的基础,也就是量子力学的理论基础。 所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识! 研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意“物质波”理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说“建立在实验基础上”呢?! 研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出“物质波”概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出“波函数”(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的“波动方程”——量子力学的理论基础: 由于量子力学凭空引进“波函数Ψ”,实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。 1.3量子力学诡辩伦理 1.3.1关于理论基础诡辩 以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:“量子力学是建立在实验基础上地科学”。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。1.3.2关于物质波的狡辩 对于“物质波”概念,量子力学[1]应用了三个基本假定:其一假定“对易关系”即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定“测不准原理”,由此编造了电子“几率云”图像;其三假定“波粒互补原理”,这种原理本身就是一种诡辩,因为“波粒二象性”问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出“波函数Ψ”并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质——量子力学家们的主观意识。 然而“波函数”的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论! 如果需要,量子力学(文献[1])首先拿出: 很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3)式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现: 1.3.3关于“经典”与“近代”狡辩 量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。 然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数Ψ的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实——量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!1.3.4量子力学方法论狡辩 确切说,量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动;②波函数Ψ表示粒子出现几率;③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都“迎刃而解”了。 然而,量子力学同时又“有权”轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要——否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。 似这样,在哲学面前,用“建立在实验基础上”量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心“量子化”根源,又由“领地”限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威! 1.4关于“符合”试验问题 以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰“符合”试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实: 基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。 4.1大自然内在本质规律之一——辐射能场客观存在 注意教材书(文献[9])已有“辐射场”及“能量场”的物理学概念。但囿于理论局限,使得教材书对这种场的描述是静止的(机械的)、孤立的(与物质世界无必然联系的)、无源的(原因不清),因而也是抽象的(没有物理意义的)。 上已证明,原子中能量量子化的根源是原子核,量子化是原子核自身性质。值得物理学注意的是,原子核这种性质并不孤立存在,它同时还严格地规定着所有外部世界。因而使得电子、原子、分子、物体、天体、宇宙都只能有唯一稳态位置和结构。这就是大自然最基本的内在本质规律。也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。 那末,具体规律是什么呢?请看: 4.2辐射能场(存在)定理 研究表明,辐射能场准确存在可用定理表述。 〖辐射能场定理〗:任何粒子(含场粒子及天体,无例外,下同)在其周围都形成(存在)一种辐射能场,这种辐射能场可用普朗克常数?和量子数n=0,1,2,3…准确具体描述。在微观辐射能场表现为量子化,在宏观则表现为大量粒子的简并统计结果。 4.3辐射能场实质 辐射能场实质系以粒子为中心,向周围空间抛射场粒子流(这里主旨中性场粒子流,对于电磁场当有别论),这种场粒子流经电子集约化就成了光子。研究也表明,任何光子包括X射线都准确如此。参见(15)式,据此不难描述任何光子的自身结构。并且可以证明任何光子的静止(如可能)质量均不为零。认为光子静止质量为零,还是量子力学根据“相对论”瞎子摸象猜测结果。 这已表明光子的真实粒子性。并可准确具体证明,所谓波动性实际上是普朗克常数与量子数相互作用的一种客观表象,任何光子都不存在任何物理意义上的波动属性。 4.4辐射能场形象 研究表明,辐射能场形象与点光源的光通量完全一致。对于原子核,其辐射能场可用图(3)准确表示: 图中箭头方向表示辐射能流方向,其线密度表示能流密度,n为量子数。 4.5辐射能场性质 研究表明,辐射能场实质系以光速抛射场粒子流(粒子上限为中微子),故,辐射能场具有排它性。原子核的辐射能场首先排斥核外所有电子,任何电子也因此未能落到核上,这是事实。所以,电子未能落到核上量子力学的任何解释都只能是自欺欺人的胡言乱语!也所以,玻尔对电子的担心完全多余。 需要指出,辐射能场这种排斥作用,通常主要表现为能量形式。相形之下排斥力效应很小,一般可忽略。这与太阳光辐射的能量效应十分明显,而太阳光的压力效应十分微小,完全相似。不过在研究宇宙膨胀时,完全不可忽略天体辐射的斥力效应。就是说,“宇宙斥力”存在。然,囿于历史和理论局限,爱因斯坦在提出宇宙斥力概念后,又不得不自我否定。 4.7辐射能场的实验验证 4.7.1太阳的辐射本领已足够大 目前世界公认太阳发射本领(文献[2])为3.8×1033(尔格/秒),这相当于太阳每秒抛射出质量为m=4.2×109(千克)物质。但如上可知,太阳实际发射本领远大于此。因为太阳光仅是辐射能流的一部分,这种能流粒子上限为中微子。 4.7.2宇宙正在膨胀 宇宙正在膨胀,表明“宇宙斥力”存在,这是宇宙中心辐射能场性质。宇宙正在膨胀恰系宇宙中心辐射能场的客观真实写照(或曰照片)。4.7.3“太阳风”的存在 文献[10]介绍的“太阳风”正是本文定义的太阳辐射能场,太阳风就是太阳辐射能场的客观真实写照。该文献给出了对太阳风考察的卫星实际探测结果(文献图示略)。这可谓太阳辐射能场的真实实验验证。 4.7.4第四个验证是,任何原子中任何电子均未能落到核上,这是事实 不仅如此,人为方法:高能阴极射线、X射线或高能加速器也很难将电子打到原子核上。这绝非因碰撞截面太小,总会有几率。实际上正是由于原子核具有排它性的辐射能场排斥效应所致。由(22)式可见,电子得到的原子核排斥能与距离平方成反比例。在核半径处排斥能十分巨大,以致可忽略静电引力能。简单计算表明,电子必须具有200倍C(光速)才可能到达核半径处。也因此,玻尔对电子的担心完全多余! 需要指出,对此类问题,量子力学仍会故伎重演——狡辩。但经如上及以下分析论证,量子力学纯系主观臆造,对物理学实质问题全然无知,已经使得量子力学的狡辩不再有任何效力。 物理力学论文:初中物理力学有效教学策略 【内容摘要】随着新课程改革的不断推进,我国的教育事业正有序地实现着新的发展目标。不断提高教学有效性是当前教育行业的共识,初中物理作为重要的自然学科之一,从教学目标和教学方法上都积极强调有效教学。文中在明确有效教学的理论认知基础上,结合初中物理的教学实际,提出了具体的物理力学有效教学策略供广大教员参考。 【关键词】初中物理 力学 有效教学 在新一轮课程改革持续深入背景下,我国教育领域已经加强了对教学有效性的关注,力求通过实践来取得积极突破。有效教学理念的提出,能够进一步激励学生保持高昂的热情和兴趣投入到理论学习中,同时能够在积极实践中加强对理论的巩固和完善,提供知识的系统性。初中阶段物理学科的教学也十分重视有效教学,需要从业者在长期的教学中总结教学方法,从事实现有效的教学目标。 1.有效教学的理论认知 有效教学需要广大教师的积极努力才能完成,首先要有系统完善的理念作为教学指导思想,其次教师应该坚持按教学理念开展教学,关键在于考察学生在一段时间内的成绩提升与能力增长状况。有效教学行为必然强调过程和结果的有效性,因此要想获得有效性,就需要教师坚持几项原则:第一,明确目标。只有教师清晰界定学科教育的短期或长期教学目标,才能更有针对性地编排教学内容,同时采用适当的教学方法,让学生在正常的学习状态下培养更高的能力。学生在一个考察时限内,与教学目标对照已经准确完成或者有所超越,自然实现了有效教学。第二,激发兴趣。有效教学讲求学习效率,而学生的兴趣因素可以直接影响学习效率的发展程度。教师要始终关注学生的兴趣,结合实际状况适当调整教学形式和内容,让学生愿意积极主动的体会学习乐趣,从而提出教学有效性。第三,优化方法。学生在不同阶段的教学具有一定的差异性。初中阶段的学生与外界接触互动认知的能力尚且需要提高,因为教师如果对于理论的讲解能够在不断优化的教学方法中变得通俗易懂,当然能够提高学生的有效学习。 2.初中物理力学课程的有效教学策略 2.1加强课前准备工作 课堂教学的稳定开展离不开教师在课前的积极备课。加强初中物理力学单元的课前准备工作必然促进课堂教学的高效进行。初中物理教师应该认真慎重的对待力学单元的备课。首先要全面了解当前学生的自然学科基础,通过日常教学观察和教学互动了解学生的个性、特点、学习习惯和知识水平,要设计一定的导入性内容,使得不同层次的学生都能够在适当的课程引导中有效的进入力学内容。要掌握物理的基本概念,并且要试着通过通俗易懂的解释来定义,让学生能够更好更快地形成认知。其次,应该对当堂课程的内容进行结构创设,通过拆分教学任务,将其中的重点与学生的生活实践相互结合。如讲解“浮力”内容时可以讲解人在游泳中遇到的浮力,船在水面行进需要的浮力,飞机在高空飞行需要的浮力等等内容,当讲解“大气压力”内容可以在课前设计小型实验,准备简单实用的实验材料。可以选用一个熟鸡蛋或一个口径略小于鸡蛋外径的瓶子。开始教学实验时,首先在瓶子中倒入一定量的热水后倒出,同时将熟鸡蛋剥皮后迅速放置在瓶子口,随着时间推移能发现鸡蛋缓慢地被吸入到玻璃瓶中。这样的实验操作简单,但是现象生动直观,准确反映大力压力的存在与作用效果,自然能够为课堂上理论知识的讲解提供巨大的辅助效果。 2.2加强课堂实验互动 物理作为自然学科中的重要内容,理论知识有时显得较为抽象。力学单元教学中,“力”就属于摸不着看不见的概念,如果对于力的相互作用只是结合课本完成讲解,学生的接受程度和掌握效果必然层次不齐,无法达到良好的教学效果。只有强调课堂实验互动,结合物理实验才能更好的让学生感受到力的存在,有助于理论结合实际来分析思考和解决问题。实验的器材并不需要多么复杂,如前文中提到的利用熟鸡蛋和瓶子完成大力压力的实验一样,大量的生活材料都能用来完成力学实验教学。如让学生在一个较为粗糙的案板上,让学生选择书、笔、文具盒、粉笔盒等不同物品在水平方向推出,观察推出后滑动的效果。从而让学生了解物品在滑动中受到了人的推力,案板的摩擦力,自身的重力等不同的受力影响。要想滑的更远,可以推的更重些,可以将案板打磨光滑些等。通过简单的实验例子,学生能够对物品运动中的受力过程有所了解,有效地掌握了课堂教学理论。 2.3加强现代技术应用 现阶段,我国的义务教育已经大范围推行多媒体、信息化技术在教学中的应用,基于计算机网络技术的发展,使得教学有效性变得更加明显。初中物理的力学有效教学也同样需要加强现代技术的应用。从而确保各种力学的抽象定义能够通过图片、音频、视频等内容得到形象展示,这样的教学环境中学生的感官得到了充分的刺激,从而对知识点的印象更为深刻,对于理论的理解更为透彻。例如教师可以找来正式的科学实验视频,让学生感受大型科学实验中的力学现象,从而准确理解物理基本概念,为有效学习其他内容也奠定了坚实的基础。可以制作FLASH动画,将物体的受力进行对照拆分讲解,对于力的作用对象、力的转移、力的递进等不同现象进行动态化的展示,有助于增强学生的理解,提高学生的记忆。 结束语 力学知识是初中阶段的物理学科的重要内容,教师应该通过积极优化的教学方法,借助不同的教师手段和技术,通过演示多样化的实验让学生在愉快融洽的教学氛围中掌握力学知识,实验物理的有效教学。相信有效教学理念下,教师能够开发出更多的针对性策略,从而增强学生的物理知识,提高应用物理的能力。 作者:汤本政 单位:江苏省徐州市撷秀初级中学
煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效问题及对策 引言 从客观现实来看,我国矿山机械事故的发生概率大,最根本的原因在于对齿轮机械的故障分析水平低。从另一方面来看,由于井下工程建设生产的环境十分恶劣,对工程生产会产生直接的影响,与此同时在生产的建设过程中,对人的身体也会产生直接伤害。在井下的生产中,机械的使用通常是在白天进行的,而工人也是以三班倒形式进行轮流工作,这些客观因素都会直接导致机械更容易出现故障,如果不能做到及时的维护,那么对日常工作将产生极其恶劣的影响。 1传动齿轮失效的成因分析 现代井下运输基本上都依靠齿轮运输作为主要的运输基础支持。而齿轮的常见性问题成因则主要分为以下几点。 1)磨损。井下煤矿运输,主要由于地质条件的影响,其工作量十分大,这样就导致齿轮经常处于高负荷状态下工作。而这些都会加重工作的负担,导致在生产中产生较大影响。而齿轮磨损,则成为了最主要的损伤形式之一。在进行基层生产的过程中,通过层面的生产使用方法,也会加重齿轮的使用寿命。而在运输中,过长的皮带运输机制,也大大加重了工作负担。因此在井下运输中,齿轮的消耗是十分快的,而在建设过程中,齿轮的磨损,也会直接影响到生产的可持续性。 2)表面金属疲劳。金属疲劳顾名思义是齿轮表面或内部出现的一种材料损伤情况,对于持续性的高效率生产,齿轮的金属内部构造会产生一定的拉伤,主要成因就是因为在生产的过程中,生产力超过了齿轮的额定荷载上线,从而导致内部出现裂纹,而生产过程中,这些裂纹就会导致齿轮的断裂,严重损害了井下生产传动系统的安全性。 3)塑性流动。塑性变形会导致严重的飞边现象产生,对周边的生产等也会产生影响。由于齿面失去了部分的作用效果,在使用中就会导致出现人字形的鱼尾状皱纹,并导致整体结构的滑动。 4)断裂问题。断裂意味齿轮都将失去使用作用。在生产中,齿轮发生断裂的原因有很多,断裂导致的问题则影响严重。其中最主要的断裂原因分别为疲劳损伤断裂、负荷断裂、磨损断裂以及淬炼断裂等。出现以上问题的主要因素在于,制造加工的过程中没有严格按照相关质量标准进行浇筑制造。导致在生产后,齿轮中出现较大的缺陷,在使用中引起了一系列的严重影响。其次在安装的使用过程中,没有选择较大的使用标准,导致在生产的过程中,齿轮长时间处于超高负荷的生产之中。 2提高矿用机械齿轮使用时间的主要措施 针对矿山机械的日常使用中,由于极易出现磨损问题,在日常的使用中,需要从以下几点进行注意,并在使用中进行及时维护,才能够确保安全生产。 1)应用短圆柱型的滚子,辅助齿轮进行传动运输,保证在齿轮的日常运行中,能够安全有效地进行生产,而在这一类的生产中,需要通过对技术上的科研改进,进而确保整体生产的有效性。在生产过程中,煤矿的机械齿轮其转动控制作用,对于缓解机械生产中的消耗,都有较高的减缓作用,这样对煤矿的日常生产都能够有效降低其生产的成本。在生产的过程中,通过对煤矿机械齿轮的有效控制,能够在现代技术的带动下,为工作提供有效的生产形势。 2)利用短圆柱滚子的结构特点,在使用转轮进行外圈固定的过程中,不仅能够有效增强滚柱的结构稳定性,同时也能够更好地促进柱子的润滑良好性,而采取轮齿的钻孔排距,在运输的过程中,由于阻力的调控,也能够在一定的运输量上降低功率的损耗。这样不仅减少了对工程施工的施工要求,在电损耗上,也有效地减少了对齿轮的消耗。在减少齿轮损耗的过程中,采取有效的系统运输装置,能够在延续煤矿机械的运转中,提供更为有效的电能损耗减免效益,其减少的频率与安装调试过程中的使用情况呈现一定的正比例关系。在使用的过程中,从煤矿机械的齿轮润滑油能否保证滚子顺畅性进行分析,内圈和轴距之间,其圆柱式滚子,能够更好地保证施工的质量标准。 3)煤矿运输机械的齿轮中短圆柱滚子的数量。在对煤矿机械的短圆柱滚子型号的确定过程中,针对运输的特点进行型号确定,其选择需要遵循以下几点。首先,煤矿机械的齿轮从短圆柱滚子的数量进行确定,归纳其中可能出现的诸多失误,并以此来完成整体机械的模型设计。在设计的过程中,分析煤矿机械的齿轮短圆柱滚子数量,以对其中的典型性进行确定。矿山机械的功率通常较高,所以在进行工作的运行过程中,其负荷也比较大,所以在进行型号的选择上,一般需要控制在k=10的基础以上,其中k=10是满足基本使用定律的根本。为保证在生产张轴承的承重效应符合工作需求,需要对不符合的零部件进行取缔。 4)针对机械齿轮的润滑处理。不论在何种环境下使用大型机械,对齿轮的润滑都是保证机械正常运行的根本所在。而针对煤矿井下操作环境中的恶劣性,对齿轮的润滑更为重要,在进行齿轮的润滑过程中,从齿轮和轴承的抗震性、抗冲击性、精准性等多个方面进行考虑后,方可进行精密润滑,保证轴承的承受力,在日常的操作范围之内。井下作业过程中,由于大量的粉尘、潮湿空气,对金属元器件的损伤要远远高于地面。与此同时,地下的电离平衡与地面不同,这都会直接影响到工作面的生产作业,而在生产作业的过程中,恶劣的环境也会加重这一生产的机械部件。所以及时有效的润滑工作,对机械零部件的使用寿命,以及井下生产都有不错的促进作用。大型矿井下,对机械工作量大的设备,应当保持其齿构件在生产工作中的结构稳定性,这样才能够确保生产工作的有序进行。 3结语 在全面机械化生产发展趋势下的煤矿井下生产中,皮带运输机的使用是必然的结果。在皮带运输机的使用中,齿轮的使用是最为普遍的一种形式。滚筒形式,以及转轴和轴承结构都使用了大量的金属设备,这些设备在井下作业中,由于受到恶劣环境的影响,其使用寿命受到了极大的威胁,同时也给井下生产的安全进行,产生了极大影响。只有有效地减少此类机械的失效故障,才能够保证生产的有序进行,同时才能够确保井下工作人员的生命安全。 作者:张建静 单位:太原理工大学 同煤集团安全监管五人小组 煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效问题及处理 摘要:煤矿工作一般都是比较严谨和危险的工作,煤矿机械故障不仅影响着工程的进度,降低生产效率,也影响着施工人员的生命安全,而传动齿轮的失效问题是煤矿机械最为常见的问题,所以加强对传动齿轮失效问题的研究具有重要的意义,文章先分析传动齿轮失效的表现形式,进而探索出现这些问题的原因,最后经过研究得出避免传动齿轮失效的有效措施。 关键词:煤矿机械;传动齿轮;失效;有效措施 在煤矿产业中,传动齿轮应用非常广泛,是煤矿机械的一个重要组成部分,但是煤矿的运输重量一般都很大,在施工过程中,很容易导致超重现象,长时间高强度的工作就会导致传动齿轮出现问题,导致机器瘫痪,影响煤矿的施工作业,降低生产效率,甚至造成安全隐患。 1传动齿轮的工作环境及工作特点 煤矿的生产作业一般都是在矿井中进行的,传动齿轮的工作环境大多都是在地下进行生产作业,井下的环境比较复杂恶劣,所以传动齿轮要适应井下复杂的结构情况,因此相对而言传动结构也复杂一点。由于煤矿是重型产业,要求传动齿轮具有比较高的承载能力和性能,矿井一般空间不是很大,所以传动齿轮还要满足体积小,抗冲击能力强等特点,传动要求高效率,尽量减少过程中能量的损失。 2传动齿轮失效的表现形式 2.1传动齿轮磨损失效 磨损的程度分为很多种,一般分为:正常的磨损、中度磨损、破坏性磨损、磨料性磨损以及腐蚀性磨损等。一般性的磨损不会对齿轮的传动造成重大的影响,比如正常的磨损,这是齿轮传动过程中必然存在的,在齿轮的使用寿命中,不会造成齿轮失效,这个磨损是经过时间慢慢磨损的,不影响齿轮的正常转动;对于中度磨损,这个要比正常的磨损速度快一点,在齿轮传动工作的过程中,可能会发出噪音,由于磨损的程度比较大,损失机械能,会降低齿轮工作的效率;破坏性磨损,这个磨损的程度就很大了,齿轮表面会形成严重的损伤,严重影响传动齿轮工作的效率,破坏了齿轮的结构,大大缩短齿轮的使用寿命;磨料性磨损是指在齿轮中间进入了一些颗粒,增大了齿轮间的摩擦系数,摩擦力增大,加速了齿轮的磨损,可能会出现齿轮停止转动的现象;腐蚀性磨损就是在齿轮转动的过程中与周围的化学物质发生的反应,发生了齿轮表面的腐蚀,严重影响齿轮的工作效率。 2.2传动齿轮疲劳失效 在加工过程中,齿轮的表面肯定存在初始裂纹,加之传动齿轮工作的过程中应力的反复作用下,造成材料的疲劳,当作用的应力超出了材料的疲劳极限时,裂纹就会延伸扩张,加速齿轮的损坏,出现齿轮失效。 2.3传动齿轮胶合失效 齿轮的转动需要润滑油的帮助,在强重力作用下,齿轮间的润滑油不能及时的补充,造成两个齿轮接触面的油膜挤破,两个金属齿轮直接接触在一起,在高速运转的情况下,温度上升,可能造成齿轮的胶合,出现失效。 2.4传动齿轮断裂失效 齿轮的断裂意味着彻底不能工作,断裂分为疲劳断裂,高负荷断裂以及淬性断裂等。疲劳断裂就是齿轮在弯曲应力的反复作用下,出现裂痕,当应力超出了齿轮的疲劳极限时,裂痕继续扩张,导致断裂;高负荷断裂是指在高强度的作业状态下,负荷已经超出了齿轮的额定负荷导致的破坏性断裂,或者由于腐蚀使得齿轮部分点出现点蚀,导致断裂等;淬性断裂是指传动齿轮经过热处理时产生了过大的内应力,产生裂纹,外界的压应力与弯曲应力的作用下,产生疲劳,当超过它的疲劳极限时就会促使裂纹延伸,导致淬性断裂,这种断裂的特点就是初始断裂的部位颜色会有点深,这是氧化的结果。 3传动齿轮出现失效的具体原因 设计阶段:由于齿轮工作环境的特殊性,决定了煤矿机械齿轮设计的特殊性,在设计阶段,可能忽视了传动齿轮在矿井工作的特殊性,按照传统的设计来设计煤矿机械传动齿轮,造成传动齿轮不能满足矿井下高强度,环境复杂的要求,达不到韧度、抗冲击和耐疲劳的要求,这是导致传动齿轮失效的自身原因之一。齿轮的制造加工阶段:即使齿轮的设计没有问题,若在制造加工方面不合格,齿轮一样会失效,如果质量把控不严格,锻造时化学成分超标或者化学成分有残留,降低了齿轮的性能,不能满足工作的需要。例如:在加工过程中C的含量超标,就会增加齿轮的脆性,容易发生断裂,造成失效。齿轮的安装使用阶段:不正确的安装方式同样会导致传动齿轮的失效,安装的位置出现偏差,影响整个传动齿轮的安全,同时,传动齿轮的工作需要润滑油的不断补充,一旦缺少润滑油就会增大摩擦力,降低齿轮工作的效率,增加磨损,导致传动齿轮的失效。 4避免传动齿轮失效的有效措施 根据上述传动齿轮出现时效的形式和失效的原因,制定防止传动齿轮失效的有效措施,避免失效问题的出现。 4.1齿轮设计阶段控制 设计阶段要充分的对煤矿齿轮的工作环境进行研究考察,只有充分了解齿轮的工作环境和工作性能的需要,才能对齿轮提出合理化的设计。根据煤矿齿轮工作的特殊性,优化齿轮的设计方案,满足齿轮抗冲击力、耐疲劳性以及承载力的要求,进行精确的计算,在符合国家标准的前提下,选择适合煤矿特殊工作的材料,尤其是钢材的选用尤为重要,这直接影响着齿轮的强度,最好经过研究确定选材,确定润滑油等,以免后期工作出现漏洞。 4.2齿轮工艺制造阶段控制 选材好工艺也好才能保证传动齿轮的质量,要严格控制齿轮制造过程中的质量,改善制造工艺,提高工艺质量。传动齿轮的表面不能过于光滑,研究表明,表面略微粗糙的齿轮要比表面光滑的齿轮使用寿命更长,这个粗糙度应该根据实验来确定,合理的控制粗糙度,将齿轮的性能提升到最佳状态。 4.3齿轮安装阶段控制 齿轮的安装看起来很简单,其实有比较高的要求,对于传动齿轮的平衡度、垂直度都是有要求的,而且这个标准还很严格,稍微有一点偏差就会影响整体的性能,所以,在安装阶段应该有专业人士来进行指导,运用专业的工具辅助安装,最大限度的减少齿轮间的摩擦,降低损耗,提高工作效率,延长使用寿命。 4.4齿轮使用及维护阶段控制 在传动齿轮的使用过程中,应尽量不要超过传动齿轮的额定负荷量,润滑油也要及时补充,保证传动齿轮是在润滑油的辅助下工作,此外,润滑油不能掺入杂质,保持纯净,杂质进入齿轮间会增大摩擦系数,影响齿轮的正常工作。设备的使用过程中应该定期维护保养,并检查传动齿轮,及时发现问题并处理问题,对于可能发生的问题做到及早预防,防患于未然,防止出现传动齿轮的失效问题。 5结束语 煤矿产业是我国比较重要的一部分,煤矿的产量决定于煤矿机械的工作效率,影响着经济的发展,传动齿轮在煤矿机械中发挥着重要的作用,保证传动齿轮的正常工作是保证煤矿机械正常工作的重要前提,传动齿轮失效是齿轮常见的问题,我们必须对其进行研究,找到避免失效的有效措施,每个阶段严格把关,将失效概率降到最低,提高生产效率。 作者:王凯 单位:四川省煤炭设计研究院 煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮损坏原因及策略 摘要:近些年以来,煤矿生产的整体规模正在迅速扩大。对于全过程的煤矿生产来讲,传动齿轮都应当构成关键部件。然而如果忽视了正确操作以及后期保养,那么传动齿轮将会减损自身的性能,严重时还将损坏齿轮。因此可见,对于各种类型的机械传动齿轮都要探析损坏原因,然后给出与之相适应的解决对策。 关键词:煤矿机械传动齿轮;损坏原因;解决方式 在各种类型的煤矿机械中,传动齿轮都构成不可或缺的关键部件,传动齿轮本身包含了支撑构件与传动构件的两个部分。具体来讲,传动部件涉及到齿轮副与传动轴,而支撑部件通常涉及到轴承与箱体。经过长期运行,如果不慎操作那么某些齿轮将会遭受相对频繁的磨损,在情况严重时还将损坏整个齿轮。 1齿轮损坏的根本原因 具体来讲,传动齿轮如果出现了损坏,那么根源应当包含如下:首先是不当的选材与设计。与其他类型的机械装置相比,煤矿机械本身处在独特的井下环境中,外在环境整体上是相对恶劣的。受到上述状况的影响,机械齿轮也很容易遭受损毁,因而体现了显著的缺陷[1]。究其根源,就在于针对传动齿轮具体在选材时没有慎重进行,以至于选购了劣等的建材。除此以外,如果欠缺一致性的选材标准,那么与之相应的齿轮性能也将遭受影响。其次是热处理与加工制造的不完善。从现状来看,某些厂商由于忽视了齿轮热处理以及其他的加工流程,因而无法符合最根本的齿轮性能指标。例如:针对锻造齿轮如果不慎重处理,那么很有可能引发齿轮气孔或者其他不良现象。除此以外,齿面硬度如果没有符合最根本的均匀程度,则根本原因就在于淬火操作不慎导致了裂纹。受到较大内应力的影响,某些部件还可能出现破裂。对于各种类型的传动齿轮而言,齿面具有的表面粗糙度都是各不相同的,与之有关的齿轮寿命以及承载性能也会呈现显著差异[2]。再次是不慎进行操作。某些煤矿设备本身并不符合特定的配置,具体在操作时也没有慎重选择所需的测量仪器。在上述状况下,安装齿轮就很难符合最根本的质量标准。具体在实践中,典型缺陷就在于平行度与水平度不够达标,或者出现了过小的中心距。传动齿轮经过长期性的运行,对此就要予以更换油脂并且定期完成全方位的清理。然而如果忽视了上述的清理,那么齿轮就很有可能表现为缺油、漏油或者夹杂煤渣等不良现象,或者由于欠缺润滑而减损了自身的性能。特殊情况下,传动齿轮还可能突然断裂,胶合处也会产生磨损。 2探求解决方式 煤矿机械如果要保障正常运转,关键应当落实于传动齿轮的定期保养。齿轮一旦遭受了某些损伤,与之相应的机械效能也将因此而减损。为了改进现状,针对各种类型的传动齿轮都要予以全面的处理,因地制宜探求可行的解决措施: 2.1选择优质的材料 在开展煤矿生产中,针对机械传动齿轮有必要选择优质的部件与材料,确保齿轮本身具备优良的性能。这是由于,传动齿轮承受着相对较强的冲击荷载,如果不慎进行处理那么将会减损齿轮本身的耐久性。通常情况下,传动齿轮应当符合1200MPa的最大弯曲限度以及1600MPa的接触耐久性。如果要延长寿命并且保证齿轮强度,则有必要优化相关工艺,因地制宜确定润滑参数并且算出精确的齿轮荷载。例如近些年以来,很多煤矿企业在传动齿轮内部加入了冲击荷载较强的低碳合金钢,因而有助于优化齿轮本身具备的淬透性与耐磨性。 2.2密切关注热处理环节以及加工环节 传动齿轮无法避免遭受频繁性的磨损,为了避免过于频繁的磨损,对于此种类型的齿轮就应当致力于完善热处理,在此前提下降低粗糙度。一般情况下,针对传动齿轮如果要优化进行加工,关键在于改进刀具与零件本身,运用磨削工艺或者其他工艺来消除过高的粗糙度。除此以外,技术人员还可以选择渗碳淬火的手段来优化热处理的各个流程,确保符合更高层次的韧性与硬度,优化各种工况性能。在必要的时候,还需运用喷丸强化的方式加以改进,提升弯曲强度并且优化齿轮性能。 2.3正确安装传动齿轮 传动齿轮本身包含了较多的部件,为此在检修齿轮或者更换齿轮时,对于此种类型的齿轮都要予以精确的安装,确保齿轮具备更好的机械强度。从现状来看,很多企业对此选择了喷丸强化的措施,这是由于此种措施有助于优化疲劳强度,对于耐久极限进行了适度的延长。对于齿面如果要进行加工,那么关键在于消除刀痕。此外,对于封闭式的传动齿轮还需保证优良的润滑度,慎防出现漏油的不良现象,对于传动齿轮有必要定期予以检查。 3结语 经过综合分析可知,传动齿轮应当属于煤矿机械中十分关键的一类构件。然而实际上,传动齿轮所处的井下环境相对恶劣,因此尤其有必要关注维修与养护。未来在实践中,煤矿企业还需更加关注解决齿轮损坏的措施与手段,在探析损坏原因的前提下致力于消除齿轮运行的各种弊病和缺陷。 作者:张弛 单位:山西煤矿安全监察局安全技术中心 煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效分析 一、齿轮失效的形式及其原因 1.齿面胶合齿轮在传输动力或促使机械转动的过程中由于物体之间的相互运动产生的摩擦会产生很高的热量,尤其是在长期不停息的高速重载运转的情况下,高温很有可能将于齿轮接触的金属或其他材料与齿轮表面相融合,造成齿面胶合的现象。这种现象会造成齿轮外形的缺失或变形,从而降低甚至缺失其传递功能。 2.齿面磨损齿面磨损主要分为两种情况,一种是齿轮在工作状态下,齿轮与接触零件之间的磨合造成的磨损;另一种是机械所处的环境造成,煤矿机械的工作环境本身就存在很多的固体颗粒,这些颗粒会造成齿轮的磨损,齿轮表面的的粗糙度也会影响齿面磨损的程度。 3.齿面塑性变形齿轮的制作材料并不具备足够的强度,在重载高速的挤压下也会造成齿轮的变形。从动齿和主动齿之间动力的传递,彼此之间都存在力的作用,它们彼此相互挤压,接触的表面很容易造成凹凸不平的表面,这种变形程度足够影响齿轮的正常工作。 二、齿轮的改进 设计者在设计齿轮之时,根据该齿轮在不同场合的运用来确定齿轮所选用的各种材料,更加有利于齿轮在该环境下工作。针对齿轮失效的五种常见的失效现象有特定的应对措施,主要是根据齿轮的工作环境决定齿轮的材料组成和外形结构的设计。例如为了降低齿轮折断的可能性,则需要加强轮齿的抗弯曲强度;为了避免齿面点蚀,则需要提高齿面接触疲劳强度;对于在高速重载环境下工作的齿轮应该将齿面抗胶合能力作为重点设计对象。 1.设计原则齿轮失效直接影响煤矿机械的正常运转,在煤矿机械中齿轮的大小有一定的规格,在不同的机械设备中一般都有一定的限制,因此设计之初,就是在齿轮大小基本保持不变的条件下加强抗接触疲劳能力、抗弯曲能力和硬度等性能,以提高齿轮的质量和使用寿命。对于煤矿机械所需承担的重量较大,根据强度、载荷、材料、外形、结构齿面粗糙度等多方面的因素,经过精密的计算和先进的技术促使齿轮达到煤矿工作的要求,从根本上提高齿轮的使用寿命。 2.正确操作工人对于齿轮的正确安装和使用是保证齿轮正常运转的前提。煤矿工作需要承担很大的负载,因此在齿轮安装时和定期检修时都要保证齿轮的承载强度达到煤矿工作的条件。齿轮不仅仅需要考虑到承载能力,还有表面光滑度、轮齿的硬度等多方面都需要达到相关的标准;主动轮和从动轮要合理的结合在一起,避免不必要的磨损,损耗齿轮的寿命;还有就是一定要定期对齿轮进行检修,尽可能避免因齿轮带来的故障导致机械停转。 3.润滑剂的使用现今,煤矿施工现场中齿轮的运转往往没有使用润滑剂的惯性或者不重视润滑剂的功效。我们应该发挥润滑剂的作用,而不是一知半解的不考虑环境、齿轮型号、机械型号等多种因素就使用一种润滑剂,这种现状不可能达到预期的效果,会缩短齿轮原有的使用寿命、加快磨损效率,从整体上拉低齿轮的功效,影响煤矿机械的工作效率。我们的工作人员应该根据科学理论和实际经验总结出不同型号、季节、工作环境等使用不同的润滑剂,并输入相关的数据库,便于维修时作为参考案例,从而延长齿轮的使用寿命。 4.提高整体的技术设备齿轮质量的提升最终是为了提高煤矿的工作效率,从而提高生产效益,但是齿轮仅仅是需要提高的一部分,在整个煤矿企业当中,还需要将强机械设备的现今水平和提升管理水平。齿轮的质量也需要煤矿企业管理的监管系统的把关,它需要对于煤矿相关机械、零件的严格监控,保证硬件设备的质量问题;齿轮的作用是机械能的传递,直接作用于煤矿的相关机械,若是机械设备质量不过关或仍是老式的设备,尽管齿轮质量达到先进的水平,也只是鸡肋,起不到任何作用。煤矿企业只有整体水平的提升,才能使各个组成部分相互促进,共同进步。 三、结束语 综上所述,齿轮的失效主要有五种常见的形式,有的是齿轮本身的质量问题,也有机械问题,还有周遭环境的影响,除此之外也有管理水平问题等多方面主客观的问题。煤矿一直是高危作业,被保险列为特殊行业,其安全性和可靠性都需要极度的加强,小到齿轮的质量问题,再到机械的先进性问题,大到企业管理问题都需要引起足够的重视,甚至是国家的监管等诸多方面,以保证煤矿企业的安全性和经济性,从而推动煤矿企业的进步。 作者:谭明坤 单位:通化矿业(集团)有限责任公司 煤矿机械传动齿轮失效问题及处理:煤矿机械传动齿轮失效形式分析 【摘要】分析了磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等煤矿机械传动齿轮常见失效形式,同时探讨了传动齿轮自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等煤矿机械传动齿轮失效原因,以期为提升煤矿机械传动齿轮质量提供一些参考,延伸煤矿机械传动齿轮使用寿命。 【关键词】煤矿机械;传动齿轮失效;形式;原因 目前我国煤矿机械设备故障频发,对此,应当加强对煤矿机械各种传动齿轮的失效形式以及原因的风险,降低煤矿机械设备事故发生率,确保煤矿机械设备的正常运行,提升煤矿企业生产效率,推动煤矿企业的不断发展。 1.煤矿机械传动齿轮常见失效形式 1.1 磨损 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于磨损,而导致煤矿机械传动齿轮出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要表现为正常磨损、中度磨损、破坏性磨损以及磨料性磨损等磨损现象。正常磨损在煤矿机械传动齿轮预期寿命内不会影响齿轮的正常使用性能。在煤矿机械传动齿轮使用过程中,齿轮接触表面上金属较快的损耗,这便是中度磨损。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于齿轮的啮合中进入细颗粒,使得齿面沿滑动方向呈短线状划痕,损坏齿面,使得煤矿机械传动齿轮出现破坏性磨损,影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。 1.2 传动齿轮表面疲劳 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于煤矿机械传动齿轮表面或表面下存在裂纹生核,或者是交变应力反复作用而产生材料的疲劳,应力超出了材料的疲劳极限,而使得煤矿机械传动齿轮发生裂纹扩展。破坏性点蚀和疲劳剥损是煤矿机械传动齿轮表面疲劳的主要形式。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,齿面接触应力根据脉动循环变化的,若齿面接触应力超过材料的接触疲劳极限时,载荷多次重复作用于齿面表层,就会产生细小的疲劳裂纹,这些疲劳裂纹通常始于轮齿节线以下点蚀,这种麻点形成应力的增高,从而使得麻点间的金属疲劳引起齿廓的破坏,从而导致煤矿机械传动齿轮出现破坏性点蚀。顶棱或沿齿顶从齿面上脱落下的颗粒较大是煤矿机械传动齿轮疲劳削损的主要特点,通常情况下,煤矿机械传动齿轮疲劳剥损大多发生在表面淬火的齿轮或硬齿面的齿轮,降低煤矿机械传动齿轮承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命。 1.3 胶合 煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于润滑油脂的使用不当或煤矿机械传动齿轮超负荷工作,使得煤矿机械传动齿轮啮合区温度升高,同时在重载作用下轮齿接触面的油膜被挤破,可能导致两轮齿的金属面熔焊在一起,导致软齿部分接触面沿滑动方向被撕下而起沟,在低速重载下,齿面间的润滑油膜不易形成也会产生胶合破坏。 1.4 塑性流动 煤矿机械传动齿轮塑性流动失效形式主要表现为塑性变形、起波纹以及起皱。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,轮齿啮不合理会形成冲击负荷,产生轮齿较软齿部分金属的塑性变形,从而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,润滑不充分、重载或振动而造成滑动粘附的摩擦,会导致煤矿机械传动齿轮齿面上形成和滑动方向成垂直的波纹,使得煤矿机械传动齿轮发生失效。煤矿机械传动齿轮在使用过程中,通常会由于润滑不足或超负荷,使得煤矿机械传动齿轮齿面在滑动方向出现皱纹,从而使得煤矿机械传动齿轮出现失效。 1.5 断裂 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于断裂而使得煤矿机械传动齿轮发生失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮的断裂主要表现为疲劳断裂、磨损断裂、超负荷断裂以及淬裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,循环弯曲应力超过材料的极限应力,便会使得煤矿机械传动齿轮出现疲劳断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,由于严重剥落、点蚀或严重的磨料性磨损等严重磨损,使得煤矿机械传动轮齿的强度降低到轮齿断裂极限以下,从而使得煤矿机械传动齿轮出现磨损断裂。煤矿机械传动齿轮在运行过程中,突然冲击负荷会使得煤矿机械传动齿轮齿面一个端角度误差,造成载荷的集中,从而使得煤矿机械传动齿轮出现轮齿断裂。 2.煤矿机械传动齿轮失效原因 2.1 传动齿轮自身设计原因 一些煤矿机械传动齿轮由于自身设计原因,使得煤矿机械传动齿轮在使用过程中出现失效。通常情况下,煤矿机械传动齿轮主要为低速重载齿轮,煤矿机械传动齿轮的使用环境相对恶劣,使得煤矿机械传动齿轮对设计要求相对较高。目前,一些煤矿机械传动齿轮设计参数和技术要求针对性相对较弱,同时专项科研和实验不到位,使得煤矿机械传动齿轮设计无法与煤矿机械的实际工况和使用条件紧密结合。一些大煤矿机械传动齿轮在设计过程中,在分析计算齿轮接触疲劳强度时,仍然采用传统的公式,即以交变应力作用下测定试样的断裂循环次数而制定的反复应力与全负荷下的循环次数关系曲线作为疲劳设计依据,然而煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会受到各类工艺因素和工况因素共同作用,使得煤矿机械传动齿轮必然会与齿轮试样的表面质量存在着一定差异。一些煤矿机械传动齿轮在设计过程中由于生产材质设计不当,直接影响煤矿机械传动齿轮的承载能力,从而降低煤矿机械传动齿轮的质量和使用寿命,使得煤矿机械传动齿轮出现失效。 2.2 制造加工原因 一些煤矿机械传动齿轮在加工制造过程中存在一些缺陷,使得煤矿机械传动齿轮的质量达不到相关要求。一些铸造大齿轮在生产过程中存在化学成分偏析、非金属夹杂物、气孔以及砂眼等缺陷,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在制造过程中采用的材料性能和热处理性能达不到相关标准,加上煤矿机械传动齿轮调质处理的齿面硬度达不到设计技术要求,在进行淬火处理时,齿面硬度不均匀,使得煤矿机械传动齿轮积存较大内应力,使得煤矿机械传动齿轮承载能力受到影响,降低煤矿机械传动齿轮质量。 2.3 传动齿轮安装使用不当 一些煤矿机械传动齿轮在安装过程中,缺乏完善的安装技术规范,一些煤矿机械在安装过程中,缺乏完备的测量仪器,通常靠经验进行安装施工,使得煤矿机械传动齿轮安装无法满足齿轮安装技术要求和质量相关标准。煤矿机械一些新装齿轮由于时间相对较紧的缘故,缺乏充分的跑合,一旦煤矿机械传动齿轮运转声音基本正常便投入生产使用,直接影响煤矿机械传动齿轮安装质量,从而影响煤矿机械传动齿轮使用寿命。一些煤矿机械传动齿轮在运行过程中缺乏日常维护,未能对减速箱和齿轮进行定期清洗和更换油脂,加上一些煤矿企业采用的煤矿机械传动齿轮润滑手达不到相关技术标准,使得煤矿机械传动齿轮磨损严重。同时,一些煤矿机械传动齿轮在使用过程中通常会混入一些煤粉、水分以及杂物,直接影响煤矿机械传动齿轮的正常使用。此外,一些煤矿机械传动齿轮存在着违章操作和机械超负荷运转,使得煤矿机械传动齿轮承载能力不断加大,直接影响煤矿机械传动齿轮的使用寿命。 3.结束语 煤矿机械传动齿轮在运行过程中,通常会由于自身设计原因、制造加工原因以及传动齿轮安装使用不当等原因以磨损、传动齿轮表面疲劳、胶合、塑性流动以及断裂等形式出现失效,直接影响煤矿机械传动齿轮质量和煤矿机械传动齿轮使用寿命。 作者简介:王松涛(1985―),男,辽宁调兵山人,工程师,现供职于铁煤集团物资供应分公司,从事设备的技术管理工作。
