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过程控制范文1
摘 要:本文分析了造纸过程控制的特点,包括对象不确定性、状态的不完全性、对象的强耦合性、对象的纯滞后性、对象的非线性特性、过程扰动大等特点。
关键词:造纸;控制;非线性
造纸过程是一个驮拥拇质传热过程,造纸控制对象是一个复杂的多变量控制对象。仅造纸过程就有十多个被控变量,其中两个基本指标是定量和水分,而影响这两个主要指标的因素就有几十个,因此造纸过程控制是复杂的、困难的,造纸过程控制有以下一系列特点:
1.对象不确定性
造纸过程扰动因素多,特别是白水的浓度、纸机的车速、压辊的线压、铜网的老化、毛毯的磨损这些慢时变特性,导致造纸过程模型结构和参数的不确定性。空气温度和湿度的变化,纸浆打浆度和湿重的变化,也会引起造纸过程模型结构和参数的摄动。纸种的改变(如书写纸有 60g/m2、70g/m2、80g/m2 等),将会导致操作条件的变化,操作条件的变化又会造成造纸过程控制对象特性的变化。传感器和执行器的特性漂移和失效,显而易见地会造成造纸过程广义对象特性的改变。此外,造纸过程某些局部具有严重的非线性,在外界扰动作用下,纸机的操作点就会移动,对象特性就会变化。如此种种变化,都说明造纸过程控制对象的特性是不确定的,这使得造纸过程控制变得复杂和困难。
2.状态的不完全性
造纸过程控制状态的不完全性,指的是纸页在抄造过程中,不少状态变量和扰动变量无法直接测得,这样就无法实现各种形式的状态反馈控制,也无法实现前馈补偿的各种控制。在许多状态变量和扰动变量中,存浆池的打浆度和湿重,白水、填料、胶液的浓度,施胶前纸页的定量和水分,对成纸的定量和水分都有明显的影响,而且都是无法直接测量的。纸张的质量主要取决于打浆的质量,如果纸浆的打浆度、湿重和浓度不合格,造纸机不可能生产出合格的纸张,可见纸浆的打浆度、湿重和浓度对成纸定量和水分的影响很大。此外,白水的浓度和网前箱纸浆的浓度很低,分别为0.085 一 0.15%和 0.65~0.35%,对于这样低的浓度,目前还没有在线测量仪表,但白水浓度和网前箱纸浆浓度对成纸定量有着至关重要的影响。同时,填料的浓度和胶液的浓度波动会直接引起成纸定量的变化。最后施胶前纸页定量和水分,是成纸定量和水分的导前信号,如果能够对此进行测量和控制,对于减小定量和水分的偏差,节约纸浆和节省蒸汽,具有十分重要的意义。遗憾的是人们至今无法对它们进行直测,这给造纸过程控制无疑带来了不少麻烦。
3.对象的强藕合特性
造纸过程是一个复杂的多变量过程,变量与变量之间相互关联、相互藕合,这是造纸过程的又一个特点。从整机控制的角度看,成纸定量由浆门控制,成纸水分由蒸汽阀门控制,可见它们是相互关联、相互耦合的。当成纸定量提高或降低时,成纸水分也会相应的增加或减少,反之亦然。对于高精度纸机的网前箱,由浓度调节阀控制纸浆浓度,由蒸汽阀门控制纸浆温度,由白水阀门控制网前箱液位,它们也是相互关联的。当网前箱纸浆浓度改变时,网前箱液位和纸浆温度都会随之引起变化。对于高速纸机的封闭式网前箱,总压、液位和上部空间压力,分别由纸浆流量或白水流量和压缩空气量来控制,它们是紧密相关的,网前箱液位升高或降低,总压和上部空间压力都会相应变化。此外,某些纸机烘干部几组烘缸表面温度控制,往往选择每组烘缸反应最灵敏的表面温度即灵敏点温度作为被控变量,并分别由相应的蒸汽阀门控制,这样的控制更是严重耦合的。由于上述各变量的藕合都是强藕合,这就增加了造纸过程控制的困难程度和复杂程度。
4.对象的纯滞后性