铁路客车论文:铁路客车安全监控系统可行性论文 前言 铁路是我国国民经济的大动脉,铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重的作用。因此,铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事,一直受到国家和铁道部的重视。伴随改革开放的深入和国民经济的发展,铁路客运中的各种治安事故隐患也逐渐增加,各种意外突发性事故,如:恶性火灾、爆炸、车外飞物伤入以及违法分子车上行凶作案等,严重威协着国家和旅客生命财产的安全。因此,改进车上治安监控管理手段,提高治安工作效率,增强车上治安监控能力,以适应维护铁路客运安全的需要,是一个急需解决的现实问题。特别是我国铁路"九五"发展规划,提出了高速、重载、大密度的发展方向,其中对铁路运输的安全提出了更高的要求,作为重中之重的铁路客运安全,必然要给予足够的重视,而降低犯罪及意外事故的最有效途径则是预防,运用先进的技术手断,在铁路客车内警戒可能发生的侵入行为,对发生的突发事故及时捕获和记录相关影像,是铁路客车安全监控系统大显身手之处。以可靠适用的设备和先进的技术给国家铁路运输及广大乘客的安全提供有效的防护措施,是铁路客车安全监控系统追求的目标,防范胜于救灾,责任重于泰山。 一、产品说明 本系统目的在于设计一种客车安全监控装置能使列车乘警、列车长及工作人员在任意一节车厢乘务室内,通过监视器对任意一节车厢的状况进行监控观察,同时通过每节车厢乘务室内的控制分机对车厢内可疑动态进行录像,特别是在车厢内发生紧急事故时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车的安全运营。铁路客车安全监控系统是由摄像镜头、车厢控制分机、控制主机、录像机、监视器以及传输电缆(视频电缆一根、控制电缆RWP-5×075一根〉等器材组合而成。摄像镜头固定在客车车厢内走廊端头上方,车厢控制分机安装在每节车厢乘务室内,每个车厢控制分机带有监视器输出〈视频信号)终端插座,有利于工作人员在任何一节车厢乘务室,通过袖珍监视器对每个车厢进行观察监视,同时可以通过控制分机键盘对被控点进行定时观察、录像、切换,并且通过控制分机数码显示器识别被控车厢地点。此外通过车厢控制分机改址键对每节车厢进行任意调度、任意编组,控制主机、录像机及监视器设置客车任意一节车厢乘务室内,摄像头上的DV12V电源线经客车乘务室顶部并通过变压整流装置接乘务室AC220V电源,摄像头上的视频线经乘务室顶部,并由乘务室一角下车底进入车底的传输系统,每节车厢两端均固定有JL16〈该连接器防水、防雪、防震、快速连接〉机车专用连接器且与相邻车厢相应连接,使每节车厢的信号输送到监控中心主机的输入端,控制主机的视频输出端连接录像机的视频输入端,录像机的视频输出端连接监视器的视频输入端。 二、专利技术说明 该系统装置的第一代产品KA-318型铁路客车保安监控系统是由铁道部宝鸡工程机械厂职工技协樊川生等人员于一九九六年五月开始研制,一九九七年完成了系统基本电路原理并生产出整套系统装置,同年八月向国家专利局申请了专利,专利号为9723995260.一九九八年经长达一年多时间走访用户,特别是在走访铁道部成都局、新疆局、郑州局、上海局等有关部门过程中,一致肯定了该系统的实用性及先进性,同时提出了部分改进建议,如:①原设计总监控中心设在广播室,不便于治安及工作人员操作使用;②由于视频成相过多,不便于调车和甩车挂车,有时甚至造成图像信号错乱和丢失:③选用车厢两端视频连接插头、插座不是机车专用连接器,该插头不防水、抗震性能差,达不到防护要求,不便于工作人员调车操作使用。鉴于上述问题,我们自己于一九九八年底开始对整个设计进行了反复改进,重新设计,于一九九八年五月份完成了重新设计改进工作,改进后的系统比原第一代设计完全上一个台阶,同时由我们个人向国家专利局申请了新型铁路客车安全监控系统专利,现已获国家专利授权,专利号为99234664.9,该专利权属我们个人所有。 三、产品用途及特点 1、本产品系铁路客运安全高科技尖端产品,采用目前国际上较先进的CCD摄像技术研制而成,它通过微电脑控制主机循环显示或定位显示监视图像,能使列车工作人员在总监控台或任意一节车厢随时观察掌握各车厢内的安全状况,特别是在车厢内发生紧急情况时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车安全运行。2、当车厢内发生盗窃、抢劫等犯罪活动时,公安人员可迅速到现场予以打击,同时总监控台能将犯罪分子的作案情节录制下来,为破案提供重要资料,使破案率提高,破案时间缩短,维护了铁路客车的治安秩序。3、当车厢内发生火灾等其它恶性事故时,能及时发现并组织有关人员赶赴现场抢救,并能及时通知铁路沿线有关单位采取紧急措施予以配合,能把损失降到最低限度,以免给国家和人民生命财产造成重大损失。该系统具有如下特点:〈1)成像质量高。在白天、黑夜、隧道、高压磁场等情况下,都能够保证图像清晰、稳定、真实,及时地反映旅客车厢内的情况。(2〉监控范围大。能反映旅客车厢内96%以上座位范围的情况和行李架上情况。(3)抗震性能强。在列车由于起动、制动以及颠簸路况造成车身震动、晃动情况下,仍能正常工作。(4)体积小巧、操作简便,便于安装和隐蔽。〈5〉可驳接车载电源。(6)性价优越,适合我国铁路客运现状。 四、设计方案及工作原理(略)。 五、市场前景与经济效益分析 1、市场前景分析:随着我国铁路现代化建设的飞速发展,铁路客运管理也必然是由粗放型转向科技型,落后的管理方式必将不断被越来越先进的管理方式取代,开发研制铁路客车安全监控系统,顺应科技潮流,提高铁路安全管理水平,以低投入、高效益为宗旨,对铁路客车安全运输管理升级是一个突出贡献。具初步了解,全国每年各铁路局安全治安防范损失赔偿高达几千万元损失费,但国家及铁道部,各铁路局对安全治安工作非常重视,年年抓、月月抓、天天强调,结果还是不容乐观,案件不断出现,给广大旅客造成一种心理压力。面对铁路客车安全监控管理尚属空白的巨大市场,该监控系统的开发推广和使用,将有效地提高铁路客运管理水平和稳定铁路客运治安秩序,促进铁路客运经济效益的提高。由于该装置具有国内外先进水平,已获专利,且已于一九九七年列铁道部科技发展计划。故不会形成市场无序竞争现象,完全可垄断市场,加之该装置己在成都铁路局、新疆铁路局现场安装(一节车厢内)测试,监控车厢内范围达96%,图像清晰,得到试用单位的认可和好评,成都局、新疆局都有安装该装置的意向。如果该装置能得到铁道部车辆局等部门的大力支持和组织推广,则市场前景不可估量。据我们对全国客车总量进行初步估算,全国现在运行的客车数量在5000对左右(且每年还在推新〉,我们想经过努力每年完成对300辆客、车进行安装该装置是完全可能的,我们按每年完成100辆客车安装量计算,则全年经济效益也是可观的。 2、经济效益分析: (l)投资: ①场地:3~4间房(办公、业务、财务、库房各一间)· ②流动资金:50万元: ③固定资产:无需固定资产: (2)用工情况: ①现场安装人员:5~6人(其中1~2名技术人员〉; ②管理及公关人员:4~5人。 (3)年产量:100套(5~6人安装一列客车需8-10小时); (4)年产值:〈产品售价,黑白13万元/套:彩色19万元/套〉,按黑白计算:100×13=1300万元; (5)成本:900万元 ①材料费:100×65=650万元(黑白6.5万元,彩色9万元〉; ②房租费〈办公室):5万元: ③安装人员工费〈6人安装〉:10万元〈每台1000元,人均1.6万元): ④管理人员费(4人):5万元(每台500元,人均125万元): ⑤管理费:20万元; ⑥税收:(1300-650〉×17%=110万元;⑦其它支出:100万元: (6)年利润:400万元。 铁路客车论文:高速铁路客车空调应用论文 摘要:近年来,铁路的高速化对空调设计人员提出了挑战,与普通空调客车相比,高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别,因此必须针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统。本文根据高速客车的运行特点,研究了与普通列车相比,高速列车对空调系统提出的新的要求。结合高速客车空调系统的要求,推出了全空气诱导空调系统在高速客车上的应用性分析以及其在高速列车运行所独具的优点,论证了诱导空调系统运用于高速铁路客车的可能性与必要性。文章最后指出诱导空调系统需要改进的某些缺陷,并提出了相应的改进措施,使得诱导空调系统在高速客车上的应用性进一步加强。 关键词:高速客车诱导空调 1国内外铁路客车及其空调系统的发展 中国铁路拥有十分辉煌的过去。然而,随着中国航空业的重组和大量高速公路的修建,航空运输和长途公路运输开始兴起,到1996年,中国的公路客运量甚至超过了铁路客运量。从1997年开始,中国铁路开始进行全国性的铁路提速。此后中国铁路经过了几次提速,到2003年客车最高运行时速已经达到了200公里以上。[1] 在国外,高速铁路客车发展非常迅猛。例如,法国的高速铁路技术是一种比较成熟的技术,高速铁路(TGV)(TrainaGrandeVitesse法文超高速列车之意)已达到每小时513公里的实验速度。而日本也正在开发"21世纪之星"高速列车,这种列车除时速达350公里的超高速外,在性能上较以往有大幅度的提高,还具有乘坐舒适和车内安静的特点[2]。德国将磁悬浮列车作为未来的新型交通工具,几年内这种列车最高时速将达到400公里。 国内外高速铁路客车的发展告诉我们,铁路即将进入一个高速时代。为适应铁路高速化的要求,必须对现有的空调系统进行改进或提出新的空调理念。 2铁路高速化对客车空调装置提出的挑战 与普通空调客车相比,高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别,因此只有针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统,才能保证客车内达到所要求的空气参数和空气品质,为旅客提供舒适的旅行环境。 针对高速客车的运行特点对其空调系统提出了如下要求: 1)空调设备的安装位置要求降低 高速客车由于其速度快(一般都在200km/h以上),为了保证行车的安全并且为了提高运行的平稳性,其辅助设备(包括空调系统)及车体重心位置必须降低,以利于整车重心的降低。 2)空调系统的运转部件要求少 高速客车由于其停站间隔长,同时维护正常运营的人员少,因此必须保证其空气调节系统具有较高的稳定性和可靠性,这就要求高速客车空气调节系统的运转部件尽可能减少,以降低事故率,易于维护管理。 3)空调装置的安装空间要求小 高速客车由于其独特的设计结构(车体一般采用流线型优化设计),给其空气调节系统设备预留的安装空间较小,因此,只有针对其预留空间的结构特点设计研制合适的空气调节系统,才能满足车内的空气参数设计要求。 4)空调系统的运行品质要求高 高速客车由于其速度快,车厢的气密性高,车内人员较密集,同时客车运行时间比较长,因此对车内的空气品质要求高,否则旅客极易产生疲劳、恶心、乏力等不适症状。 5)空调系统的调节性能要求好 高速客车中一般都将整个车厢分割为若干个小包间,要求每个包间内都能够方便的单独调节每个包间内的空气参数,而且由于客车经过的地域室外参数差别较大,这就要求其空气调节系统的调节性能好,以利于适应不同的工况要求。 6)空调系统的工作条件差 高速客车空调系统的空气处理装置置于野外高速行驶的运动载体上,经常处于不稳定的环境条件下工作,列车本身的振动和与车轨的撞击会给其空调系统的运行带来很大的负面影响。 综合以上条件可以看出,高速客车对空调系统有较高的要求,因此,必须针对高速客车实际的运行工作条件研制设计相应的空气调节系统。针对高速铁路客车对空调系统的新的、更高的要求,本文提出了诱导空调系统在高速客车上应用。 3全空气诱导空调系统在高速客车上的应用分析 按照诱导器内是否设置盘管,诱导空调系统可以分为两种类别:“空气-水”诱导器系统和全空气诱导器系统。“空气-水”诱导器系统的一部分夏季室内冷负荷由空气负担,另一部分由水(通过二次盘管加热或冷却二次风)负担。但是由于此种系统内部结构较复杂,一旦损坏维修量大,且占用空间大,同时需要一套单独的水系统,所以不适于高速客车的要求。在高速客车上采用的是另一种诱导空调系统——全空气诱导空调系统。 采用全空气诱导空调系统时,车内所需的冷负荷全部由空气(一次风)负担。这种诱导器不带二次冷却盘管,实际是一个特殊的送风装置,能够诱导一定数量的室内空气,达到增加送风量和减少送风温差的作用,有时也可以在诱导器内部装置电加热器以适应室内负荷变动的需要。 全空气诱导空调系统在客车上工作过程是:一次风(车外空气经过处理由风机送入车内)进入到诱导器的静压箱,经喷嘴高速喷出。由于高速喷射气流的引射作用使得车内的空气(二次风)被诱导到诱导器中,在混合箱中与一次风充分混合,然后经出风口送入到车内[3]。 全空气诱导空调系统特别适用于高速客车,与高速客车对空调系统的特殊要求相对照可以看出,全空气诱导空调系统具有以下优点: 节省车厢内的空间 高速客车由于其独特的设计结构,对于空间要求极为严格,空调占用的车厢空间应尽可能的小。由于诱导器系统空气处理设备的送风量仅为一次风量,因而风量小,使得系统处理设备及风道截面也较小,与以往的集中式空调系统相比,较好的解决了风道安装空间狭小的矛盾。且诱导器在车内布置灵活,能适应各种车型的需要。 2)提高车厢内的空气品质及人体的舒适性 由于高速客车密闭性高,运行时间长,所以对车厢内的舒适性及空气品质要求较高。而全空气诱导空调系统送风温差较小,送风量大,新风量充足,人体的舒适感和室内的空气品质较高。另外,在软硬座客车中,常用的顶送风空调系统气流直接吹向旅客头部,这样,在冬季会使旅客感觉头晕、不适,而夏季冷风先吹头部也容易使人感冒。而诱导器通常安装在客车车窗下部,不会对人体直吹,而且从送风口出来的气流沿车窗贴附流动到车顶部,在横断面方向形成环流,使旅客居留区处于空气的回流区内,大大提高了舒适度;并且由于新风量大,人体的舒适感也会明显提高。而对于软硬卧客车来讲,由于一般是两层或三层卧铺,车内空间有限,如采用大风道通风系统,冷风会直接从顶部吹到上铺旅客身上,人体的舒适感较差;而采用全空气诱导空调系统,风道布置于车厢下部,而诱导器布置于车窗下部,不会造成直吹,这样会大大提高车厢内人体的舒适度。 系统的稳定性与可靠性高 高速客车由于停站间隔较长,且由于列车高速行驶,工作条件恶劣,要求空调的稳定性与可靠性较高。诱导器空调系统的运转部件远远少于其他空调系统,这对于稳定性与可靠性都要求很高的高速列车来讲无疑是一个很大的优势;而且由于系统需要处理的风量变少了,这样,空气处理设备的使用寿命会大大提高,同时也就降低了空气处理设备的损坏率,为高速列车在恶劣工作环境下正常运行提供了保证。 4)设备安装位置低 高速客车由于速度快,为了保证车身平稳及运行安全,要求车体的重心尽可能低。相比于顶置式空调系统来说,全空气诱导空调系统采用下部送风,空调机组可以安装在车下,且诱导器安装于车厢下部,从而降低了车体重心。 5)系统适用范围大,并可以单独调节 铁路客车由于经过的区域范围大,外部环境差别非常明显,因此要求空调系统能根据情况,及时调整。诱导空调系统可以在诱导器内装置电加热器以适应车内负荷变化的需要。当车内负荷变化时,可以通过开启电加热装置进行适应调整,使得系统的工况调节范围变大,更好的保证车内空气参数。同时,在每个诱导器入口处可以设置锥形调节阀,以实现包间内系统的单独调节[4]。 6)诱导器通常安装于车窗下部,这样,冬季由于热风首先接触玻璃窗,可以解决窗口由于温度低而产生凝结水和结霜问题。 综上所述可以看出,诱导空调系统是一种非常适用于高速铁路客车的空调形式,但是,其也存在着一些缺点需要进行改进。 4高速铁路客车诱导空调系统的改进 4.1诱导空调系统存在的缺点 虽然全空气诱导空调系统非常适合于高速铁路客车的要求,但是它还存在着以下缺点需要加以改进: 新风比大,风机压头高,致使系统的能量消耗大。 系统的噪声较大,会造成噪声污染,影响车内的舒适度。 春秋过渡季节无法充分利用室外新风,系统冷量消耗大。 4.2诱导空调系统的改进措施 针对以上存在的缺点,可以采用以下措施加以克服: 集中排风,设置能量回收装置 根据文献[5],可以设置集中排风装置,并在排风与新风管道系统设置全热交换器,以利于回收排风冷量,降低系统能量消耗。 采取消声措施,降低系统噪声 为了降低系统噪声,在风机的出口管路设置消声静压箱,以降低风机噪声;在诱导器内部的静压箱内壁以及混合箱内壁贴高频吸声材料,以消除喷射噪声。由于诱导器噪声主要是由于喷嘴气流速度太大而引起噪声,因此可以通过增加喷嘴数量,增大喷嘴面积,降低喷嘴的气流速度来降低喷嘴喷射噪声。 设置旁通风道,充分利用自然冷量 为了在春秋季节充分利用室外新风,可以在空调包间的送风支管上设置旁通风道,使过渡季节的室外新风不经过静压箱和喷嘴而直接进入室内,这样,既节约了冷量,又提高了空气品质。 5结语 本文对诱导器的基本原理及特点进行了简单介绍,针对高速铁路客车进行了全空气诱导空调系统的适用性分析,并对其某些缺点采取了改进措施。诱导空调系统在高速列车上的应用目前在国内尚无研究,而在国外已经进行了多项研究并部分投入使用。随着我国高速铁路客车的发展,诱导空调系统由于其对高速客车的良好适用性定将渐受重视。 铁路客车论文:铁路客车质量管理机制论述 1客车质量考评制度存在欠缺 目前,客车的质量指标仍显单一,主要以车辆能按时交验为主,在质量管理上往往都是针对某一具体的重点故障进行考核,即没有从宏观的角度对故障情况进行汇总和分析,又没有相应的制度来区分对工作者和管理者的具体质量考核指标。由于在质量管理上主要是针对某一具体的重点故障进行考核,不利于职工养成全面的质量观念,容易造成职工只重视客车重点、关键部位的修理,而忽视对一般、次要的部位故障进行处理。以某客车段段修为例,上部及油漆类的故障都占每月故障总数的40%~60%,而下部的转向架与轮轴类故障占每月故障的比例仅为14%左右。说明我们的职工仍未能养成全面的质量意识,在修车的过程中只注重危及行车安全的下部质量而忽视了为旅客提供报务的上部设施。此外,由于质量考核偏重于具体的故障,容易造成质量问题多数由作业者承担的现象,也容易使管理者与作业者之间的矛盾激化。而车间、班组、岗位质量考核指标不明确、不具体,使车间、班组没有进一步提高维修质量的压力,因而无法形成多修车、修好车的动力,进而造成生产车间过度依赖质检和验收的把关作用,使作业过程的质量监控作用弱化。 2构建铁路客车质量管理体系的意见和建议 2.1建立和完善质检管理制度 结合客车现有段修和运用情况,从质检员职能和作业方式入手,解决管理制度不相适应的问题。一是严格遵循质检员在“三检一验”中的职责,以质量检查目标和生产过程质量监督为两个出发点,依照“按需定岗、按岗定责”的思路,对质检员的岗位、职责、作业标准进行明确,形成规范的管理制度,从而确保质量管理责任的落实、标准的实施。二是全面推行质量检查的“标记化”管理,为了进一步凸显质量是确保旅客列车安全运行的基础,全面提高职工的质量安全意识,真正发挥质检员作为质量监控的职能,对所有检修作业必须按照统一规定,在指定位置记录相关标记和信息,由相邻工序责任人、质检员确定信息、标识的准确性和真实性,作为质量追溯的重要依据。 2.2明确质量检查在检修过程中的定位 首先,必须要明确质量检查的本质是管理环节。改变目前仍把质量检查作为一道检修工序的设置,让质量检查归于管理环节,明确质量检查的重点为对班组、职工在修车过程中落实检修工艺与作业标准的监督检查及对产品最终质量的抽查职能。通过对修车过程中落实检修工艺与作业标准的监督检查,确保各项标准能得到落实,从而实现“以工艺保质量,以质量保安全”的目标。此外,让质量检查归于管理环节,也有利于减少车间对质量检查的依赖。这将促进车间更好地利用质量检查信息,着眼和着力于提高车间自身的修车质量;同时,也将使专职质量检查人员更便于开展质量检查工作,和生产车间一道,共同做好这一需要要时时刻刻高度重视和每一细节都要注意的修车工作,从而保证运用客车的绝对安全。 2.3建立和完善辆均故障质量管理制度 首先,要明确“车间—班组—岗位”三级的辆均故障考核指标。辆均故障指标从宏观上对质量进行卡控,让“车间—班组—岗位”三级逐步形成全面的质量管理意识,从整体上逐步减少、降低修车故障;而重点故障指标则是从微观上对直接危及行车安全的质量问题进行卡控,防止危及行车安全的重大故障的发生。其次,要建立辆均故障质量管理体系,实现质量指标和责任目标化、具体化。对于质量问题,不但要问责于作业者,也要问责于车间管理人员和有关技术人员,做到人人身上有目标、有指标和有责任,激发和引导干部职工采取一切有效的措施去降低故障和不良因素,从而实现从源头控质量,向岗位要质量,不断提高我局客车检修质量整体水平。 3结语 质量检查工作是客车段修、运用工作中的重要环节,规范和加强客车质量管理是在铁路快速发展和新企业管理模式下,进一步强化专业管理的重要举措,是发挥新体制优势、加强客车段对各车间的质量控制、以质量保安全的重要体现,只有通过不断的优化客车质量管理体系,解决质量检查过程和管理上存在的问题,才能夯实质量基础,确保旅客列车的舒适性和安全性。 作者:卢陈聪 单位:南宁铁路局车辆处 铁路客车论文:铁路客车上站点布设原则 对旅客列车进行上水作业的给水站称客车上水站[1-2],通常设在区段站、始发终到站及检修、整备段、所.铁路站点客车上水的基本任务是给运行客车在允许上水时间内,补充足量的清洁水,从而保证车上旅客及乘务人员途中生活所需用水.这是铁路客运服务的基本内容之一,也是保证旅客旅行舒适度、提高服务质量的基本要求之一.现行的关于新建铁路客车上水站点布设[1]的原则通常是依照《铁路给水排水设计规范》[2]按距离确定的,新规范对上水站的间距进行了修订,规定为“铁路区段旅客列车设计速度小于200km/h时,旅客列车给水站间距离宜为250~400km;设计速度200km/h及以上时,旅客列车给水站间距离宜为300~700km”.该规定优点是上水站点布设间距范围大,使用方便,但对研究区域内新建铁路客车上水站点布设规划,指导性不够.本文作者主持完成了铁道部重点科研课题《铁路客车自动上水系统优化及标准化建设的研究》,对影响新建铁路客车上水站、点布设的各种因素进行了大量的调研和分析,系统研究了列车途中用水供需平衡模式,从而提出各种建设标准的新建铁路上水站点布设原则及建议. 1影响新建铁路上水站点布设因素新建铁路客车上水站点布设的影响因素很多,如:新建铁路的建设标准(铁路等级、设计时速等)、行车组织、机车交路及技术作业布局、与既有车站关系、车站停车时分、车辆情况(如水箱容积、定员等)、连续行车时间、乘客情况(如满员情况、用水定额、生活习惯等)等.而客车上水站点布设的基本要求是,及时给运行客车车上水箱上(补)满水,保证旅客及乘务人员途中生活所需,这种供需关系即为列车用水供需平衡模式,车站总上水量应大于等于途中需水量,途中需水量决定车站总上水量.故影响新建铁路客车上水站点布设的主要因素是途中需水量,其次是车站总上水量. 1•1列车途中需水量途中需水量主要指列车运行途中乘客及乘务人员生活饮用、盥洗(无淋浴)、冲厕及车上卫生用水的总量,与乘客(含乘务人员)人数、用水定额、连续行车时间(与行车速度、行车距离存在线性关系,可互换算)有关.由于线路运行车辆各异(如始发站、终到站、跨线运行情况、车速等),途中需水量对不同车次各不相同,需根据新建铁路建设标准、行车组织等情况,分段确定最大的途中需水量.可按下式简化计算确定W1=nV1=nq1mT(1)式中:W1为运行区段内最大的途中需水量,L;n为列车最大编组辆数,辆/列;V1为每辆运行区段内最大的途中需水量,L(可简化按定员最多的车辆计算);q1为旅客列车用水定额,L/(人•h);m为每辆车定员,人;T为连续乘车时间,h.在新建铁路建设标准、行车组织、车辆选型等已确定的情况下,列车最大途中需水量主要取决于列车用水定额的确定.一般情况下,乘车时间越长,用水量越多;环境温度越舒适,用水量越少;车上节水器具越完备,用水量越少.目前,国内外尚没有列车用水定额标准,沈阳铁路局科研所2009年至2010年对国内大量运营车辆的实际用水量调查统计,并通过建立数学模型,确立了列车用水量与乘客人数、乘车时间的函数关系,研究分析铁路客车途中乘客用水定额标准平均为1•5~3•0L/(人•h).选用原则:短途(运行时间4h以内)取低限,长途及跨线列车(运行时间4h以上)取高限;新车型,车上节水器具完备,环境舒适度高取低限,否则,取高限. 1•2车站总上水量车站总上水量是指客车给水站向车上水箱注入的水量,与车站上水能力、车辆水箱容积、有效上水时间等因素有关.可按下式简化计算确定W2=nV2=60nq2mt(2)式中:W2为车站总上水量,L;V2为车站向每辆车的注水量,L(在始发车站,要求每列车水箱均要注满水,因而,注水量等于列车水箱容积);q2为给水栓上水秒流量,L/s(与车站地面上水设施的设计能力有关);t为有效上水时间,min. 2客车上水站布设的计算分析 2•1中、普速铁路设计速度160km/h及以下的客货共线铁路,也称“快速铁路(160km/h)”、“中速铁路(120~140km/h)”或“普速铁路(80~120km/h)”.运输组织模式通常是客货共线或不同等级速度的客车共线运行.客车主要车型除25B和25G等外,还有大量的22型车.车站停车时间5~15min不等.每辆普通硬座车定员118人,水箱容积1000L、车上节水器具完备程度及环境舒适度一般.根据上述分析建立的列车用水供需平衡模式,客车上水站布设计算分析如下:列车在始发站有充足的时间和条件为列车水箱上满水,注水量等于列车水箱容积,即V2=1000L,取用水定额标准q1=3•0L/(人•h),定员m=118人,水箱供水最大可满足旅客用水时间T=V2/q1m=2•8h.如按线路最低运营速度100km/h,则客车上水站布设间距约为280km;如按线路最低运营速度120km/h,则客车上水站布设间距约为336km;如按线路最低运营速度140km/h,则客车上水站布设间距约为392km.与《铁路给水排水设计规范》的规定基本一致. 2•2高速铁路与客运专线设计速度200km/h及以上的铁路称“城际铁路”、“客运专线”或“高速铁路”.运输组织模式同样是不同速度等级的客车共线运行[3].主要参数:客运专线本线旅客列车主要车型为CRH(1\2\3\5)动车组,其短编组为8辆总定员600人,长编组为16辆总定员1200人,运行速度为250~350km/h,最低速度为200km/h;跨线旅客列车主要车型为25Z(准高速)和25K(快速),每列车编组为16~18辆,最大定员车辆为双层硬卧148人/辆,运行速度为160~200km/h,最低速度为160km/h.动车组及25型车辆水箱容积均为1000L,车上节水器具的完备程度及车上环境舒适度最好.客车上水站布设按上述原则计算分析如下:列车在始发站注水量等于列车水箱容积,按短编组8辆计算,V2=1000L×8辆=8000L/辆;总定员m=600人,取用水定额标准q1=2•0L/(人•h),水箱供水最大可满足旅客用水时间T=V2/q1m=6•6h.由于跨线客车跨线运行时间受限,可在跨线前的客车给水站进行补水作业,客车上水站布设可不考虑跨线运行客车;本线运行动车组如按最低运营速度200km/h,则客车上水站布设间距约为1300km,而《铁路给水排水设计规范》的规定为给水站间距离宜为300~700km,显然不合理.总之,对于高速铁路,客车上水站布设仅需在列车始发站所在检修整备基地(动车段、动车运用所)设置客车上水作业点,中途不需考虑补水作业,因为,始发站总上水量远大于途中最大需水量. 3结语 对于中、普速铁路客车上水站点的布设,应用列车途中用水供需平衡模式的理论计算成果与《铁路给水排水设计规范》的规定基本一致;对于高速铁路客车上水站点的布设规划采用《铁路给水排水设计规范》不够合理,建议采用列车途中用水供需平衡模式,通过理论计算,按运行时间和运行距离结合的原则确定. 铁路客车论文:铁路客车洗刷废水处理中的应用 铁路运输是一个庞大的系统工程,为了保证旅客列车安全、舒适、高效地运行,列车的日常检修、外皮清洗是列车正常运行不可缺少的部分。客车车体的检修作业、外皮清洗一般在夜间进库(动车段(所)、客整所等)完成,对于立折或套跑车,在终到站的到发线上进行列车的外皮清洗作业,车站到发线上一般采用人工清洗,库内一般采用机械清洗作业。无论在何处利用哪种方式清洗,客车外皮清洗作业都会产生一定量的废水,给当地环境造成污染。火车站不仅是铁路客、货运输业务和列车作业的处所,也是城市的窗口,各种配套设施齐全,可利用的空地较少,随着国家对环境保护事业的重视,节能减排已列入政府纲要,如何在有限的空地设置废水处理及回用系统,对旅客列车外皮洗刷废水进行收集处理和再利用,降低水资源的消耗,具有重要的意义。 列车外皮污染物主要由固体物质、COD、石油类及洗涤剂等物质组成。固体物质由无机物微粒,如沙土、灰土、煤烟、金属等组成;有机物微粒有矿物油、油脂、昆虫残留物、花粉、表面活性剂等。表面活性剂为洗涤剂,多属于阴离子表面活性剂,以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主,一般呈弱碱性,LAS属于生物难降解物质,它的广泛使用,不可避免地对水环境造成了污染,在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界,其首要污染物LAS进入水体后,与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒,对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用,而且还抑制其他有毒物质的降解,同时表面活性剂在水中起泡从而降低水中复氧速率和充氧程度,使水质变坏,若不经处理直接排入水体,将造成湖泊、河流等水体的富营养化;LAS还能乳化水体中其他的污染物,增大污染物的浓度,提高其他污染物的毒性,而造成间接污染。怀化客运段客车整备线与怀化车站作业线相邻,担负着湘黔、枝柳两大干线的旅客列车整备任务。怀化客运段客车洗刷废水排入站场排水涵洞,但站场排水沟破损严重,各种垃圾堵塞其中,造成洗涤污水排水不畅,淤积厉害,水质发黑变臭,影响周围环境。其站场排水未接入城市管网,最终排入地表水体,不符合环保要求,必须进行处理。 1工程概况 1.1废水的水质客车外皮采用人工洗刷,洗涤废水经站场排水沟就近排入站区内的涵洞中,客车外皮洗刷废水的水质见表1。 1.2废水水量怀化客运段每天整备列数为8列,每列车按20辆车编组,每辆车洗刷水量为2m3/辆,废水的折减系数取0.9。则每天的废水量为8×20×2.0×0.9=288(m3/d),取300m3/d。 1.3废水收集系统怀化客整所整备场采用整体道床,设有4条整备线,其中K2与C1道间设有站场排水沟,K1与14道间新建站场排水沟,设计对既有排水沟清淤疏通,在每排排水沟的西头末端设沉砂池,通过管道将洗涤废水收集进入废水处理厂。 1.4排水管及排放点室外重力流排水管采用Ⅱ级钢筋混凝土承插排水管,橡胶圈接口,废水在沉砂池与调沉池间设有超越管,用于排放溢流排放暴雨时的雨水。排放点设在整备场处的排水涵洞中。 2处理工艺的选择 按环评报告批复意见要求:本处废水要求回用。回用水水质采用《铁路回用水水质标准》(TB/T3007-2000)中的铁路生产低质用水水质标准。客车外皮洗刷废水设计进(出)水水质及处理率见表2。由表2可知,客车外皮洗刷废水的主要污染物是SS、石油类、洗涤剂等,由于COD指标较低,可生化性较差,生物处理营养成分不足,不利于生化处理,通过去除SS、石油类及洗涤剂,COD即可达标,根据此类污染物的性质,结合《铁路污水处理设计规范》(TB/T3007-2000)的原则,所选处理工艺如图1所示。污泥处理:污泥中的无机物较多,沉降性能较好,调节沉淀斜板隔油池的污泥通过潜污泵抽升至污泥干化场,气浮池排泥和过滤池反冲洗排水一并排入污泥干化场进行脱水干化,干化后的污泥定期铲除焚烧或掩埋。 3设计规模 废水处理站设计规模为300m3/d,废水处理厂按两班制工作,气浮过滤设备按一套设计,处理能力为20~25m3/h,回用设备按Q=30m3/h,H=30m设计。污泥干化场分2格,固体负荷按100kg/(m2•a)。调节沉淀区:水平流速V=1.57mm/s,单格长宽比10,有效水深h=1.5m,池长与水深之比8,表面负荷0.71m3/(m2•h),斜板倾角45°,斜板间距40mm,油珠上浮速度Uo=0.36m/s,斜板间水平流速V1=0.0022m/s,停流时间:2.45h。 4主要设备及构筑物选型 4.1构筑物选型调节沉淀斜板隔油池容积按设计水量的30%~40%计,其有效容积采用100m3。回用水池容积V=100m3。调节沉淀斜板隔油池分两格,每格净尺寸为:L×B×H=15080mm×2400mm×5100~5550mm。