造纸过程具有纯滞后性,有的造纸过程具有特大纯滞后。纯滞后时间与纸机车速、定量和流程长度有直接关系。一般说来,纯滞后时间与定量和流程长度成正比,而与纸机车速成反比。对于生产高定量纸的纸机,纸张厚,烘缸多,车速慢,纯滞后时间特大,一般在 5 分钟至 10 分钟的数量级;对于生产低定量纸的纸机,由于定量低,烘缸少,纯滞后时间在 10 秒至 60 秒之间;对于生产中定量纸的纸机,纯滞后时间在1 分钟至 3 分钟的范围内;对于高速纸机,纯滞后时间极短,一般只有几秒至十几秒。从这里我们可以看出,造纸过程控制系统,是一个时滞不平衡系统,定量回路和水分回路的纯滞后时间一般不相等,扰动通道与调节通道的纯滞后也不相等,有的相差极大,有的相差又很小,这对造纸过程控制系统的设计与综合将是一个令人头痛的问题。更有甚者,对于某些高定量纸机,纯滞后时间远远大于时间常数,如果不采取有效措施,将会出现极差的控制品质。
5.对象的非线性特性
造纸过程具有非线性,在某些局部非线性还十分严重。在网前部,等效网前箱的液位与出口纸浆流量呈二次方关系;在铜网部,案辊脱水方程和真空箱脱水方程都是指数关系;在压榨部,几道压榨的脱水方程同样是指数关系;在烘干部,传质、传热方程是高次方的非线性方程,从烘缸内蒸汽冷凝,产生冷凝潜热传递给烘缸表面,由烘缸表面经纸页传递给毛毯,最后由毛毯传递至大气,每一个传递过程都是非线性过程。此外,水分由纸页至毛毯、由毛毯至大气的扩散和蒸发,也是非线性过程。造纸过程的每个局部都呈现非线性特性,整个纸机的状态方程当然也具有非线性。但是,非线性严重的程度随不同的纸机而异,大多数都可以在工作点附近用线性方程来近似,有的还可以用双线性方程来替代,可是也有某些纸机非线性十分严重,只有用非线性方程来描述它的特性。我们应该看到,造纸过程本身是非线性过程,不管用哪种方法(线性、双线性、非线性)来描述,都会给设计人员带来设计、综合和优化过程中的困难,当然,这也给设计人员提供了更加广阔的回旋余地。
6.过程扰动大
造纸工业生产过程,往往会受到各种各样的干扰作用,使得生产过程不稳定,从而影响产品的质量、产量和经济效益。这些干扰来自:
1) 原料(包括浆料、化学品、添加剂)的质量和供应情况;
2) 产品质量标准和规格的变化;
3) 生产过程设备的稳定性;
4) 环境条件改变,比如季节的更换;
5) 与其它工厂或装置之间的连结关系 ;
6) 设备特性的漂移和衰减作用;
7) 过程物料的波动;
过程控制范文2
关键词:校审过程质量
中图分类号: TE42文献标识码:A 文章编号:
一、设计的过程控制决定了设计产品的最终质量
当前影响设计质量的问题依然是“错、漏、碰、缺”等设计错误。归纳主要表现在以下几个方面:
一、图纸及其文字材料中的错、别字;错误的法定计量单位,或者采用已作废的计量单位名词和符号,还有语言叙述中的语法问题、病句等。
二、制图方面的错误,如绘图比例、图示关系、尺寸标注、图例符号、图标栏目和图章、图表上的错误;存在制图不符合有关制图标准,设计文件编制不符合《建筑工程设计文件编制深度规定(2008年版)》的要求。
三、专业设计方面的错误,如:标准、规范选用不当,有关参数、指标引用错误或不恰当,采用过期的设计标准、规范等;在设备材料的选择上存在规格、型号、材质、数量等属性的表达不完全或表达错误;存在工艺线路、平面布置、定位尺寸、有关标高的确定错误、计算错误,造成各专业之间相互碰撞、走向错误或管道、设备无法安装等问题。
除此三方面的问题外,最常见的是一些低级性错误反复出现的现象、一些明显的错误长期得不到消除。
我们知道,产品是“过程的结果”。产品的形成是通过产品的生产过程来完成的,而实现产品的过程质量往往就决定了产品的最终质量。因此,要提高产品质量,必须重视和抓好过程质量做起,只有以可靠的、可控的和不断改进的过程质量才能保证产品质量。我们贯彻GB/T 19001-2008标准,获得第三方的认证,就是在用“过程”的方法管理质量体系,并获得有效运行的证据,从而获得顾客和其他有关方的信任。
从整个工程设计产品实现的过程看,设计校审(含校对、审核、审定等)过程只是这个大过程中的一个子过程,但它却是设计产品形成过程中非常重要的环节,它是验证设计成果不可缺少的方法。设计产品质量的好与坏,在很大程度上是由设计校审过程的质量所决定的。校审过程的效果如何,校审过程是否处于有效控制,过程质量是否得到保证,决定着设计产品的最终质量。设计中产生的诸多错、漏、碰、缺等非方案性错误只能通过严密、细致的校审过程得以消除。此外,在设计评审中产生的重大技术决定与方案完善及有关技术、经济的改善措施也只有通过校审得到验证。
既然设计校审是设计产品形成的一个过程,在这个过程中所出现的问题都是可用过程的原理和过程的方法来解决的。过程方法是GB/T19000-2000质量管理体系系列标准所提倡的质量管理原则之一,它的宗旨在于提高企业的生产效率,满足顾客的需求和实现过程的增值,最终提高产品的实物质量和企业的经济效益。
我们知道,通过使用资源和管理,将输入转化为输出的活动被视为“过程”。通常,一个过程的输出会直接成为下一个过程的输入,即形成过程链。而组织内诸过程的系统的应用,连同这些过程的识别和相互作用的管理,被称之为“过程方法”。过程方法实际上是对过程网络的一种管理方法,它要求组织应系统地识别并管理过程以及过程的相互作用。它是一种更精细,更系统,更科学的管理方法。
二、影响校审过程设计质量的有关其它的“诸过程”
我们了解了什么是“过程”和“过程方法”。那么针对“校审过程”来说,它 所“输入”的是由设计人初步完成设计文件(设计图纸、说明书、相应文表、计算书和专业委托资料等),通过符合资格要求的校对人、审核人、审定人对其认真细致的审视、比对、计算,通过校审人员所掌握的专业知识与法律、法规、工程设计、施工验收标准、规范的检查、验证与分析,实现“过程转化”,最终“输出”合格的工程设计文件;而与校审过程有关联的其它“诸过程”对其可能产生的相互作用主要有:
1、市场开发过程
成功的市场开发活动应在企业“设计资质”和企业“生产能力”允许的前提下进行。设计资质决定了企业承担工程设计项目的范围,生产能力则决定了企业能否在合理的工期内完成工程设计任务。通常情况下,企业超资质范围承担工程设计项目,会造成项目设计过程中无法配置到符合要求的设、校、审人员,无法保证项目的实现。而企业的生产能力不足或因生产经营人员,签订了严重违反工程设计生产周期的设计项目,就会造成工程设计的过程质量无法保证。一般来讲,超资质范围承担工程设计现象比较少见,因为在这方面国家有严格的控制手段,企业不会拿可能受到的严厉处罚来冒险。但在生产能力方面确实存在一些为迎合市场或顾客的“意愿”而严重违背工程设计周期承揽项目的现象,如在极短或根本无法完成项目设计的时间内提交设计产品。这样势必会对后续过程,尤其是校审过程(无时间安排校审)造成荫患,而影响设计产品质量。
2、设计项目策划过程
设计项目策划过程中与校审过程关系最为密切的,一是校审人员的配置,一是设计专业间接口的安排。校审人员的配置,主要是在策划阶段为项目设计配置符合校审资格条件要求的校审人员。设计专业间接口的安排,主要是合理地策划专业间作业衔接,分配专业设计作业时间,使项目设计工期在专业间均衡分配,避免造成前松后紧、专业间互相影响等现象。其重点是为校审过程从人员资格和过程条件上提供保证。
3、设计评审过程
设计评审过程影响校审过程的主要因素是,如何将设计评审的有关信息及时有效地传递给校审人员,以便校审人员掌握设计评审结果,并在校审过程中验证设计结果。有效的设计评审信息传递,可以防止校审中有关验证的落空。