隔油池:上浮段表面水力负荷0.6~0.8m3/(m2•h),板间流速3~7mm/s。 4.2配套设备选型及主要设备参数气浮过滤设备配有2台污水泵、1台溶气泵、1台空压机和1套刮渣机,污水泵吸水管上安装水上式底阀,采用自来水引水,其他水泵为自灌式工作。气浮池尺寸×H=3m×5.1m,主要设计参数:接触区上升流速15~18mm/s,接触时间2min。表面负荷约6m3/(m2•h),回流比40%~50%;水力停留时间20min。污水泵IS80-65-160,性能参数:Q=15~30m3/h、H=9~7.2m、N=1.5kW;溶气泵IS50-32-200,性能参数:Q=7.5~15m3/h、H=52.5~48m、N=5.5kW;刮渣机上配YS7124型摆线针轮减速机,N=0.37kW。×H=0.3m×3.1m溶气罐,溶气罐工作压力0.3~0.4MPa,上配浮球开关。Z-0.36/7型空气压缩机,Q=0.36m3/min、排气压力0.7MPa、N=3.0kW,配套GYD20-20A型气压自动开关,调压范围0.3~0.7MPa;配DF-20K电磁阀,工作压力1MPa。JY-Ⅱ型加药装置,配摆线针轮减速机,N=0.37kW,采用米顿罗计量泵投加,DN100型管道混合器混合。焦炭滤池滤速25m/h,反冲洗强度5~17L/(m2•s),反冲洗时间15~20min。消毒采用CLO2消毒,投加量为5~8mg/L,型号200g/h电解法CLO2消毒设备。变频气压供水设备1套,性能参数:Q=30m3/h、H=30m、N=8.2kW;配2台DX50×3型水泵(Q=12m3/h、H=37.5m、N=3kW),1台DL40×3型水泵(Q=6m3/h、H=30m、N=2.2kW);配YTZ-150型电阻远传压力表,测量上限0.6MPa,二次仪表为XMY-10压力数字显示仪。浮油吸收机配带25ZB25-0.4D系列离心自吸式吸油泵,Qmax=2.2m3/h、H=25m、最大吸程hs=8m,N=0.4kW和推进器(N=0.37kW)。消毒采用二氧化氯消毒,其投氯量按5~8mg/L设计,配备1台200g/h二氧化氯发生器,采用水射器投加。变频气压供水设备,按Q=30m3/h,H=30m设计,用于客车二次洗刷。 5中水回用系统 根据客车洗刷要求,在K1与14道间,整备站台K1与K2道间,K2与C1道间各铺1条回用水管,3排回用水管连成环状,每排共设18个冲洗水栓,每个水栓冲洗水量为0.5L/s,按一排冲洗水栓同时供水设计。按洗刷废水生产的特点,采用恒压变流量供水,本设计选用1套变频气压供水设备,其型号为BPQS-30-30,最大设计流量为30m3/h,供水压力0.3MPa。 6平面布置 废水处理构筑物采用“一”字式的布置,具有流程顺畅,占地小的特点。其废水处理厂平面布置见图2。 7工程设计特点 (1)主要处理构筑物排布方式为组合叠加。为减少占地,尽量少拆迁,本设计将调节、沉淀、斜板隔油池合建,污泥干化区叠合在调节沉淀斜板隔油池的上部,调节沉淀斜板隔油池的前端设有格栅、沉砂,后端设有浮油吸收机,污泥干化场的滤料分离水通过其穿孔地板排入调沉池中。为便于运营,以上处理构筑物分为2格,2格池体前后泥斗各安装了1台50WDL-1.5型潜污泵,用于定期抽排调节沉淀斜板隔油区内污泥。(2)气浮和过滤一体化设备。将气浮和过滤两个处理单元组合(见图4),利用气浮设备高位水头对滤池反冲洗,克服了占地大的缺点同时节省了单设冲洗装置的投资及运行费用。(3)回用水池地面布置。回用水池埋深1m,充分利用过滤设施的出水水头,减少水池挖方,降低回用设备的扬程,节能省电。(4)处理集中布置,节省房屋面积,便于管理。根据现场条件,各处理单元按“一”字型布置,并将一体化气浮过滤、变频气压供水集中布置在设备间中,既克服了分散布置占地大的缺点,又便于集中供电,方便运行管理。 8结论 整个工程经调试运行,各项指标匀达到设计要求,经当地环保局历次检测,出水水质达标。具体试验运行效果如表3所示。(1)采用格栅调节沉淀斜板隔油气浮过滤消毒的处理工艺对客车外皮洗刷废水进行处理,具有工艺可靠、占地小、处理效果好、运行费用低,操作简便等优点,对类似洗涤废水的治理有很好的参考价值。(2)对废水处理单元采用叠合及组合式的布置方案,不仅可以节省用地,还可减少水头损失,降低运行成本,同时方便管理。(3)气浮与过滤处理单元按一体化设计,充分利用气浮池的出水水头和气浮池的储水量对滤池的反冲洗,减少滤池冲洗设备,节能省电。(4)对洗车废水采用调节、沉淀、斜板隔油、气浮、过滤、消毒等处理后循环利用于客车外皮洗刷,可节省水资源,减少废水外排,具有较好的经济效益和环境效益。 作者:黄祥虎 单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司 铁路客车论文:铁路客车监控系统可行性报告 前言 铁路是我国国民经济的大动脉,铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重的作用。因此,铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事,一直受到国家和铁道部的重视。伴随改革开放的深入和国民经济的发展,铁路客运中的各种治安事故隐患也逐渐增加,各种意外突发性事故,如:恶性火灾、爆炸、车外飞物伤入以及违法分子车上行凶作案等,严重威协着国家和旅客生命财产的安全。因此,改进车上治安监控管理手段,提高治安工作效率,增强车上治安监控能力,以适应维护铁路客运安全的需要,是一个急需解决的现实问题。特别是我国铁路"九五"发展规划,提出了高速、重载、大密度的发展方向,其中对铁路运输的安全提出了更高的要求,作为重中之重的铁路客运安全,必然要给予足够的重视,而降低犯罪及意外事故的最有效途径则是预防,运用先进的技术手断,在铁路客车内警戒可能发生的侵入行为,对发生的突发事故及时捕获和记录相关影像,是铁路客车安全监控系统大显身手之处。以可靠适用的设备和先进的技术给国家铁路运输及广大乘客的安全提供有效的防护措施,是铁路客车安全监控系统追求的目标,防范胜于救灾,责任重于泰山。 一、产品说明 本系统目的在于设计一种客车安全监控装置能使列车乘警、列车长及工作人员在任意一节车厢乘务室内,通过监视器对任意一节车厢的状况进行监控观察,同时通过每节车厢乘务室内的控制分机对车厢内可疑动态进行录像,特别是在车厢内发生紧急事故时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车的安全运营。铁路客车安全监控系统是由摄像镜头、车厢控制分机、控制主机、录像机、监视器以及传输电缆(视频电缆一根、控制电缆RWP-5×075一根〉等器材组合而成。摄像镜头固定在客车车厢内走廊端头上方,车厢控制分机安装在每节车厢乘务室内,每个车厢控制分机带有监视器输出〈视频信号)终端插座,有利于工作人员在任何一节车厢乘务室,通过袖珍监视器对每个车厢进行观察监视,同时可以通过控制分机键盘对被控点进行定时观察、录像、切换,并且通过控制分机数码显示器识别被控车厢地点。此外通过车厢控制分机改址键对每节车厢进行任意调度、任意编组,控制主机、录像机及监视器设置客车任意一节车厢乘务室内,摄像头上的DV12V电源线经客车乘务室顶部并通过变压整流装置接乘务室AC220V电源,摄像头上的视频线经乘务室顶部,并由乘务室一角下车底进入车底的传输系统,每节车厢两端均固定有JL16〈该连接器防水、防雪、防震、快速连接〉机车专用连接器且与相邻车厢相应连接,使每节车厢的信号输送到监控中心主机的输入端,控制主机的视频输出端连接录像机的视频输入端,录像机的视频输出端连接监视器的视频输入端。 二、专利技术说明 该系统装置的第一代产品KA-318型铁路客车保安监控系统是由铁道部宝鸡工程机械厂职工技协樊川生等人员于一九九六年五月开始研制,一九九七年完成了系统基本电路原理并生产出整套系统装置,同年八月向国家专利局申请了专利,专利号为9723995260.一九九八年经长达一年多时间走访用户,特别是在走访铁道部成都局、新疆局、郑州局、上海局等有关部门过程中,一致肯定了该系统的实用性及先进性,同时提出了部分改进建议,如:①原设计总监控中心设在广播室,不便于治安及工作人员操作使用;②由于视频成相过多,不便于调车和甩车挂车,有时甚至造成图像信号错乱和丢失:③选用车厢两端视频连接插头、插座不是机车专用连接器,该插头不防水、抗震性能差,达不到防护要求,不便于工作人员调车操作使用。鉴于上述问题,我们自己于一九九八年底开始对整个设计进行了反复改进,重新设计,于一九九八年五月份完成了重新设计改进工作,改进后的系统比原第一代设计完全上一个台阶,同时由我们个人向国家专利局申请了新型铁路客车安全监控系统专利,现已获国家专利授权,专利号为99234664.9,该专利权属我们个人所有。 三、产品用途及特点 1、本产品系铁路客运安全高科技尖端产品,采用目前国际上较先进的CCD摄像技术研制而成,它通过微电脑控制主机循环显示或定位显示监视图像,能使列车工作人员在总监控台或任意一节车厢随时观察掌握各车厢内的安全状况,特别是在车厢内发生紧急情况时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车安全运行。2、当车厢内发生盗窃、抢劫等犯罪活动时,公安人员可迅速到现场予以打击,同时总监控台能将犯罪分子的作案情节录制下来,为破案提供重要资料,使破案率提高,破案时间缩短,维护了铁路客车的治安秩序。3、当车厢内发生火灾等其它恶性事故时,能及时发现并组织有关人员赶赴现场抢救,并能及时通知铁路沿线有关单位采取紧急措施予以配合,能把损失降到最低限度,以免给国家和人民生命财产造成重大损失。该系统具有如下特点:〈1)成像质量高。在白天、黑夜、隧道、高压磁场等情况下,都能够保证图像清晰、稳定、真实,及时地反映旅客车厢内的情况。(2〉监控范围大。能反映旅客车厢内96%以上座位范围的情况和行李架上情况。(3)抗震性能强。在列车由于起动、制动以及颠簸路况造成车身震动、晃动情况下,仍能正常工作。(4)体积小巧、操作简便,便于安装和隐蔽。〈5〉可驳接车载电源。(6)性价优越,适合我国铁路客运现状。 四、设计方案及工作原理(略)。 五、市场前景与经济效益分析 1、市场前景分析:随着我国铁路现代化建设的飞速发展,铁路客运管理也必然是由粗放型转向科技型,落后的管理方式必将不断被越来越先进的管理方式取代,开发研制铁路客车安全监控系统,顺应科技潮流,提高铁路安全管理水平,以低投入、高效益为宗旨,对铁路客车安全运输管理升级是一个突出贡献。具初步了解,全国每年各铁路局安全治安防范损失赔偿高达几千万元损失费,但国家及铁道部,各铁路局对安全治安工作非常重视,年年抓、月月抓、天天强调,结果还是不容乐观,案件不断出现,给广大旅客造成一种心理压力。面对铁路客车安全监控管理尚属空白的巨大市场,该监控系统的开发推广和使用,将有效地提高铁路客运管理水平和稳定铁路客运治安秩序,促进铁路客运经济效益的提高。由于该装置具有国内外先进水平,已获专利,且已于一九九七年列铁道部科技发展计划。故不会形成市场无序竞争现象,完全可垄断市场,加之该装置己在成都铁路局、新疆铁路局现场安装(一节车厢内)测试,监控车厢内范围达96%,图像清晰,得到试用单位的认可和好评,成都局、新疆局都有安装该装置的意向。如果该装置能得到铁道部车辆局等部门的大力支持和组织推广,则市场前景不可估量。据我们对全国客车总量进行初步估算,全国现在运行的客车数量在5000对左右(且每年还在推新〉,我们想经过努力每年完成对300辆客、车进行安装该装置是完全可能的,我们按每年完成100辆客车安装量计算,则全年经济效益也是可观的。 2、经济效益分析: (l)投资: ①场地:3~4间房(办公、业务、财务、库房各一间)· ②流动资金:50万元: ③固定资产:无需固定资产: (2)用工情况: ①现场安装人员:5~6人(其中1~2名技术人员〉; ②管理及公关人员:4~5人。 (3)年产量:100套(5~6人安装一列客车需8-10小时); (4)年产值:〈产品售价,黑白13万元/套:彩色19万元/套〉,按黑白计算:100×13=1300万元; (5)成本:900万元 ①材料费:100×65=650万元(黑白6.5万元,彩色9万元〉; ②房租费〈办公室):5万元: ③安装人员工费〈6人安装〉:10万元〈每台1000元,人均1.6万元): ④管理人员费(4人):5万元(每台500元,人均125万元): ⑤管理费:20万元; ⑥税收:(1300-650〉×17%=110万元;⑦其它支出:100万元: (6)年利润:400万元。 铁路客车论文:基于ARM9的铁路客车发电机系统试验台的设计 摘要:针对铁路新型客车发电机和控制系统的应用,以及原有铁路客车发电机系统试验台存在的问题,设计了新型发电机系统试验台。该试验台以ARM9为优秀,以嵌入式Linux为操作系统,具有以太网接口、SD卡存储器和液晶触摸显示屏的友好人机接口。设计了以IGBT为主控元件的负载调控模块,实现负载电流的自动调整。该试验台具有体积小、测控精度高、自动化程度高等特点。 关键词: ARM9; 嵌入式Linux;铁路客车;发电机;试验台 1 引言 当前我国铁路客车分为空调客车与普通客车两大类,普通客车使用车轴驱动发电机供电的模式。发电机系统和蓄电池组相互配合为客车供电。发电机系统由感应子式发电机、控制箱和整流箱组成。发电机系统工作质量直接影响列车的运行安全。根据铁路段修、厂修规程及铁道部TB/T1896-87铁路客车发电装置试验台技术条件的要求[1],发电机系统分解检修后需要进行运转试验,以检验发电机系统的性能参数是否满足技术要求的规定,有效保证列车的运行安全。随着铁路客车的不断提速以及新型发电机和控制系统的应用,原有的铁路客车发电机系统试验台已不能满足对现有客车发电机和控制箱、整流箱的检测要求[2]。主要表现出调速范围小,能耗大,检测精度低,自动化程度低,试验操作繁琐等缺点。针对上述情况,设计了以基于ARM9内核的S3C2410X芯片为优秀的铁路客车发电机系统试验台。试验台在测量精度、能耗、自动化程度、体积等方面均有所改进。 2 试验台总体结构及工作原理 新型铁路客车发电机试验台参照原有试验台设计方案[3-4],并加以改进。试验台总体结构框图如图1中虚框内所示。试验台以ARM9为控制优秀,由传感器、A/D转换器、D/A转换器、继电器、变频器、SD卡、液晶触摸显示屏等组成,蓄电池组用来模拟客车上的蓄电池组,利用电动机模拟客车运行带动发电机转动。发电机系统(发电机、整流箱和控制箱)为试验对象,如虚框外所示。 试验台以基于ARM9内核的S3C2410X为优秀,由触摸屏输入所需参数和选择试验项目等。S3C2410X通过继电器控制变频器控制电机正反转;通过D/A转换器输出模拟信号控制变频器控制电机转速。负载调控电路调节负载电流大小。试验台通过传感器、A/D转换器测试发电机三相输出电压、输出电流等15项参数。并将采集的试验数据实时显示在液晶显示屏上,同时自动存入SD卡存储器。SD卡中的试验数据通过UART接口上报计算机,由打印机按规定的试验记录表格输出试验结果。通过以太网接口能够实现远程监控和查询等功能。 3 试验台硬件设计 按照功能层次,本试验台由ARM9最小系统、发电机转速测控模块、负载调控模块、数据采集处理模块、人机交互模块和数据通信模块组成。以下对各模块的构成进行具体的介绍。 ARM9最小系统由S3C2410X微处理器、SDRAM、NAND Flash、复位电路、电源等组成。S3C2410X是韩国三星公司生产的基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器,时钟频率高达203MHz。SDRAM用于程序的运行,64M字节,由两片HY57V561620组成,工作在32位模式下。NAND Flash用于程序的存储,采用的是64M字节的K9F1208U0M。复位电路使用的芯片是MAX811,实现上电复位和手动复位的功能。系统由5V电源供电,经线性电源L1117-3.3和L1117-1.8输出3.3V和1.8V供系统使用。 转速测控模块调节发电机运转在设定转速,用于模拟发电机随着铁路客车运转的速度。由于S3C2410X内部没有计数器,而有五个可以输入外部时钟的定时器,所以转速测量部分采用定时器测量的方法。转速传感器即旋转编码器发出的脉冲信号作为定时器0的外部时钟信号,定时器1采用内部时钟,两个定时器同时工作,定时器1定时结束后产生中断,读取定时器0的计数值,从而可以测算出发电机转速。 公式中:M为发电机转速;T为定时器1的定时时间;N为定时器0的计数个数;P为旋转编码器每转一圈所发出的脉冲数。转速控制部分,S3C2410X通过三个继电器控制变频器,通过变频器控制电动机的正转、反转和停止。同时S3C2410X输出数字信号,通过D/A转换器转换为0-5V模拟信号,控制变频器的输出频率来调节电动机转速。 负载调控模块用来模拟铁路客车内的用电设备运行。原有试验台都是用一个体积较大、安装麻烦的电阻箱负载,通过试验台上的转换开关调整系统的负载电阻,以此来调整负载电流的大小。这种方法操作不便、调节精度差,影响试验结果。本系统设计了新型负载调控模块,该模块由EXB841、高速IGBT和负载电阻组成。S3C2410X内部有4个具有PWM功能的定时器,利用定时器2可以发出任意占空比的方波,经由专用驱动器EXB841,控制IGBT的通断,从而调整负载电流的大小。 公式中:I为负载电流;U为整流输出总电压;τ为定时器发出方波的占空比;R为负载电阻。从负载调控模块的调试方式可以看出,采用改进的负载电流调控方法,能够实现负载电流的连续可调,具有切换范围大、体积小、安装方便、操作简单等特点。 数据采集模块通过各类型传感器和A/D转换器采集发电机三相输出电压、发电机三相输出电流、整流输出总电压、总电流、负载电流、充电电流、励磁电流、发电机前后轴承温升、整流箱模块温升等15项参数。以上参数是衡量客车发电机系统性能优劣的重要指标,且对参数检测的精度要求较高,S3C2410X内部含有8通道10位AD转换器,其中两个通道被触摸屏占用,而且其转换精度也达不到系统要求。因此选用MAX197作为A/D转换器,它是MAIXM公司的8通道12位的逐次比较型转换芯片,8+4并行数据接口,5MHZ的带宽,100KSPS的吞吐率。由于MAX197只有8通道,所以在其通道0前加一个八选一的模拟开关CD4051,这样CD4051的8个通道加上MAX197剩余的7个通道,就有了15个数据采集通道。 人机交互模块采用了液晶触摸显示屏,能实时显示试验数据,试验操作更加方便简捷。由于S3C2410X内部集成了可编程LCD控制器和触摸屏控制器,支持带有触摸功能的液晶显示屏,因此硬件实现较为简单。 数据通信模块设计了UART接口和以太网接口。UART接口可以完成与近距离PC机之间的串行通信,将数据上传至PC机进行显示、打印、存储。由于S3C2410X内部集成有UART控制器,所以只需外加MAX232电平转换芯片和DB-9接口。以太网接口的设计采用CS8900A-CQ3以太网控制器,外加隔离变压器和RJ-45接口。试验数据可以通过以太网接口送入网络数据库,实现信息的集成化和远程监督查询。 4 试验台软件设计 试验台选用嵌入式Linux作为操作系统,选用Qt/Embedded[5]作为GUI(图形用户接口)界面开发工具。试验台的软件设计工作包括:嵌入式系统交叉开发环境的构建,系统引导程序Bootloader的编写,Linux操作系统内核的移植,设备驱动程序的设计, 基于Qt/Embedded的用户界面及应用程序开发。其中最重要的工作是设备驱动程序的设计和基于Qt/Embedded的用户界面及应用程序的开发。 设备驱动程序实现了系统内核和具体硬件之间的接口。Linux内核把驱动程序划分为3种类型:字符设备驱动,块设备驱动和网络设备驱动。本试验台需要设计的驱动程序有:A/D驱动,D/A驱动,LCD驱动,触摸屏驱动,SD卡驱动,网卡驱动和串口驱动等。其中触摸屏驱动属于字符设备驱动,具体设计过程如下。触摸屏驱动程序入口从S3C2410_TS_INIT开始。首先将触摸屏相关寄存器的物理地址映射到虚拟地址、设置与ADC相关的I/O口状态、对相关的寄存器进行设置。接着注册中断和字符设备。字符设备操作的结构被S3C2410_FOPS定义。只需定义打开(open)、读取(read)和关闭过程(release)。定义TS_RET结构体来存储触摸笔动作和A/D转换得到的坐标值。采用了多次测量求平均的均值滤波法,使得到的坐标更为准确。 试验台的应用程序采用模块化的设计思想,主要包括数据采集程序、负载调控程序、发电机转速测控程序、触摸屏控制程序、SD卡存储数据程序等。本文给出发电机转速测控程序流程,如图2所示。该部分采用了闭环反馈控制,将通过定时器测得的转速与设定转速比较,经PID算法计算出控制量控制转速变化,最终使测得转速与设定转速相一致。 试验台图形用户界面基于Qt/Embedded设计,主要完成数据显示和事件收集两大工作,采用典型的下拉框、文本框驱动方式。主窗口的创建使用最常用方法,基于QMainWindow类创建一个用户类。在主窗口类中使用new QAction( )设计系统所需的动作,通过addTo( )函数添加到菜单中,并将相应动作发出的信号和合适的插槽连接起来,如连接到转速测控、负载调控、数据采集等程序中的函数。当用户点击一个菜单项的按钮时,应用程序会执行其相应的代码。 5结论 在满足发电机系统基本性能检测要求的基础上,以ARM9为优秀的铁路客车发电机系统试验台设计了负载调控模块,液晶触摸显示屏的人机交互接口,SD卡存储器和以太网接口等。在嵌入式Linux操作系统上基于Qt/Embedded设计了友好的图形用户接口界面。试验台具有操作简捷、测控精度高、实时性好、体积小、自动化程度高的特点,较好地满足了车辆检修部门的需求。 铁路客车论文:浅析铁路客车供水系统存在的问题 【摘要】为适应铁路跨越式发展需要,针对客车供水系统的实际情况以及其中存在的问题进行了分析,得到了客车供水系统存在水资源浪费、供水能力不足、维修不断、冬季易受到冻害、劳动强度大等方面的问题。就这些问题,将理论知识与实际操作相结合,提出了改进建议,从而满足客车上水需求,确保铁路客车平稳运营,更好地适应铁路运输生产的发展。 【关键词】铁路;客车供水;水资源;水栓;检查维修;改进 随着国内新常态下提质、增效、升级的新阶段的经济发展,根据国家铁路建设前期工作进展、中长期铁路网规划调整和“十三五”规划研究等情况的确定,作为铁路建设的一个组成部分,铁路给排水工程也必须做出及时的调整与变更,才能为铁路的运营目标做出贡献。 一、既有客车供水系统状况 (一)既有设备现状。客车供水系统现阶段既有设备是以客车停靠十分钟至十二分钟为基准建设的,规定的水栓井间的距离标准为25米。客车上水栓出口压力为二十米水头(距离轨面),尽端式客车上水站客车上水栓口压力为十六米水头(距离轨面),客车上水栓口上水时流量为2.5L/s。水栓井一般是一井双栓或者是一井一栓,客车上水栓及上水胶管为25-27米,内径均采用的是32毫米,但是实际上使用的是内径为20-25毫米的胶管。 (二)基本工艺流程。铁路客车上水工艺虽然进行了一些改进,但基本上仍然采用手工上水作业, 采取人工手动开阀上水,即先开水阀,然后手持上水管与列车上水口对接,待水上满溢出后,再返回去关水阀,一般每一个上水工要完成4节车的上水作业,要走200多米的路。 (三)传统供水方式。客车上水惯用的供水系统的状态是多路同时供水,开放式的系统能够通过主管网对流态和供水压力进行控制,但采用多路进水的相通方式而造成用水量不易计量、供水压力不足和多管路维修任务繁重等问题尤为突出。 二、对现有供水系统检查维修 日常巡视或维修供水设备先向本单位调度报送相关计划,及时与车站取得联系,在车站调度及助理值班室的同意下,方可下道进行巡视或维修作业,同时应做好相关安全保护工作,驻站联络员及安全员充分发挥自身职能作用,对供水系统给水栓跑漏水、水栓设备仔细检查,给水栓相关检查项目及标准做到如下。 (一)主要检查项目、检查标准。1.水栓体。①质量优良:开关灵活,无泄漏。水栓及螺丝无锈、无垢。②合格:水栓有轻微泄露,螺丝稍有锈蚀。2.立管。①质量优良:牢固、垂直,无泄漏,无锈蚀。②合格:立管稍有倾斜和锈蚀。3.栓室。①质量优良:井壁完整、无剥落,每排井规格一致。凸出面地200mm以上。②合格:井壁有轻微剥落。凸出地面不足200mm。4.防寒装置。①质量优良:完整、齐全、安全可靠。②合格:稍有缺陷5.井盖。①质量优良:完整无破损,无较大缝隙。②合格:井盖稍有破损或剥落。 (二)一般检查项目、检查标准。1.开闭杆。①质量优良:完好、灵活、支撑卡子良好。无松旷。②合格:开闭杆稍有松旷或杆轻微锈蚀。2.排水。①质量优良:畅通,无积水。②合格:稍有积水。 三、现存供水系统的问题 (一)供水能力不足。1.“一短一长”变化明显。一是站停时间变短。列车提速,旅客列车不停站运行区段延长,在站停留时间缩短,每一站的停靠时间从原来10-12分钟缩减为现在6-8分钟。二是上水间隔变长。客车上的上水间隔时间从原来的2-3小时延长到了4-6小时。这样“一短一长”的变化直接导致了在停靠站的时候列车无法上满水,使车厢上水不足、不匀,影响旅客使用,客运服务不到位,已不能满足需求。2.时间紧、强度大。一是有效时间短。现阶段车站规定列车进站时立岗,人员需要提前立岗,上水作业必须在火车发车前一分钟内完成,所以就要保证在4-6分钟过内完成上水工作。二是劳动强度大。上水作业包括将四节车厢的上水胶管固定,然后往返将阀门开关,将上水胶管摘除等一系列规定动作,这还没有将脱落的上水胶管重新连接以及开关对应的阀门的时间计入其中。3.水资源浪费严重。一是浪费的原因。旅客列车每节车厢的贮水箱是独立的,均采用水满自溢形式,车厢上水管采用DN25mm钢管,上水员从发现水满溢流到关闭上水栓的过程中,就已造成水资源的浪费。二是浪费的程度。据估算,一列客车加一次水约浪费750~1000升的水,这不仅造成了水资源的浪费,而且也增加了运输成本支出,与新常态下的经济发展相违背。4.供水压力不保证。一是供水压力偏低。地区中供水管网的压力一般情况下是0.4-0.6Mpa,但由于与水源的距离、管径大小、管路分布、管路材质等原因影响,各个车站的实际水压一般低于0.1-0.2MPa。所以上水水压由于管网压力的变化不稳定造成供水压力较低而得不到满足。二是实际变化较大。列车在正常上水时,短时间内需要使用大量的水,管网压力短时间内发生剧烈的变化及上水系统的压力波动从而影响实际上水压力变化较大。5.冬季问题凸显。客车供水系统在北方地区的冬季,容易发生冻结,每年从11月下旬开始,由于上水管里的水排不干净,客车上水栓大面积冻结, 每天都要投入大量的人力进行解冻工作,给上水工作带来许多不便和不安全隐患,不仅影响正常的上水作业,而且降低了软管的使用寿命。 (二)用(需)水量无法确定。1.用水量不清楚。客车供水系统的总供水量会因为供水表的计算误差叠加,供水系统同时为多路供水而产生一定的误差。2.需水量不确定。客车上水作业还会因为列车水箱水量的不确定性而产生盲目性。 四、改进措施及建议 在进一步提高列车上水速度的同时,应该提高系统供水的能力,从理论的角度分析有五种方式解决这一问题:一是改变现行上水作业方式;二是实现信息化管理;三是提高并稳定列车上水栓供水压力;四是针对北方地区增加防冻措施;五是实现自动控制客车上水系统。 铁路客车论文:铁路客车防腐蚀现状及改进措施的研究 摘要:介绍了普通铁路客车车体腐蚀现状及原因,归纳总结了现有提升车体防腐性能的措施。通过研究腐蚀原因及现有控制措施,从结构、材料和涂装三个方面提出防腐优化措施。 关键词:普通铁路客车;防腐;优化措施 0前言 普通铁路客车车体主要材质为碳钢,客车使用过程中一大主要问题是车体腐蚀,腐蚀使金属材料受到损伤,降低构件的承载能力,从而降低了车辆使用寿命,同时增大了检修工作量及材料消耗,使修车费用增加。本文从车体腐蚀现状及原因出发,重点调研了现有的防腐蚀方法,从结构、材质、涂装三方面着手,提出防止车体腐蚀的优化措施。 1铁路客车车体腐蚀现状及原因 1.1 车体腐蚀现状 普通客车车体钢结构主要材质为碳钢,由于车内冷凝水及清洁用水等问题,车体钢结构大部件会出现不同程度的腐蚀现象。 1.2 腐蚀原因分析 通过查看报废车辆的车体腐蚀情况,发现车体腐蚀与结构设计、车体材质和涂装材料三个方面有关。 1.2.1结构设计问题 (1)餐车水盘区域积水腐蚀 A5修时发现餐车水盘区域波纹地板腐蚀严重。餐车厨房区域地板断面如图1所示,厨房区域的不锈钢板只在靠近车体侧墙一侧增加了不锈钢压板,而在间壁一侧未设置压板。厨房间清洗作业时,清洁水沿着不锈钢与间壁墙之间缝隙渗入地板间。同时,厨房垃圾堵塞排水槽上层多空板,积水从挡水条和其它缝隙处进入车内。 (2)通过台区域冷凝积水腐蚀 通过台地板采用的材料是普通的耐候钢,耐腐蚀性能较差;该区域长期接触潮湿空气或水,环境相对恶劣;同时,此处只有直径6mm的排水口,容易堵塞,导致积水无法排出,导致此处的地板易产生腐蚀。 (3)侧墙立柱根部积水腐蚀 25G型客车侧墙板和底架边梁角焊、打胶。侧墙立柱是帽型断面,与墙板及底架焊接后,在根部会形成封闭腔体,内部涂装防护困难。车辆在运用中不断的有水汽形成,在根部汇集,无法排出,在墙板内外通道处不断的进行腐蚀。 (4)窗口区域冷凝积水腐蚀 立柱和纵梁通过塞焊与墙板焊接,形成了自然的空气夹层,夹层处无法喷涂防腐材料,温度变化产生的冷凝水腐蚀梁柱;车内外温差不同,造成窗户玻璃产生冷凝积水,窗口处无排水结构,部分老车型窗口密封性难以保证,雨水通过窗口缝隙进入车内。 (5)搭接结构冷凝积水腐蚀 目前客车设计中,大量采用搭接结构、断焊等,主要有侧墙板与底架边梁搭接、波纹地板与底架边梁搭接、端墙板与缓冲梁搭接等。搭接结构的结合面一般不能涂漆,焊后也无法补漆,而且封闭腔内也无法涂装防护,侧柱内的冷凝水及灰尘等容易进入缝隙内侧,形成腐蚀介质,对墙板及波纹地板造成腐蚀。 1.2.2车体材质问题 车体钢结构主要材质为耐候钢Q345NQR2、Q355GNHD和Q310NQL2、Q310GNHD,相对普通碳素钢Q235A,耐候钢的相对腐蚀速率为60%,耐腐蚀性较低。 1.2.3涂装材料问题 造成涂装失效的原因主要包括除锈工艺和油漆工艺两个方面。 (1)飞溅、焊渣、铁屑、油污、灰尘、水、锈迹、烧蚀涂层等处理不彻底,直接影响涂层附着力。受结构、制造工艺限制,局部边、角、孔、洞、缝的部位无法处理到位。 (2)涂装时任意添加过多的稀释剂、涂膜过薄或一次涂敷过厚、漏涂漏刷防锈涂料。除锈后未及时涂防锈涂料、底层涂料未干透就涂第二层涂料或安装木结构。涂装过程中,边、角、孔、洞、缝区域,型材内部、型腔内部区域无法喷涂到位。 2 F路客车车体现有防腐措施 2.1 结构防腐蚀 2.1.1底架区域 目前,底架结构防腐蚀措施主要通过开排水孔实现,同时为了兼顾防火要求,排水孔直径定为Φ6,但此孔经常被异物堵住,影响排水效果。 2.1.2侧墙区域 目前侧柱断面为帽型,为了减少侧柱根部的腐蚀,侧柱靠近根部设计了直径25mm的灌浆孔,用于向封闭腔内部喷涂防锈漆及防腐涂料等。 2.2 材料防腐蚀 1992年以前生产的客车中,车体材料均为普通碳钢,材料本身的耐腐蚀性较差。1992年后的新造客车中,车体材料以耐候钢为主,同时厕所间及盥洗间等区域地板采用不锈钢,车体整体耐腐蚀性得到提升。 2.3 涂料防腐蚀 自运辆客车函〔2015〕73号文下发后,整体对新造客车防腐方案及防腐涂料进行规范统一,包括底材处理标准、涂层体系规定、涂料品种、质量检测等方面,基本保证了涂层体系的使用寿命及车辆运用需求。此项改进较大的提高了车内、底架防腐涂层使用寿命。 3 铁路客车车体防腐蚀优化措施 3.1结构设计防腐蚀优化 3.1.1餐车水盘区域防腐蚀提升措施 为了保证厨房区域地板的密封性,将厨房不锈钢地板与墙板贴合处周圈增加不锈钢压板;同时,周圈再涂打密封胶进行密封,从而防止清洁用水沿着缝隙渗入地板。 3.1.2通过台区域防腐蚀提升措施 经现车分析发现,通过台区域排水孔直径为6mm,由于阻尼涂料及异物的影响,该排水孔经常被堵住,影响排水效果。后续优化改进时可将此地板材质改为不锈钢板或者在地板合适部位设排水槽,便于水排出。 3.1.3侧墙立柱根部防腐蚀提升措施 由于帽型截面的侧柱与墙板焊接后,在根部会形成封闭腔体,使得内部无法涂装防护,同时积水会在封闭腔体内聚集,造成侧柱根部腐蚀。后续改进时,可考虑以下两种方案: 方案一:侧柱截面由帽型改为乙型,侧柱与墙板焊接后,可以实现侧墙骨架的整体涂装防护,同时,也可避免积水在根部聚集。 方案二:侧柱根部与底架边梁连接处增加缺口,将根部的积水排出。 3.1.4窗口区域防腐蚀提升措施 在侧墙窗口、底架部位合适位置设置排水机构。如在侧墙窗口下方设置接水盘,接水盘下设有排水管,用于将窗口处的积水收集并排出车外。 3.1.5搭接结构防腐蚀提升措施 墙板与底架边梁焊接时,在底架边梁刨槽,与墙板采用对接满焊,墙板内侧与边梁也采用满焊焊接,同时焊接后涂打密封胶,防止积水及灰尘等杂物进入缝隙中对墙板造成腐蚀,如图2所示。 3.2车体材质防腐蚀优化 目前25型客车车体钢结构材料一般为Q235、Q310NQL2或Q310GNGD及Q345NQR2或Q355GNGD等,耐腐蚀性差。后续设计时可考虑使用耐腐蚀性能更高的材质来提高防腐性能。如车体材质由普通耐候钢改为S350EW,枕外通过台地板可采用耐腐蚀性能更高的铁素体不锈钢X2CrNi12。 3.3涂装工艺防腐蚀优化 3.3.1涂料性能提升 (1)涂料严格按73号文标准执行,选择CRRC认证过的涂料; (2)针对环氧防腐底漆,提高耐盐雾性(NSS)指标,增强对基材的保护; (3)针对车内及车下底架,在阻尼涂料的基础上,建议增加一层底架面漆,封闭阻尼涂料,增强防腐性能。 3.3.2涂装工艺措施更改 (1)制定碳钢板(型)材预处理规范,针对板材特点分别采用抛丸、喷砂或酸洗磷化等工艺,提升板材预处理质量; (2)梳理、检查易形成封闭腔的部位,进一步明确涂装要求; (3)针对车体“边、角、孔、洞、缝”部位进行重点喷涂; (4)对重点腐蚀部位进行密封,防止腐蚀介质侵入; (5)加强涂料质量控制及委外工序的控制。 4 结论 本文通过分析车体腐蚀现状及现有防腐蚀方法,提出了通过结构改进、材料优化和涂装改进三方面的措施来提升车体的防腐蚀性能,从而减少检修时对车体的挖补,延长车体使用寿命。 1.作者简介:侯亚辉(1989-),男,助理工程师,主要从事碳钢车车体结构设计工作。 铁路客车论文:一种新型铁路客车车体静强度分析 摘要 : 分析该种新型铁路客车车辆车体结构特点的基础上,建立了车体结构的有限元模型。结合该客车车辆的实际运行状态,确定了垂向载荷、纵向拉伸、纵向压缩、扭转等7种工况,并分析了车体结构在各个工况下产生的应力,以判断其静强度是否满足运输要求。为车体的结构优化和疲劳寿命分析提供参考。 关键词: 新型铁路客车车辆;车体结构;静强度;有限元模型 1 前言 该种新型铁路客车车辆主要由车体、转向架和各种电气设备组成。其中,车体主要承担装载乘客和各种电气设备安装基础两大功能,同时也承受着在各种运行工况下乘客和电气设备所产生的附加力。车体的强度是反映车体性能的重要技术指耍强度不够,将使车体结构的各构件在早期出现裂纹和疲劳断裂等,从而大大影响车辆的整体性能。对车体静态下的强度进行计算和分析,是不可或缺的重要环节。本文利用有限元分析软件,针对该种车辆的典型运行工况,提出了相应载荷及边界约束条件施加的实现方法,并对跨坐式单轨车辆头车车体结构进行了静强度分析,得到了该车体的应力分布。通过合理选择车体结构形式及尺寸参数,可使车体具备良好的静态特性。 2 车体结构及参数 该种车辆车体主要由车顶、侧墙、一位端墙、二位端墙、底架等组成,如图1所示。整个车体采用耐候钢焊接结构,主要的承载部件采用耐候钢中屈服强度较高的钢板材质。车顶和侧墙主要采用大型宽幅耐候钢板和骨架梁排结构,侧墙在适当的地方加补强梁,车顶则用加横向弯梁的方法起到加强的作用。一、二位端墙由于要承受纵向拉伸和压缩,采用双层骨架结构。具体车体钢结构外观见图1所示 车顶、侧墙、一位端墙、二位端墙、底架等四大部件相互连接后整车成中空筒行结构,具体车体的主要外形尺寸及质量如表1所示。 3 车体有限元模型的建立 3.1 建立有限元模型 利用建立好的跨坐式单轨车辆头车车体三维几何模型,以及软件提供的数据转换接口,以适当的数据格式将其转换到有限元分析软件中,并对其结构进行离散。采用该方法进行有限元建模时,有必要在有限元分析软件中对模型进行几何清理,修正几何之间的拓扑关系,以便进一步划分网格。整个车体主要采用板壳单元模拟,侧门上角及端门补强角采用实体网格,空簧、心盘、枕内外顶车位、端墙加载区域等处设rbe3单元,车钩安装区域设置rigid单元,如图2~3所示。车体坐标系方向如图2所示:X向――车体纵向,正方向由一位端指向二位端,Y向――垂直方向,正方向垂直向上,Z向――车体横向,与X、Y构成右手系。有限元模型如图2所示。 3.2 确定工况及加载参数 根据该种客车车辆的实际运行状态,确定了垂向载荷、纵向拉伸、纵向压缩、扭转等9种工况,无论何种工况,车体都将承受安装在其上的各种设备的质量。车体配备的主要设备的质量见表2。7种工况具体见表3 4 静强度计算结果 按照上述各个工况下载荷和边界条件的施加情况,对车体结构进行静强度分析计算。车体在15种工况作用下的最大应力值及相应的部位见表4所示。部分应力云图如图4~8所示 5 结语 5.1 该种筒型车体有着本身的结构特点,焊接是车体的主要连接方式,使用板壳单元模拟车体结构的有限元处理方法是车体静强度分析的有效方法; 5.2 通过对该种新型车辆车体的静强度计算分析,可得出以下结论:强度各工况下,端墙立柱,波纹地板与横梁连接处等区域存在较高计算应力,可适当进行补强。 铁路客车论文:19K型铁路客车软卧改硬卧设计 摘 要:介绍19K型铁路客车软卧改硬卧总体及各系统主要技术方案、计算分析及试验验证等。 关键词:软卧车;硬卧车;改造;计算分析 1 前言 随着铁路客车的升级换代,为了提高舒适度、防火阻燃安全性能及提高客车运用率,既有客车加装改造已经成为一种趋势,各铁路局客车改造除了运输旅客使用外,也会利用闲置的动车组或车辆进行特种车改造,包括工务车、旅游车、救援车等。