以上论述,是对校审过程的认识及与校审过程有影响的诸过程的分析。就当前校审现状而言,实际校审过程和与其相关的诸过程所存在过程缺陷,最终造成了校审过程质量问题,这些过程存在的主要问题有:
一是设计项目工期不合理,由于设计文件交付时间的限制使得合理的校审时间无法保证。
二是设计项目运行策划过程中对校审人员信息了解不够到位,造成所配置的校审人员资格不符合要求;
三是实际从事校审的人员与项目运行策划的人员不一致,存在实际校审人员资格不符合
要求;
四是校审人员的履职行为没有得到落实,校审人员因设计文件交付期已到或其它原因无法(或者未)履行校审职责;
五是对校审过程控制不到位,疏于管理。
三、校审过程存在的问题及需要解决的问题
对于校审过程存在的问题,如何来解决,我们可以采取就事论是办法,发现什么问题就去解决什么问题,也可以采用系统分析的方法,通过改进过程来解决问题,这就是本文所要探讨过程方法。用过程的方法解决过程中发生的问题,需要从不断增强过程业绩和有效性的结果入手,从坚持持续改进过程做起。而改进过程的最佳途径就是坚持行之有效的“PDCA”模式(方法),即:策划(P)、实施(D)、检查(C)、处置(A)。下面,我们通过PDCA方法来分析校审过程及其诸影响过程中存在的问题,采取有效改进过程质量。
1、策划(P)阶段
策划阶段涉及的部门和措施有:
市场开发:在市场开发过程要始终坚持在企业设计资质的范围内承揽工程设计项目,要依据企业自己的设计生产能力来确定设计项目工期,提倡签订符合工程设计工期规律的设计合同。要明白企业发展在不断满足顾客要求、市场规律和追求自身效益过程中,必须正确地处理市场定位和产品质量的关系。应坚决堵绝一切可能因设计工期严重不合理造成设计过程质量无法保证,而引发严重工程设计质量事故,影响企业信誉甚至生命的设计项目。从工程设计项目的源头为校审过程提供可靠保证。
项目管理:项目负责人要科学、周密地编好项目运行计划,并重点关注校审人员的配置和专业衔接问题。在校审人员的配置上要了解人员状况及设计生产动态,合理配置符合资格要求的校审人员。在校审人员的配置过程中注意做到,年轻的校审人员与年龄较大的设计校审相结合;工作经验少的校审与比有丰富工作经验的校审人员相结合;工作较粗心的校审人员与工作比较认真扎实的校审人员相结合。在校审人员配置策划阶段尽可能通过合理的人员搭配消除存在的消极因素。在专业间接口关系上要做到专业衔接合理,设计工时分配合理。设计项目运行计划和专业作业计划层次合理。通过合理的专业间衔接与专业设计工时分配,从设计项目运行安排上消除可能存在的某一个专业占用设计时间过长,造成后续专业设计时间紧张的现象。避免设计过程挤占校审过程的合理工期。项目负责人应严格审查项目策划结果,协调各方的关系,提高设计项目运行策划水平。
2、实施(D)阶段
项目管理所(室)、项目负责人:在项目运行过程中应做到掌握项目实际运行状况,控制设计过程按计划运行,及时协调项目运行中出现的问题。尤其是是在专业接口上,要求所有专业严格按计划时间提出委托资料,防止任何无故拖延造成上专业占用下个专业作业工期。对于项目设计过程中出现的工期拖延或因其它原因造成的延误现象应及时沟通,并按体系文件的规定办理计划调整手续,以确保校审过程的合理工期。此外,在项目管理中应大力推行科学的管理方法,采用先进的管理手段,如建立项目信息平台,畅通信息交流渠道,使项目设计包括校审在内过程更加透明。
实施阶段涉及的部门和措施有:
应保证实际从事项目校审的校审人员与项目运行策划的安排一致,确实出现由于其它原因需要调换校审人员时应与项目负责人协商一致,并保证所换人员的校审资格符合规定要求。
项目管理所(室):应加强上与顾客,下与项目负责人的沟通,掌握项目运行状况,及时协调项目运行中出现的有关涉及与合同变更与工期变更的问题,保证校审过程按计划运行。此外,在项目管理中应大力推行科学的管理方法,采用先进的管理手段,如建立项目信息平台,畅通信息交流渠道,使项目设计包括校审在内过程更加透明。
项目负责人:应及时地将设计评审结果传递给有关设计责任方,使参与校审的校审人员及时了解评审结果。应按其职责规定严格监督校审过程,保证校审过程从校审人员资格到校审过程校审人员的职责履行等方面都符合规定要求。
校审人员:要按照体系文件中《校审细则》的规定职责,严格、认真、细致地进行设计项目校审。校审人员要树立正确的职业观,在设计校审活动中尽职尽责,要认识到校审人是设计产品质量直接责任人,校审人员在设计文件中履行签字,是在履行自己的职业责任。在工程设计产品的质量上,是要承担相应的法律责任的。
3、检查(C)阶段
检查阶段涉及的部门和措施有:
项目负责人、项目管理所(室):在项目设计校审过程中应加强过程和产品监视,及时协调处置过程中发生异常问题。通过跟踪、检查或产品抽查的方式保证校审过程处于受控状态。
技术质量部:组织有关专家通过对设计产品的质量检查,评价设计产品的质量状况,对校审过程中存在的问题,及时向有关方面反馈和通报。
校审人员资格管理部门:
按照设计产品质量标准,组织有关部门和专家(或利用校审过程中的有关信息)对校审人员的校审能力进行评价,以确定校审人员的履职能力。提高校审人员资格管理水平。
在这一阶段可以采用的统计技术有:百分比、数理统计法,可用于产品质量合格率的统计。直方图,可用于专业平均每张一号图存在设计问题数量的比较等。散布图,可用于校审人员校审效果离散程度的分析。排列图,可用于校审过程中存在问题的关键程度分析等。
4、处置(A)阶段
各有关职能部门:通过对校审过程监督、检查、统计、分析等手段的应用,对校审过程中产生的问题依其重要程度采取有针对性纠正,或采取纠正措施和预防措施,使校审过程得到改进。对于校审过程比较常见、典型的问题我们可采取的措施有:
针对普遍性的校审效能差,我们可从管理上采取措施,组织、鼓励校审人员学习、研究专业知识,积极研究、掌握专业标准、规范内容,了解专业发展动态。从专业基础上打牢校审功力。
对于年轻校审人员缺乏校审经验的问题,可采取针对性的校审技巧与方法培训,进行必要的校审方法典型引导。或者指定有丰富校审经验的专家对其进行传、帮、带。
对于产品中经常出现、反复出现的设计问题,可组织相应的质量分析会,把存在问题展示给大家,通过分析原因,采取有效的措施,达到普遍提高的目的。
对于重大产品质量问题所涉及的校审人员,应建立相应的处罚措施,包括经济上的和资格上的处罚。在校审人员的资格管理上加强对校审人员业绩的有效考核和推行动态的资格管理制度。
过程控制范文3
【关键词】风扇机匣;试验模态分析;固有模态;固有频率;振型
0 前言
燃气涡轮发动机作为当今社会重要的动力提供者之一,在航空、船舶以及电力等领域都有着广泛的应用。燃气涡轮发动机通过转子的高速旋转,吸入并压缩空气,然后通过燃烧驱动涡轮以达到提供动力的目的[1]。高速旋转必然带来振动问题。气流在经过高速旋转的转子之后会形成一种周期性激振力作用于发动机构件上(如转、静子叶片、机匣等),当激振力频率与构件的某阶固有频率接近或吻合时,就可能导致该构件发生共振,从而导致该构件出现高循环疲劳失效。据统计,疲劳是燃气涡轮发动机最主要的失效模式,基本占据发动机失效模式的一半,而其中又有一半左右的失效模式为高循环疲劳失效模式(见图1)。
随着燃气涡轮发动机技术的发展,其推重比越来越高,随之而来的则是越来越高的压气机增压比、涡轮前温度以及越来越轻的结构重量。这些改进往往恶化了发动机的工作条件,提高了发动机构件的应力水平。这就要求在新一动机结构设计中更加重视关键部位的设计细节,以确保发动机的可靠性和耐久性[3]。