本文客户要求将19K型软卧结合A5修改造为25K型硬卧车,定员由16人增加至66人,加装集便装置,车体、制动、电气系统及车上服务设施相应实施改造。 2 改造总体概述 原车平面布置见图1,将一位厕所改为配电室,乘务室改造,一位走廊增加卧具柜,取消车辆中部洗脸间、8个软卧客室、淋浴间,改为11个开敞式硬卧客室及大走廊;二位端增加二位厕所、双洗间等,改造后平面布置见图2。二位端车下枕内外各加装一个污物箱,新增集便装置用总风缸。车顶一位端设一台单元式空调机组,二位厕所新增自然通风器,二位通过台新增废排通风器。车端取消43芯集控、5芯电控插座。 3 各系统改造 (1)车体钢结构。一位端KLD35空调机组平台改造为KLD45空调机组平台,空调机组平顶板采用3mm厚06Cr19Ni10不锈钢。车窗窗口根据平面重新布置,为提高侧墙平面度,新开窗口两边先焊接立柱,后开窗口及封堵原车窗口。车底增加污物箱横梁、纵梁及安装吊座。为保证吊座的平面度,焊接过程中用水管找平,吊座采用8mm厚Q345GNH耐候钢。车底增加总风缸及集便供风管路纵梁和吊卡,纵梁采用5mm厚Q235B碳素钢,吊卡采用5mm厚Q295G NH耐候钢。 (2)转向架。因车辆重量发生变化,转向架各弹簧、制动杠杆比按改造后整车重量核对参数,以满足改造后使用要求。 (3)制动系统。供风系统采用双管供风形式, F8分配阀,盘形基础制动装置。按照(运辆客车函[2016]8号)《关于重新印发客车手制动机防反转制动改造方案的通知》改造手制动链,保证行车安全。车上设紧急制动阀和制动管风表、总风表。设置可从车上、车下操作的缓解阀。防滑器国产化,采用铁科院TFX1G型,转向架速度传感器孔、防滑器配电柜、排风阀座改造。根据集便器改造需求,新增总风缸及相应管路。为防止集便器集中用风时,可能超过机车供风能力问题,总风管给总风缸(生活风缸)供风支路节流通径为2mm。 (4)给水卫生系统。给水系统设净水箱、注水装置、温水箱及供排水管路组成。照明柜与水箱分别设液位仪及液位传感器。洗脸间设温水箱。注水装置避开便器防护箱检查门,不影响防护箱内配件维修。水箱、管路与排空管路相连,保证在系统停止使用时能排空净水(以防冻结)。电茶炉具有缺水、防干烧保护功能,接水盘为不锈钢材质,安装位置在乘务员室外与一位小走廊卧具柜相邻。 二位端一、二位侧分别设一个蹲式厕所,厕所车窗加装统型防护栏。二位端一位侧新增双人洗脸室,厕所、洗脸室为整体玻璃钢盒子间模块化设计,制造安装方便。盒子间材质采用玻璃纤维和碳纤维复合材料复合材料以及进口色浆和胶衣制成,盒子间背面采用网格状加强筋以提高卫生间的整体刚度。一、二位厕所均加装铁总统型集便装置,便器由直排式改为真空集便系统,提高了卫生间的清洁度,降低了环境污染。二位端车下枕内外各增加一个真空污物箱,两个污物箱总容量不小于800L。 (5)空调通风采暖系统。空调系统由空调机组、空调控制柜、送风道、回风道、废排装置、自然通风系统、可调送风口和回风口等构成,主送风道采用硬质聚氨酯铝箔发泡板,铝板敷贴保温材,提高了风道保温效果,节约能量。改造后空调机组安装于一位端车顶部钢结构平台上,机组型号为KLD-45/09-E,带新风预热功能,制冷剂采用环保型R407C代替破坏臭氧层的R22,制冷量比25K型其他硬卧车多5KW,提高了乘务员与旅客的舒适性。在乘务员室、客室、双洗间、厕所都设有空调送风口,厕所、茶炉室、双洗间的废气由设于其车顶部的自然通风器排出车外。其余大部分废气由设在一位小走廊的回风口吸入,作为再循环空气进入机组,小部分废气由二位端小走廊顶部废排风机通风口排出车外,废排风机通风口也可作为紧急情况下应急通风设备使用。空调机组配线及冷凝水管执行运辆客车函[2015]395号《中国铁路总公司运输局关于印发客车常见故障专项整治方案的通知》的要求。配电室、乘务室、客室、大走廊和一、二位端小走廊设置单元板式电加热器(普通型),加不可恢复式超温保护装置,全车功率约14KW。 (6)电气系统。采用发电车双路集中供电,供电制式为380V/220V 50Hz三相四线制。配电室内设置电源转换柜、空调控制柜、塞拉门电源箱、应急电源车上箱、工具柜。乘务员室内设置防滑器、照明柜、集便控制柜。电源D换柜为统型,设置在线漏电检测装置。照明柜设置DC48V系统绝缘监测装置。电源转换柜、照明柜、空调控制柜等配线线端压接采用笼式端子。车辆采用LED灯照明,具有节能环保,寿命长的优点,设应急照明。照明布置如下:客室内及客室门口对应大走廊处各设一个有效光通量为1800lm的顶灯。一、二位通过台、小走廊分别设一个有效光通量为1800lm的顶灯。一、二位厕所、双洗间分别设一个有效光通量为750lm的壁灯,乘务员室、配电室各设一个有效光通量为1500lm的顶灯。客室外侧墙各设一个地灯。乘务室、配电室侧墙设1个交流220V五孔插座,大走廊侧墙设3个交流220V五孔插座,方便乘务人员和旅客充电使用。在客室大走廊处设3个扬声器及3个扬声器开关,乘务员室设1个扬声器及音调开关。在大走廊两内侧间壁分别设一个信息显示屏。旅客信息系统可以显示运行速度、当前时间、车外温度、前方到站、列车运行状态、宣传标语及广告信息等内容。 (7)内装设备。一、二位端部平顶板为22mm胶合板双面贴贴面板,客室及大走廊顶板采用玻璃钢材质,顶板内部均为木骨架。胶合板平顶板、外露间壁墙板使用无明钉的封边明缝结构,效果美观。在通过台及走廊部位,将原来的胶合板地板取消,采用防腐地板,并增加了地梁密度,有效防止了地板塌陷提高防火性能。地板布采用分幅焊接工艺,采用自动焊接设备和专用厂房,防止地板布鼓泡。采用包装严密的超细玻璃棉。玻璃棉板及包装材料性能指标应符合TB/T 3138-2006《机车车辆阻燃材料技术条件》中相关规定。 原车两个小走廊至客室隔T更新为折页门,门上设有门芯窗,下部设有通风格栅。 乘务员室门、一位厕所门、二位厕所门新制,新增配电室门;各门均为折页门,乘务员室和配电室门上设有观察窗。原车所有车窗及内饰框均取消,更新为25T统型车窗,新制内饰框。 4 检修部分 未改造部分按照《中国铁路总公司关于印发的通知》(铁总运〔2014〕349号)及铁总文件要求执行。 5 计算分析 (1)重量分配计算。整车计算后自重和载重均增加,重心降低,轴重小于17t,轮重差符合要求。 (2)侧墙窗口改造强度对比分析。改造时对侧墙窗口封堵后重开,对改造前后侧墙强度作对比分析,结果满足车体强度要求。 (3)车顶空调安装平台静强度分析计算。根据TB/T1335-1996 要求,车顶安装平台在纵向、垂向、横向三个方向上的合成应力不应大于材料的屈服极限。根据计算结果,空调平台的强度条件符合标准TB/T1335-1996的使用要求。 (4)轴箱弹簧计算。根据整车设计重量,选用的轴箱弹簧参数须更新,更新后满足使用要求。 (5)制动距离计算。根据改造后车辆自重、载重及选用的杠杆比,对改造后车辆制动距离进行计算分析,车辆改造后按140km/h初速度紧急制动距离小于1100m的要求。 (6)动力学性能分析。客车在改造后的动力学性能较改造前动力学性能指标如稳定性、曲线通过能力都有所改善,在安全性方面有所提高。 (7)用电负荷计算。根据全车电气负载,RW19K型客车改为YW25K型客车后电气负荷满足单车及编组使用的要求。 6 试验验证 厂修规程中的例行试验及称重、限界检查等型式试验均合格。 7 结论 改造结合新型高档铁路客车产品及成熟的设计结构,旅客界面较25K型硬卧车有较大提升,满足了铁路局增运增收需要,也为变车种改造提供了借鉴经验。客车经过近半年的运用,运行情况良好,受到了用户好评。 作者简介:齐凯,男,学士学位,工程师,研究方向:客车设计及加装改造。 铁路客车论文:铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性研究 摘 要:我国铁路客车转向架构焊接技术对我国的铁路客车行业及其交通运输行业起着至关重要的作用。近几年来,我国铁路客车转向架构架焊接技术采用的是钢焊接的结构。钢的密度小,使用刚焊接能大大降低车辆结构的自重。但是,运行速度的提高、载重的增加都会使转向架的构架承载情况变得很糟糕,铁路客车转向架构架焊接接头存在的焊接缺陷会导致很严重的车辆安全性能问题,而铁路客车安全性能方面的问题才是整个铁路客车行业乃至整个交通运输业最重要的问题。所以,对铁路客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性的研究就显得极为紧迫。 关键词:铁路客车转向架构架焊接接头 疲劳可靠性 研究 高速化的铁路客车正好适应如今人们对交通工具的高要求,高速铁路也已然成为各国铁路现代化的重要标志。然而,任何高速的交通工具都有它安全可靠性的问题存在,随着现如今铁路客车速度的提高和载货量的持续增长,导致铁路的动态性能下降,轮轨之间的磨损程度问题在日益凸显。轮轨之间的相互作用可能会引发脱轨,一旦脱轨,后果便不堪设想了。在以往的铁路客车中,车转向架构架焊接接头暴露出许多疲劳可靠性的问题,如客车在运行过程中出现焊缝断裂、测量立板撕裂等问题,严重危机人们的行车安全。因此,研究铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性,对保证列车安全是十分重要的。 1 转向架构架焊接接头疲劳可靠性的内外研究现状 近几年国内外对铁路客车行业发展的竞争日益激烈,随之也都对铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性有了很深入的研究。这种架构焊接的疲劳可靠性主要集中于对结构寿命的预测方法、焊接接头或承载部件的寿命检测等方面,发达国家已经形成了比较完善的结构体系,并有了许多研究成果。中国除了对这些成果进行引用、吸收外,也在自主研发更高速、更安全的客车,尤其对转向架构架焊接接头疲劳的可靠性进行了深入研究。 2 焊接缺陷方面的分析 铁路客车转向架构架焊接接头采用的是钢焊接结构,钢焊接结构焊接加工方法的特点决定了它在生产过程中必然会出现气孔、断裂纹、未融合等现象或者焊接处存在各种几何偏差的可能。 铁路客车的焊接欠缺可以分为两类:一类为焊接变形,残余应力;一类为类裂纹欠缺。前者是主要的焊接欠缺,后者发生的情况较少,但是一旦发生就会发生很严重的后果,这是焊接结构中最危险的一种情况。宏观裂纹显然是不能继续使用,焊接结构甚至整个客车可能会报废,微观裂纹虽然能坚持一段时间,但是如果不能及时发现,也会降低疲劳可靠性,这种轻微裂纹在客车行驶过程中一点一点的磨损,极有可能造成更大的安全隐患。针对这些焊接裂纹,有关研究人员也进行了相关研究。 2.1 热弹-塑性有限元法 这是一种测量焊接变形和残余应力的有效方法,十分复杂的焊接结构可能需要大量的计算,对于大型铁路客车,这种针对裂纹一个个进行计算研究的方法显然是不符合实际的,这种方法将跟踪整个焊接的过程,它可以计算焊接过程中每一时刻的温度,根据每个温度下客车反应的应力进行累加,最后得出残余应力和最终可能的变形从而估量出焊接接头的疲劳可靠性。 2.2 焊接收缩力法 转向架构架在焊接过程中,金属会因高温而变形进而产生焊接裂缝。此时的变形程度相当于遭受到了一个外加载荷,被称为焊缝收缩力。铁路客车转向架构架的自身结构、焊接的技艺、焊接温度都会影响焊接收缩力的大小。所以我们可以通过计算这个力进行估计在焊接过程中金属产生变形而造成后果的大小从而避免重大的安全性能方面的隐患,以此提高焊接疲劳可靠性。 2.3 体积收缩法 这种方法假设导致转向架构架在焊接过程中产生变形的原因是熔化了的金属在冷却过程中遇到了热收缩。研究者通过对模型进行实验,用金属模型在900°的温度下进行焊接,然后将金属冷却至室温,观察金属的反应情况,金属在这种条件下会发生收缩变形,将实验现象转换成数值记录在册,将得到的模拟实验数值进行分析,金属熔化的截面区形状有助于我们研究焊接技巧,采取相应措施改善焊接技巧,可以进一步提高铁路客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性。 3 结语 转向架构架是铁路客车的主要承载部位,它的疲劳强度对铁路客车行驶的安全性能影响巨大,其疲劳可靠性也受诸多因素的影响。随着铁路客车的速度在不断提高,承载乘客和货物的承载量在不断加大,为了确保铁路客车在行驶过程中的安全我们需要对转向架构架焊接接头疲劳可靠性进行深入研究,尤其在焊接设计阶段,我们要充分考虑分析转向架构架的结构和它焊接成型的特点准确的对焊接疲劳可靠性进行评估,准确的评估出焊接疲劳可靠性有助于提高铁路客车的行驶性能和极大解决铁路客车安全性的问题,对于我国交通运输业的发展也是起到了推动性的作用。 铁路客车论文:增强铁路客车车辆检修技术及措施分析 【摘 要】现如今人们的生活水平在不断提升,这使得人们对于衣食住行有了更高的要求,长途出行多选择通过铁路交通来加以实现,特别是在近些年来我国铁路技术的不断发展,使得我国的铁路客车发展得到了空前的进步,再加之动车和高铁的不断投入运营,使得我国的铁路运输行业蒸蒸日上。 1 当前对铁路客车车辆进行检修的现状分析 我国社会主义事业在不断发展,使得经济迅速进步,铁路客运具有灵活性、快捷性和高效性的特点,近些年来对于高铁和磁悬浮列车投入运营,使得铁路运营的舒适性也得到了更高的发展。所以铁路运营一直都是人们出行所青睐的一个主要的出行方法。到目前来说,我国的铁路交通事业一直在精益求精,到2011年,我国铁道部门首次提出了三个重中之重的安全理念。需要将客车安全当作是安全工作当中的重点和严抓对象,包括对高铁和普通列车的安全性必须予以充分保障,且不容出现半点马虎[1]。同时还需要强化安全管理工作,这是运行当中的一个重点工作,然后就是要抓落实作为安全管理工作当中的一个重点。 从客车的车辆检修来看,列车的运行过程中,车辆的供电系统是否处于安全状态,车辆的防滑器工作状态是否正常,运行中有无车轮擦伤,轴承温度是否超限报警,配电室等重点防火部位有无火灾险情,空调系统是否提供舒适的环境温度等,都是保证客车安全运营的重要基础。从现阶段来看我国铁路的客车车辆检修技术正在不断地更新和发展,管理理念落后是导致客车安全和铁路发展的一个较为突出的问题。所以,对于我国铁路客车的检修技术进行进一步的改革、创新和发展,能够有效地将客车推进到世界的先列范围内。从现有的检修技术手段和设备来看,检修过程当中还存在着一些弊端[2]。 其实质工作是检修设备的粗放和老化,已经逐渐无法适应当前社会现代化发展和客车车辆检修的需求。同时智能化的系统相对来说较为陈旧,例行检验实验的时候,其所得到的数据并不准确,检修效率较低,这些情况给专业的检修人员造成了很大的困扰。因为检测数据不准确,可能会导致对车辆性能评估错误,进而就可能会,连续进行后续的二次检测,一方面会浪费很大的人力、物力和财力,同时也可能会对客车的安全运行造成一定的威胁。因此针对这种情况,有效地分析提升铁路检修技术的措施是十分重要的。 2 提高铁路客车车辆检修技术等能力措施分析 2.1 提升铁路客车车辆检修技术能力 为有效地提高高铁车辆检修的技术能力,就必须建立科学合理安全可靠的铁路车辆检修体系。所以需要对车辆进行综合调查和研究,弄清车辆的哪些系统容易出现故障,而哪些系统又是安全和影响安全的关键所在,并且对于检查技术进行合理的科学的改进和创新。客车的车辆制动系统对于客车的安全是十分重要的,我们可以对塞门进行多功能实验,进而进行有效地改造。因为,刚刚出台的铁路客车检修规定对于各种型号的塞门的实验台都提出了更加明确的指标和标准,提出了更高的风压要求[3]。所以,原本的塞门实验台功能较为单一,其只能够对于折角塞门、截断塞门、缓解阀、排水塞门等进行泄漏试验,但却并不具备调压的功能,所以不能够有效地适应新的铁路客车检修的规定,这样就无法满足新的铁路客车检修规定的相关要求。 2.2 提升客车车辆检修技术的实际方法 从总体上来看,为了有效地提高铁路客车车辆检修技术的水平,相关的措施手段还需要在实践当中进行总结。现如今已经出台的新的铁路客车检修规程,其对于客车检修的专业人员有了更高的要求,和传统的检修相比现如今检修人员在对车辆进行检修的时候,需要将陈旧的观念和检查标准进行排除,并且不断更新现有的检修标准,不断地适应新形势和新需求的发展,力的提升自己检修工作的工作质量,使得检修工作能够更加符合检修标准。 而在此背景之下,相关的铁路客车检修部门需要对客车车辆检修人员进行重新检修规定的学习和测试。这样能够使铁路的客车检修人员可以更好地对于铁路客车检修工作的相关内容加以掌握,能够在很大程度上提高客车的安全系数,也可以在一定程度上确保检修技术提升的同时,使得相关的检修人员的素质有所提高[4]。要求铁路检修部门开设相关培训班,聘请专业技术人员、学习相关的先进检修理论和知识,便于使得铁路客车检修人员可以及时掌握先进的检修设备和操作技术,这样在进行车辆检修的时候,就能够提高车辆检修的准确度。 另外,提高铁路客车的车辆检修能力需要投入大量的科技和资金。因为铁路客车车辆的各种零部件构造都十分复杂,所以在对其进行检查的时候,进行相关装配实验和测试,具有较高的标准。而且检修设备还需要不断地进行更新和改进,这就要求检修部门在进行检修的时候,需要配置升级方面的大量的科技和资金投入。要充分发挥出人才的优势,对于铁路客车车辆检修技术水平的提升是十分重要的,对于该阶段相关的技术小组需要独立完成对于赛门多功能试验台的检修和改造,因为目前市面上并没有能够满足相关技术要求和标准的试验台,这样这阶段就充分地发挥出技术人员的优势和作用,对于原有的塞门实验台进行改造,而且对于制约客车车辆检修制动系统检测试验的生产难题进行逐一地破解。 3 结语 综上所述,该研究主要针对提高铁路客车车辆检修技术能力的措施进行简单的分析。笔者认为,在我国铁路事业不断发展和蒸蒸日上的过程当中,未来我们还有许多的路要走,在此过程当中,需要不断积累经验,要努力在实践当中总结经验不断积累,做好铁路客车的车辆检查技术的提高,以便于从根本上保证客车的安全稳定运行,保证人们的安全。 铁路客车论文:浅析铁路客车内饰艺术造型设计 【摘要】近年来,客车的设计在注重性能、实用的同时,越来越注重乘客对客车内环境的艺术造型方面的要求。重视铁路客车内饰的艺术造型设计不仅是乘客审美的需求,也是社会发展的必然趋势。 【关键词】铁路客车;艺术造型设计;美学 客车的艺术造型设计不同于一般的绘画、雕塑、平面及工艺美术,它是用艺术的形式与手段,体现客车产品的功能特点。 美学基础是客车具有的优美形态,能给人以美的享受。要求我们在设计时用美学原则去研究现代形式的美感、形体构成、线形组织、色彩配置等艺术造型的理论、规律和方法。而现在国内客车设计面临的主要矛盾和问题则是美貌问题,即艺术造型设计问题,我国一直以来把重心放到技术和和生产方面,客车的功能只是多载客,而忽视了客车内饰的艺术造型。 一.客车内饰艺术造型设计的美学原则 1.尺度和比例的原则。 尺度是与人或与人所熟悉的零部件或环境相比较多获得的尺寸印象。客车是直接为旅客服务的设施,车内各种零部件和环境的尺寸、形状、相互位置等,必须满足人们的工作、休息、使用等的生活习惯和需求。 比例是形态设计中用于协调设计形态各组成部分的基本手段,确定合理的比例可从三方面考虑:即功能要求形成的比例,例如座椅及靠背的尺寸比例;技术条件形成的比例,如车体断面外轮廓尺寸比例;审美要求形成的比例,如封口格栅、灯体灯罩、标牌外形等。在客车形态设计中常用的比例关系有如下几种: (1)整数比例。整数比例是以具有肯定外形的正方形为基础的,可以派生1:1、1:2、1:3……的整数比例的矩形(如图1-1)整数比例的形式可以是整数比的简单配合,也可以是分数形式的配合,其优点是易产生有韵律的布置。小到键盘的形态,大到墙板、顶板、饰面板的连续外形,都有这种比例。 (2)黄金分割比例。黄金分割比例是把一线段分成两短,其分割后的长度与原线段之比等于短线与长线之比,即: L/X=X/(L-X) 进而可得到任意线段的黄金分割比例系统。如图3-2-4-4 (3)模度理论。模度理论是艺术造型中比例设计的一种学派观点,它是从人体的绝对尺寸出发,选定人的下垂手臂、脐、头顶、上伸手指尖四个控制点距地面分别为86、113、183、226(厘米),这些数据兼有黄金分割关系(如113|183=0.618)又有倍数关系(如226|113=2),利用四个数值分别插入其他数值,便形两套级数(如图1-5所示),由于模度理论与人体工程间有密切的关系,因此有比较实际的意义。 2.均衡和稳定原则。 均衡指造型物各部分之间前后、左右 的相对轻重关系,"在视觉艺术中,均衡是任何欣赏对象中都存在的特征,在这里,均衡中心的两边得视觉趣味中心,分量是相当的。"--美国的托波特 哈姆林在《二十世纪建筑的功能和形式》中这样说说。这里均衡感的产生可由规则均衡--对称和不规则均衡――动态对称(又称平衡)的形体关系来表现,因此,客车内饰造型设计中对称的运用不仅出于功能要求,也是人们的审美需求,在造型设计中广泛应用。车内大部分设施均采用左右对称造型。如灯具、镜子、衣帽钩等。为了取得客车造型的生动,达到功能和艺术的统一,也常采用动态对称布置。 稳定是指造型物各部分间的相对轻重关系,具有稳定感的造型给人以安详、轻松、愉快和平静的感觉,由于铁路客车与陆地上见到的产品造型不同,它是时刻在运动中的产品,因此对产品造型的稳定性要求更高,以给人安全感和舒适感。为了增强客车内饰造型的稳定感可以采用体量的上小下大;材料及表面装饰的合理布置等设计方法。如客车顶部设计成白色、灰色等浅色调,行李架选用pvc轻质材料,座椅采用稳重的蓝色,地面则采用灰蓝色深色调,这样的色彩和材料处理均获得较好的稳定感。 3.统一与变化的原则 统一与变化在三大原则中属于中药位置,它是艺术造型中最灵活多变、最具表现力的因素。只有同意而缺乏变化,会给长途旅行的乘客乏味、单调和疲劳感;而有变化却没有统一,也会给乘客凌乱、刺激和眩晕感。因此,为了取得客车内饰艺术造型的变化与统一,可采用变化中求统一和统一中秋变化的手法。 a.变化中求统一: 1)调和统一。即在客车内饰的形状、色彩、质感等方面尽可能的突出共性,减弱差异,从而达到统一、完整、协调的效果。例如车厢内直线型的行李架上则配了直线型的灯具,而曲线形的行李架则搭配了圆弧形的灯槽设计,这就是形状的调和。再如以木材(或者木纹贴面板)为内墙材料的客车室内采用木压条,而以复合铝板为内墙材料的车厢内则采用铝型材压条,这就是材料的调和。至于色彩的调和更多,总的要求是明快、柔和。一般的规律是大面积低纯度的色彩统一全局,小面积高纯度的色彩活泼变化,如黄色靠枕,再采用中性色来联系过渡。 2)韵律统一。主要特征是表现形式重复、间隔间距相等、轻重缓急交叠等。在客车内部设备的布置中常表现为连续韵律。客车内部是狭长的空间,窗口、座椅、灯具、风口等的有规律布置天然地表现了韵律美,为此顶板、墙板及饰带板接缝间距的统一,并与窗口等设备协调,不但是工艺的配合,互换问题,也有利于加强韵律。 3)呼应统一。呼应指造型物不同形体或位置的零部件,运用相同或相近的细部处理,已取得在线形、色彩、质感及面饰方面的统一。请看老车型"大圆弧"时代,与新车型"直线条"时代某些小件(如烟灰盒,有无人标示锁及门把手)造型处理的"呼应"。 4)过渡统一。过渡统一是指两个不同形状间采用一种联系二者的逐渐演变,使他们互相调和。 b.统一中求变化: 1)加强对比。即突出表现造型因素的差异,如形状对比、排列对比、色彩对比、材质对比等, 如门板和墙板,由于强烈的材质和颜色的对比,不但更显华贵、精细,而且方便使用。客车内各种深色指示标牌与淡色的墙板颜色对比,非常引人注目,提醒人们勿饮生水,放水冲便,请勿吸烟等。 2)节奏变化。即运用规律的变化,有规律的安排造型因素,使形象富于生动的变化,在统一的协调的成分中看到变化。如19K高级软卧的包间黄褐色木门要和白色墙板间隔,形成具有韵律的变化,要比用白色门富于变化和节奏美感,与暗红色窗帘呼应,是整个空间丰富多变。 3)重点突出及必要的点缀。即运用颜色、形状等因素使人醒目。一般地说,车内各种门牌、指示牌、标徽图案、车号牌等都必须考虑内容上的突出(功能要求)及艺术上的点缀(艺术需要)。如车厢内的橘黄色和红色制动装置与白色墙板形成强烈对比,极具点缀性。 二.高速铁路客车内饰艺术造型设计的时代感 客车内饰造型设计所表现的美感必须具有一个时代的概念,时代的前进对美学三原则也会有所发展、提高以致创新,因此艺术造型必须赶上时代的步伐,掌握时代性演变的基本因素。这些基本因素体现在以下三个方面。 1.产品功能的转化促进客车艺术造型的更新 客车的主要功能是输送旅客,但是不同时代旅客的身份、旅行目的以及乘车要求均有不同,对着人们生活水平的提高,人们生活习惯的改变,旅游的多了,经商的多了,长途乘车的多了,外宾多了…..单纯的实用逐步让位于舒适的享受,多种服务的需求要求客车功能项多元化发展。低靠背让位于高靠背,板条椅让位于单软垫,小立窗让位于大平窗……,随着功能的演变,艺术造型也在不断的变化和发展。 2.科技的发展为客车艺术造型提供更广阔的天地 随着科学技术的发展,新材料、新技术、新工艺的不断出现,为客车艺术造型提供了更为广阔的发展空间。日光灯代替白炽灯,双灯带代替大碗灯。随着空调的广泛应用,导致车内大圆顶向大平顶过渡。各种进风、回风、排风的位置及其封口造型装饰已经提到日程。从木材带塑料贴面板的演变,已使客车色彩有及装饰造型有了进一步变革。从木压条像铝压条以至无压条结构的演变,不锈钢内饰件及铝型材的广泛应用,玻璃钢整体厕洗所的不断上马,不但改变了传统的结构工艺,也必然使客车内部焕然一新,促进了客车内部造型艺术的不断发展。 3.审美观念的变化要求客车内饰造型设计发展 由于科技和文化的发展,人们的物质生活和精神生活以及艺术修养的提高,人们的审美情趣也在发生着变化,地区间、国际间、行业间的交往频繁都激起人们对美的追求和向往。以造型、线形的认识和追求为例,二、三十年代客车还在照搬建筑上,以当时的"雕梁画栋"为美;四十年代盛行曲线曲面大圆弧,所谓"流线型"最为时髦;五十年代末开始追求直线条,小圆角、方形结构,以单调明快为美,即所谓"火柴盒";七十年代以后逐渐演变为直线中渗入斜线,在三角形、梯形、六角形和菱形上大做文章,崇尚所谓"梯形"造型风格,这在客车标牌底板等小件造型上表现尤为突出;目前,又在方形、梯形的基础上渗入大曲率、小圆角的造型趋势,在方形的造型中加入轻柔的大曲率曲线后,其形态柔中带刚、刚柔结合,更加生动活泼。 铁路客车论文:铁路客车库内检修面临的问题及应对策略 摘要:本文以铁路客车库内检修为切入点,对其检修工作存在的问题,以及具体的应对思路和方法,展开细致的探讨研究。期望为改善当前客车库内检修难题,与确保客车运行质量安全,提供有益的参考。 关键词:铁路客车;库内检修;问题;应对策略 0 引言 作为铁路客车运输维护的关键措施之一,客车库内检修为管控铁路机车质量与运行安全发挥着巨大的作用。伴随我国经济发展与铁路建设规模的扩大,铁路运输在人们生活与工作中的重要性也愈发提高。然而现行的铁路客车库内检修仍存在着一定的不足与缺陷,影响到客车维护质量,给乘客出行安全与体验造成不利影响。不但阻碍铁路客车在运输行业中竞争力的提升,也会因为检修问题不能及时发现、解决给乘客带来生命财产危害。因此,必须加强铁路客车库内检修面临问题的研究工作,找到合理有效的解决方法,不断提升该项工作的成效。 1 铁路客车库内检修所面临的问题分析 铁路客车库内检修指的是在机车检修库中,由检修人员对客车整体车体与性能做检查维修作业。铁路客车本身受运行时间长,乘务人员较少等因素影响,造成其库内检修工作一直存在着不足与问题,影响着客车服务水平与乘车质量的提升,主要问题分为以下几点。 1.1 铁路客车库内检修设施条件不足 铁路技术的进步令客车种类从老式的绿皮车,逐渐发展为现在各类快速、特快与直达等车型。加上铁路规模与列车数量的不断激增,使得铁路客车库内检修基础设施的建设进度,难以跟上铁路行业的发展速度。使得检修库基础设施与地面供电电源等设施存在短缺问题,造成客车库内检修作业开展困难。比如在铁路客车进入机车检修库后,因供电电源的不足,使得检修人员无法进行整体、全面的车体检查维护作业,只能采取减少库内检修时间的方法应对电力供应紧缺的问题。这就使得对单辆铁路客车库内检修力度不足,不容易发现车辆存在的安全隐患,进而危及客车行车安全。 同时机车检修库进行库内检修作业还会受到气候条件的影响,但当前大部分机车检修库因基础设施建设不到位,其排水设施往往存在建设不全或设施条件落后等问题。一旦出现降雨天气,机车检修库就因无法有效排水,而不能对铁路客车车下电气设施予以开盖检查,影响对客车整体的检修效果。而且排水效果不佳也会导致检修库场地在冬季出现结冰现象,给检修人员维护效率与作业安全带来安全隐患。 1.2 铁路客车库内检修作业管理水平落后 铁路客车运输与检修工作虽然在我国已有多年的发展历史,并形成一定的检修管理规章制度,但在社会发展变革与铁路客车检修技术进步的背景下,目前对客车库内检修作业所用的管理规章制度还是前几年的落后体系,难以适应当前日新月异的铁路工程技术发展与维修实际需求。各类新式检修设备与技术被运用到客车库内检修作业中,其管理体系也需要进行相应的变革,以避免落后的管理水平给客车库内检修工作带来不利影响。并且在铁路客车库内检修范围拓展的情况下,比如库内检修工作的发展变化,除了原有对客车车辆性能安全的检查维护以外,还应加入对客车车辆直流电供电设施、空调厨具设备以及播音影像设备的检修维护,以全面优化铁路客车的整体性能,推动列车服务水平的提升。但是,这些方面的工作还是存在一定缺陷,需要进一步完善优化。此外,检计算机网络技术、信息技术智能化等先进技术也还缺少足够的应用。 2 铁路客车库内检修问题具体的应对策略 2.1 依据库内检修工作情况改进基础设施条件 要有效改善铁路客车库内检修设施条件不足的问题,不能盲目建设各类新式基础设施,而应根据机车检修库内检修作业的实际工作状况,采取针对性基础设施改进举措。比如在增加检修库内线路时,就应依照检修库当前库车的最大配置数量与检修需求,合理增设地沟检修线路并配置地面供电电源,以确保每条检修线路都对应配置有一组地面供电电源。保证在铁路客车库内检修进程中的线路与电源供应齐备,并达到客车在整个入库检修进程中,始终使用一条检修线路做检查工作的目的,从而解决因频繁转换线路带来的库内检修时间不足的问题。 而对于机车检修库场地排水系统设施,应进行更新修建作业,令场地排水设施能充分发挥其功用,确保机车检修库在库内检修作业时,不受气候条件影响,并维护检修人员的作业安全。而对客车供电、空调与供暖等设备的检修作业,则应由具备对应专业技术的人员做检查维修,防止非专业技术人员强行维修此类设备造成的损害问题。并且在检修进程中应定期、专人做供暖等设备的维修操作,并在整个检修过程中做好相应的记录工作。若在铁路客车库内检修作业中发现车辆设备问题,检修人员应及时对问题成因进行查寻,并采取针对性的维修手段应对,解决客车车辆或设备故障问题。 2.2 建设铁路客车库内检修网络管理体系 所谓库内检修网络管理系统,就是利用计算机网络技术,将铁路客车库内检修中各个作业步骤整合为一体进行网络化、智能化管理,进而优化整个铁路客车库内检修的效率与质量。建立铁路客车库内检修网络管理系统,是将各检修作业环节以网络化显示与管理,其系统主要包括入库客车编组显示、检修操作动态网络控制图、换挂操作网络控制图与列车配件更换检修作业等部分构成。其网络管理系统将为提升客车库内检修效果带来极大推动,比如在配件更换检修作业中,使用网络管理系统,能为检修人员提供动态检修数据信息,同时以网络化管理方式降低更换配件的人工管理成本,起到优化客车库内检修效率、优化检修工作管理水平的目的,实现对铁路客车检修管理的智能化与信息化发展需求。 3 结束语: 铁路客车运输是人们生活外出的重要途径,对客车做库内检修就是确保其列车行车安全的关键基础,同时经由全面的客车库内检修作业也能提升车辆的服务水平与舒适度,为客车运输在行业中的竞争力发展提供保障。铁路部门与库内检修人员,应依据现有检修问题,采取针对性应对策略解决其在设施、管理上的种种不足,以有效优化客车库内检修效率,推动客车服务质量的进步。
断裂力学论文:某无人机机翼肋板断裂力学分析 【摘要】本文立足于工程实际,对无人机机翼的静强度进行了计算,并针对机翼的肋板,求解了其应力强度因子,得到了裂纹长度与应力强度因子的关系。随着裂纹的增长,应力强度因子不断增长,结构最终破坏失效。本文目的是为无人机机翼结构的后续断裂性能研究提供分析方法和数据,为结构选型提供基础数据。 【关键词】无人机机翼;应力强度因子;机翼静强度;流固耦合;裂纹 1、引言 无人机作为未来战场的主战机种,受到越来越多国家的青睐,各国相继投入重金加以研发[1]。经过将近一个世纪的发展,无人机已成为飞机大家庭中的一个重要家族。机翼作为飞机的升力结构,其重要性不言而喻,机翼的好坏直接关系到飞机的作战性能[2];机翼各部件结构的静强度及断裂性能是衡量机翼质量的重要指标。 国、内外对无人机机翼各部件结构断裂力学的性能研究较少。西工大的黄其青、殷之平等人在文献[3]中分析了连接耳片含两条裂纹情况下裂纹尖端的应力强度因子,给出了计算曲线,进行裂纹相互影响规律的分析;姜翠香等人对含裂纹有限加筋板应力强度因子进行了求解[4]。贾亮计算了含裂纹铆接搭接板应力强度因子[5]。文献[6]指出在机翼上,易损坏的元件可能是翼梁凸缘、翼面蒙皮壁板、与机身连接件、整体加筋壁板、耳片结构、筋结构等。 本文首先根据所给的无人机图纸和一些最基本的数据,利用三维软件CATIA建立起机翼模型,利用Fluent对其进行流体分析得出该机翼的上下表面载荷,然后再利用ANSYS的Workbench模块中的流固耦合方法,得到了无人机机翼肋板的应力分布情况。最后在无人机机翼的肋板上设置一定的裂纹,计算出其应力强度因子的数值,得到了应力强度因子与裂纹长度的关系。 2、无人机机翼结构的建模及气动分析 该无人机采用整体机翼结构,这种结构布局的好处是:无人机的主要载荷在机翼上平衡,使得机身只承受较小的剪力和扭矩。这种结构传力路线简单、翼身分离面少,是小型飞机中的常用布局。无人机的机翼由蒙皮、翼梁、肋板等结构组成,其中,蒙皮、翼梁、肋板均采用铝合金材料。机翼翼型为NACA-2412,图1所示即为本文研究的无人机的全机图,图2为建立的机翼模型。 要对机翼进行强度分析,还需知道机翼的气动载荷数据。本文运用FLUENT对机翼进行气动载荷的分析求解,无人机机翼攻角为2°,流体为空气,巡航速度为106km/h。在这种飞行条件下机翼的压力云图见图3,可以看到,机翼前缘受到的应力最大,其次是机翼后缘。 3、无人机机翼的静强度分析 流固耦合(fluid structure coupling)是流体分析与固体分析交叉耦合而生成的分析方法,它是研究可变形固体在流场作用下的各种行为以及固体分析对流场影响这二者相互作用的一门分析方法。在某些特地的研究和分析中,由于涉及的固体变形和流场变化都不能忽视,流固耦合分析便显得极为重要和不可缺少。 本文运用ANSYS中的ANSYS Workbench模块,将上一节得到的流体力学分析结果加载在无人机机翼上,通过流固耦合求解得到无人机机翼的应力分布。 图4为机翼内部结构等效应力图,可以看出机翼翼根和翼梢处受到的等效应力较大,图5为机翼翼根处的等效应力局部放大应力图,由图可以看出机翼大梁与肋板交汇处等效应力较大,大梁上的等效应力分布不均匀。 4、肋板的应力强度因子求解 由前面的应力结果图可知,靠近大梁处的应力较大,但在这些地方不容易取出肋板,且应力比较复杂。为便于研究在如图6所示的区域设置裂纹,裂纹中心坐标为(148.7mm,2.2mm,1082mm),裂纹为穿透型裂纹,裂纹最小尺寸取为3.0mm,最大尺寸取为5.2mm。 为了简化研究,本文对肋板进行断裂力学分析时,以裂纹为中心,以5倍的裂纹长轴尺寸为边长,取一矩形板作为分析模型,如图7所示。同时,根据上述分析可知,矩形板模型所受载荷,可取为静强度分析时所得肋板(无裂纹)相同位置的应力值。 对该模型进一步简化,由于对裂纹开裂的影响很小,因此可以忽略不计;y方向载荷取的最大值与最小值的平均值,并将其设定成均布载荷加载到模型上,如图8所示。 运用ANSYS的求解应力强度因子的命令,计算得到含裂纹肋板的应力强度因子值,如表1、表2所示。 5、结论 机翼性能好坏直接影响着无人机的飞行性能,进而对作战的效果产生影响。当机翼结构中存在裂纹时,对无人机的飞行状态产生的作用应该给予足够的重视。本文首先得到了无人机在正常飞行状态时,机翼肋板的载荷分布,然后在应力比较集中的区域放置裂纹,计算了应力强度因子。得到了在正常飞行载荷下,应力强度因子与裂纹长度的关系。在平时的维护中,应时刻注意裂纹的发展,并采取必要的措施,保障飞行的安全。 本文的研究结果可以为后期无人机损伤容限、疲劳设计、裂纹扩展、剩余强度等的研究提供基础性的数据,也为国内其他无人机断裂力学分析提供参考合理的建议。 作者简介 王海鹏(1987-),男,南昌航空大学飞行器工程学院在读硕士。 吴永东(1969-),男,博士,副教授,主要从事智能复合材料力学性能的研究。 断裂力学论文:基于断裂力学的裂纹对桥梁承载力影响研究 摘要:通过对桥梁裂纹产生机理的分析,依据断裂力学理论,分析了桥梁裂纹的受力。为了具体分析裂纹对梁的受力影响,通过有限元建立模型,对荷载作用下完整梁与裂纹梁的内力值进行比较,得出随着裂纹长度和深度的增加,含裂纹梁的裂纹尖端拉应力增加,桥梁的挠度也会增加。 关键词:断裂力学裂纹;有限元分析;裂纹尖端;应力挠度 1 引言 由于混凝土材料的抗拉能力较弱,稍微受拉就会产生裂缝,因此对于混凝土结构而言,其产生裂缝几乎是不可避免的。大量的工程实践表明,几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的,只是有些裂缝很细,甚至肉眼看不见(裂缝宽度小于0.05mm),一般对结构的使用无影响,可允许其存在;有些裂缝(裂缝宽度大于等于0.05mm)在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断产生和扩展,进而引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀,致使构件的强度和刚度受到削弱,耐久性降低,严重时甚至会发生垮塌事故,必须加以控制。 普通钢筋混凝土结构在一般情况下是允许带裂缝工作的,这是其它材料所不遇的特殊问题,但需要严格控制裂纹的开展,以保证结构的可靠工作,因此有必要对裂纹的成因、产生机理进行研究。 2 桥梁裂纹的机理分析 混凝土结构裂纹的成因复杂而繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂纹均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂纹的种类,就其产生的原因,大致可划分如下几种: 1)荷载引起的裂纹 混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂纹称荷载裂纹,主要有直接裂纹、次应力裂纹两种。直接应力裂纹是外荷载引起的直接应力产生的裂纹;次应力裂纹是外荷载引起的次生应力产生裂纹。 2)温度变化引起的裂纹 混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内将产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂纹。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂纹区别其他裂纹最主要牲是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。 3)收缩引起的裂纹 在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂纹是最常见的。在混凝土收缩种类中,塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因,另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明,影响混凝土收缩裂纹的主要因素有:水泥品种、标号及用量、骨料品种、水灰比、外掺剂、养护方法、外界环境、振捣方式及时间。 4)地基变形引起的裂纹 由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移,使结构中产生附加应力,超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够、试验资料不准;地基地质差异太大;结构荷载差异太大;结构基础类型差别太大;桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。 5)施工工艺质量引起的裂纹 在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向等各种裂纹,特别是细长薄壁结构更容易出现。 3 桥梁裂纹的受力分析 桥梁产生裂纹的原因是复杂的,既有非受力因素,又有受力因素。桥梁在服役中受到的力主要有荷载力,梁体本身自重力,另外还有风荷载力等一些外力。本文主要考虑荷载和桥梁体自重作用效果下桥梁的受力情况。桥梁常见的裂纹有纵向裂纹、横向裂纹及斜向裂纹。现就从受力角度,应用断裂的知识具体分析裂纹产生的原因。 1)纵向裂纹是桥梁检测中最常见到的裂纹类型。沿钢筋的纵向裂纹,是由于新浇混凝土凝固而引起,或者在有孔隙的混凝土中钢筋腐蚀时体积膨胀而引起的,也有由高的粘结应力造成的横向拉力引起。这种裂纹能伸延到表面,在钢筋间距密时也与表面平行并使混凝土保护层呈薄壳状剥落。如果混凝土保护层太薄和纵向压力太大,纵向裂纹就往往沿着在套管中大的预应力钢丝束产生;如果灌入砂浆太稀,在套管中存在过多的水而且冻结,也会产生纵向裂纹。 2)横向裂纹相对纵向裂纹来说,在桥梁检测中要少一些,但是横向裂纹对桥梁的潜在的断裂危险性要远远高于纵向裂纹。横向裂纹一般多出现在弯矩最大截面附近,从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂纹并逐渐向中和轴方向发展。桥梁在受荷载作用时,跨中弯矩最大。这种裂纹主要是由桥体所受到的弯矩引起的。 3)斜向裂纹主要是由受剪、受扭和受冲切所引起的。剪切裂纹是由于剪力或扭矩引起的斜主拉应力造成的,且与梁体钢筋轴线成一定夹角。由扭矩引起的剪切裂纹,可由弯曲裂纹演变而成。扭曲裂纹是由混凝土构件受扭转与弯曲作用时产生扭曲裂纹,裂纹出现后混凝土保护层剥落,产生的扭矩改由钢筋承担,直至钢筋滑动构件完全破坏。冲切则是由于桥面铺装层不平整或其他原因造成的跳车因素造成桥梁体某一断面受到脉冲力而形成冲切面。 4 裂纹梁的静力分析 通过有限元建立模型,如图1,对完整梁及裂纹梁的受力进行对比。假设梁底板跨中中心位置有一条长为20cm,深度为5cm,宽度为0.2mm 的横向裂纹。裂纹梁模型在不同静荷载力作用下的跨中挠度、拉应力、表面压应力及切应力的计算结果如表1 所示。裂纹梁与完整梁的受力对比如下图所示。 从图2可以看出,裂纹梁的挠度比完整梁的挠度增大,说明桥梁裂纹对桥梁的挠度影响非常显著。从图3可以看出,裂纹梁的最大拉应力比完整梁的最大拉应力大,这是因为当桥梁体中有裂纹时,裂纹尖端出现应力集中,相应的应力变大。当荷载大约小于0.87MPa时,完整梁的最大拉应力比裂纹梁的最大拉应力大,这是由于桥梁的双孔结构使裂纹尖端的应力部分松弛产生的。当荷载达到某一值时,裂纹尖端应力集中,这时裂纹梁的最大拉应力比完整梁的最大拉应力大。 5 裂纹对梁的受力影响 为了分析裂纹长度对桥梁结构的受力影响,本节以8米空心板例,分析了在标定荷载为20 吨,梁跨中裂纹深度为5cm,宽度为0.2mm,裂纹长度别从10cm变化到60cm时,梁体挠度及应力的变化。计算结果如图4所示。 图4 8m梁挠度及应力随裂纹长度变化 从图4可以看到,在标定静荷载作用下,当裂纹小于30cm时,8m裂纹梁的挠度随裂纹长度的增加而稍微减小,桥梁表面压应力随裂纹长度的增加而稍微增加;当裂纹大于30cm时,挠度则随裂纹长度的增加而逐渐增加,桥梁表面压应力则逐渐缓慢减小。裂纹梁的拉应力由于受裂纹的影响,变化比较显著:裂纹长度小于20cm 时,拉应力随裂纹长度的增加而变大,拉应力达到峰值;裂纹长度大于20cm时,拉应力则随裂纹长度的增加而逐渐减小,这是因为当裂纹的长度增大到某一值时,梁的极限承载力有所下降。此时,若加载外荷载达到了梁的极限承载力,裂纹会逐渐开裂,甚至发生断裂现象。 6 结论 (1)相同荷载作用下含裂纹梁的跨中最大挠度、拉应力和切应力比同一完整梁明显变大,而桥梁表面压应力的变化不明显。 (2)在常量荷载作用下,随着裂纹长度的增加,含裂纹梁的裂纹尖端拉应力增加到极值就会逐渐减小,桥梁表面压应力一直减小,挠度缓慢增加。 (3)在常量荷载作用下,随着裂纹深度的增加,含裂纹梁的裂纹尖端拉应力、桥梁表面压应力和挠度都增加,拉应力增加幅度较大,而桥梁表面压应力和挠度增加较小。 作者简介:王 杨(1989—),男,浙江台州人,硕士研究生,主要从事桥梁检测、加固方面的研究。 断裂力学论文:飞轮断裂力学分析 【摘要】核反应堆主循环泵上安装储能飞轮能够为反应堆在断电事故下提供冷却剂,避免堆芯损坏。这就使得储能系统的结构完整性直接关系到反应堆的安全,本文依托某项目对飞轮进行了断裂力学分析,计算结果表明飞轮在假想缺陷处应力强度因子满足标准要求,在规定工况下能够保证其结构完整性。 【关键词】惯性储能;飞轮;断裂力学;应力强度因子 1.前言 核反应堆冷却剂泵电机飞轮的主要功能是提供足够大的转动惯量,在正常运行时可以储备能量,以保证断电时通过释放能量驱动泵机组继续转动,从而使冷却剂流量缓慢下降,避免燃料损坏。鉴于飞轮质量大、转速高,一旦破裂,将造成冷却剂泵机组的剧烈振动,并有足够的动能产生飞射物,可能损坏反应堆冷却剂系统、安全壳或其它设备和系统,后果非常严重。因此对不同转速下飞轮的应力和变形进行分析,保证飞轮的完整性,使飞轮破裂的可能性降至最低,是非常重要的。 分别用传统的解析方法和有限元方法计算了飞轮在静止状态、正常转速和超速转速下(125%额定转速)的应力和变形。飞轮的强度应满足美国核管理委员会“标准审查大纲”5.4.1.1的规定。根据规范要求,计算了飞轮的延性断裂临界转速,并使其高于正常转速的2倍,本文主要介绍断裂力学的分析。 2.结构说明 主泵电机飞轮主要由飞轮圆盘和内衬套组成。两者采用过盈配合,然后一同组套在泵电动机的轴上。泵电动机超速运转时,为了防止飞轮破裂,使其及时从转轴上脱落是重要的。为此,设计中飞轮的内衬套与轴之间采用圆锥配合。 3.断裂力学分析 利用线弹性断裂力学理论,估算了飞轮的临界裂纹尺寸。分析中假设飞轮圆盘内圆表面有半椭圆表面裂纹,临界裂纹尺寸的大小由飞轮的工作应力和材料的断裂韧性来确定。考虑到主泵电动机的使用期限内大量的起、停机次数,导致应力低周循环,使飞轮组件中尚存的初始裂纹逐渐增长临界裂纹尺寸,飞轮体破裂,分析中假设40年使用寿命内约为15000次循环周期。 3.1 飞轮表面临界裂纹的估算 3.2 断裂寿命评估 计算时,初始裂纹尺寸取为预期漏检缺陷的最大尺寸1.6mm,为使计算偏于安全,将缺陷尺寸扩大10倍,即ai=16mm 裂纹扩展速率为发: 3.3 安全性评估 4.结论 经计算,在飞轮内表面假设存在允许的最大缺陷1.6mm时,飞轮的断裂寿命及安全性评估均满足要求。 作者简介: 贾鑫(1986—),2008年毕业于燕山大学工程力学专业,大学本科,主要从事力学分析计算工作。 杨彬(1985—),2004年毕业于湖南大学自动化专业,大学本科,主要从事技术指导、服务工作。 断裂力学论文:断裂力学在钢桥的疲劳和断裂中的应用 摘要: 随着经济的发展和交通量的增大,我国交通线上存在了大量老龄钢桥,这些老龄钢桥承受着日益繁重的交通荷载,其疲劳剩余寿命己受到桥梁管理部门的高度重视。为确保老龄钢桥的使用安全,避免不必要的维护与更换,分析老龄钢桥疲劳与断裂的原因与疲劳破坏机理十分必要。利用断裂力学对钢桥的疲劳与断裂进行科学的分析,进行疲劳寿命估算,在实际工程中具有重要的意义。 关键词: 钢桥,老龄化,疲劳,断裂,破坏机理,断裂力学,研究意义。 中图分类号:C913.32 文献标识码:A 文章编号: 一.钢桥疲劳脆断的形式及原因 由于日益繁重的交通荷载,钢桥构件上出现了大量因疲劳和脆断而引起的局部破坏。一般都是在快速解理断裂之前疲劳裂纹即已扩展到表面,很少例外。常常有几种不同类型的裂纹出现在钢桥结构的不同细节上。 1、出于小间隙处的面外变形引起的疲劳裂纹 大多数出现在主梁腹板部分。当该变形引起的开裂出现在桥梁上时,在修复之前会有大量裂纹形成。由该变形引起的小间隙处的循环应力振幅往往很高,因此在结构体系中同时会形成许多裂纹。但是,疲劳强度较低的细节部分成较大的内部缺陷可能只产生一条很大的裂纹。在别处出现很大的损伤之前就能检测出来并修复那些潜在的裂纹部位。 面外变位引起的疲劳裂纹出现在各种桥梁结构中,其中有悬索桥、设有横梁的双主梁桥、多片主梁桥、系杆拱桥和箱梁桥。裂纹最初形成在平行于结构设计所考虑的拉应力平面内。这些平行于拉应力的裂纹如果能在转变到垂直于预定荷载产生的拉应力方向之前就被发现并修复,则它们就不会损伤结构的性能。 发生这许多裂纹是因为把这种被口焊接部件作为次要构件或附连件考虑,以至既没有建立焊缝质量判别标淮,又没有要求对受影响的焊缝进行无损探伤检验。连续纵向加劲肋的拼接处是属于这一类型的普通情况。与此类似的情况是在竖向加劲肋和水平节点板之间用挡板来施焊的坡口焊缝。在靠近主梁腹板的横向坡口焊缝处常常出现末熔透而导致裂纹。该横向焊缝与纵向焊缝相交为裂纹扩展到主梁腹板内提供了一条通道。 2、未熔透型缺陷的疲劳裂纹 发生在板件插入主梁腹板切口处的未熔透型缺陷(和裂纹)是所遇到的最严理的一种缺陷。通常这种接头借贴角焊缝或坡口焊缝焊住。无论是哪一种情况,在长度较短的竖向焊缝上留有较大的未熔透区的翼缘板侧边都会存在较大的裂纹。类似裂纹的缺陷还会产生在补焊孔和塞焊槽口或塞焊孔的地方。 3、由于细节疲劳强度较低而引起的疲劳裂纹 产生此种疲劳裂纹的主要原因是由于在最初设计时没有预计到他们会有这样低的疲劳抗力。 二.断裂力学的研究对象及方法 断裂力学是研究含裂纹物体的强度和裂纹扩展规律的科学。固体力学的一个分支,又称裂纹力学。它萌芽于20世纪20年代,其后,国际上发生了一系列重大的低应力脆断灾难性事故,促进这方面的研究,并于50年代开始形成断裂力学。根据所研究的裂纹尖端附近材料塑性区的大小,可分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学。 线弹性断裂力学应用线弹性理论研究物体裂纹扩展规律和断裂准则。线弹性断裂力学可用来解决脆性材料的平面应变断裂问题,适用于大型构件(如发电机转子、较大的接头、车轴等)和脆性材料的断裂分析。实际上,裂纹尖端附近总是存在塑性区,若塑性区很小(如远小于裂纹长度),则可采用线弹性断裂力学方法进行分析。 弹塑性断裂力学应用弹性力学、塑性力学研究物体裂纹扩展规律和断裂准则,适用于裂纹体内裂纹尖端附近有较大范围塑性区的情况。通常对薄板平面应力断裂问题的研究,也要采用弹塑性断裂力学。弹塑性断裂力学在焊接结构的缺陷评定、核电工程的安全性评定、压力容器和飞行器的断裂控制以及结构物的低周疲劳和蠕变断裂的研究等方面起重要作用。 断裂动力学采用连续介质力学方法,考虑物体惯性,研究固体在高速加载或裂纹高速扩展下的断裂规律。断裂动力学的主要研究内容为:①断裂准则,包括裂纹在高速加载下的响应及起始和失稳扩展准则、高速扩展裂纹的分叉判据。②高速扩展裂纹尖端附近的应力应变场。③裂纹高速扩展的极限速度。④裂纹高速扩展的停止(止裂)原理。⑤高应变率条件下的材料特性及其对高速扩展裂纹阻力的影响。⑥裂纹高速扩展中的能量转换。⑦高速碰撞下的侵彻和穿孔问题。 三.断裂力学基于钢桥疲劳与脆断的分析 桥梁结构中主要感兴趣的是与疲劳或断裂韧性有关的裂纹扩展性态。对于钢桥,实验室的研究是把结构细节的疲劳寿命用期作为应力范围的函数,把疲劳裂纹扩展速率的测量值作为应力强度因子幅值的函数。有趣的是其结果基本上与屈服强度、温度和循环频率等参数无关。 断裂韧性的测定点最初被认为是“快速断裂的开始”。然而,就钢桥而言,温度和韧性水平使裂纹延伸开始基本上以解理方式为主,这总是很快的,以致较低的韧性可能意味着危险,从而最初关于测定点的概念“快速断裂开始”是可应用的。 这一测定的值一般称为或。(裂纹前沿的拘束度约相当于平面应变),其断裂韧性值随着试验的温度降低和加载的速度增加而降低。 对于桥梁结构中的裂纹,共加载情况与断裂韧性试验中采用的有很大差别,必须予以特别注意。当货车交通量在桥上通过时,带有裂纹的结构部位承受活载,其应力增加情况有点像上图所描述的那样,活载产生的名义应力的增量BC段与恒载产生的名义应力OA段相比一般是很小的。当货车或铁路列车作用在桥梁上时,从测量结果看活载增量正好发生在属于0.1秒或稍长一点的数量级上。上图中所承的这一时间增量的加载速度相当于从0到满载OBC断,整个时间至少1秒。关于加载速度对断裂韧性降低的影响,加载途径ABC不如加载途径OBC严重。关于桥梁结构加载速度的影响,常常以大约1秒荷载增加时间测定断裂韧性的方法来提供一个略偏保守的匹配。另一方面,当活载与恒载之比很小时,相应的或值可能是通常的“静力”加载速率时,即荷载增长时间属于1分钟数量级时测量的韧性值。 许多结构的细节当初设计时没有预料到会有如此低的疲劳抗力,所以产生了疲劳裂纹扩展并最终导致脆性破坏。 较多的情况是,有些焊缝被认为不太重要,以致质量欠佳,或者因为质量控制原因不能发现裂纹和缺陷,从而制造时结构内常常存在着较大的初始缺陷和裂纹。当作用循环应力超过门槛值时就导致了疲劳裂纹扩展。在某些情况下,裂纹的不断扩展导致了整个断面的脆性断裂。 开裂的初始情况一般来说是与低疲劳强度细节或制造时在结构构件和附连件中残留较大的缺陷有关。由于连接的几何形状和复杂性,有些缺陷往往没有被认为是类裂纹状态,这出现在板穿透构件的情况中,即板梁翼缘穿过切开腹板后再用贴角焊或不熔透坡口焊缝连接。另一类常见的类裂纹状态是由补焊孔和较短的坡口焊接插板而产生的。这些形成了类裂纹非连续性并承受着较高焊接残余拉应力。 桥梁结构中曾发生过的最普遍的疲劳裂纹的类型都是次应力和(或者)变位引起的循环应力的结果。这类问题的发生是由于在纵向和横向构件之间的未预见的相互影响。一般情况下,次应力和变位引起的循环应力的影响在节点处可见到。主梁腹板上常有的小间隙或者有大于预期的约束时,间隙区域就会产生循环应力的几何放大作用,从而导致开裂。 此类开裂已经发生在多种桥梁结构中。在悬索桥的纵梁和横梁的连接处,纵梁的腹板上发生开裂。在系杆拱桥的横梁腹板上发生裂纹。格子梁桥纵向主梁的腹板中也发生过裂纹。多梁桥的裂缝发生在与横撑架和横隔板处的主梁腹板中,至少有过一起箱型板梁桥结构在其内部横撑架的主梁腹板上发生了裂纹。裂纹扩展多数是发生在焊接结构中,因其焊趾通常处于高的循环应力区。 四.断裂力学在钢桥疲劳与脆断中的发展前景 从大量钢桥构件断裂的事故分析中发现,断裂皆与结构中存在缺陷或裂纹有关。传统的设计思想把材料视为无缺陷的均匀连续体,而现今工程实际中的构件或材料都不可避免地存在着缺陷和裂纹,因而实际构件中抗力强度大大低于理想模型的强度。断裂力学则是从钢构件或材料内部存在缺陷或裂纹这一基础事实出发,恰恰弥补了传统设计思想这一严重的不足。 断裂力学是以变形体力学为基础,研究含缺陷(或裂纹)材料和结构的抗断裂性能,以及在各种工作环境下裂纹的平衡、扩展、失稳及止裂规律的一门学科。同时,它还是一个新兴学科,其基本理论、测试技术和应用计算方法等还有许多争议和不成熟之处而正处于发展之中。虽然断裂研究的许多领域仍在发展阶段,但许多国家已将较成熟的部分制定了断裂控制新标准及设计规范。 断裂力学的建立,在不可避免地存在缺陷或裂纹的构件中,可以防止工程事故的发生,减少不应有的损失,对于工程实际问题具有重大的实用价值和经济意义。 断裂力学论文:断裂力学在工程结构中的应用 摘要:断裂力学理论经过几十年的发展已日渐成熟。实际工程结构发生破坏必然伴随着裂纹的产生与扩展,应用断裂力学理论,分析钢筋混凝土结构和钢结构受载过程中裂纹扩展情况,提出结构设计施工的改进措施,有助于理论与实践的协调统一。 关键词:断裂力学;钢筋混凝土结构;钢结构;焊接 中图分类号: O346.1 文献标识码:A 文章编号: 一、前言 断裂力学是固体力学中近几十年才发展起来的一个重要分支,它的最大特点是假设构件或材料已带有裂纹(即缺陷)。在此之前,工程师们按照传统的强度理论进行构件设计,即材料强度满足许用应力,但在实际使用中,有些结构常常会意外的发生低应力脆性断裂事故。起初,人们以为这些事故是由偶然因素造成的,并未引起重视。但随着社会的进步和科技的发展,高强焊接钢结构广泛使用,这类灾难性事故有增无减,直到五十年代美国“北极星”导弹固体燃料发动机壳在实验时发生爆炸事故,才普遍地引起了人们的重视。 科学工作者通过对断裂事故的调查分析,发现构件脆断时材料的工作应力远远低于其屈服强度,因此,这些事故不能再用传统的材料力学的强度理论来解释,而大量的实验研究说明低应力脆性断裂总是由裂纹扩展所导致的,这就催生了研究含裂纹物体的强度和裂纹扩展规律的学科—断裂力学。 二、断裂力学的发展 断裂力学分为宏观断裂力学(工程断裂力学)和微观断裂力学(属金属物理范畴)。宏观断裂力学通常又分为弹性断裂力学、弹塑性断裂力学。 1、弹性断裂力学 弹性断裂力学包括线性弹性断裂力学和非线性弹性断裂力。1921年,A.A.Griffith首先用弹性体能量平衡的观点研究了玻璃、陶瓷等脆性材料,提出了脆性材料裂纹扩展的能量准则;1955年,G.R.Irwin分析裂纹尖端应力应变场后,将应力强度因子作为新的断裂参量,并建立断裂判据,形成应力强度因子断裂准则。 2、弹塑性断裂力学 弹塑性断裂力学包括小范围屈服断裂力学和大范围屈服断裂力学及全面屈服断裂力学。由于线弹性断裂力学是把材料作为理想线弹性体,但实际上,由于裂纹尖端应力高度集中,在裂纹尖端附近必然存在塑性区。若塑性区很小(如远小于裂纹长度),则可采用线弹性断裂力学方法进行分析。但当裂纹尖端附近发生大范围屈服或全面屈服,即塑性区尺寸与裂纹长度相比不可忽略时,线弹性断裂力学则不再适用。1965年,A.A.Wells提出了弹塑性条件下裂纹的起裂准则—COD准则;1968年,Rice提出将围绕含裂纹体裂纹尖端的一个与路径无关的回路积分(J积分),作为表示裂纹尖端应变集中特性的平均参量;在此之后,弹塑性断裂力学又有些新的发展。目前,弹塑性断裂准则分为两类,第一类准则以裂纹开裂为根据,如COD准则、J积分准则;第二类准则以裂纹失效为根据,如R阻力曲线法,非线性断裂韧度G法。 三、裂纹的分类 断裂力学研究材料和工程结构中裂纹扩展规律,而结构中裂纹主要有三类:Ⅰ型,张开型;Ⅱ型,滑移型;Ⅲ型,撕裂型。结构中多数裂纹为复合型裂纹,研究表明,Ⅰ型裂纹最常见、最危险、最重要。 四、断裂力学的应 钢筋混凝土结构和钢结构都是现今工程结构中应用广泛的结构形式。在结构工作的过程中经常伴随着裂纹的出现和扩展,正是断裂力学研究的重点对象。 1、钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构是一种由两种力学性能完全不同的材料——钢筋和混凝土结合在一起而共同发挥作用的建筑结构。它在荷载作用下,由于混凝土的抗拉强度很低而容易开裂,带裂纹工作就使得结构很多方面的性能大大降低。其中承受较大弯矩的截面首先开裂,开裂截面的应力重分布,使得钢筋的应力突增,但由于钢筋的抗压抗拉强度均较高,可以阻止裂纹的扩展,使结构得以保持稳定。 (1)断裂力学受力分析 根据混凝土的材料特性和梁的受力特点,混凝土梁中的裂纹一般属于Ⅰ型裂纹,即张开型裂纹。应用断裂力学知识,以一条裂纹为例(如图一),当裂纹越过钢筋时,可将裂纹的受力状态分解为两种状态A和B的叠加。A状态仅考虑混凝土的情况,B状态则将一对集中力代替钢筋作用,只是在裂纹发展的不同阶段,这对集中力的大小和作用点均有所改变。将A、B状态下的应力强度因子叠加即可得到裂纹的应力强度因子,即 。 图一钢筋混凝土结构裂纹受力机理 结构中存在裂纹时,裂纹是否失稳扩展取决于应力强度因子的大小。当裂纹的应力强度因子小于材料的断裂韧性时,裂纹将停止扩展而暂时稳定;当裂纹的应力强度因子等于或大于材料的断裂韧性时,裂纹扩展。 钢筋混凝土结构在浇筑过程中,由于材料沉降、温度变化等因素,其内部骨料与水泥砂浆之间必然会产生很多微裂纹。结构在承受荷载过程中,随着荷载的增加,部分裂纹会扩展,并伴随着新裂纹的出现,结构中钢筋受力增大,但是作用点逐渐远离裂纹面,裂纹不断扩展。当钢筋的作用力达到钢筋的屈服强度时,钢筋作用趋于稳定,但其作用力不足以使裂纹的应力强度因子小于混凝土的断裂韧性,裂纹失稳扩展,结构开始破。 钢筋混凝土结构中,由于钢筋的加强作用,降低了裂尖的应力强度因子,对裂纹的扩展起到了一定的抑制作用。 (2)改进方法 如果要改善结构的工作性能,应该从延缓裂纹的出现、阻止已有裂纹的扩展角度出发。而控制裂纹扩展的关键在于控制裂尖应力强度因子,如果能够有效降低混凝土中裂纹的应力强度因子,则裂纹的发展将得到有效控制。基于断裂力学的基本原理,即是从改变结构中裂纹受力状况入手,采取必要的措施降低裂纹的应力强度因子,如在混凝土梁底面外加筋或者粘贴阻裂层。 2、钢结构 历史上,金属结构曾多次发生破坏事故,据统计,约80%的破坏事故与断裂和疲劳有关。对于脆性破坏的结构,几乎观察不到构件的塑性发展过程,往往没有破坏的预兆,因而脆性破坏的后果经常是灾难性的。而疲劳破损是微观裂纹在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏,多出现在焊接结构的焊缝缺陷处。 (1)焊接结构破坏原 在钢结构中,焊接结构破坏事故远远多于铆接结构和螺栓连接结构,究其原因主要有: 焊缝或多或少存在一些缺陷,如裂纹、气孔、夹渣、咬肉等,这些缺陷在受载时将成为断裂源;焊接结构焊缝处存在残余应力和残余变形,形成初应力场,与荷载应力场的叠加可导致驱动开裂的不利应力组合;焊接结构止裂性能差,裂纹一旦开裂,就可能一裂到底,而铆接结构和螺栓连接结构中裂纹扩展到孔洞边缘处会终止;焊缝连接会增大结构的刚度,使结构的变形,包括塑性变形的发展受到更大的限制,尤其是三条焊缝在空间相互垂直时。 (2)疲劳裂纹扩展分析 在焊接构件中,大量焊接节点的疲劳开裂是来自焊缝缺陷。当构件承受重复连续荷载作用时,这些部位截面上的应力分布不均匀,会引起应力集中现象,在峰值处甚至会产生微观裂纹。 断裂力学认为应力强度因子幅 是控制疲劳裂纹扩展速率 的主要参量,其关系在双对数坐标上是一条反S形曲(如图2)。 图二疲劳裂纹扩展速率曲线 Ⅰ区:时,疲劳裂纹扩展率为零,裂纹为安全裂纹,其中为界限应力强度因子; Ⅱ区:裂纹稳定扩展,是决定疲劳裂纹扩展寿命的主要区域; Ⅲ区:当 很大,接近时,裂纹失稳扩展断裂,裂纹扩展寿命很短。 已知初始裂纹尺寸时,可根据断裂力学知识,预测构件剩余疲劳寿命,确保在试用期内裂纹不致扩展到引起破坏的程度,从而使构件在使用期内能够安全使用。 (3)防裂断措施 就钢结构而言,冷热加工易使钢材硬化变脆,焊接尤其易产生裂纹、类裂纹缺陷以及焊接残余应力,因此应该合理选材设计,在焊接结构施工时,要求操作人员熟练掌握焊接技术并严格遵守施工工艺,尽量减少气孔等缺陷,保证焊接质量。 五、结束语 断裂力学经过几十年的发展,虽然线弹性断裂力学已发展的比较成熟,但弹塑性断裂力学和断裂动力学等理论仍存在很多问题,需要进一步研究解决。随着大量新材料的出现,科研工作者不仅要加强研究,完善理论,还应该将理论融入到工程实际中,分析结构的受力行为,指导结构的设计施工,提出更经济、更安全的措施,实现理论来源于实践,实践检验提升理论的良性循环。 断裂力学论文:浅析断裂力学在混凝土梁桥加固处理中的应用 摘要:结构经过常年累月的使用,由于各种不利的内外因素的影响,都会产生一系列损伤,这种损伤多以裂缝的形式表现,导致结构出现严重的功能退化情况,所以采用结构加固的办法是恢复承载力,确保安全使用的最可靠、最快捷、最经济的方法。本文分析了混凝土梁桥裂缝处理的方法,并运用断裂力学的原理分析该加固方法的原理,以提高对该种加固方法的认识,确保在加固设计及施工过程中的合理性。 关键词:断裂力学;裂缝;加固工程 序论 桥梁经过常年累月的使用,由于各种不利的内外因素(温度、荷载、材料性质、施工水平等)的影响,都会或多或少的产生一系列损伤,导致结构出现严重的功能退化情况。由于桥梁项目投资巨大,往往不会因此拆除重建,而是采用结构加固的办法,花少量的投资来维修加固就可以恢复其承载力,确保安全使用。 近几十年来,断裂力学从一门边缘学科发展成为一支新兴学科。它从连续介质力学角度出发,合理的解释在各类结构如何产生缺陷或裂纹,并在外界条件影响下如何扩展和传播,直至使结构失稳、破坏。它建立了裂纹尺寸、应力(应变)及材料断裂韧性三者之间的定量关系,提出了针对脆性破坏的计算方式,也为结构加固提供理论依据。 桥梁裂缝产生 裂缝是桥梁最常见的病害,桥梁结构功能下降往往也是从裂缝形成开始,逐渐使结构整体性能降低,所以通过分析裂缝的状态和产生的原因,可以了解桥梁结构的性能,根据具体病害采取合理的加固处理措施。 2.1裂缝产生的原因[1] 裂缝是结构变形的结果,变形()是对形变()、自然变形()、强迫变形()三者的泛称。当结构不受约束时,变形等于自然变形,即;当结构受约束是,自然变形受到一定阻力,即,所产生的形变就是强迫变形,且。而强迫变形使结构产生应变,从而使材料产生应变,记为。经过对结构构件裂缝分析可以得知,结构开裂与否,以及裂缝的大小均取决于;裂缝的方向和形式,取决于构件的部位和强迫变形的方向。 2.2常见裂缝形式 1)弯曲裂缝:一般出现在弯矩最大截面,是混凝土构件在弯矩作用下产生的裂缝。例如预应力混凝土结构,在张拉预应力时力度过大使结构反弯开裂,在顶板翼缘处常出现裂缝;当预应力损失较大的或超载严重的桥梁结构,由于预应力度不足在跨中梁底处易产生裂缝。 2)剪切裂缝和弯剪裂缝:剪切裂缝首先发生在剪应力最大的部位,一般在段的腹板处,由主拉应力引起的呈大于夹角的裂缝。弯剪裂缝是受弯曲与剪切共同作用而产生的裂缝,一般在段的腹板处,会出现由主拉应力引起与梁纵向成夹角的裂缝。 3)扭曲裂缝:当混凝土构件受扭转与弯曲共同作用时产生,裂缝一般呈倾斜,同时伴随混凝土保护层剥落等病害出现。 4)温度裂缝:桥梁在使用期间的温度裂缝主要由于实际温度场产生的温度应力比设计计算产生的大。 断裂力学理论及运用[2] 3.1基础知识 断裂力学是运用连续体力学的原理,来研究有缺陷的均质连续材料或由这类材料构成的工程结构的强度以及裂纹扩展规律,以确保其安全使用的一门学科。根据不同的荷载作用下裂纹扩展形式的不同可分为三种基本断裂类型:张开型断裂(Ⅰ型)、滑移型断裂(Ⅱ型)、撕裂型断裂(Ⅲ型)。图3.1可知张开型断裂是实际工程中最常见也是最危险的裂缝,在研究中总能将材料或结构的某种断裂形式视为基本断裂类型的组合。 由上述表达式可看出当时,各应力分量均趋向于无穷大,根据强度定义就会认为结构一旦存在裂纹就会丧失承载能力,这与实际情况不符。故用裂纹端部的应力值大小(应力强度因子)来评价裂纹端部应力场强弱,在断裂力学中按应力强度因子建立的断裂判断即为:,其中断裂韧性为表征材料抗断裂性能的常数,根据推导不难得出三种基本断裂类型对应的应力强度因子为:、、。显然应力强度因子大小与点的位置无关,仅决定于荷载和裂纹尺寸。故保证即可确保结构安全,、同理。在加固过程中仅需有效控制应力强度因子则可达到抑制裂缝扩展,提高结构承载能力的目的。 3.2断裂力学在结构加固中的运用 根据上述断裂力学的原理我们可以针对桥梁结构的具体病害采取相应的加固措施,当采用封闭法或压力灌浆修补裂缝时将原本已分离开的裂缝又重新结合为整体,相应的减少裂缝长度;钢纤维混凝土显著地改善了混凝土的抗拉强度及主要由主拉应力控制的抗弯强度、抗剪强度,且具有较好的韧性 (延性 )及控制裂缝的能力;截面转换和粘贴钢板加固可有效改善原结构受力特点。 工程实例 4.1项目简介 曾家2号桥位于重庆市江津区省道S106线上,是一座3跨钢筋混凝土简支T梁,桥跨布置为3×12m,桥梁全长52.46m。通过检测发现该桥主梁主要存在的裂缝病害如下:(1)2#、3#跨,支座附近多片主梁出现多条斜向裂缝,主梁两侧裂缝对称,裂缝最大长度0.8m,最大宽度2mm;(2)各片主梁中部出现多条竖向裂缝,裂缝最长1.0m,宽2mm。 图4.1裂缝病害图1 图4.2裂缝病害图2 4.2桥梁裂缝加固处理措施 4.2.1 裂缝修补 (1)对于裂缝宽度<0.15mm采用表面封闭法 采用聚合物水泥表面封闭法,聚合物水泥是在加固专用的改性环氧浆液配出后加入50克525#水泥搅拌均匀而成,封闭后要考虑梁体表面的美观。 (2)对于裂缝宽度≥0.15mm采用压力灌注法 采用灌注混凝土裂缝修补胶液封闭裂缝法,将裂缝修补胶浆液压注入结构物内部裂缝中去,以达到封闭裂缝,恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性的目的,使混凝土构件恢复整体性,“必可法”(BICS)灌缝是比较常见的一种。 4.2.2 利用截面转换加固改造技术对主梁加固 为了提高原桥的抗弯刚度和抗扭刚度,采用主梁截面转换成箱梁截面的加固技术。在主梁中部6m范围内通过增设钢筋混凝土底板加以封闭,加固底板厚12cm;为提高钢筋混凝土强度、刚度及耐久性能,主梁采用C40钢纤维混凝土,按砼重量的1.5‰掺入减水率大于25%的高效减水剂。浇筑方式为先跨中,再两端,先中梁,再边梁。 4.2.3 粘贴钢板加固技术 为了提高支座截面的抗剪承载能力,采用粘贴钢板条对各跨支座附近的主梁腹板进行加固,腹板钢板条的净距为14cm,厚度为8mm。 图4.3 裂缝修补 图4.4 截面转换加固 图4.5粘贴钢板加固 图4.6 荷载试验 以上简述的加固方案仅针对主梁裂缝病害,结合对支座、墩、桥台、桥面铺装以及主梁其他病害的加固措施,该加固项目实现了提高桥梁承载力,保证桥梁的安全运行的目标,并通过荷载试验数据证明该桥梁加固方案有效,同时也说明通过断裂力学理论指导混凝土梁桥加固是科学、可行的。 结论 实践证明断裂力学理论在梁桥加固中已经得到了合理运用,并取得了良好的经济效应,值得借鉴和推广。然而由于理论和实际之间必然存在的某些差异,使得在加固运用中仍然存在着一些问题,有待进一步分析和探讨。 (1)裂缝修补处理时,采用不同的灌注方式、压力大小都会对裂缝产生影响,防止裂缝扩展和保证灌注质量是一对矛盾体,如何确保加固质量还需要进一步分析和研究。 (2)梁桥加固中会存在改变原结构特征从而优化受力的情况,但这种对原结构的改变也存在负面效应,例如T转箱后会明显增大结构自重,如何将负面效应和受力优化情况合理结合起来,仍然是要桥梁加固继续探寻的方向。 断裂力学论文:几种混凝土中的断裂力学模型研究 摘要:纵观断裂力学几十年的发展,经过前人的努力,无论在理论还是试验上都有了不少的进步,形成了不少较为完善的模型。在工程上断裂力学的应用也非常广泛,本文将就混凝土断裂力学模型稍作归纳和总结。 关键词:断裂 力学 混凝土 模型 1、研究的背景 1961年Kaplanl首先将断裂力学的概念引用到混凝土中,并进行了混凝土的断裂韧度试验"此后数十年间取得了许多成果,线弹性断裂力学为是假定混凝土在断裂前是理想的弹性体,主要有以下两种分析方法:一种是能量法,即从能量平衡的观点出发.将能量释放率与形成单位裂纹表面所需要的能量进行比较“当前者小于后者时,裂纹稳定”;另一种是应力强度因子法,即从裂纹尖端的应力场出发,利用裂纹尖端的应力强度因子来衡量构件或者结构的稳定与否。线弹性断裂力学对混凝土断裂力学的发展起了一个开创的作用,在线弹性断裂力学的基础上,通过修正线弹性断裂力学建立起一系列的断裂模型"随着研究的进一步开展,大量的试验研究表明应力强度因子具有尺寸效应。自此,人们逐渐把研究的重点转向非线性断裂力学,且伴随数值分析软件的开发,断裂力学逐渐结合数值分析方法,相继提出非线性数值模型,如虚拟裂缝模型、裂缝带模型、双参数模型、双K模型等。 2、断裂模型研究 (1)双参数断裂模型 如图1.1(a),当P (2)虚拟裂缝模型 虚拟裂缝模型由瑞典的Hillerborg教授等人提出,其基本思路是将混凝土断裂看成是混凝土中的微裂纹不断累积、扩大的结果,混凝土在裂纹失稳断裂前存在大量的微裂纹区,如图1.3(a).此微裂区经试验表明是一条带状区域,它的出现削弱了混凝土裂缝前端传递应力的能力,此时材料出现软化.材料出软化后其传递应力能力的降低程度与微裂区的变形有关.微裂区的变形越大,传递应力的能力就越低;当变形达到一定程度时,传递的应力变为零,此时微裂纹转化为宏观裂纹"虚拟裂缝模型常结合有限元法使用,此模型所需要的参数包括断裂能极限抗拉强度和混凝土软化曲线等。 用虚拟裂缝模型不能得到断裂区扩展长度的解析解,必须采用数值模拟的方法.采用这个模型计算裂缝扩展时,裂缝按单元边界扩展.故需要将裂缝扩展线上的节点一分为二;或重新划分裂缝通过的单元,让裂缝成为新的单元的边界。 (3)双K断裂模型 在综合吸收双参数模型和虚拟裂缝模型思想的基础上,我国学者徐世烺,赵国番教授结合大量实验研究提出判断混凝土开裂的双K断裂准则,其墓本思想是:混凝土从开始断裂到最终失稳断裂中间存在一个过程,即一个断裂扩展区。当KI 3结论 双参数模型的优点是能够得出临界断裂判据的双参数的解析解,缺点是没有考虑到混凝土的断裂是一个从开始开裂到最终失稳是一个过程,即没有考虑到断裂过程中,断裂扩展区对最终的临界失稳的影响。虚拟裂缝模型的优点是将混凝土断裂当成一个过程来看,从混凝土出现微裂区到最终的失稳断裂.即考虑了断裂扩展区对最终的失稳断裂的影响,缺点是只能结合数值方法求解,未能得到解析解。双K断裂模型相比双参数模型的优点是不仅能计算出混凝土失稳断点,还能预测混凝土的起始断裂。 断裂力学论文:基于断裂力学小范围屈服钢结构裂纹分析 摘要:钢结构强度高、塑性好,材质均匀,符合计算力学的特点,被广泛使用于土木的各个行业。断裂力学主要研究的是有初始裂纹的结构,但是由于大部分钢结构的塑性较好,在有初始裂纹的情况下容易发生大范围屈服断裂或者全面屈服断裂,需要用弹塑性断裂力学进行分析,而这一块尚未发展成熟,而有一部分钢结构因为塑性区尺寸远小于裂纹尺寸,将发生小范围屈服断裂,这种形式的钢结构可以采用Irwin修正法进行修正,从而采用线弹性力学的方法进行计算分析。 关键词:断裂力学 小范围屈服断裂 钢结构 裂纹 0引言 断裂力学研究的是带裂纹材料或结构的强度以及裂纹扩展的规律的一门学科,主要运用的是连续体力学来研究带有缺陷的均质材料制成的工程结构的强度与断裂条件,从而建立起一套适用于这种缺陷构建的理论分析的原理和方法,所以人们常常将断裂力学称为裂体力学,主要分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学两个部分。 钢结构近几年来普遍应用于土木行业。中低强度的钢作为金属材料具有良好的塑形,必须采用弹塑性断裂力学来计算。但如果裂纹顶端的塑性区尺寸远小于裂纹尺寸,发生小范围屈服断裂的话,可以采用塑性区修正的方法,将修正后的结果仍按照线弹性力学计算。 1 塑性区尺寸的限制 一般的金属材料裂纹顶端不可避免的会出现塑性区,只有裂纹顶端的塑性区的尺寸远远的小于裂纹的尺寸,使结构发生小范围屈服断裂的时候,才可以使用塑性区修正法修正,使线弹性断裂力学理论也可用于部分金属材料裂纹的计算,而这个塑性区尺寸如何限制,将有如下的一个例子进行阐述。 2 Irwin修正法 2.1 等效裂纹模型 塑性区的修正是以裂纹端部的应力强度因子来判断裂纹扩展与否的控制参量的认识作为基础的,而由于裂纹端部出现了塑性区,塑性区会使裂纹的刚度减小,塑性区的存在也可以看成裂纹长度增加。基于这个原理,Irwin建立了等效裂纹模型,提出并确立了等效强度应力因子。 如图1所示,由于塑性区的存在,裂纹尖端的位置由O推移到O1了, 裂纹长度也随之增长。 2.2 等效应力因子 用Irwin修正法根据等效裂纹模型将K修正为了K',K'就叫做等效应力强度因子。 3 结论 在塑性区尺寸远远小于裂纹尖端尺寸的时候,采用塑性区修正的方法对等效应力强度因子进行修正,在一定的尺寸范围内,用线弹性断裂力学的理论解决有塑性区钢材的断裂力学问题,大大简化了这部分钢材的计算过程以及研究难度。 断裂力学论文:沥青加铺层反射裂缝的断裂力学成因分析 摘 要:旧水泥混凝土路面沥青加铺层不仅要考虑旧路面的损坏、结构状况、交通状况、环境因素,而且还需要合适的力学分析模型、有效的防反射裂缝措施等,内容广泛、复杂多变,通过对断裂力学对反射裂缝的形成机理进行分析,反射裂缝是主要以Ⅰ和Ⅱ裂纹为主,同时说明该分析方法是目前综合分析的重要的方法。 