综上所述,研究发动机某些关键构件的固有振动特性,分析其在发动机工作时所可能出现的高循环疲劳失效对于提高发动机的可靠性和耐久性是十分必要的。
模态是构件的的固有振动特性,一般包括固有频率以及相对应的固有振型与阻尼系数。所谓模态分析就是将线性定常系统振动微分方程中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程,以便求出系统的固有频率、固有振型、阻尼系数等模态参数[4-5]。
目前,国内外针对发动机结构件的固有振动特性分析主要有理论模态分析与试验模态分析。这两种分析应用于发动机研制的不同阶段。理论模态分析主要应用于发动机初始设计阶段,可在前期设计阶段规避所可能出现的结构件高循环疲劳失效风险;试验模态分析应用于发动机研制试验验证阶段,在理论模态分析基础上,对发动机真实结构件进行动特性分析,进一步规避其高循环失效风险并可有效应用于有限元模型修正,提高理论模态分析的准确性。
二十几年来,随着计算机技术,FFT分析仪,高速数据采集系统以及振动传感器激振器等技术的发展,模态试验及分析技术得到了很快的发展,受到了机械、电力、建筑、水利、航空、航天等许多领域的高度重视。进行一个模态试验,要想取得最佳的试验结果,仅仅懂得试验过程和试验分析的步骤是远远不够的,在试验中很多对细节的控制都会对试验的结果好坏有很大影响。研究模态试验中如何通过一些细节的控制对优化试验结果有着重要的实际意义[6]。
1 试验对象、试验方法及试验系统简介
本文模态试验对象为某型燃气涡轮发动机风扇机匣组件。
机匣是航空发动机及地面燃机的主要承力件[7],与发动机转子以及承力轴承等共同组成了转子-支承-机匣系统[8],是支承整个发动机传力的重要组成部分;同时,机匣也是形成发动机流道的主要构件。受流道内气体激励、转子不平衡等作用,机匣都可能产生振动。因此对机匣进行模态试验分析,得到其固有振动特性是必要的。
常用的模态试验方法主要有三种,分别为单输入多输出(SIMO)、多输入多输出(MIMO)以及多输入单输出(MISO)[9]。由于风扇机匣为金属构件,刚性尚可,考虑试验复杂程度及周期,选择单输入多输出方法进行试验。试验过程中采用2302-10型力锤进行激励,信号拾取采用B&K 4508B智能型ICP传感器,后端数据采集和处理采用B&K公司PLUSE数据管理系统和ME’scope模态参数分析系统。模态试验系统简图见2。
2 不同锤头对试验结果的影响
力锤作为激励系统,其锤头的选择对于试验结果存在重大影响。不同类型的锤头激振频率范围是不同的。通常来说,硬度越高的锤头所能激励的频率范围就越大。由于在采用锤击法进行模态试验时,需要进行数百次甚至数千次的敲击,锤头过硬就可能存在破坏试验件的风险,因此锤头的选择在确保所激励的频率范围足够的基础上应越软越好。
以风扇一级机匣为例,采用钢锤头与铝锤头分别进行模态试验,试验分析带宽为6.4kHz,试验频响函数见图3。
从试验结果可以看出,在6.4kHz频率范围内,采用钢锤头和铝锤头得到的试验结果是一致的,因此对于该试验,采用铝制锤头即可,既不影响频率分析范围,还可降低敲击导致破坏机匣的风险。
3 模型网格点数对试验结果的影响
机匣作为薄壁圆筒件,其标准固有振型为沿周向出现的梅花瓣形,且瓣数(m)通常随着频率的升高而增加。为了得到机匣的高阶振型(瓣数较多),用于模态试验的模型所需的网格点数应非常多。但网格点数不是越多越好,因为网格点数越多,试验周期就会越长,且当网格点数达到一定程度,两个网格点之间的距离就会很小,这就导致在传感器附近的网格点,其激励信号难以控制(激励太大将超过传感器量程,激励太小则无法有效激励试验件)。因此,网格点数的选择对于模态试验结果也很关键。
同样以风扇一级机匣为例,分别建立周向网格点数为23和92的线模型进行模态试验,分析带宽为1.6kHz,表1列出了部分频率结果,图4为采用这两种模型得到的3阶典型振型图。
从该试验结果可以看出,网格点数的不同对机匣的固有频率结果并无太大影响(误差在5%以内),但对振型结果影响较大。从图4来看,瓣数少于11的振型(图4左、中),通过两种不同模型所得到的结果是一致的;对于瓣数为12的振型(图4右),通过23个网格点的模型无法有效得到。
根据该试验结果可以得到如下试验结论:对于机匣类的薄壁圆筒形试验件,用于模态试验模型的周向网格点数最少必须大于瓣数的2倍。换而言之,若所需得到的试件振型具有N个梅花瓣,那么在建模时,模型周向网格点数必须大于2N。
4 模型简化对试验结果的影响
整体机匣试验件不仅直径较大而且轴向长度也较长。针对这类试验件,如果采用整体建模进行模态试验,不仅试验周期长,而且对于高阶振型,往往识别效果很差。
以风扇整体机匣为例,以圆柱面为基础建立其整体模型,周向网格点92个,轴向网格点10个,共计920个网格点,模型图见图5。
采用锤击法进行模态试验,部分试验结果见表2。
从试验结果来看,由于试验件尺寸较大,因此利用力锤无法充分激励该试验件,导致高阶振型无法分辨。
面对这种情况,可以考虑采用简化模型、多次试验,最终综合试验结果的方法来解决。
仍以风扇整体机匣为例,它由风扇1、2、3级机匣通过安装边连接而成。对于每一段机匣而言,由于其轴向长度与直径的比值较小,可以假设其在轴向各截面不会出现不同梅花瓣数的振型。基于上述假设,对风扇整体机匣进行3次周向模态试验,分别对应风扇1~3级机匣,最后进行整体轴向模态试验。最终对这4个模态试验的结果进行综合分析。
对于风扇1~3级机匣周向模态试验,选取机匣中部一圈建立网格
点数为92的线模型,对于整体机匣轴向模态试验,沿机匣轴向建立一条网格点数为20的线模型。所有模型网格点数相加仅为296点。采用锤击法分别进行模态试验,部分典型试验结果见表3。
以固有频率为331Hz左右的振型为例,根据整体模型所得到的振型见图6(其中3级机匣在上,1级机匣在下),根据简化模型得到的振型见图7(从左到右分别为1、2、3级机匣周向和整体机匣轴向振型)。表3 简化模型部分典型模态试验结果
从图6可以看出,该阶振型为复合振型,其中轴向节线应在2级机匣上,1、2、3级机匣的波瓣数为6。而综合图7中的四个模态试验结果也可以得到相同的结论。
据此可以推断,表3中频率为730Hz左右所对应的振型应为1级机匣周向11个瓣,2级机匣周向10个瓣,3级机匣周向12个瓣,且沿轴向有2个节点。而该频率所对应的振型通过整体模型无法有效获得(见表2)。
5 结论
(1)对于风扇一级机匣,在6.4kHz频率范围内,采用钢制锤头与铝制锤头所得到的模态试验结果一致,因此可以采用铝制锤头进行试验。
(2)对于薄壁圆筒形构件,试验模型的周向网格点数至少应超过所关心振型瓣数的2倍以上,否则无法有效得到高阶振型;但点数多少并不影响频率结果。
(3)对于尺寸较大且直径与轴向长度比值较小的薄壁圆筒形构件,可以考虑采用简化模型后多次试验并最终综合所有试验结果的方法来获得较为精确的高阶振型并缩短试验周期。从本文试验结果来看,对频率范围在1.6kHz以内的振型还是适用的。如果所关心振型的频率超过1.6kHz,由于薄壁圆筒形构件的固有频率非常密集,想在分别进行的模态试验结果中找到代表相同振型的频率就会变得非常困难。这种情况下,采用激振器代替力锤进行激励可能会得到更好的结果。
【参考文献】
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[6]王婧.某燃机涡轮后机匣试验模态分析研究[C]//中国航空学会第八届轻型燃气轮机学术交流会.2013.