关键词:混凝土;反裂缝;断裂力学 1概述 在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层是一种常用的、有效的路面修复技术,具有工期短、对交通影响小、修复后路面服务性能好等优点,已成为旧路改造的一项常用措施。但沥青加铺层在使用过程中很容易出现反射裂缝,这对修复后的路面使用寿命产生很大的负面影响,因此,如何延缓与控制反射裂缝是沥青加铺层设计的关键,也是难点。 目前,国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善,至今仍未有公认的合理可行的设计方法,本文在前人研究的基础上,对考虑反射裂缝的断裂力学原因进行了进一步探索和研究。基层裂缝向上传递而使面层开裂形成反射裂缝 因此,由基层开裂而引起的沥青加铺层开裂,可以采用断裂力学的观点进行解释,对于进一步研究反射裂缝具有重要的理论意义。 2 路面反射裂缝扩展的断裂力学原理 裂纹体受荷载作用,根据裂纹变形和所受外力的形式可分为三种类型,如下图1所示。其中Ⅰ型为张开型,Ⅱ型为剪切型(平面内),Ⅲ型为撕开型(面外剪切型),在路面白改黑的过程中,反射裂缝的存在主要以Ⅰ和Ⅱ裂纹为主,这主要是由于车载荷载和温度应力的特点决定。 结语 从断裂力学理论上阐明了水泥混凝土路面白改黑加铺工程中反射裂缝的形成力学原因,并针对反射裂缝的成因及类型采用工程上常用的夹层系统进行防治,通过室内试验,施工工艺和质量控制指标的分析后, 进一步从实践上验证了夹层系统在防治加铺层反射裂缝的可行性, 同时说明该方法是目前技术经济综合分析最优的方法,总结如下: (1)反射裂缝类型,主要有温度型和荷载型,对它们各自形成原因进行了分析。 (2)裂纹的基本扩展类型有:张开型、滑开型和撕开型。道路裂纹以前面两种情况为主。 断裂力学论文:基于断裂力学原理的隧道水平状围岩变形破坏分析 摘要:以城万快速路的某隧道为例,针对该近水平岩层隧道开挖过程中出现的超欠挖、拱顶坍塌等现象,从断裂力学的角度对这一破坏过程进行分析,得出岩层断裂的机理,为水平或近水平岩层隧道的开挖和支护方法提供了理论依据。 关键词:隧道;水平岩层;断裂力学;隧道开挖与支护 水平状岩层通常层间结合较差,构造裂隙发育,隧道开挖过程中拱顶、拱腰等部位极易产生块体失稳,极易出现超欠挖、拱顶坍塌等现象。本文以四川石塘隧道工程为例,从断裂力学原理角度分析水平岩层隧道开挖过程中出现的超欠挖、拱顶坍塌等现象. 为水平或近水平岩层隧道的开挖和支护方法提供了理论依据。 1 工程概况 石塘隧道位于四川省万源市旧院镇和石塘乡,为重庆至万源城际二级公路K60+785~K63+515段,长2730m,属长隧道。隧道最大埋深365.15m。隧道设计速度为60km/h,隧道建筑限界净宽10.50m,建筑限界高度为5.00m。 隧道地质概况:隧道岩层以水平岩层为主,洞身段岩层产状:40°~53°∠7°~11°,岩性为砂岩、泥质粉砂岩夹薄煤层,构造裂隙发育,裂隙倾角大,多为陡倾裂隙,节理面较平直,呈微张~张开状,宽1~50mm不等,裂面附褐色铁质膜,多泥质填充;节理密度1~3条/m,最大延伸可达3m以上,偶见贯通性微张节理,为块碎石状镶嵌结构。隧道进出口段约150m为Ⅴ级围岩,洞身段为Ⅳ级围岩。从隧道进洞前边坡段岩石情况可见,岩层呈水平状,砂岩相对较硬,而泥岩、页岩岩质相对较软,岩体软硬相夹,且分布有多条竖向节理。 2隧道水平状围岩变形破坏分析 2.1 围岩变形破坏分析 石塘隧道围岩以水平岩层为主,水平层理作为一个重要的结构面,层理间夹有泥层和薄煤层,层间结合力大大降低,同时由于构造裂隙和开挖临空面的切割,极易形成不稳定的块体,对隧道的开挖质量和支护安全造成很大的危害。 隧道开挖前,围岩一般处于三轴受力平衡的应力状态,由于隧道埋深的影响,地层存在较高的应力,结构面一般紧密闭合,隧道开挖后,随着应力的重新分布,隧道周围的岩体将向隧道临空面运动,由于水平岩层特殊的水平层理构造,其隧道围岩变形主要由顶部、拱部围岩压力所致,围岩体将会被挤出,从而向隧道临空面产生位移,出现鼓胀、破裂、折断而脱落,如图1。对于这种破坏形式我们可以从断裂力学的角度出发,利用应力强度因子理论分析水平岩层开挖过程中出现的鼓胀、破裂、折断而脱落的机理。根据水平岩层受力特点,其开裂大多属于图2的Ⅰ型张开断裂,水平隧道顶部围岩在上部围岩的压力作用下,主要承受轴力和弯矩,当力较大时就可能形成垂直于主拉应力方向的裂缝。由于水平围岩本身存在原始裂纹,导致其内部微小局部区域内出现一些裂缝,这些裂缝在较小外力的作用下保持稳定,当外力增大时,裂缝就开始增大、延伸,发展成为一个连续的裂缝体系,即在水平围岩上出现长度较长的裂缝,顶部围岩出现裂损、轻微掉块,如果外力继续加大,裂缝将继续延伸,裂缝体系变的不稳定,极易发生顶部围岩开裂、掉块,严重甚至导致坍塌等事故。研究表明,隧道围岩裂纹扩展与否,与裂纹的应力强度因子有着直接的关系,一旦围岩出现裂纹,则裂纹尖端会出现巨大的应力集中。裂纹的扩展受裂纹尖端应力因子控制,当应力强度因子一超过其临界值,裂纹就会扩展,从而导致围岩断裂、坍塌。 图1 水平岩层受力破坏图2Ⅰ型张开断裂 2.2 裂纹应力强度因子的求解 2.2.1具有中心裂纹的无限宽板均匀拉伸 对于如图3所示,长度为2a的单边裂纹受单向均匀拉伸的无限长板条,用Muskhelishvi应力函数求解I型裂纹端部区域的应力分量表达式为: 式中,KI是应力强度因子,它是决定裂纹是否扩展的控制量。 2.2.2 具有单边裂纹的有限宽板均匀拉伸 对于图4所示,板宽为w,裂纹长为a。均布拉应力为 的单边裂纹有限宽板,用边界配位法计算所得的裂纹端部应力强度因子表达式为: 当很小时,及其高次幂与1.99相比均可略去,于是(3)也可以近似写成表达式为: 一般来说,围岩原始裂纹的尺寸远远小于整个隧道围岩结构,所以裂纹对围岩结构的影响可以忽略不计。但是,从断裂力学的观点看,裂纹一经形成,裂纹尖端就具有巨大的应力,这种应力将导致裂纹向前不断扩展,直至穿透围岩,从而导致围岩的断裂破坏,甚至坍塌。 图 3中心裂纹的无限宽板均匀拉伸 图4 单边裂纹的有限宽板均匀拉伸 3 结语 通过现场调查研究,从断裂力学的原理角度分析,石塘隧道水平岩层开挖过程中出现的超欠挖、拱顶坍塌等现象与围岩的应力强度因子有着必然的联系。因此,在施工过程中须采取相应的有效措施,减少围岩的应力强度因子,以便防治隧道拱顶坍塌事故的发生。 断裂力学论文:基于MLPG法的动态断裂力学问题 摘 要: 利用无网格局部PetrovGalerkin(MLPG)方法分析了受瞬态载荷作用的动态断裂力学问题.采用移动最小二乘近似函数为试函数,并利用罚函数法施加本质边界条件.同时,利用纽马克法进行时间积分.最后求解了双缺口板尖端附近的应力场,以及Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子随时间的变化关系.算例表明:利用MLPG方法分析受瞬态常压力作用的动态断裂力学问题是可行的和有效的,且具有效率高和容易分析的特点. 关键词:局部PetrovGalerkin方法;动态断裂力学;移动最小二乘近似函数;纽马克法;应力强度因子 结构和材料的动态断裂及其引发的后续破坏是对重大工程结构安全最具威胁性的失效形式之一.与材料和结构的静态或准静态行为不同,在冲击载荷作用下,脉冲载荷的高频模态将控制材料和结构的响应.此时应力波的传播和耗散,以及波在不同介质及表面上反射、透射和散射所引起的动应力集中等局部状态将对材料的破坏和失效起决定作用. 一般地,可通过理论分析或实验研究来得到关于材料及结构的冲击动力学行为.但是,冲击载荷作用下材料和结构变形的复杂性使得理论分析难以展开,而实验研究则需耗费大量资金、材料.近年来,计算科学的发展为复杂问题的研究提供了有效的手段.数值模拟被越来越多地应用于复杂介质在复杂载荷作用下的动力学响应的研究中.然而,在涉及超大变形、不连续边界的快速扩展、高速冲击、多相变等问题的研究中,传统的基于网格的算法的应用将受到局限.而冲击动力学问题正是以材料或结构体的大变形、不连续边界的快速移动(如裂纹快速扩展、激波等)以及大梯度场(如局部应力集中、剪切带、功能梯度材料本构造成的大梯度效应)等为特征,因此,开发适合于求解冲击动力学问题的数值算法已成为冲击动力学问题的一个重要的研究方向. 断裂力学论文:基于断裂力学方法的冷再生基层材料疲劳寿命研究 【摘 要】利用断裂力学方法对冷再生基层材料的疲劳裂纹扩展进行分析,选择合适的断裂力学公式及参数,进而推导出疲劳寿命预估方程,分析方程中参数的取值并给出算例。通过算例得到的结果对影响疲劳寿命的因素进行分析,并与通过试验得到的数据进行对比。结果表明,用断裂力学方法预测含裂缝冷再生基层材料的疲劳寿命更合理。 0 引言 沥青路面基层冷再生技术是一种较新的且具有良好的应用前景的城市道路沥青路面养护技术。近年来,对沥青路面基层冷再生技术的研究取得了一系列成果,但这些成果主要集中在路用性能研究方面,对冷再生材料疲劳性能的研究还相对匮乏。对于冷再生材料疲劳寿命的预估通常是进行冷再生材料的疲劳试验,通过试验结果拟合疲劳预估方程。但是拟合得到的疲劳预估方程和实际寿命间存在较大差距,这主要是因为室内冷再生材料试件的受力状况与实际路面的受力状况之间存在很大差异,而且考虑的因素也较为单一。 在20世纪40年代末和50年代初,断裂力学在金属材料中得到了广泛的应用,后来拓展到岩石、混凝土、石膏等非金属材料领域。70年代以来,疲劳断裂力学有了很大发展,逐渐成为对结构疲劳寿命分析预测的有力工具[1-3]。本文通过分析影响冷再生材料疲劳寿命的主要因素,选择合适的参数,利用断裂力学方法推导出冷再生材料疲劳寿命预估方程,估算冷再生材料的疲劳寿命。 1 基本假定 分析冷再生材料的细观组成,发现材料中含有过渡区相组成,这与常规半刚性基层材料有所不同。过渡区相主要包括新界面过渡区和老界面过渡区,新界面过渡区是指集料与新水泥组成的界面,老界面过渡区是指再生集料内原始集料与旧水泥之间的界面,如图1所示。界面过渡区是冷再生混合料力学性能和耐久性的薄弱点。由于水泥在水化和硬化时会产生化学收缩,并放出热量,而集料的作用对收缩产生制约,加上各种材料的热膨胀系数不同,在各个界面处会产生初始应力和微裂纹。此外,在回收沥青路面材料时采用的是机械破碎和铣刨,在老界面处难免也会产生内部微裂纹和初始损伤。 目前,断裂力学的理论与方法较少用于研究路面结构半刚性基层材料。一般情况下,路面材料的断裂都属于脆性断裂,断裂前没有明显的预兆,在材料中也不会发生宏观的塑性区域,破坏是突然发生的,对于脆性断裂一般运用线弹性断裂力学。 通过以上分析,可以作如下假定。 (1) 所有冷再生基层材料试件都存在微裂纹,也就是说对冷再生基层材料只进行裂纹扩展寿命的计算。 (2) 所有冷再生基层材料都是线弹性或准线弹性裂纹体。 本文基于以上两个假定,利用裂纹扩展速度公式对冷再生基层材料的疲劳寿命进行估算。 2 冷再生基层材料疲劳寿命方程 构件的疲劳寿命通常由裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命两部分组成,裂纹扩展寿命占主要部分。疲劳裂纹扩展特性可以分成三个区,如图2所示。 区内存在一个门槛值ΔKth,在此区域内循环应力强度因子范围ΔK低于门槛值ΔKth,疲劳裂纹基本不扩展。 区为中速扩展区,在此区域内具有应力强度因子范围ΔK大于ΔKth的疲劳裂纹扩展特性,裂纹扩展速率da/dN与应力强度因子幅值ΔK的关系服从Paris公式。Ⅲ区为高速扩展区,在此区域内应力强度因子最大值达到材料的断裂韧性,裂纹扩展速率急剧增加,直至断裂。 在所有影响裂纹扩展的因素中,弹性模量、扩展门槛值ΔK和断裂韧性K三个因素的变化是导致裂纹扩展行为变化的最直接原因,而其他因素对裂纹扩展的影响则是间接的。若不考虑弹性模量对裂纹扩展的影响,不同材料所表现出来的不同扩展行为,根本上是由K和ΔK的不同而引起的,其他因素则通过对K和ΔK值的影响进而影响到裂纹的扩展速率。除材料本身所具有的状态和性能外,应力水平对裂纹扩展也有很大的影响,在不同应力水平下,疲劳寿命有明显的不同。刘浩文在研究金属薄板在反复荷载作用下的裂纹扩展过程中,首先推导出影响疲劳裂纹扩展速率最重要的应力参量是应力变程Δs。基于上述分析,选用冷再生基层材料的断裂韧性KIC、应力比R和应力幅值Δs作为主要参数来推导其疲劳寿命公式。 断裂力学论文:断裂力学的工程应用 摘 要 零件失效形式之一是脆性破坏,传统防脆断的方法不仅很保守,而且脆性破坏没有得到有效的控制。本文就断裂力学在实际工程的应用进行分析,探讨带裂纹零部件受到外加载荷、内应力的作用是否出现脆性断裂,以及不断裂的情况下的使用寿命等,一直是人们非常关注的重要问题。 关键词 断裂力学;工程;应用 0 引言 断裂力学是主要研究含裂纹的构件断裂强度的学科,被广泛的应用在航空航天、桥梁、铁路、船舶、建筑等工程领域,解决了很多生产问题。尤其是在设计抗断、对构件疲劳寿命进行预测、合理选材、制定科学质量验收的标准及检测制度,在预防发生断裂事故等方面起到非常关键的作用,是现代强有力的设计工具。采取断裂力学的理论设计与分析工程结构,涉及到广泛的领域知识、方法、经验,同时还需要通过复杂的运算与细微的分析,才能判断出可靠真实的结论。所以,采用断裂力学的理论构建工程构件的设计、分析及评估的系统,能够给工程技术提供快速且实用的工具,不仅可以节省大量的设计评估时间及人力,还可以在很大程度上提高了分析计算的真实可靠性[1]。 1金属断裂的定义 金属断裂是指金属在受到外加载荷以及内应力的作用下出现破碎,整个断裂的过程是裂纹产生与裂纹扩展的过程。 1.1裂纹产生原因 裂纹产生主要是发生在构件制造的过程中,比如在进行焊接缺陷、机加工刀痕和在热处理时的淬火裂纹等;材料在冶炼和铸造的过程中形成疏松或成分偏析等也会可能导致出现裂纹源;在装配和服役的过程中发生的损伤和服役的环境等都会可能导致构件发生裂纹源。所以,金属构件发生破坏通常都是很多因素共同发生作用造成的结果。 1.2裂纹扩展经过 裂纹只要一形成,在应力和环境的作用下,裂纹就会慢慢扩展,其扩展方式主要有张开型、滑开型以及撕开型三种。裂纹的这三种扩展方式最危险的是张开型,特别容易发生脆性断裂,所以在裂纹体脆性断裂的问题研究中,都是把张开型当作研究的对象。张开型裂纹扩展有以下3种情况: 1)对于韧性材料,低碳钢与材料在韧性到脆性的转变温度之上,在应力超过了σs的时候,原先已经出现的微裂纹就不在作不稳定的扩展,而是在裂纹顶端形成新的微裂纹。是由于塑性撕裂导致微裂纹长大并且相互连接,当到达临界裂纹的尺寸ac的时候就会进行不稳定的快速的扩展,这种断裂是因为裂纹发生扩展,进而导致材料能够承受载荷有效的面积被减少,当有效面积小到某个临界值的时候,使材料无法承受原来的载荷所造成的,如上图所示。 2)对于脆性材料,高强钢和超高强钢以及材料在韧性到脆性的转变温度之下,在材料具有的长度初始裂纹a0的时候,应力只要达到了断裂的应力σc,裂纹就会快速的传播并且不需要继续加大应力就可以导致材料发生断裂,也就是说在裂纹的前端应力场的强度因子KI已经达到了材料断裂的韧度KIC,使裂纹进行快速的扩展而造成材料出现断裂,如下图所示。 3)在恒定载荷以及疲劳载荷的作用下,裂纹的扩展相对缓慢。当在恒定和疲劳载荷下受到腐蚀环境的作用时,通过一定的孕育期之后,裂纹就会长大到达临界裂纹的尺寸ac的时候,就会快速的发生扩展,从而导致材料出现断裂,如下图所示。 2 裂纹前端的应力场强度因子和断裂的韧度 2.1 应力场的强度因子KI 通常KI的表达式是: KI=Yσ,KI表示外加的应力σ和裂纹的长度a以及裂纹形状的系数Y这三者间的函数,是在裂纹尖端的附近各个应力分量公因子。只要明确在裂纹尖端的附近某个点的坐标,就能够求得出这个点全部的应力分量,而且其应力分量的大小是由KI所决定的,所以说KI是能够反映出裂纹尖端的附近应力场的强弱程度参量。不同试样,不同类型和不同零部件的裂纹,其裂纹形状的系数Y也是不相同的,所以在实践应用中要特别注意。 2.2 断裂的判据 按照应力场的强度因子KI与断裂的韧度KIC相对大小,能够对裂纹失稳的扩展脆断进行判据,就是当KI≥KIC,裂纹体在受力的时候,只要能够满足上述的条件就会出现脆性断裂;反之就算是存在裂纹,但是只要KI 2.3 断裂的韧度KIC 带裂纹的材料由于KI不断变大导致裂纹逐渐的张开,一直张到裂纹的尖端开裂,这时候的KI值就是材料断裂的韧度KIC。材料在临界的状态下与对应平均的应力是称作断裂强度,记为σc。对应裂纹的尺寸被称作临界裂纹的尺寸,记为ac.三者之间的关系是KIC=Yσcπac 。这就和拉伸中的σ相似,在σ逐渐变大到材料能够产生屈服的时候σ的值就可以记作σs,σs 是材料能够抵抗屈服变形的指标,因此,KIC是材料能够抵抗裂纹临界的开裂指标。通过以上的分析可以知道,KI 与σ都是力学的参量,只和载荷、试样的尺寸有关,但是和材料无关;而KIC 和σs 均是力学性能的指标,只与材料的成分和组织结构有关,但不和载荷、试样的尺寸无关。 3 断裂力学的工程应用 采用断裂力学的原理可以进行防断设计有几个方面:1)通过断裂力学进行安全设计的指导工作;2)对含有裂纹的构件安全性与寿命进行估算,在工作的条件下,确定构件的裂纹容限;3)对各种断裂的事故进行综合的分析,提出科学的改进措施;4)合理的选择材料与工艺,发展新的材料和新的工艺,寻找能够代用的材料。 3.1 通过断裂力学的方法进行安全分析 由于断裂力学得到不断的发展,美国的CE与WH、瑞士的BBC、法国的AA、日本三菱以及日立、捷克SKODA 等都建立起了企业缺陷的容限标准。中小型的电站使用汽轮发电机组不仅利用热套配合轴,还通过轴向键和轴进行联结。最近几年来,不断的发现叶轮经常在键槽的根部产生裂纹,裂纹发生在键槽圆角的应力相对集中的地方,并且还会沿径向的发展。在工作的时候,叶轮会受到叶片的离心力和其自身所产生的离心力,还有温差的热应力作用。为了明确带裂纹的叶轮进行安全储备,应该计算离心力与热应力的作用下应力的强度因子,确定叶轮的材料具有的断裂韧性,从而可以准确的计算出叶轮临界裂纹的长度,还可以通过超声检验等不损失叶轮的检验方法进行检验,明确叶轮的原始裂纹,并且和临界裂纹比较。断裂力学理论和方法要以安全设计和缺陷验收的标准以及设计手册等形式为工程界提供有利的数据,以便工程界使用及执行。这是非常科学和重要的做法,是值得在工程中推广与应用。 3.2 利用断裂力学的方法进行失效分析 失效分析指事故、故障发生之后必须进行的检侧与分析,主要是为找到失效部位、原因及机理,最终掌握产品的改进方向和修复方法,避免类似问题再次出现,促进技术的不断发展。所以,失效分析的技术受到社会各界的广泛重视,同时,新技术的发展也带来新问题也要加以分析才能更好的解决。失效的模式主要有:疲劳、断裂、腐蚀、蠕变、磨损等,这些模式都能够利用断裂力学的方法和断口分析的技术解决,断裂力学方法是最有效的失效分析工具[3]。 3.3 可靠性设计中概率断裂力学的应用 在可靠性设计中采用概率断裂力学,能够促进可靠性设计的发展。因为安全余度对应力与强度二阶矩进行充分考虑,准确的表现了结构的可靠度实质,不仅考虑到变异特性,还考虑到平均值,所以和失效的分布有直接关系,能够使安全设计更加可靠,积累大量的数据,是设计发展的方向。国外已经能够比较完整的把概率断裂力学应用在飞机结构上,如容限分析、结构可靠性、耐久性及事故的分析等方面。此外,在反应堆压力容器的研究中概率断裂力学也得到广泛的应用。 断裂力学论文:断裂力学教学方法改革与实践 摘 要:断裂力学是固体力学的一个重要分支,是以弹塑性理论为基础的一门专业技术课,课程内容涉及的知识面广,理论较难理解。为了更好地做好断裂力学教学工作,根据断裂力学课程的特点,对教学方法进行了研究和总结,力求能激发学生的学习热情,提高课堂教学效果,培养学生的创新意识和能力。 关键词:断裂力学;教学方法;多媒体辅助教学;工程实际 断裂力学是一门和工程联系十分紧密的学科,主要研究存在宏观裂纹(缺陷)的构件裂纹尖端附近的应力、位移以及裂纹的扩展规律[1]。它以材料力学、弹性力学和塑性力学等理论为基础,具体研究问题时要用到数学、力学、物理等领域的相关理论,因而涉及的知识面广[2]。同时,断裂力学主要针对裂纹尖端场进行分析,由于问题的边界条件复杂,且研究时要用到弹性和塑性理论中较高深的知识,以及一些较难的数学方法,如高阶偏微分方程解析求解、复变函数等,因而要深入地学习比较困难。即便学生已初步掌握弹性力学和塑性力学的基础知识,在学习断裂力学时仍存在较大的困难。鉴于断裂力学课程的特点,笔者经过多年教学实践反复探索,逐渐摸索出一套适合断裂力学课程的教学方法。 1 相关学科教学内容适当补充 研究断裂力学要用到弹性力学、塑性力学、复变函数和张量分析等方面的理论。这些理论在学生本科阶段都属于比较难学的内容。学生尽管学过了相关课程,但在断裂力学中具体应用时仍会感觉比较陌生,因此在断裂力学教学过程中还要对其进行适当的补充。需要明确的是,补充这些知识是为讲授断裂力学知识服务的,故其必然处于从属地位,不必求其自身的独立和系统化。在教学中不必按照一般断裂力学教材上的次序,或者放在章节的最后,或者全部放在课程开头来讲述,可以根据各章节具体内容的需要随时进行补充,并尽量与断裂力学本身的内容有机结合。 例如,在讲线弹性裂纹问题裂尖场时,可以补充介绍关于弹性力学基本方程和基本解法、复变解析函数概念等内容。这里应重点介绍复变解析函数的概念和特性,因为弹性力学问题复变函数解法是研究力学问题的一个重要方法,也是一个难点,是线弹性裂纹问题研究采用的主要方法。再如,在讲J积分回路积分定义时,可以补充关于应力应变张量、求和约定和张量形式平衡方程等内容。在讨论用J积分描述弹塑性裂尖场时,可以补充弹塑性本构方程和等效应力、等效应变等方面的内容。相关学科概念和方法的补充是为了易于理解断裂力学的相应知识点,因此,必要的概念一旦引出就要辅以断裂力学中直接应用的例子。 2 注重概念,加强联系 学生断裂力学理论掌握得熟练与否、解决断裂力学问题能力的高低,主要取决于其对断裂力学基本概念的理解程度。因此,在断裂力学教学中要侧重基本概念的讲解。对一些重要概念和关键词要不惜花大力气反复交代。 例如,对于线弹性断裂力学的优秀概念——应力强度因子K,一定要讲透彻。一方面,要讲清楚在线弹性断裂理论中引入它的作用,从两方面说明:(1)裂纹问题的复杂性决定了当前只能给出裂尖的渐近场,而K的引入既能用来描述裂尖的渐近场,又能保证这样的描述在裂尖一定范围内的精度。(2)裂尖场具有奇异性,需要引入一个有限量描述裂尖场的强度,K就是能反映裂尖场强度的物理量。另一方面,要讲清楚应力强度因子K的特性,也从两方面说明:(1)裂尖某位置点(r,θ)一定时,该点的应力分量由K唯一确定。(2)在r0时,应力具有奇异性,但K与裂纹尖端点的位置坐标(r,θ)无关,是有限量,因而它不是代表某一点的应力,而是代表裂尖整个应力场强度的一个物理量。经过这样的分析,学生对K的概念有了十分清晰的理解,这对整个线弹性断裂力学部分的学习都有帮助。 为了加深学生对内容的理解,在教学过程中还可以将一些相似的概念和方法进行类比。例如,在讲复合型裂纹断裂判定准则时,可以将其与材料力学中强度理论的提出相类比,使学生能更切实地理解处理复杂问题的思想方法。又如,在讲通过J积分描述弹塑性裂尖场时,可以将其与线弹性裂尖场的分析进行类比,通过对比分析使学生对两个断裂力学优秀参量:应力强度因子和J积分的概念和作用有更全面的认识和更深入的理解。 断裂力学论文:边界元法在断裂力学中的研究综述 摘要:边界元法在域内采用基本解,只在边界上进行离散,代数方程组的未知数少,对应力变化剧烈的地方能得到较好计算结果。本文简要介绍了国内外利用边界元法研究断裂力学中裂纹问题的现状,并对研究中的一些关键问题进行了探讨。 关键词:边界元法;裂纹;断裂力学;特殊单元法 引言 在断裂力学中,由于裂纹尖端附近的应力场存在奇异性,以致直接应用常规数值方法分析断裂力学问题的效果往往较差,因此需要结合断裂力学的特点发展更有效的数值计算方法. 边界元法是在经典的积分方程的基础上,吸收了有限元法的离散技术而发展起来的计算方法[1]。边界元法在域内采用基本解,只在边界上进行离散,因此实际上是将问题降维处理,如果是各维尺度相近的大型问题,代数方程组的未知数将按指数规律减少,这无疑将大大减少准备工作、存贮量与机时[1]。另外,计算误差只来源于边界,区域内由解析公式计算,这就具有解析-数值计算的特点,有较高精度,对应力变化剧烈的地方能得到较好的结果,在边界上也能保持其精度,这些是有限元法所做不到的。这些特点,对边界元法应用在线弹性断裂力学问题上的应用是很有利的。 本文首先对边界元法在断裂力学中研究现状作一简介,在此基础上提出研究中存在的一些关键问题进行了初步探讨。 1.边界元法在断裂力学中研究现状 断裂力学研究的裂纹问题关键是确定应力强度因子(SIF)。应力强度因子(SIF)通常用来表征裂纹尖端附近区域应力场的强弱,通过它可以把构件几何形状、裂纹形状、尺寸及应力联系起来,并以它为基础来定义材料断裂的临界参数,从而把裂纹对构件断裂的影响进行定量计算。 用边界元解决裂纹问题,一般可以归纳为以下几个关键步骤:1)、建立边界积分方程;2)、选择单元模式;3)、处理裂纹尖端及其他边界奇异性;4)、实施数值或精确积分;5)、解最终线性代数方程组;6)、计算应力强度因子[2]。 要得到精确程度可信的应力强度因子值,这些关键步骤中更为重要的是正确模拟裂纹尖端附近区域位移和应力的变化规律。目前的解决方法有两种:直接法和特殊单元法。 1.1直接法 直接法可以利用常规边界元程序,通过在裂纹尖端附近区域细分单元,然后用位移(或应力)外推法得到应力强度因子。但此法要求密布单元,不太经济。汪冬华,龚朴,谭运猛[3]由位移边界积分方程和面力边界积分方程, 推导出对偶边界积分方程在一般裂纹问题中的具体表达式。利用对偶边界元法, 计算了含裂纹构件的应力强度因子。孙雁,韩震,刘正兴[4]将裂纹应力计算问题导向哈密顿体系,利用分离变量法及本征函数向量展开等方法,推导出裂纹尖端的应力奇性解的计算公式。结合变分原理,提出一种解决应力奇性计算的奇点分析单元。将此分析单元与有限元法相结合,可以进行某些断裂力学或复合材料等应力奇性问题的计算及分析。Roberto Brighenti[5]应用无网格的边界元法(EFG)研究弹性断裂问题的三维问题。余会琴,陈梦成[6]建立以裂纹表面位移为未知函数的超奇异积分方程,利用有限部积分原理和边界元法来求解该方程. 运用该方法计算出矩形裂纹的I型应力强度因子。B.Aour,O.Rahmani,M.Nait-Abdelaziz[7]利用边界元和有限元的各自优点,把它们耦合起来能在更少自由度更精确的计算断裂力学中的裂纹问题的应力强度因子。 1.2特殊单元法 特殊单元法是在裂纹尖端附近区域布置特殊单元,用特殊单元模拟裂尖位移场和应力场。特殊单元法较之直接法可以减少单元数目,提高计算效率。国内外许多断裂力学工作者提出了各种类型的特殊单元。比较有代表性的如:Barsoum.R.S提出的1/4节点奇异等参元;Tracey.D.M,Wilson.W.K等人用各种插值多项式部分模拟裂纹尖端位移场中存在的奇异性构造单元都属这类单元;Pian.T.H,Atluri.S.N和国内的一些学者提出的应力杂交奇异元、位移杂交奇异元、杂交混合奇异元等也属这类单元;Luchi,Rizzuti[8,9]利用边界元法解决三维断裂力学裂纹问题,提出了三维特殊裂尖单元;Portela,Aliabadi[10]采用二次非协调元技术分析二维和三维一般裂纹问题,使双重边界元法逐步进入实用阶段,并进一步应用于分析二维和三维裂纹扩展问题;S.H.Lo,C.Y.Dong,Y.K.Cheung[11]用8节点的1/4面单元能更好地模拟三维问题的裂纹表面,计算出的三维断裂弹性问题裂纹尖端处的应力强度因子。柯黎,王乘,詹福良[12,13]提出一种新的边界单元:单节点二次元. 利用这种单元,位移及其沿边界的切向导数在正规单元端点的连续条件自然得到满足. 单节点二次元能很好地模拟角点处面力多值条件. 特殊裂纹尖端单节点二次单元包括近裂纹尖端位移近似级数展开第二项. 由于每个单元只有一个节点,计算程序大大简化. 对直裂纹、圆弧裂纹和边裂纹进行了计算;肖洪天,岳中琦[14]利用层状材料的广义Klevin基本解, 建立了计算三维层状材料中的裂纹边界元方法。采用边界元方法中的多区域方法和能反映均匀介质中裂纹尖端应力场和位移场特征的面力奇异单元。裂纹的应力强度因子由裂纹面上的位移经插值计算得到;闫相桥[15]提出了一种简单而有效的平面弹性裂纹应力强度因子的边界元计算法。该方法由Crouch与Starfield建立的常位移不连续单元和他自己提出的裂尖位移不连续单元构成。在该边界元方法的实施过程中,左、右裂尖位移不连续单元分别置于裂纹的左、右裂尖处,而常位移不连续单元则分布于除了裂尖位移不连续单元占据的位置之外的整个裂纹面及其它边界。 2.边界元法研究断裂力学的关键问题 虽然通过在裂纹尖端附近区域布置特殊单元,能够较好的模拟边界条件,求得精度较高的应力强度因子,但是由于断裂力学裂纹问题本身复杂性和边界元法这一数值方法自身存在一些缺陷,故还存在很多待研究的关键问题。 1)奇异性问题 对含裂纹的问题,常采用超奇异边界积分方程,在边界的奇异点,位移切向导数不存在或不连续,导致超奇异边界积分方程中出现的Hadamard主值积分对连续性的要求得不到满足;Portela等采用间断元来克服这种困难,但在这些奇异点位移的连续性也一同丧失[12];最近提出了一种边界轮廓法(Boundary contour method),它是由以Mukherjee为首的研究小组提出的。Mukherjee的学生Lutz在研究奇异积分的计算进程中,发现Laplac问题和弹性力学问题的直接法边界积分方程中,当表示成矢量函数积分的形式时,被积矢量函数具有散度为零的特性,基于这种特性,他提出了轮廓积分的概念。Nagarajan等将这一思想进一步发展应用于弹性力学问题,提出一种新型的边界元法,即边界轮廓法。它避免了以上提到的在奇异边界点上存在的困难,且在单元的边界上位移是连续的,但这种方法的形函数的形成非常麻烦[16]。 2)角点问题 在边界元法中处理弹性体角点处面力的多值性是一个困难的问题. 若与某角点相连的所有单元的边界条件都为位移给定,则从边界积分方程离散得到的线性代数方程组不足以解决问题,还需要补充一组代数方程早期的边界元法中,剪应力张量的对称性(σij =σji ) ,被当作可用的补充方程之一,但根据弹性力学,剪应力张量的对称性仅在弹性体内部成立,在弹性体的边界上并不一定成立,正确的补充方程需从应力应变关系中寻找。 3)连续性的问题 由于边界积分中奇异积分的存在,使得边界元的数值积分相对复杂并且对形函数的连续性提出特殊要求,特别当积分方程具有超奇异性时,这一点更加关键。在一般的边界元法中,经常使用分片连续的线性或二次Lagrange多项式组成的形状函数,这种形函数保证单元间的位移连续而不考虑其切向导数的连续性,从而使边界元的精度和应用受到了一定的局限[15]。 4)裂纹元问题 根据线弹性断裂力学理论,近裂纹处的位移场具有的分布特征而应力奇异性,那么为了正确的模拟近裂尖场的特征,需要特许的裂尖处理方法。在边界元方法中,位移场和应力场同时作为主变量出现,如果在边界元法中对位移场和应力场使用相同的插值函数(等参单元),那么位移场和应力场的奇异性就不可能同时得到正确模拟,所以求解裂纹问题时必须对位移和应力场使用不同的形函数,同时,如何构造精确灵活的裂尖应力奇异场是裂尖单元的一个重要任务[16]。 3.结语 边界元法在域内采用基本解,只在边界上进行离散,代数方程组的未知数少,对应力变化剧烈的地方能得到较好计算结果。本文简要介绍了国内外利用边界元法研究断裂力学中裂纹问题的现状,并对研究中的一些关键问题进行了探讨。随着对边界元法求解裂纹问题的研究深入和完善,这些问题将会逐步的解决。 断裂力学论文:箱梁梁体裂缝修复的断裂力学原理分析 摘要:目前多采用环氧砂浆、贴碳纤维布或加贴钢板(条)等措施修复加固梁体。本文从断裂力学的角度,通过应力强度因子的变化来说明这些修复加固梁体措施的可行性。 关键词:断裂力学;裂纹;应力强度因子 引言 改革开放以来,随着经济的快速发展,交通事业得到跨跃式发展,桥梁建设越来越多。混凝土因其原材料获取容易,价格便宜,使用方便、抗压强度高,耐久性好等优点,在桥梁建设中得到大规模的应用。但是近年来,各种混凝土桥梁的病害检测结果显示,混凝土裂缝已成为对桥梁结构造成严重危害的主要病害之一。在相同的静荷载作用下,带裂缝梁的跨中挠度、 拉应力和桥面压应力均比同样的完整梁大[1],其中影响最为严重的是横向裂缝,引起桥梁断裂破坏的危险性最高,此类裂缝的存在严重影响桥梁结构的寿命,必须引起足够的重视。目前多采用环氧砂浆、贴碳纤维布或加贴钢板(条)进行裂缝修复与加固。 断裂力学是强度理论的一个新分枝。它与传统强度理论不同,它研究构件在具有初始缺陷的情况下的裂纹扩展规律,将已存在的裂缝视为边界条件,提出带裂纹构件的设计安全准则,即裂纹的扩展受裂纹尖端应力强度因子K的控制。应力强度因子K超过其临界值Kc,裂纹将扩展并最终可导致结构的破坏[2][3]。研究证明:用断裂力学研究混凝土材料的破坏是行之有效的方法。在役混凝土梁桥中出现的裂纹,完全符合断裂力学的前提。因此,可以运用断裂力学原理来对混凝土梁桥中存在的裂纹进行分析,进而为桥梁维修加固提出裂纹控制方法,保证桥梁承载能力。 本文主要从断裂力学的角度简要分析预应力混凝土现浇箱梁桥底(顶)板裂缝修复与加固的原理。 1混凝土梁中典型裂纹的形式 当混凝土受力时,随着结构内部应力的增大,裂纹端部的应力强度因子也随着增大,当应力强度因子超过混凝土的断裂韧性,裂纹将失稳扩展。根据混凝土的材料特性和梁的受力特点,混凝土梁中的底(顶)板裂纹,一般可以视为I型裂纹,即张开型裂纹。在断裂力学中,按裂纹所处位置,裂纹可以分为中心裂纹、偏心裂纹和边裂纹三种典型的裂纹形式,如图1所示。对于混凝土结构内部的裂纹,在相同的裂纹长度和相同的拉力作用下,边裂纹的应力强度因子最大,最容易断裂扩展[4]。 3典型裂纹的分析 以对结构影响最为严重的危险性最高的横向裂缝为例进行分析。预应力混凝土现浇箱梁桥在自重和汽车荷载等外部作用下,底(顶)板局部简化为如图2所示的受弯曲的单边裂纹有限板,微观裂纹视为边裂纹。 结论 裂纹的出现,使结构的性能开始劣化。随着加载的继续,裂纹的应力强度因子不断地改变,随着裂纹应力强度因子达到临界值Kc,裂纹也就会向梁体内部发展,使混凝土结构产生变形影响使用功能甚至破坏。从上面的分析可以看出,混凝土结构中裂纹的扩展,和混凝土的应力强度因子有着必然的联系。从断裂力学的角度,通过应力强度因子的变化说明了采用环氧砂浆、贴碳纤维布或加贴钢板(条)等措施修复加固梁体是合理的。 断裂力学论文:基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂探讨 摘要:本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂实验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷,裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况,利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型。分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素,认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土耐久性的提升。 关键词:混凝土保护层;钢筋锈蚀率;断裂力学;弹性力学;锈胀开裂 中图分类号:TU37文献标识码:A文章编号: 1 研究背景 钢筋混凝土结构的耐久性失效最主要的表现形式为钢筋锈蚀引起的结构破坏。在美国,因各种锈蚀造成的损失为700多亿美元,其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损失约占40%。钢筋锈蚀后其锈蚀产物的体积是原有体积的2-4倍,对钢筋周围的混凝土产生挤压,随着钢筋锈蚀程度的加剧,混凝土保护层受拉开裂。保护层一旦开裂将会加速钢筋的锈蚀,进一步加剧裂缝的扩展导致结构破坏,严重影响混凝土结构的耐久性,因此研究钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂具有重要的工程实际意义。 现有的模型多以混凝土抗拉强度作为保护层开裂判断条件,很少考虑混凝土保护层中存在的初始裂纹和初始缺陷。实际上,受干缩、温度等因素的影响,在承受荷载之前混凝土内部,特别是骨料和水泥砂浆界面上就存在着初始裂纹。对于混凝土的开裂,断裂力学是一种有效工具。国内曾尝试利用无限介质中的孔边双裂纹模型来预测钢筋锈蚀的膨胀力,但其裂纹构型和混凝土基体无限介质假设与实际保护层尺寸和锈胀开裂试验现象之间还存有差别。本文以均匀锈胀开裂试验现象为依据根据保护层有限体中的应力分布和最终裂缝状态利用断裂力学和弹性理论建立混凝土保护层锈胀开裂时刻的锈胀力和临界锈蚀率预测模型。 2 模型的建立 2.1 混凝土锈胀开裂的断裂模型 研究海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀的物理模型时指出:当钢筋间距较大时,混凝土保护层沿顺钢筋方向胀裂;当保护层厚度较大时,混凝土保护层沿着平行于钢筋层面方向开裂。根据均匀锈胀开裂的试验现象,假设内部混凝土界面上有钢筋锈胀力作用,保护层中有裂纹出现,初始裂纹与径向的夹角为,具体特征如图1所示。现利用断裂力学来建立混凝土保护层的锈胀开裂分析模型。 式中:为混凝土的断裂韧度。 3 影响因素分析 3.1 混凝土保护层厚度的影响 图5为钢筋临界锈蚀率与混凝土保护层厚度之间的关系图。由图可以看出,随着保护层厚度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增大,这与现有的试验结果一致。说明适当增加混凝土保护层厚度有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.2界面裂纹长度的影响 由图6可以看出,随着界面裂纹长度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小,说明良好的混凝土界面有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 3.3界面裂纹长度的影响 由图7可以看出,随着锈蚀产物膨胀率的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小。 3.4 钢筋直径的影响 由图8可以看出,随着钢筋直径的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小,说明在一定的保护层厚度条件下选择小直径的钢筋有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.5 混凝土断裂韧度的影响 由图9可以看出,随着混凝土材料断裂韧度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增加,说明选择高性能高强混凝土材料有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 4 结论 混凝土材料的开裂总和裂纹的扩展有关,以均匀锈胀开裂现象为依据,利用断裂力学和弹性理论得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率预测模型,其不仅考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况,还考虑了混凝土界面中的原始裂纹和缺陷,及其在锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况更为符合工程实际。对影响因素的计算分析表明,混凝土强度的提高、界面相的合理加强及混凝土保护层厚度的增大都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。在一定的保护层厚度条件下,钢筋直径的变小对提升钢筋混凝土结构的耐久性有利。 作者简介: 金凤伟(1984,男,助理工程师,主要从事施工管理工作,中国馆水利水电第五工程局有限公司) 杨万华(1984,男,助理工程师,主要从事经营管理及施工管理工作,中国水利水电第五工程局有限公司 李锐(1985,男,助理工程师,主要从事工程施工管理及工程测量工作,中国水利水电第五工程局有限公司 断裂力学论文:断裂力学在道路工程中的应用 摘 要:道路修好后,在正常运营的情况下,运营时间往往低于设计年限就会发生破坏,造成这种现象的原因是实际施工和理论假设存在一定的差别;由于混凝土天生就会有很多缺陷,这些细小的微裂纹混泥土体中非常常见,为阻止这些细小裂纹在拉应力的作用下发生扩展,纤维混土路面是最近路面发展的一个新的方向,因其能有效的阻止微裂缝在拉应力状态下阻裂,从而提高普通水泥混凝土的力学性能,而且还能提高路面的耐久性。无论是普通混凝土路面的破坏机理还是纤维混凝土路面的阻裂机理,都很难用传统的固体力学的思路去解释,但断裂力学有别于传统的固体力学,能够科学的解释以上的问题。 关键词:阻裂机理;断裂力学;混凝土强度;路面耐久性 0 引言 断裂力学真正成为一门学科,也就是最近几十年的事。但断裂力学的出现,为固体力学注入了新的活力。虽然断裂力学现在还没有自己的一套理论体系,但这也不妨碍对其不断的探索。近几十年来,断裂力学依据弹性力学和弹塑性力学的理论,在线弹性断裂力学中取得了一些进展,但在弹塑性断裂力学中进展不大。断裂力学是带裂纹的固体力学,它与传统固体力学的区别是,在连续物资中多了一个自由边界。断裂力学对于诸如金属物理、冶金学、材料科学以及航空、机械、建筑和地震工程等各工程技术部门都产生了重大的影响。 1 基于断裂力学理论对传统路面假设的挑战 (一)理论路面特性及模型假设 水泥混凝土路面由于强度高、稳定性好、耐久性优良,又由于它呈灰白色有利于夜间行车,因而被人们所广泛使用。传统路面模型假设有三,(1)路面与基础光滑接触,即紧密接触,不留缝隙,可以滑动;(2)支撑面层的体系是完好的;(3)各自界面完好无损。 (二)实际路面特性 在现实中,建成好的路面往往在低应力状态下就发生了开裂破坏,在汽车荷载的作用下产生的路面应力远远低于破坏应力(即:应力强度)。这是因为由于在修路面混凝土时,水泥浆会侵入到基层中,从而形成过渡层。过渡层将面层与基层连接起来,这样路面与基层之间就不是光滑基础,即与传统路面模型假设1与实际不符。 由于混凝土浇筑成型早期会有很大的收缩,为防止由于收缩产生的收缩裂纹,现今的施工工艺是在路面上设横向缝。一旦割缝后,两条横缝中间的板必定有向内收缩的趋势,为阻止板向内收缩,路面与基层定会产生剪力。如果面层与基层接触够牢固,由于变形协调原理,横缝在收缩产生的力作用下,裂缝会向基层扩展。同样,因为变形协调原理,但面层与基层接触不够牢固,不足以抵抗住由板收缩产生的剪力,那么面层与基层必定会产生一定的相对位移,当横缝与基层接触瞬间,面层与基层必定会脱离。如果面层与基层没有完全分离,又由于板的收缩产生的力与它相平衡的剪力会产生一个力矩,这个力矩通过面层与基层之间的粘结力与之平衡。由于界面上同时存在剪力和粘结力,这使得裂缝向基层延生。使基层破坏,以上两种情况都与传统路面模型假设2相违背。 如果由于板收缩使面层与基层有相对位移,并使面层与基层完全分离,由于过度层的存在,必定会在过渡层中产生无规则的裂纹,使得面层与基层的接触面有破损。这与传统路面模型假设3不相符。 2 基于断裂力学理论认清纤维砼的阻裂机理 纤维混凝土是路面发展的一个热门方向,由于纤维的作用,混凝土的断裂、疲劳特性和强度都将得到显著的改善。 3 结语 道路在修筑的时候就会存在很多缺陷,会存在一些细小的微裂纹。传统固体力学的观点很难对道路结构进行正确的分析,断裂力学有别于传统的固体力学,其能够科学的解释实际道路所出现的一些问题,以及细小的纤维为什么能够起到阻裂的效果。利用断裂力学的知识去认识道路,对以后道路设计有很重要的帮助,同样也为道路发展提供正确的方向。
汽车专业教学模式研究篇1 实现专业课程和思政理论课同向同行,是当下学校专业建设与学生成长成才过程中需要特别把握的重点方向。同时,将专业课作为课程思政建设的重要载体,潜移默化地融入思政元素,更有利于达到知识传授与价值引领彼此融合的育人效果。汽车专业具有极强的实践性和专业性,一直以来都十分重视对学生专业技能的培养,因此在面对如何融入思政元素这一课题时,难免会无从下手。基于此,重点对课程思政下汽车专业教学模式的创新优化进行探究,全方位、多元化地开展汽车教学工作,势必会给学生“德技双修”的实现带来一定促进价值。 1汽车专业课程思政落实的适合性与基本意义 1.1适合性 教育的主要任务是教书育人,使学生成为德才兼备的综合型人才,不仅要有过硬的专业技能,还要有高尚的情操。课程思政是将学生政治思想培养和道德意识提升作为研究内容,将其融入汽车专业教学,就是要在传授汽车专业知识与技能的同时,帮助学生建立完善的人生观、价值观、世界观和情感态度,从而给社会现代化建设输入更多必要人才。对此,各地区纷纷要求在教育教学模式中,始终以工学结合、知行合一作为要点,实现专业设置和产业需求相呼应,课程内容和职业标准相呼应,教学过程与生产过程相呼应,学历证书和职业资质相对应,这样便给当前课程思政在汽车专业教学中的落实提供了全程、全社会的教育路径;并且大国工匠等模范能量广泛传播,给课程思政在专业课教学当中的落实指明了方向[1]。同时,当前专业课教学主要是应用项目教学法、小组讨论法等,教学过程包含了理论教学、实践等,在这之中利用适合的目标、内容与方法,更容易使思政元素贯穿进去,达到一定教育效果。 1.2基本意义 1.2.1有利于促进汽车专业教学改革 开设汽车类专业的各类院校虽然一直在推进教学改革,也获得了一定成效,但依然不乏一些问题存在。一方面,容易在教学过程中忽视育人元素,过于重视汽车专业知识教学;另一方面,过于关注理论教学,忽视了实践教学推进。通过实现课程思政,则能推动专业教学改革,引导教师对专业课中的思政元素和资源进行深度挖掘,重新设定教学目标,深化教学内容,创新教学方法,最终促使学生具备良好的素养与能力,始终保持高度国际化的视野、家国情怀和人文精神,掌握现代化的技术手段,并拥有持续更新理论知识与促进理实结合的能力。 1.2.2有利于实现专业教学价值引领 课程思政本质上属于一种课程观,并非直接多增设一门课,也不是组织开展一项活动,而是直接将思政教育与教学改革的各个方面、各个环节结合起来,从根本上润物细无声地实现立德树人[2]。其中最突出的特点便是融合性,在汽车专业教学内容、过程等方面融入育人元素,能促使传统单一的知识传授转为价值引领。 2汽车专业课程思政发展现状 2.1教学设计不成体系 当前部分院校汽车专业人才培养方案与教学设计都未针对思政教学目标实施详细总结归纳,缺乏必要的整体规划,有些甚至没有明确专业知识传授和思政教育之间的基本关系,专业教学实践与思政教育联系不紧密,使得思政元素没有很好地融入学生的知识与技能养成当中。此外,课程目标与内容之间应该实现知识、技能和德育的三元融合,但当前知识、技能和价值塑造之间却存在一定程度的脱节问题,未形成协同育人机制。 2.2教学模式守旧单一 汽车专业课程最大的特征就在于理论与实践之间的高度融合。在常规教学模式中,基本都是先进行理论传授,然后再进行技能实践,并不看重思政教育[3]。如此,便容易导致学生虽然掌握了知识技能,但思政素养却有所缺失。另外,传统教学注重直接灌输,忽视了学生的参与感,难以调动学生的能动性和主动学习思维,导致对于知识的掌握十分有限,思政教育理念也难以实现真正有效的渗透,从而影响思政教育效果。 2.3教师思政意识薄弱 部分专业课教师都以知识本位为原则,重视授业;还有些教师以能力本位为原则,注重实践操作。但无论是哪种观念,他们对于思政教育的功能都存在一定误区,认为专业知识教授、实践技能培养才是自身的职责,而进行思政教育则会影响教学进度。如此,专业课教师推行课程思政的意愿不足,只负责进行教书,而不注重育人,致使学生难以实现精神层面的“成人”。并且,部分教师虽然在汽车专业教学方面经验丰富,但对课程思政却无从下手,适应能力较弱,难以对思政内容进行全面梳理、学习,也不能基于思政角度对汽车专业课程进行规划,只能在教学形式上简单推进,导致专业课程内容和思政教育之间两张皮问题比较突出。 3课程思政下汽车专业教学模式优化策略 3.1在教学目标设计中融入课程思政 教学目标设计的完整性与精准度会直接影响到人才培养效果与方向,而要想在课程思政下培养出更多汽车专业人才,就要对教学目标进行优化,主动将思政目标融入其中,确保在教学伊始就为教师指明方向,给教学质量提升夯实基础[4]。以“汽车电气设备构造和充电系统检修”为例,在教学目标设定时,可以从三个角度着手:(1)知识目标。明确和掌握蓄电池的基本结构和工作原理,同时了解交流发电机的主要结构和整流原理。(2)技能目标。可以熟练开展蓄电池的日常检查与维修工作,能对充电器电路进行检修。(3)素质目标。全面强化学生的自学能力、理解能力,通过讲解蓄电池结构创新引申出创新创业概念。同时,在检修教学中,引导学生树立工匠精神,形成吃苦耐劳和艰苦奋斗的精神。再以“汽车材料”为例,在目标设定也可以分为:(1)知识目标。明确汽车金属材料和非金属材料的具体应用情况、性能和发展;了解汽车运行材料的类型、性能、规格等;了解汽车美容材料的类型、作用、应用、特性等。(2)能力目标。引导学生完成某一车型材料的调查研究报告,学会正确辨识材料性能,并能给客户介绍材料应用的主要优势;可以对选材性能进行分析,了解其中的工艺应用。(3)素质目标。提升学生的自主学习能力,强化真伪辨识意识和工匠精神。 3.2在教学内容创新中融入课程思政 基于育人全过程,和专业知识相互融合,使学生的社会主义核心价值观、工匠精神与综合素养等在课程实施当中实现全面融合渗透[5]。以“汽车商务礼仪”为例,其中就蕴含着十分丰富的人生哲理,如原则、规范、诚信等,通过挖掘,能自然渗透到专业学习当中,实现课程思政。比如在交车环节落实公平与敬业教育。一般在该环节中,销售人员和客户的兴奋点往往存在一定差异,对于前者而言,当客户签单之后自己的提成已经获得,但对于后者来说,签单的一刻往往并不激动,甚至会有不安的感觉,而当提车时才可能会比较开心。因此,在汽车礼仪教学中,还需在这一环节重点落实公平教育,始终保持良好的职业态度,以提升客户的满意度。以“汽车材料”为例,可以将其内容分为金属材料非金属材料两类。在前者中,以黑色和有色为核心,其中黑色金属材料需引导学生明确具体的结构和结晶过程,对碳钢、合金钢与铸铁等性能进行详细讲解,列举具体应用,使学生了解国内在冶铸层面的创新发明,形成创新意识和民族自豪感;有色金属材料部分需带领学生对铜、铝、镁与合金的类型和性能进行归纳,掌握在汽车中的应用,明确汽车实现轻量化的重大意义,并使学生掌握古代青铜冶铸工艺,引导学生精益的工匠精神。在后者中,将玻璃、塑料和橡胶集合起来讲解,引导学生认识汽车玻璃的类型,正确区分汽车常用塑料与橡胶类制品,并融入夹层玻璃和硫化橡胶的发展,促使学生形成不断求知、积极探索的科学精神;再将摩擦材料、复合材料、陶瓷集合起来讲解,对陶瓷性能、组成和在汽车上的应用进行归纳,了解摩擦材料与复合材料在未来汽车发展中的应用趋势和长期以来的发明创造历程,从中引导学生建立不断探索的创新意识。此外,还需对运行材料进行讲解,特别引导学生对汽油、柴油进行合理选择和应用,加大对再生能源和不可再生能源的认知,建立大局意识和生态文明保护理念,进而在持续发展原则的支持下,以身作则贯彻落实节能减排和保护自然环境[6]。再以“汽车发动机构造与维修”为例,在发动机的总体构造教学中,可以通过解释发动机的发展历史,通过名人事迹引导学生形成坚持不懈的敬业精神。在配气机构的构造和维修中,可以将本田发动机的可变气门控制机构引入进来,并与一般的配气机构进行比较,以督促学生认真学习专业知识,将来掌握核心技术之后为整个汽车产业作出贡献。在发动机的故障诊断、拆装和磨合当中,将《大国工匠》引入进来,促使学生形成良好的岗位责任意识,并在日后的学习工作之中不断提升综合素养,积极适应汽车维修领域的基本需求。在进气与排气系统构造与维修当中,通过对排气系统催化转化装置的基本作用和原理进行介绍,促使学生加大对环境生态的爱护。 3.3在教学方法创新中融入课程思政 3.3.1基于汽车产业发展,促进职业规划 汽车产业发展迅速,新能源、新工艺、新技术的逐步出现,特别是智能网联技术在汽车上的运用,促使学生职业规划面临极大挑战。对此,则可以基于汽车专业的发展历程与前景,对当下以及未来整个就业市场环境和岗位分布进行分析,以促使学生制定合理的职业规划。另外,在课堂上多列举一些关于大国工匠的事迹和双创典型人物,甚至可以是往届优秀毕业生,以激发学生保持良好的学习动力,建立起辛劳与收获相互协调配合的发展观。 3.3.2基于专业知识技能,培养工匠精神 工匠精神作为一种职业精神,体现了从业者基本的职业能力、道德和品质,是一项重要的行为表现与价值取向,其中包含了精益、敬业、创新、专注等内涵,可将其内化成必要的思政元素[7]。(1)对于敬业而言,虽然汽车专业本身属于纯工科,但依然要建立一个具有良好文化内涵的专业学习与实践氛围。具体可以针对学生开展“7S”培训,使其深入了解汽车行业。(2)对于精益来说,在汽车专业课之中包含了检测、拆装等内容,同时每个厂家都会基于行业规范配备专门的检修手册,相关拆装顺序、螺栓紧力矩等都要专门要求。对此,教师还需在引导学生充分掌握知识的同时,完全按照规范行事,不能有一丝一毫的放松与懈怠,同时列举一些关于维修事故引起的交通事故案例,以促使学生从最初学习时就建立起精益求精的职业态度和意识。(3)对于专注来说,可以在教学实践中播放一些相关的大赛视频、工匠事迹等,使学生明确要掌握基本的汽车技术,不仅要进行知识、技能和经验积累,还要保持长期坚持、专注和吃苦的精神,了解自身对于社会安全所肩负的责任。(4)对于创新来说,当前汽车行业日新月异,有必要着重培养学生善于和敢于创新,能对汽车技术优化、维修技艺突破、材料创新发明等提出自己的见解,甚至可以动手将自己的想法创造出来[8]。 3.3.3基于工学结合实践,培养守纪意识 现阶段汽车专业教学都是应用工学一体化的实践模式,不管是技术还是生产,都是基于当下企业的技术标准和生产管理标准进行,更有利于学生及时掌握日后的职业标准。对此,可以从规范操作、劳动纪律、岗位职责、生产效益等方面引导学生对规范制度和自身行为的关系进行正确理解,形成良好的守纪意识,并在入职之后迅速适应企业需求。 4结语 课程思政是以立德树人为根本任务的教学教育创新工程,强调了各课程都需要肩负起育人重任。虽然汽车专业的课程思政建设比较艰难,但却对当前汽车专业人才的成长具有极大促进意义。对此,在课程教学过程中,则需对教学目标进行重新设计,凝练教学内容,促进教学资源建设,完善教学方法,进一步提升思政教育和专业课程之间的协同性。 作者:逯海燕 王志新 单位:甘肃交通职业技术学院 汽车专业教学模式研究篇2 1引言 随着2019年1月国务院首次提出要将学历证书与职业技能等级证书结合起来的策略之后,“1+X”证书制度试点工作就算是正式拉开了序幕。其中高职学校作为试点的重要组成部分,其结果如何将直接影响高职院校人才培养质量。基于此,以新能源汽车维修为例,在“1+X”证书的背景下,专业实行教学改革已经势在必行。作为一项直接决定高职院校能否实现长远发展的重大创新,“1+X”证书制度的实施有其特殊的现实意义与价值,可以说是新时代高职院校改革创新的重大举措。 21+X证书的内涵与意义 2.11+X证书制度的内涵 “1+X”证书,其中1代表的是高职学生的学历证书。由于高职院校重点培养的是以技术为主导的技能型人才,这时候,学历证书便是学生在完成校内教育之后取得的合格证明,意味着学生顺利毕业,为促进学生的可持续发展提供了有力证明。其中X代表的是学生在取得毕业证书的基础之上通过学习与培训取得了其他与专业相关或者是不相关的职业技能等级证书,它可以作为学生在某一领域之内技术资质的有力证明,同时也为学生今后的就业创业提供了更多可能性,提升了学生的综合竞争力。1+X证书制度试点工作明确指出,学历证书的作用不能仅仅局限于学生在院校受教育的文凭,而是应在此基础上进行进一步拓展与延伸。1+X证书制度,需要特别强调一点的是它并不是简单将学历证书与各类职业技能等级证书相加,当然,更不是为了增加学生的毕业与学习负担。从根本上来讲,推行1+X证书制度,并不是在高职院校原有人才评价系统之外建立一个单独的系统,而是通过这一制度的推行与广泛深入,引导高职院校本身以及教师、学生以这一制度为基础建立一个更为全面、专业的教学改革体系,创新教学内容,改革教学方式,最终改善学生的学习过程与学习方式,从而顺利解决工作岗位与劳动者文化技术水平不相适应的问题,切实缓解结构性就业矛盾。总而言之,随着“一专多能”时代的到来,1+X证书制度与高职教育教学改革深入融合已经成为必然的趋势。 2.21+X证书制度实施的重大意义 高职学校作为为国家与社会培养高技能人才的重要场所,应积极响应国家号召,主动地参与到与1+X证书制度实施的各项工作中来,从宏观角度出发,能够为国家早日实现中国特色社会主义伟大战略目标提供强有力的技术人才保障。同时,1+X证书制度的实施对高职院校本身的发展也具有重要发展意义。首先1+X证书制度是深化高职院校人才培养模式的重要途径。在1+X证书制度的背景下,学历教育与职业教育已经不再是两个独立的个体,而是形成了有效融合,其精髓在于能够真正带领高职院校走向书证融通的时代,进而提升人才培养质量,深化人才培养模式,最终为国家培养出经得起大国锻造的工匠型人才。其中学历教育更体现的是学生对于校内安排课程知识的学习与掌握,而职业教育的核心在于促进学生的多元化发展。在1+X证书制度的大力促使下,高职人才培养目标的重心不应该仅仅集中于专业知识的传授教育方面,而更要以学生实际的就业创业所需为基础,充分利用社会各界资源,推动职业教育现代化的进程。其次,1+X证书制度能够有效促进学校与企业建立稳定长久的合作。1+X证书制度可以说是继现代学徒制之后的又一大重要改革。高职院校培养出来的人才最终的落脚点是企业,企业需要什么样的人才,高职院校就应该尽最大可能向这个目标前进。不得不说,1+X证书制度的落地实施有效缩短了这一进程,不断激励学生围绕1+X证书与实际岗位的具体技能要求,对自己提出更加严格的要求,充分激发个人潜力,进而提升学校人才输出的质量。另外,企业行业的需求从某一角度来说将直接影响学生职业技能证书的考核评定,只有强化校企合作,才更有利于学生充分了解自己所要考取的相关职业技能证书的具体要求,致使学生有目的、有针对性的学习与备战。最后,1+X证书制度有利于提升教师综合教学水平,完善双师型教师队伍的构建。在1+X证书制度的视域下,作为制度实施的重要组成部分,要想全面促进这一制度的有效落实推进,那么教师的首要任务就是改革育人机制,其中最主要的就是及时调整教学模式与教学方法,以尽快适应职业教育改革所需。正是因为如此,将逼迫着教师要在不断实践中切实提升自己的教学水平与综合实践能力,如此才能真正带领学生达到工学结合的目的。另外,应考取证书的需求,教师还需要潜移默化地在专业教学过程中渗透职业素养培养,以综合提升学生的技能水平,切实当好学生职业的领路人。 3“1+X”模式下的高职新能源汽车维修教学有效策略 3.1统筹规划,培养双师型教师队伍 随着新能源汽车种类日益增长,技术更新换代频繁,其诊断、维修工作也随之需要发生翻天覆地改变。只有教师将最新的维修技术、诊断方法、鉴别技巧等专业知识及时传授给学生,他们才能更快地了解行业、岗位真实所需。基于此,培养双师型教师队伍,提升教师的综合教学水平是1+X证书制度在新能源汽车维修专业得以顺利实施的基础与重要保障。首先1+X证书制度实施成功的关键在于教师自身需要及时转变教学观念,由以往的教师主导课堂逐渐转变为以学生为主,而教师则更重要的是对学生进行积极引导与有效启发,全面提升学生的自主学习能力与辨识领悟信息的水平,促使教师与学生之间的关系由单向权威更好的过渡到双向交互,在形成学习共同体的基础上为今后学生考取一系列的证书奠定坚实的基础。其次,学校与企业要建立紧密合作关系,为加强教师的专业模块化教学水平提供重要保障。一方面学校可以选派新能源汽车维修课程的教师前往汽车生产基地、售后服务车间进行相关知识的学习与培训,以便将最先进的技术与知识及时带回校内与学生分享。另一方面企业可以选派技术人员到校内为学生与教师进行现场维修技术培训。同时学校与企业可以共同搭建汽车维修技术应用与研发平台,积极开展与维修工艺改进创新、新产品研发、新科技开发等相关的各类活动,为新能源汽车维修产业的科技进步提供坚实的后盾与保障。 3.2信息化支撑,建立多元教学模式 以新能源汽车维修教学为例,从课前、课中、课后三方面细致化阐述打造高效课堂的有效策略。在课前预习环节,为了充分调动学生学习的积极性与主动性,教师可以通过学校的职教云平台将与本节课课程相关的学习资源,如导学单、实训安排、课件、视频等上传到共享平台上,由学生自主完成预习工作。需要特别强调的是由于新能源汽车维修相关知识对学生的基础能力有较高的要求,这时候,教师必须立足于班级学生的学情,充分认识到学生能力之间的差异性,必要的时候可以实行分层分类教学,以切实实现针对性、个性化的教学目标。通过网络平台,教师不仅能实时观察每位同学的预习情况,根据预习情况实时调整下一步教学计划,而且更为重要的是有些平台自带网上打分功能,如此便能更好的激励学生完成课前预习。到了课堂教学环节,由于新能源汽车维修课程实践特征明显,为了提升学生的学习效率,教师可以采用示范演示、虚拟仿真等教学方式增添教学的趣味性,营造更为轻松、和谐的教学氛围。最后,针对于课后服务,教师仍旧可以借助网络平台向学生发布不同类型的作业要求,例如拓展类,要求学生深入维修第一线,通过向专业一线人员学习的方式不断提升自己的专业技能。再比如小组合作类作业,即可以以小组为单位进行实地调查,如对如今的新能源汽车维修最常见的几类问题进行总结,并商讨针对具体问题可行性的处理建议。通过多种教学模式的相互配合,不仅能够切实提升学生的综合能力,且为1+X证书目标的实现也提供了根本的技能保障。 3.3校企合作,优化人才培养方案 从根本上来讲,实施1+X证书制度,并不是为了督促学生拿到多少张职业技能等级证书,更为重要的是转变学生的学习态度,优化学习过程,进而为国家与社会培养出更多符合新时代要求的复合型技能人才。正是因为如此,教师为了切实达到这一目标,必然要强化与企业的合作,从优化人才培养方案入手,以1+X证书获取作为目标指引,为学生提供更为真实的实践场景,优质的实训条件,进而提升学生的实践能力与探究能力,促进学生的全面发展。在1+X证书制度的背景下,将来汽车发展的主要方向一定与新能源分不开,节能环保是汽车行业的主旋律。因此,相比于传统的汽修职业资格证书,如今学生更应该瞄准的是与新能源相关的证书,以此来拓宽学生的就业途径,提升学生核心竞争力。这时候,与企业展开合作,引入最新的职业标准,导入技能培训,或者让企业一线的工作人员为学生进行实地讲解与培训,就显得相当重要。如新能源汽车故障诊断分析、检测维修、检查保养等,都是学生今后走向工作岗位必备的专业技能。 3.4育训结合,加强实训条件建设 教育与实训相结合,是新时代对新能源汽车维修类人才教育教学提出的最新要求。特别是近几年随着新能源汽车数量的攀升,企业与市场更加对维修类人才极度渴望。因此为了切实给学生提供较好的实训条件,建议高职学校应建立以市场需求、国家要求、学生就业能力提升为主的新能源汽车维修实训中心,让学生能够在更真实与专业的环境中不断磨练意志,提升技能水平与实践能力,从而为行业培养出更多的新能源汽车相关人才,促使中国科技兴国战略目标的早日实现。此外,实训中心的职能还可以将证书培训涵盖其中,特别是针对学生专业技能证书的获取教师可以给与可行性的建议,并且帮助学生针对重难点知识进行有效练习与巩固。当然,其他专业的学生也可以通过实训中心来考取与新能源汽车维修相关的证书,以此来切实提升高职学校整体人才培养的质量,让1+X证书制度真正落地生根,发挥作用。 3.5多元评价,认可差异化发展 1+X证书,其中X从纵向来说可以说是循序渐进、层层递进的,而从横向来看,X是技能等级证书的多元复合,代表的是证书的数量。针对于高职新能源汽车维修学科的学生们来讲,由于每个人的接受能力、学习能力、理解能力等均存在着差距,因此对于他们的评价也应呈现出来因人而异的特征,即针对每一位同学,要制定个性化的评价标准,评价指标要注重学生的学习获得感,采取多元评价方式,以此来促进学生的个性化发展。结合X技能等级证书的组织机构,要形成以“学校—企业—行业”为主体的一体化评价机制,评价主体则由学校教师、学生以及企业导师组成,评价方式既可以开展学生自评,也可以通过教师评价、导师评价、同学评价等多方面反映学生的综合学习情况,旨在组件多元化的评价体系,进而促进学生的全面发展。当然,相比于传统的结果式评价模式,在1+X证书制度下的评价更趋向于过程式评价,即对学生的学习过程、实训过程展开全方位评价,这种评价更倾向于对学生综合素质与职业综合能力进行评价,而非只关注一次考试结果,或者一次实训成绩。只有建立多元化、科学的评价体系,教师才能在1+X证书制度的促使下在日常教学中更加规范教学活动,并从知识能力目标、情感价值目标、技能目标等多方面建立更为细致的评价标准,更有利于提升教学质量,从全方面多角度为学生建立更为立体的教学体系。 4结语 总而言之,新能源汽车维修作为现如今乃至今后汽车行业的一大重要发展趋势,为此专业的学生提供了更广阔的就业平台,创造了更多元化的就业与创业机会。特别是在1+X证书制度的背景下,通过理实结合、学历证书与职业技能等级证书培训结合、线上与线下教学结合等一系列多元化教学模式的引用,提升了高职院校此专业的就业比,相信对深化高职学校教育教学改革、完善人才培养体系、由学历教育顺利对接到职业教育、推动高职院校的长远发展等都具有极为深远的现实意义。 作者:朱倩倩 尤富仪 单位:江苏省连云港工贸高等职业技术学校 汽车专业教学模式研究篇3 1引言 高职院校开展汽车类专业教学,其主要目的是为我国汽车产业输送优质人才,因为我国高职院校是为国家培养专业技术人才的重要基地,我国社会的不断进步以及企业的发展都需要技术人才作为支撑,更需要具有较强职业素养和职业能力的优质人才。在新时代背景下,我国社会经济迅猛发展,信息技术的不断发展,使得我国对优质人才的需求日益迫切,我国社会和企业迫切要求高职院校教师教授学生专业知识和专业技能的同时,还要注重将工匠精神等职业素养融入到课堂当中,做到理论教学、实践教学和素质教育为一体的教学体系,为我国和社会培育出符合时代发展所需的应用型和复合型人才。2高职院校汽车类专业职业素养的内涵 因高职是培育符合时代发展所需人才的重要场所,高职院校为实现学生职业素养和职业能力的培育,并且符合当代社会和企业的迫切需求,需要高职院校通过多种手段和形式对当代社会和企业对人才的需求进行调研,与相关企业负责人探讨企业用人的需求点,明确人才培养目标,制定针对性的人才培养方案,为了我国输送素质高、能力强的汽车类专业优质人才。现如今,我国各行各业迅猛发展,我国汽车类企业也对人才明确提出了新的要求,要求专业人才具备较强心理承受能力和抗压能力,还要具备较强的职业素养和职业能力以及诚实的人格品质,同时还需要具备一定的专业技能基础,为随时应对汽车行业相关工作开展做准备。并且我国汽车行业相关专家建议,高职院校在开展汽车类专业教学过程中,除了要加强学生对专业技能和理论知识的掌握,还要在校期间加强学生的心理素质建设和抗压能力的训练,提高学生的专业忠诚度。学生在校期间,不仅能学习到符合自身发展的理论知识和专业技能,还能够根据时代发展趋势,适应社会,与企业共进退。此外,高职院校开展汽车类专业教学,还要认识到学生正确价值观念的树立,对学生今后发展起到的重要推动作用,价值观念的树立,是学生对各个行业的认识和态度,而学生的职业价值观会影响对职业方向和目标的选择。高职院校开展汽车类专业教学时,将理论与实践有机结合,加强学生对理论知识的掌握的同时,使学生正确地清醒地认识到职业价值,而这是学生在今后发展实现人生价值的基础条件。 3高职院校汽车类专业学生职业素养有效培育必要性 3.1有利于提升学生职业意识 高职院校根据时代发展趋势,在开展汽车类专业教学过程中,虽然重视培养高职院校学生职业素养,提升学生职业意识,但多数教师教学理念过于陈旧,没有根据学生的个性学习需求以及社会对人才提出的要求,将传统教学模式进行创新和优化,导致学生无法深入理解职业素养内涵同时自觉接受。因此,高职院校教师要加强学生职业素养培育的理解和认识,因良好的职业意识和职业素养,能够促进学生转变就业观念,减少高职院校汽车类专业学生在就业过程中存在的问题和阻碍。我国职业教育体系对人才培育提出了新的要求,需要我国高职院校开展汽车类专业教学时,将以工匠精神为主的职业素养和职业意识培育贯穿到汽车的专业教学各个环节当中。高职院校在融入和渗透工匠精神这一理念,需要让学生深入了解内涵的同时,自觉接受工匠精神的渗透和陶冶,使学生在职业价值观和正确价值观念的影响下,学生自身的职业意识和职业素养得到整体提升,而这为学生毕业后的就业和作业提供了基础保障。 3.2有利于帮助学生形成高尚道德品质 高职院校根据时代发展趋势,在开展汽车类专业教学活动过程中,注重学生职业道德和职业素养的培育,是规范学生行为举止、摒弃错误的思想观念的重要举措,这为学生实习、就业、创业具有重要推动作用,对学生今后职业生涯来讲也是一笔宝贵的精神财富。因此,高职院校除了要注重学生专业技能的培育,还要高度重视学生社会责任感和职业道德的培养,通过工匠精神的渗透和融入,使学生在学习和实践过程中,意识到自身担负的社会责任和义务,同时也要明确自身就业后需要为工作岗位提供的义务,使学生能够在校期间树立高度社会责任感,帮助学生养成良好的行为习惯和学习态度,如此,才能使学生在今后参与到汽车相关工作岗位过程中实现自身在岗位中的价值,为企业今后发展做出应有贡献。 4高职院校汽车类专业学生职业素养 有效培育的现实困境高职院校开展汽车类专业教学过程中,虽然高职院校领导者和教师注重根据时代发展趋势,在汽车类专业教学中对学生进行职业素养和职业意识的培育,但部分教师教学手段传统,在开展汽车的专业教学时,仍旧注重对学生进行专业技能的传授,忽视学生职业意识和职业素养的培育,不仅不利于学生在毕业后的可持续发展,也给社会和企业造成了不良影响。此外,部分高职教师的教学水平有待提升,在开展汽车类专业教学过程中,没有充分考虑到学生自身发展的需要,盲目的制定综合能力和综合素养培育目标,导致部分学生在课堂中学习效率下降,也无法更深层次的了解教师所讲解的汽车专业理论知识和专业技能,无法在今后实习或者实践过程中学以致用,这在一定程度上会大大降低学生在企业工作岗位中的工作热情和积极性,慢慢学生会产生不正确的职业观念。 5高职院校汽车类专业学生职业素养有效培育的实施对策 5.1增强学生职业荣誉感 在新时代背景下,我国除了要加强人才对专业技能和专业知识的掌握,还要注重人才职业道德和职业素养的培育,使学生在学习和实践过程中能够养成正确的行为习惯,树立高度的责任感,这对促进学生今后可持续发展具有十分重要的作用。因此,高职院校开展汽车类专业教学过程中,要想更好地增强学生职业荣誉感,除了需要在汽车类专业教学活动中,加强学生对专业技能和理论知识的掌握,还要注重学生实践能力的培育,使学生意识到“实践是检验真理的唯一标准”,使学生热爱实践,能够通过自身的实践论证专业技能的应用价值。高职院校要转变校内教师的教育思想,认识到学生职业素养和实践能力的培育,对学生今后发展起到的重要推动作用,需要为教师开展理论与实践相结合的教学模式,为教师引进多元化教学模式,而学生在实践过后,将自身所学理论知识得以证实,不仅能让学生体验到成就感,还能够增强学生的职业荣誉感,体会到自身能够为企业和社会带来的价值和贡献。最后,良好的职业荣誉感是员工对企业、对工作高度负责的保障。教师要意识到在基础的专业教学活动中,加强学生专业技术传授的同时,还要注重学生职业道德教育活动的开展,使学生意识到自身需要同时具备较强的道德品质和专业水平,在今后任何时间任何地点都需要加以约束,如此,才能促进自身今后可持续发展,为企业相关岗位做出应有贡献。 5.2帮助学生树立正确职业观念 高职院校开展汽车类专业教学过程中,要想发挥汽车类专业教学育人作用,在专业教学活动中,引导学生树立正确的职业观和价值观,需要教师根据学生个性学习需求,将汽车类专业教学模式进行创新和改革,为学生丰富新时代下汽车的专业教学内容,并且还要将学生在课堂中主体地位进行提升,充分发挥学生在课堂中主体地位的作用,根据学生实际学习情况和思想现状,合理开展汽车的专业教学活动,使学生的专业技能和职业素养能得到整体性提升。此外,高职院校还可通过根据教师开展的汽车类专业教学现状,建立相应的规章制度,以此帮助教师共同来规范和约束学生的行为举止,转变学生存在的错误观念,使学生在学习和实践过程中,学生自身的职业意识和职业观念能够得到良好的培育和树立,对促进学生快速适应岗位以及相关岗位对技能提出的需求奠定良好基础。此外,高职院校教师开展汽车类专业教学时,根据高职院校提出的人才培育要求,帮助学生树立正确职业观念,需要将工匠精神潜移默化的融入到汽车类专业教学各个环节当中,使学生能够自觉对自身行为举止进行约束,无论是在学习还是社会中的实践都要严格要求自身行为,如此,学生在校期间良好学习习惯得到正确培养,对学生今后可持续发展具有十分重要的作用。 5.3提高专业教师教学水平 高职院校开展汽车类专业教学过程中,根据时代发展所需,将汽车类专业教学课程进行创新和开发,除了要加强学生对理论知识和专业技能的扎实掌握,还要对学生自身职业素养和职业意识进行培育,而提高汽车类专业课程教学效果,加强对学生职业素养和职业意识的良好培育,需要教师具备较强的教学能力和教学水平,需要储备与汽车相关的丰富的专业理论知识,才能够更好地对学生进行各方面能力和素养的培育,才能更深层次的加深学生对与汽车相关知识的理解程度。因此,高职院校需要根据校内教师开展汽车类专业教学效果,定期为教师开展与汽车类专业相关的讲座和培训,利用业余时间组织教师参与相关教育讲座,学习汽车类专业专家的教育理念和教育方法,了解汽车行业发展对专业技术人才提出的新要求。教师需要根据学生个性学习需求以及社会对人才提出的新要求,将传统汽车类专业教学模式和内容进行创新和优化。同时,高职院校还可为校内教师提供培训和学习的机会,使教师在培训过程中,可与其他专业教师进行交流和探讨,通过对自身所掌握的理论知识进行反思,查补缺漏,学习其他专业教师的教学优点,针对自身开展教学活动过程中存在的不足,及时改正,如此,教师自身的实践教学经验得到丰富,还能更好地提校内教师自身职业素养和教学水平,对提高汽车的专业教学效果具有十分重要的意义和价值。与此同时,高职院校还要帮助教师树立正确的职业教育观念,将职业素养的培育与专业理论知识教学有机结合,根据企业对学生提出的新要求,教师要制定针对性的课程教学目标,借鉴并完善传统教学模式中的优缺点,在开展汽车类专业教学活动过程中,教师要将企业文化精神或者工匠精神,有效渗透到汽车类专业教学当中,使学生在学习和实践过程中,能够受到工匠精神和企业文化精神的熏陶和感染,提高学生职业素养和职业意识,使学生在今后发展过程中,能为企业提供价值,为我培育出符合市场发展规律的优质技能型人才。 5.4创新专业教师教育理念 高职院校开展汽车类专业教学,其主要目标是加强学生对汽车相关职业技能的掌握,以及职业理论知识的学习和了解,使学生在今后步入社会参与汽车相关工作岗位过程中,能够更顺利的完成企业布置的相关任务,为学生今后发展奠定良好基础。高职教师开展汽车类专业教学过程中,因部分教师教学理念陈旧,虽然注重加强学生职业素养的培育,但以往的教学理念在新型教学模式中,无法充分发挥出新型教学手段和方法的作用和价值,导致多数教师仍旧采用传统教学模式开展汽车类专业教学,在传统教学模式中一味地对学生进行理论知识讲解,学生处于被动学习的状态,全程跟着教师的思路进行思考和学习,导致学生的自我学习能力和创新创造能力未得到有效地锻炼,其学生各方面的能力和素养也未得到很好的培育,在一定程度上限制了学生的发展。因此,高职教师开展汽车类专业教学过程中,要想充分发挥出汽车的专业教学中学生职业素养和职业能力培育的作用,需要将传统教学观念进行更新,学习现代化教学理念,运用学生感兴趣的教学手段和教学方法展开汽车类专业教学,使学生成为课堂教学中的主体,而教师则是引导学生自我思考和自我学习的引导者,使学生在课堂中的发散性思维得到良好激发,长此以往,学生的自我思考能力和创新创造能力能得到良好培养,同时学生也能根据教师提供的针对性教学和指导,具备较强的职业素养和职业能力,这对学生今后全面发展具有十分重要的作用。 6结语 综上所述,现如今,我国信息技术迅猛发展,推动我国各行各业朝向新的方向发展,而各行各业的发展对人才提出了新的要求,要求教师不仅具备较强的专业技能,还需要具备较强的职业意识和职业素养。高职院校开展汽车类专业教学,强化学生自身职业意识和职业素养,帮助学生树立明确的从业方向和目标,提高校内教师教学水平和职业素养,使教师能根据学生各项需求以及社会对人才提出的新要求,展开针对性的教育和指导,如此,不仅有利于学生对我国社会岗位需求的快速适应,还能在促进学生发展的同时,促进我国相关企业经济效益水平的提升。 作者:李赫 单位:吉林电子信息职业技术学院 汽车专业教学模式研究篇4 1引言 目前,很多中小学都引入多元性评价这一新型的教学模式,这种教学模式的引入不仅能够准确、客观地评价学生的综合能力,还能让学生成为学习的主体。但学生作为学习的主体,每个人都有自己擅长与不擅长的领域。同时在学生群体中,都各自有自己的闪光点,所展现出来的学习能力各有所长。因此,汽修专业教师在进行课堂教学时,应该意识到这一点,并积极采用行动导向学下的多元性评价的教学方式来客观看待学生的实际学习情况,做到“教”与“学”的全面发展。 2行动导向教学中多元评价在汽修专业中的实施意义 对于初高中阶段的学生而言,他们的身心都是比较敏感、脆弱的,对于一些情感、思维以及价值观念都是一种较懵懂的状态。因此,行动导向教学中多元评价在汽修专业中的实施过程中,应该根据每位学生的身心特点,在遵循学生身心发展规律的基础上使用合适的多元评价策略让各个学校生得到更高质量的学习教育。在传统的教学观念中,考试分数是反映学生学习状态最直观的形式,也是学生毕业生学的重要依据。但在目前的汽修专业教学中,学生的评判标准不仅仅是看专业课程、思政和英语三门主课的成绩,学生的综合素质测评也成为其重要组成部分。在这种教育方式的影响下,行动导向教学中多元评价在汽修专业中的实施过程中,不仅能够应尊重学生的个体差异,用公平公正的工作态度对待每一个学生,让他们意识到自己是受尊重的;还可以使用多元评价策略来减轻学生的心理负担与学习压力,改变一直以来分数至上的学习理念,从而有效激发学生的学习欲望,积极主动地投身到教学课堂之中[1]。此外,行动导向教学中多元评价在汽修专业中的实施过程中,也可以让汽修专业教师有效避免理论教学与实践教学内容相互脱节的问题,还能有效地缩短教学时间,从而更好地实现基础知识与理论知识相互结合,提升学生地实际操作技能,增强学生的就业竞争力[2]。 3多元评价模式所表现的具体特点 3.1全面合理性 行动导向教学中多元评价在汽修专业中的实施过程中,教师能够对教材内容、学生特征以及过程方法等内容做出综合性的评价与分析,确定教学过程与方法、教学目标以及情感价值观,并将这些内容有机联系了在一起。同时,教学目标评价的一致性还可以让教师全面、合理确定教学目标,在符合学生身心规律发展基础上采取针对性教学措施进行汽修专业教学。此外,汽修专业作为学生所有课程教学中较特殊的学科,其教学目标的设定并没有像汽车维修专业、数学那样严格要求,但学生的汽修专业素养不一决定了汽修专业教学目标还应该具有目标性、层次性。这对于各个学校汽修专业教师而言,是一个巨大的挑战,而行动导向教学中多元评价则可以很好地为教师解决这个难题[3]。 3.2具体准确性 行动导向教学中多元评价在汽修专业中的实施过程中不仅具备全面合理性,具体准确性也囊括在内。因此,各个学校的汽修专业教师应该根据学生的认知与思维还对教学目标评价进行了合理分类。从教师层面来说,教师不仅要对不同年龄段的学生采取不同的方式,同时还应该对汽修专业教学内容的难易程度采取合理的教学方式。在各个学校汽修专业教学中,教师可以采取任务驱动法或者情境教学法来细化各阶段的教学目标,并且借助图片、视频等方式给学生营造一个良好的学习气氛。以汽修专业学生的评价内容为例,教师不仅要对学生知识和技能的掌握程度进行评价,还应该对学生的职业能力、企业实践能力以及综合职业素养等方面进行评价,从而全面考核学生对知识、技能以及工作规范等内容的综合能力。 3.3因材施教性 各个学校汽修专业教师在进行行动导向教学中多元评价时应该遵循灵活、变通的原则,在传统行动导向教学中多元评价的基础上,融入一些符合学生学习需求的评价方式,使得多元性评价的内容更加丰富。具体来说,各个学校汽修专业与小学汽修专业教学有所不同,它的综合性较强,内容也较多,对学生的考核方面也应该是各式各样的,除了要考考查学生的考试分数之外,还应该对学生的课堂表现、作业完成情况、综合实践能力、综合素养等方面进行一个多元性评价,真实反馈学生在学校的学习状态。所以,各个学校汽修专业教师在教学过程中应该要做到循循善诱,制定科学的教学目标评价内容,在行动导向教学中多元评价模式实施过程中,突出学生的优势,引导学生发现自己的不足,并进行深刻的反思,从而促进学生的全面发展[4]。 4汽车维修专业实施多元性评价的基本原则 4.1以学生为本 汽车维修专业实施多元性评价中,教师应坚持以人为本的原则,让学生在掌握所学知识的基础上培养学生的综合素质。因此,汽车维修专业实施多元性评价时应该围绕学生这个主体制定针对性的评价方案,使学生自身的发展与相关的学习过程获得更加优质的体验。此外,教师还可以根据素质教育理念对多元性评价进行个性化设计,并且结合学生的实际情况,利用信息技术将学生的学习情况进行有效地总结和奖惩,从而让学生对自己的学习效果进行更加深入的了解与掌握。 4.2评价适度化多元化 在传统的教学评价的过程中,教师往往会把成绩,纪律,卫生等方面进行激励。但是传统教育中评比的因素都比较死板和主观,反而忽视了学生的汽车维修专业方面的发展。在新时代的教育中,多元性评价除了成绩之外,还注重让学生能够主动发现问题,独立进行思考和解决问题,促进学生综合能力的培养和提升工作。因此,教师对学生进行实施多元性评价时要适度化、多元化,让每一位学生避免体验到被同伴们抛弃的感觉。比如同学A和同学B都未完成课后作用,但背后的原因可能是不同的,班主任应该对两个人都要在有一定的评价,切勿用一刀切的方式对待两位学生[5]。 4.3坚持立德树人的教育理念 立德树人语境宏阔、语意深远。具体来说立德,就是坚持德育为先,通过正面教育来引导人、感化人、激励人;树人,就是要坚持以人为本,通过合适的教育来塑造人、改变人、发展人。基础教育时期是一个人道德行为、道德情感以及思想认知行为培养和发展的基础时期,在这个阶段对学生的综合素质进行多元性评价,有助于他们一生的发展。因此,在汽修专业的多元评价过程中,也应该坚持立德树人的教育理念,学校领导和教师必须以立德树人教育为出发点,根据每个班的教学情况以及学生学习状态,凸显自己的特色。与此同时,教师和还应该坚持全员育人、全过程育人、全方位育人等教学理念,把立德树人教育理念贯穿到汽修专业多元性评价工作的全方面[6]。 5基于行动导向下的汽车维修专业多元性评价的成效 5.1促进日常教学工作 在汽车维修专业教学中实施多元性评价对学生的全面发展有着强有力的推动作用,可以让学生对自己各个方面的学习情况和问题有一个多维度的评价与反思。比如,实践教学一直以来都是汽车维修专业教学中的核心内容之一,教师便可以在日常的教学过程中,以教材内容为基础,读懂文本,通过学生自我评价、小组互评以及接受他人评级等方式来激发自我学习的意识,提升自己的反思能力。具体来说,教师可以参考企业绩效考评标准,对学生从职业道德、职业能力、动手实践能力等方面进行多元化评价,从而直接反映学生在每个阶段的学习效果。同时,为了促进多元性评价工作在汽车维修专业的顺利开展,教师不仅可以创设特定的学习情境,还可以对多元评价的内容与方式制定一个详细的纲要,并根据学生的实际情况分成小组,因材施教,对于不同情况的学生采取不同的多元评价模式,给予学生合理、科学的评价,充分发挥每位学生的独特优势。因此,以多种方式促进日常教学工作,形成合理的评价结构,达到最优化的教学效果。多元性评价给教师提供一个大致的教学方向[7]。 5.2学生更加重视课堂表现 汽车维修专业教师在进行多元性评价教学过程中,首先应对整体与小组各个成员进行合理评价,以此提高学生的学习积极性。首先,教师的评价方式要建立在肯定和激励的基础上,并且根据学生的实际情况和表现情况进行不同评价等级的评价,比如对于表现较优秀的学生,教师可以给予学生充分的肯定,也还可以通过信息化的教学平台给予学生所在小组和个人的评价。这样一来,学生就会更加重视自己在课堂上的表现,从而提升自己的学习质量[8]。此外,教师还应该明确多元性评价模式的评价指标权重,对考试成绩的权重占比应该有所降低,在推行素质教育的今天,考试成绩并不能完全体现一个学生的真实学习水平,所以,教师还应该对学生其他方面的表现和能力重视,划分不同的评价权重,例如,考试成绩应该占所有评价内容的40%,课堂表现、作业完成情况、课外活动参加等方面占所有评价内容的10%,剩余的30%的则应该留给汽车维修专业的实践活动。这样一来,学生不仅会对自己课堂的表现充分重视,还会严格要求,养成良好的学习习惯。 5.3汽车维修专业教学能够做到循循善诱 在以往的汽车维修专业教学模式中,很多教师并未完全将多元性评价方式融入教学课堂之中,还是按照自己的评价模式与方法进行课堂教学,久而久之,很多学生都觉得枯燥、无趣。因此,汽车维修专业教师在进行多元性评价时应该灵活、变通一些,在传统评价方式的基础上,融入一些符合学生学习需求的评价方式,使得多元性评价的内容更加丰富。具体来说,汽车维修专业与义务教育的汽车维修专业教学有所不同,它的综合性较强,内容也较多,对学生的考核方面也应该是各式各样的,除了要考考查学生的考试分数之外,还应该对学生的课堂表现、作业完成情况、综合实践能力、汽车维修专业素养等方面进行一个多元性评价,真实反馈学生在学校的学习状态。所以,汽车维修专业教师在教学过程中应该要做到循循善诱,制定科学的评价内容,在多元性评价模式实施过程中,突出学生的优势,引导学生发现自己的不足,并进行深刻的反思,从而促进学生的全面发展[9]。 5.4教师因材施教,进行多元评价 在大数据技术的不断冲击之下,对汽车维修专业的多元评价工作进行改革势在必行。大数据分析对教学机构教学设备,教学模式方面的影响使得学生的个性化学习发展广阔,同时,多元性评价在汽车维修专业的深入发展,培养综合性人才成为汽车维修专业教学的重要目标。因此,汽车维修专业的教师应该在教学设计过程中根据多元评价的要求来贯彻整个设计过程中的评价,并制定明确的标准来对学生的学习成果进行多角度的评价。例如在教学《汽车结构》时,教师应该坚持因材施教的教学方式,并且将企业标准融入到多元性评价的过程中,这样一来,学生的职业能力也在不断增强,教师的双师素质也得到了不断提升。此外,教师还可以充分利用网络教学平台来实现网络交互,让学生在完成相应的任务之之后,可以随时上交,接着教师可以根据其完成的情况给予相应的评价。同时,有部分的网络教学平台还开发了相应的虚拟仿真软件,这样就便于学生在实践操作之前可以进行模拟仿真训练,提升自己的动手实践能力[10]。 5.5深化教师评价制度改革 教师的队伍素质对一个学校的办学能力和水平起着重要的推动作用,同时各科教师作为基础教育的中坚力量,在教育方面扮演着非常重要的角色。所以,在多元性评价应用到汽车维修专业教学过程中,教师应坚持以人为本的原则,让学生在掌握所学知识的基础上培养学生的综合素质。同时多元性评价应用到汽车维修专业教学过程中应该围绕学生这个主体制定针对性的评价方案,使学生自身的发展与相关的学习过程获得更加优质的体验。此外,教师还可以根据汽车维修专业多元性评价模式进行个性化设计,并且结合学生的实际情况,利用信息技术将学生的学习情况进行有效地总结和奖惩,从而让学生对自己的学习效果进行更加深入的了解与掌握[11]。 6结语 综上所述,多元性评价在汽车维修专业教学的应用,不论是对学生们的知识学习能力,还是对教师的课堂教学能力,都是极具挑战性的探索过程。对此,更加要求汽车维修专业的教师要更加注重多元性评价的应用,对学生的阶段性学习效果进行多重探索和分析,结合现实生活,优化设计课堂教学方式,明确自身教育工作者的位置,促进学生的全面发展,给学生提供更多的可能性,在整体上提高汽车维修专业行动导向学下的多元性评价的应用质量。 作者:孙得虎 单位:甘肃省定西市临洮农业学校
竹材在家具设计中的应用:竹材在家具设计中的应用 本文从工艺与创作、性能与造型、传统与现代三个层面探索竹材在家具设计中的应用,并分析了当前竹家具的发展趋势,旨在有利于竹家具创新产品的开发,使之更好的满足现代人的生活与审美需求。 竹,质朴秀雅、大气刚正、高风亮节,是中国传统文化的集大成者,与“梅”、“兰”、“菊”并称为“四君子”。我国竹资源丰富,古人很早就将竹运用到衣食住行等方面。随着经济文化的发展以及对竹材性能、工艺的研究与开发,竹家具设计已不再仅仅停留于传统定位,而是在功能上进行改良和拓展,在外观上大胆创新,使之成为更符合现代人生活需要的产品。 工艺与创作的结合 竹材具有直径相对较短、中空、壁厚不均匀等生物特点,直接用于家具材料的效果远不如木材,也很难与其他材料竞争。但竹材生长周期短,有很好的强度、韧性,其纹路通直,颜色简洁且可进行漂白或染色处理,这就为其进行二次加工并制备竹家具用材创造了有利的条件。经过长期的探索和研究,现代竹家具根据加工工艺的不同,可大致分为原竹家具、竹集成材家具、竹贴面板以及与其他材料组合的竹家具四种。不同工艺的竹家具具有不同的特质,使其被广泛应用于不同风格领域的创作之中。 1.原竹家具 原竹家具是指以中空有节的原竹秆茎作为家具主要零部件的一类家具。它以原生态竹材作为原料,并在千年以前,就已运用到了我国古代的各类生活器具之中,如竹床、竹塌、竹椅、竹凳、竹案、竹桌等等。延续至今,我们仍然可以看到这样的竹椅,以砍伐的原生竹杆为原料, 采用火烤、弯曲、打孔切割等工手段,组成原竹框架,辅以竹(或木)销穿插、竹(或藤)绳缠绕捆扎等连接手段,将各构件相接合,制作而成。传统原竹家具的生产对经验依赖较多,在材料、外观、结构等方面都缺乏一定的创新。而近几年,设计师们首度从原竹家具的造型入手,改进相关制作工艺,并在继承中国竹文化内涵的前提下,保持原生竹材既有的外观和质地,同时又克服了其易干裂走型的不足,呈现出原竹家具优雅清秀,自然宁静之感。 2.竹集成材家具 竹集成材家具是把竹材加工成小料,通过胶合指接成大面积的竹板,并可进行锯裁、刨削、镂铣、开槽、钻孔、砂光、装配、表面装饰等方式加工而成的一种家具形式。竹集成家具通过竹材强度高、韧性好的特点,制成结构简洁的拆装式家具或曲线型家具。竹材纹理清新,本色竹材色彩淡雅,常用于现代家具制造,而炭化过的集成竹材稳重大方,成为仿古家具(仿明清家具)的用材典范,经过雕刻点缀后的竹集成材家具更是增加了雍荣华贵之感。此外,由于竹集成材优良的工艺性能,还被应用到门窗、日用电子产品和各种日用竹制品制作当中。 3.与其他材料组合的竹家具 顺应现代社会的发展,各种材料空前丰富,人们对于质感的追求也愈加完美,多种材料同时介入的作品创作已成为时展的趋势。同样,在竹材家具创作中这种趋势也日渐显现,其中以竹木家具、竹金属家具为主。竹木家具,即指家具基本用材为竹材和木材,以木材或木质材料为家具的基本骨架,以竹编织面板、竹排板、竹人造板等为家具围合板,或者以木质材料为基本结构,原竹材料为装饰材的一类家具。竹金属家具,即指家具的主要材料为竹材和金属材料,包括铝、不锈钢、钢、铜等。竹代表着中国悠久的传统文化,而金属代表着工业化的科技发展,两者的结合迸发出异样的火花,冲击了人们的视野。 性能与造型的结合 竹材有很高的力学强度,其抗拉、抗压能力较木材为优,并且具有良好的韧性、弹性和弯曲的性能。设计师们利用竹材特有的性能全美的诠释着不同竹家具的造型艺术。 1.弹性与弯曲美的结合 竹材有着优良的弯曲性和弹性,使竹家具的设计满足现在造型和结构上的需要,为用户创造良好的触觉感受。如图1所示,该竹椅为德国设计师Konstantin Grcic与台湾竹编大师陈高明联合完成的作品。这张座椅由43 条竹片弯成,故名“43”,设计师充分运用竹材天然直线的外形以及容易弯曲的特性,使靠背、臀部形成后凸空间、符合人体工程学的原理。同时,家具选用四至五年生弹性最佳的竹材制作,形成连续弯曲的双层支撑结构,为使用者营造舒适的使用体验。作品整体具有鲜明线构成感的飘逸造型,加之以现代五金及粘胶工艺的固定,让这张名为“43”的竹椅在巴黎Maison Object的展会上标价到5500欧元。 2.强度与结构美的结合 利用竹材质轻、强度高、抗压好的特性,通过轻质模块的多种组合形式,创造功能、规格、外观各异的系列产品。这种设计方式不仅可缩减产品的生产周期,降低加工成本,而且可以满足多元化的市场需求,具有可拆卸、可回收、易维护等良好的环境属性。如印度设计师桑迦如・桑迪普设计的Truss-Me系列产品,将双层竹片从内表面粘贴层压,形成高强度的承重桁架单元。设计充分利用竹子固有的抗拉强度和机械性能,构建起轻盈的承重结构,通过模块尺寸和组合方式的变化,形成桌、椅、架多种功能组成的家具系统(见图2)。 传统与现代的结合 设计中,传统文化和现代文化往往是一对相互矛盾的范畴,而传统手工艺生产方式与现代工业化生产方式也时常处于对立的位置。但从意大利、日本、北欧的竹家具设计中,我们可以发现,传统与现代这对矛盾在设计师们的作品里面所展现出的与众不同而又富含深意的设计效果,给人以强大的视觉冲击力。传统文化与现代文化的相互交融,传统手工艺与现代机械化工艺的相互借鉴,使得现代竹家具设计既是一种符合民族文化传统的产品,又是一种符合现代气息的工业产品。 1.传统文化与现代文化的交融 在传统文化中,竹表现着宗教意识、审美情感和人格理想,积淀着深厚的文化底蕴。在现代文化中,竹又成为简约、古朴、富有东方神韵的代名词。因此,在现代竹家具设计中不仅要体现简约朴实的一面,还时常会利用竹材挺拔、多节、中空的特点,隐喻中国传统人格理想的正直、坚贞、浩然之气;采用简洁的直线要素,以亭亭挺立之势,带给人肃然端正之感;或是以清淡素雅的色彩、简劲疏朗的造型,传达豁达洒脱的意境,达到传统文化与现代时尚简约的融合。如台湾设计师蔡易成、陈茂辉设计的“三世同堂”系列竹家具。“三世同堂”是中国传统的典型家户型态,有很强的家族凝聚力,能够落实孝道观念及宗族文化的传承,设计师通过作品欲表达当今社会结构的改变,小家庭的兴起,传统三代同堂家庭结构逐渐瓦解的境况。整体设计诠释了传统东方文化中的工匠技艺,突破传统材料的限制,给竹材质运用带来全新的可能性,更有石雕塑的戏剧化运用。五件作品都强调灵活的空间运用,融入现代文化元素,以类似俄罗斯娃娃的形式,一张鼓凳可分开成为三张不同尺寸的鼓凳,每一张鼓凳又能够分离成为六张椅凳,让老、中、青三代都能够找到合适自己高度的椅凳(见图3-4)。 2.传统手工艺与现代机械化工艺的借鉴 传统手工艺常采用削类和编织类,多为批量生产。而现代机械化工艺则强调对原竹的加工、切割及大规模生产。两种工艺的综合,既可以通过新技术来改造传统产业,实现高效率、高质量、少批量、多品种的生产方式,还可以通过传统的中间技术和手工工艺,以弘扬民族文化传统,提高产品的工艺附加值。如图5所示,该设计为台湾设计师周育润作品――“泡泡沙发”。其特色在于将作品回归到最单纯的竹编小球,以单一元素重复连结的方式,取代原本复杂的沙发结构,并藉着竹球轻盈、穿透与构造简洁的特性,创造出不论使用及制造均简易的当代家具。 小结 目前我们正处于竹家具设计创作、发展新形态的最佳时机。竹家具设计应全面考虑竹材的各方面特性,综合表达竹家具在工艺、性能、文化等方面的优势。通过传统手工艺与现代机械化工艺相互借鉴的形式,巧妙利用竹材高弹性、高强度的力学性能,用大自然赐予的竹材料保持家具设计作品原始、简洁的美感,追求设计中传统与现代元素的和谐搭配,做出兼具美感与现代的设计作品。 (作者单位:华南农业大学艺术学院) 作者简介:郑欣,教授,高级环境艺术设计师,华南农业大学艺术学院,研究方向:环境设计 ;李婉宜,女,研究生,华南农业大学,研究方向:管理、艺术设计。 竹材在家具设计中的应用:竹材在家具设计中应用 人类社会从农业文明到工业文明再到今天的生态文明,竹子对其产生了广阔而又深远的影响。从古至今,竹子在人们的生活中就扮演了非常重要的角色,我们可以轻松地从中国诗歌书画、古家具及古园林建筑中发现,竹材是我国传统家具的主要用材之一。 一、竹材的传统应用 在工业革命来临之前,人们生活所需的家具均由手工作坊制作提供。在竹资源丰富的地区,竹器作坊十分红火。工匠们通过简单的工具伐竹、刮青、劈篾、拉丝来制作竹椅、竹床、竹橱柜、竹书架等竹家具,这些竹家具不仅满足了当地人的生活需要,还通过水、陆运输送到了全国各地,进入到千家万户。 随着工业革命的到来,大机器生产逐渐替代了手工生产,而科技发展导致了许多新兴现代材料的出现。在这样的大背景下,竹家具逐渐淡出了人们的生活,究其原因,主要是由竹材的自然属性所决定的。原竹呈管状,中空,接合强度较低。同时,竹子的个体差异较大,壁厚分布不均,截面也并非正圆形,它的个体差异在手工作坊中可以通过工匠的经验进行细致挑选,并通过对材料的合理运用得到弥补。而作为大工业生产的主角——机器,只认同预定的程序,强调标准化和生产流程的可重复性,要求材料性质稳定。这些都是天然竹材所不具备的性质。再者,竹制品的加工工艺技术比较落后,过于干燥的竹材会开裂,受潮容易发霉,这导致竹家具不好维护和保存。并且竹材有较硬的质感和偏冷的触觉,也限制了它的使用范围。 二、发展竹家具符合我国家具发展趋势 1.发展竹家具符合生态设计要求 伴随着人口爆炸、资源枯竭等危机,人们开始反思人与自然的关系。“可持续性发展”的科学发展观被提到了国家的战略发展高度。从“战胜自然”到“回归自然”,认知的改变使“生态设计”成为设计界关注的焦点。纵观国内外家具市场,实木家具以其环保健康的材质,一直受到人们的青睐。然而据调查结果表明,我国目前年消耗木材约2.5亿立方米,每年还需要消耗30亿元进口木材和林产品以补不足。专家预测到2010年,我国木材年总消耗将达到2.7亿立方米,年需求缺口达6000万立方米。我国森林覆盖面积为133.63万平方公里,森林覆盖率为13.92%,而可采伐的成熟林只有14至15亿立方米,按照目前的消耗水平只能维持5到6年。另外国家启动的天然林保护工程,进一步加剧了我国木材供应量的不足。一方面是人们对实木家具的需求,另一方面是严重不足的木材资源。在这个时候,寻找能代替木材的天然材料是解决这一矛盾的唯一途径。 竹材是自然界的产物,是绿色环保的家具用材,竹子3至4年就可成材,且砍伐后还可再生,符合生态设计提出的“4RE”原则(ReductionReuseRecyclingRegeneration),对于环境恶化、天然林存量甚低的我国来说,不失为一种优质的替代材料。据全国第六次森林资源清查统计,中国现有竹面积484.26万平方公顷,与第五次资源调查结果相比,增加了63万平方公顷,每年以12.6万平方公顷的速度递增,年均增长率为2.99%,这说明了我国有着极为丰富的竹材资源。2.发展竹家具符合人性化设计要求 人性化设计体现了“以人为本”的设计优秀,是人与物、人与自然完美和谐结合的设计。在数字化的今天,家具设计考虑的不仅仅是使用的方便和舒适,更要考虑赋予产品以生命,丹麦家具设计领袖凯·博杰金说:“我们所制造的东西应该是有生命的,有心脏在其中跳动……它们应该是人性的、有机的和温暖的。” 竹子虚心、有节、挺拔的形态特征符合我国传统文化中的伦理道德、审美意识,成为“清高、气节、坚贞”的象征。这种来自大自然的生物,使我们能更好地与环境融合到一起,带给我们亲近感,并且它是一种“能引起诗意反应”的天然物,这些使得竹家具有了独特的文化内涵。而受后现代主义影响的今天,强调回归人性、回归自然、回归艺术本体,这时,竹材简陋和粗糙的材质,个体的差异,以及它独特的天然气质正吻合当下追求文化品位和审美趣味的设计潮流。每件制品的独一无 二、不可复制,更能满足人们追求个性、表达个人情怀的愿望。竹材是符合人性化设计的好材料,发展竹家具更符合人性化设计要求。 3.竹家具开发现状 在新时代,敏锐的商家和设计师已将目光重新聚焦在竹材上,通过一代代研究竹子、开发竹产品的工作者的努力,我们对竹材的开发利用取得了长足的进步。竹压板、竹纤维面料等新型竹材的出现,竹防腐防霉、保色染色处理技术的提高,专用竹加工机器的进步等,都为现代竹家具设计翻开了新篇章。在浙江、福建、湖北、湖南等竹资源丰富的地区,都不同程度地开发了竹制品市场,而其中的竹家具发展却非常缓慢,不仅数量少,且大多为传统款式,制作工艺简单、粗糙,种类较单一,现代设计、先进生产工艺和技术含量少,缺乏创新和时代感。 4.竹家具发展方向 (1)作为家具材料,竹材难免会受到自身天然因素的限制,但我们可以充分利用竹材独有的特性,将它与其他材质相结合,制成竹木家具、竹钢家具、竹玻家具、竹藤家具等,扬长避短,充分发挥其优势。 (2)竹材表面具有特殊的纹理和质感,同时可进行雕刻、烙画、书写等装饰。人们可以通过对中国传统文明“竹简”的联想,表现它非同凡响的艺术内涵。通过利用它的弯曲特性进行造型设计,还可利用它的编织特性进行装饰设计。总之,我们可以通过不同方法挖掘出多种多样的具有中国传统文化特色的装饰题材,使竹家具设计开发呈现丰富多彩的装饰效果和文化内涵。 (3)我们还可对传统竹家具的款式造型进行突破,吸收现代家具简约流畅的风格精髓,并且在功能上进行改良和拓展,使之更符合现代人的生活需求。 (4)大力开发竹质复合材料。竹质复合材料是一种新研发的材料,是将竹材以各种形式加以分解,然后将其与其他材料进行复合而得,如竹木复合材料、竹塑复合材料等。还可开发竹薄木、竹集成材、竹胶合板等各种竹人造板材,这些新开发的竹材性能稳定,改善了天然竹材的一些缺陷,扩大了竹材在家具中的应用范围。 竹家具,作为绿色环保家具形式,兼有物质实用功能和精神审美功能,在现代室内环境中发挥着重要作用。竹材以其特殊的文化内涵、材质和结构,一定能给设计师带来更多的创意和灵感,为我国家具的发展开创新的思路。竹家具也必能以它朴实、自然的气质受到大众的欢迎。 竹材在家具设计中的应用:家具设计竹材应用 1)人类社会从农业文明到工业文明再到今天的生态文明,竹子对其产生了广阔而又深远的影响。从古至今,竹子在人们的生活中就扮演了非常重要的角色,我们可以轻松地从中国诗歌书画、古家具及古园林建筑中发现,竹材是我国传统家具的主要用材之一。 一、竹材的传统应用 在工业革命来临之前,人们生活所需的家具均由手工作坊制作提供。在竹资源丰富的地区,竹器作坊十分红火。工匠们通过简单的工具伐竹、刮青、劈篾、拉丝来制作竹椅、竹床、竹橱柜、竹书架等竹家具,这些竹家具不仅满足了当地人的生活需要,还通过水、陆运输送到了全国各地,进入到千家万户。 随着工业革命的到来,大机器生产逐渐替代了手工生产,而科技发展导致了许多新兴现代材料的出现。在这样的大背景下,竹家具逐渐淡出了人们的生活,究其原因,主要是由竹材的自然属性所决定的。原竹呈管状,中空,接合强度较低。同时,竹子的个体差异较大,壁厚分布不均,截面也并非正圆形,它的个体差异在手工作坊中可以通过工匠的经验进行细致挑选,并通过对材料的合理运用得到弥补。而作为大工业生产的主角——机器,只认同预定的程序,强调标准化和生产流程的可重复性,要求材料性质稳定。这些都是天然竹材所不具备的性质。再者,竹制品的加工工艺技术比较落后,过于干燥的竹材会开裂,受潮容易发霉,这导致竹家具不好维护和保存。并且竹材有较硬的质感和偏冷的触觉,也限制了它的使用范围。 二、发展竹家具符合我国家具发展趋势 1.发展竹家具符合生态设计要求 伴随着人口爆炸、资源枯竭等危机,人们开始反思人与自然的关系。“可持续性发展”的科学发展观被提到了国家的战略发展高度。从“战胜自然”到“回归自然”,认知的改变使“生态设计”成为设计界关注的焦点。纵观国内外家具市场,实木家具以其环保健康的材质,一直受到人们的青睐。然而据调查结果表明,我国目前年消耗木材约2.5亿立方米,每年还需要消耗30亿元进口木材和林产品以补不足。专家预测到2010年,我国木材年总消耗将达到2.7亿立方米,年需求缺口达6000万立方米。我国森林覆盖面积为133.63万平方公里,森林覆盖率为13.92%,而可采伐的成熟林只有14至15亿立方米,按照目前的消耗水平只能维持5到6年。另外国家启动的天然林保护工程,进一步加剧了我国木材供应量的不足。一方面是人们对实木家具的需求,另一方面是严重不足的木材资源。在这个时候,寻找能代替木材的天然材料是解决这一矛盾的唯一途径。 竹材是自然界的产物,是绿色环保的家具用材,竹子3至4年就可成材,且砍伐后还可再生,符合生态设计提出的“4RE”原则(ReductionReuseRecyclingRegeneration),对于环境恶化、天然林存量甚低的我国来说,不失为一种优质的替代材料。据全国第六次森林资源清查统计,中国现有竹面积484.26万平方公顷,与第五次资源调查结果相比,增加了63万平方公顷,每年以12.6万平方公顷的速度递增,年均增长率为2.99%,这说明了我国有着极为丰富的竹材资源。 竹材在家具设计中的应用:竹材在家具设计应用 一、竹材的传统应用 在工业革命来临之前,人们生活所需的家具均由手工作坊制作提供。在竹资源丰富的地区,竹器作坊十分红火。工匠们通过简单的工具伐竹、刮青、劈篾、拉丝来制作竹椅、竹床、竹橱柜、竹书架等竹家具,这些竹家具不仅满足了当地人的生活需要,还通过水、陆运输送到了全国各地,进入到千家万户。 随着工业革命的到来,大机器生产逐渐替代了手工生产,而科技发展导致了许多新兴现代材料的出现。在这样的大背景下,竹家具逐渐淡出了人们的生活,究其原因,主要是由竹材的自然属性所决定的。原竹呈管状,中空,接合强度较低。同时,竹子的个体差异较大,壁厚分布不均,截面也并非正圆形,它的个体差异在手工作坊中可以通过工匠的经验进行细致挑选,并通过对材料的合理运用得到弥补。而作为大工业生产的主角——机器,只认同预定的程序,强调标准化和生产流程的可重复性,要求材料性质稳定。这些都是天然竹材所不具备的性质。再者,竹制品的加工工艺技术比较落后,过于干燥的竹材会开裂,受潮容易发霉,这导致竹家具不好维护和保存。并且竹材有较硬的质感和偏冷的触觉,也限制了它的使用范围。 二、发展竹家具符合我国家具发展趋势 1.发展竹家具符合生态设计要求 伴随着人口爆炸、资源枯竭等危机,人们开始反思人与自然的关系。“可持续性发展”的科学发展观被提到了国家的战略发展高度。从“战胜自然”到“回归自然”,认知的改变使“生态设计”成为设计界关注的焦点。纵观国内外家具市场,实木家具以其环保健康的材质,一直受到人们的青睐。然而据调查结果表明,我国目前年消耗木材约2.5亿立方米,每年还需要消耗30亿元进口木材和林产品以补不足。专家预测到2010年,我国木材年总消耗将达到2.7亿立方米,年需求缺口达6000万立方米。我国森林覆盖面积为133.63万平方公里,森林覆盖率为13.92%,而可采伐的成熟林只有14至15亿立方米,按照目前的消耗水平只能维持5到6年。另外国家启动的天然林保护工程,进一步加剧了我国木材供应量的不足。一方面是人们对实木家具的需求,另一方面是严重不足的木材资源。在这个时候,寻找能代替木材的天然材料是解决这一矛盾的唯一途径。 竹材是自然界的产物,是绿色环保的家具用材,竹子3至4年就可成材,且砍伐后还可再生,符合生态设计提出的“4RE”原则(ReductionReuseRecyclingRegeneration),对于环境恶化、天然林存量甚低的我国来说,不失为一种优质的替代材料。据全国第六次森林资源清查统计,中国现有竹面积484.26万平方公顷,与第五次资源调查结果相比,增加了63万平方公顷,每年以12.6万平方公顷的速度递增,年均增长率为2.99%,这说明了我国有着极为丰富的竹材资源。 2.发展竹家具符合人性化设计要求 人性化设计体现了“以人为本”的设计优秀,是人与物、人与自然完美和谐结合的设计。在数字化的今天,家具设计考虑的不仅仅是使用的方便和舒适,更要考虑赋予产品以生命,丹麦家具设计领袖凯·博杰金说:“我们所制造的东西应该是有生命的,有心脏在其中跳动……它们应该是人性的、有机的和温暖的。” 竹子虚心、有节、挺拔的形态特征符合我国传统文化中的伦理道德、审美意识,成为“清高、气节、坚贞”的象征。这种来自大自然的生物,使我们能更好地与环境融合到一起,带给我们亲近感,并且它是一种“能引起诗意反应”的天然物,这些使得竹家具有了独特的文化内涵。而受后现代主义影响的今天,强调回归人性、回归自然、回归艺术本体,这时,竹材简陋和粗糙的材质,个体的差异,以及它独特的天然气质正吻合当下追求文化品位和审美趣味的设计潮流。每件制品的独一无 二、不可复制,更能满足人们追求个性、表达个人情怀的愿望。竹材是符合人性化设计的好材料,发展竹家具更符合人性化设计要求。 3.竹家具开发现状 在新时代,敏锐的商家和设计师已将目光重新聚焦在竹材上,通过一代代研究竹子、开发竹产品的工作者的努力,我们对竹材的开发利用取得了长足的进步。竹压板、竹纤维面料等新型竹材的出现,竹防腐防霉、保色染色处理技术的提高,专用竹加工机器的进步等,都为现代竹家具设计翻开了新篇章。在浙江、福建、湖北、湖南等竹资源丰富的地区,都不同程度地开发了竹制品市场,而其中的竹家具发展却非常缓慢,不仅数量少,且大多为传统款式,制作工艺简单、粗糙,种类较单一,现代设计、先进生产工艺和技术含量少,缺乏创新和时代感。 4.竹家具发展方向 (1)作为家具材料,竹材难免会受到自身天然因素的限制,但我们可以充分利用竹材独有的特性,将它与其他材质相结合,制成竹木家具、竹钢家具、竹玻家具、竹藤家具等,扬长避短,充分发挥其优势。 (2)竹材表面具有特殊的纹理和质感,同时可进行雕刻、烙画、书写等装饰。人们可以通过对中国传统文明“竹简”的联想,表现它非同凡响的艺术内涵。通过利用它的弯曲特性进行造型设计,还可利用它的编织特性进行装饰设计。总之,我们可以通过不同方法挖掘出多种多样的具有中国传统文化特色的装饰题材,使竹家具设计开发呈现丰富多彩的装饰效果和文化内涵。 (3)我们还可对传统竹家具的款式造型进行突破,吸收现代家具简约流畅的风格精髓,并且在功能上进行改良和拓展,使之更符合现代人的生活需求。 (4)大力开发竹质复合材料。竹质复合材料是一种新研发的材料,是将竹材以各种形式加以分解,然后将其与其他材料进行复合而得,如竹木复合材料、竹塑复合材料等。还可开发竹薄木、竹集成材、竹胶合板等各种竹人造板材,这些新开发的竹材性能稳定,改善了天然竹材的一些缺陷,扩大了竹材在家具中的应用范围。 竹家具,作为绿色环保家具形式,兼有物质实用功能和精神审美功能,在现代室内环境中发挥着重要作用。竹材以其特殊的文化内涵、材质和结构,一定能给设计师带来更多的创意和灵感,为我国家具的发展开创新的思路。竹家具也必能以它朴实、自然的气质受到大众的欢迎。 竹材在家具设计中的应用:新型竹材家具设计论文 一、新型竹材的前景与市场现状分析 目前市场上绝大多的家具都是由人造板材制成,但是我国不仅森林覆盖率低,而且为了保护环境,林区禁止砍伐,木材产量难以满足市场需求。然而,竹类资源丰富且成材周期短,能够充分满足市场的需求。新型竹材是原竹经过加工制成的新型材料,本文主要指竹集成材和重组竹。由于竹集成材和竹重组材的生产改良了其结构和特性,因此它不仅保持了竹材力学性能好、收缩率低的特性,而且在密度、压缩强度等方面拥有与天然实木板材、实木集成材一样的优良性能。通过对新型竹材家具的设计开发,将新型竹材具有的诸多优势充分应用与家具设计与生产,促进竹产业的发展,“以竹代木”前景十分广阔。 二、“新竹汉字”古典家具开发实践 1.设计理念古人把它同梅、兰、竹并称为“四君子”正是因为它自强不息、澹泊其中等美好品质。现代人又因为它冬暖夏凉、吸湿吸热性好等特性对其偏爱有加。新型竹材是对传统竹材的提升。它不仅具有传统竹材的优点还具有很多像紫檀、黄花梨等硬木的性能及纹理。中国汉字的文化博大精深,将汉字造型与新型竹材结合设计出的家具可以创造出一加一大于二的效果。2.设计造型根据小篆字体选用苗字的造型进行设计的可拆卸组合的书架。竹子本身就具有文人墨客的气质,书架本身也是一个小篆体的字,与整个书房的氛围互相衬托。如图1、图2。整个书架有两种不同的多个单体组成,可自由摆放组合,具有现代模块化设计气息的同时又具有传统家具的纹理与特性。并且价格便宜,绿色环保无毒。如图3、图4。3.造型及人机工程分析整个家具是一个小篆的“苗”字的造型的书架,看起来简单大方。书架的用材是新型重组竹材经过加工处理弯折等工序生产而成。虽然是竹材但是却具有红木等木质材料的特性与纹理,满足了使用者的心理需求。新型竹材的纹理及整体造型对小篆体文字的借鉴使得整个书架看上去像是一件古代的家具,但是它简单精炼的风格却又透漏着现代气息。在进行设计之前查阅了相关的人机工程学数据,书架的弧度、高度以及人们对书架的使用方式等都考虑在内,进行合理的设计。新材料并没有带来家具表面的太大变化,降低生产成本的同时绿色环保。 三、市场场景与产品价值 1.市场场景在高速发展的现代社会,国内家具市场也蒸蒸日上。世界经济形势已经开始向好,大部分国家的木质家具需求量逐步增加。新型竹材与汉字结合的家具产品投入生产走向市场之后,消费群体是非常大的,外国人对我们中国传统文化是非常感兴趣的,此款家具出口之后降低生产成本的同时可以拉动我们国家的经济,对我国传统文化也是一种强有力的宣传。2.产品价值书架结合了传统硬木纹理及汉字造型并且使用新型材料,造型设计更具现代感。不失为一款符合现代人生活方式的传统家具。对新型材料的合理利用,即是对技术创新的尊重也是对现有家具的提升。 四、结语 一个有故事的产品才能赢得用户的心。当然,传统文化的传承也是永远不过时的。竹材书架设计正是符合这一趋势,如果热销,不仅可以推动经济发展,对传统文化也起到了一定的传承与发展作用。 作者:张燕 邵敏敏 金海明 胡雯慧 单位:嘉兴学院设计学院