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过程控制范文4
【关键词】工程造价,全过程控制,投资效益
工程造价即工程的建造价格,指一项工程预期开支或实际开支的全部固定资产投资费用,即工程投资费用。工程造价控制,就是在满足工程项目质量标准的前提下,在投资决策阶段、设计阶段和建设项目实施阶段中把工程造价控制在批准的限额内,力求在各个建设项目中合理使用人力、物力、财力,取得较好的投资效益和社会效益。工程造价控制与管理是一个动态的过程。市场经济变化多端,使工程投资的确定与控制变得极为复杂,这就要求将全过程造价控制的理念贯穿于项目的全过程。
一、立项决策阶段
在这一阶段,对工程造价控制的重点是积极参与项目决策前的准备工作,切实做好可行性研究,根据市场需要及发展前景,合理确定建设规模。要做好这方面的工作,必须投入大量的人力、物力、财力,在对建设产品的技术来源、市场容量、市场前景以及经济效益分析等各方面做出深入的调研和正确的评价,编制投资估算尽可能全面,充分考虑建设期间可能出现的各种因素对工程造价的影响,使投资估算真正起到控制项目投资的作用。
二、设计阶段
设计阶段作为项目建设的关键性阶段,其经济合理性对投资控制发挥着决定性的作用据统计数据表明,项目设计阶段对工程造价的影响程度高达65%一85%项目设计阶段全过程造价控制的实现措施具体包括以下几方面:
(1)采用设计招投标方式,从多家设计单位挑选出优秀的、造价更优的设计方案,由此规避设计方案出现设计变更多或设计深度不够等问题,同时增强设计行业的竞争意识,即以最优化的设计占领市场,以最经济的投资估算控制工程造价。
(2)采取限额设计,即以投资估算实现初步设计的控制,以设计总概算实现施工图纸设计的控制,此外采取设计奖惩制度,由此对经济合理、节约成本的设计方案进行奖励,注意必须对建材或设备的经济性及设计的技术水平进行充分考虑,由此实现节约投资、降低造价贯穿到设计过程的始终,进而确保设计内容与使用功能相符。
(3)概算编制质量及概算准确性的提高对工程造价控制至关重要,其中初步设计阶段误差的出现率可降低10%,因此必须根据国家有关规定及概算定额,对设计概算进行准确编制,同时根据工程实际,对当地的工程价格水平进行反应。
三、招投标阶段
招标投标阶段造价控制属于事前控制,主要防范合同方面的风险。在签订合同时要与业主共同商讨,根据工程实际仔细分析合同条款,明晰责、权、利关系,以便利用合同文本条款在施工过程中对造价进行控制。对于合同中的条款要注意可转化为经济责任的条款和隐含的经济责任条款。隐含的经济责任条款,由于其制约效应十分明显,后果十分严重,因此,在签订此类条款时应注意以下方面:1)应充分考虑风险因素,合理规避风险,防范不可预见的经济损失和索赔。2)参与施工招投标文件的编制及招投标的组织管理。3)编制合适的施工预算标的及详细分析各投标单位的投标书。4)参与招标答疑时尽可能明确今后可能采取的一些控制措施,减少索赔隐患。
四、实施阶段
(1)加强合同管理建设单位的造价管理人员务必要认真学习合同的相关条款,以便结合合同条款对工程造价方面的纠纷予以跟踪解决,从而规避索赔事件的发生,此外若施工单位未完全履行或未履行合同约定的义务,那么亦可向施工单位提出索赔,进而降低自身损失
(2)引入投资监理考虑到施工阶段的造价控制具有持续时间长的特点,加上施工阶段具有复杂多变性,工程造价控制人员必须经常深入施工现场,以便及时掌握工程的实施情况,坚决做到规范签证、严格核实我国目前施工阶段投资控制的常见方法为引进投资监理,其中投资监理应与业主、工程监理管理部门协同合作,对工程变更、隐蔽工程等实施现场检验,待所有信息核实无误后再进行签证工程结算过程往往遇到诸多不符合强制性规范要求、不完整或不规范的经济签证,此外某些施工单位随意增减工程签证的内容,而此类情况的规避皆要求投资监理人员对施工过程进行有效控制。
综上所述,工程造价控制的关键在于施工前的投资决策和设计阶段。工程造价的全过程控制即是在优化建设方案、设计方案的基础上,在建设程序的各个阶段,把工程造价控制在合理的范围和核定的造价限额以内。更确切地说,要用投资估算价控制设计方案的选择和初步设计概算造价;用概算造价控制施工图设计和预算造价。以求合理使用人力、物力和财力, 使之取得较理想的投资效益。
参考文献
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过程控制范文5
关键词:过程控制 跟踪 比较基准
1工程施工的过程控制包括进度控制、成本控制。其中关键是成本控制,而成本控制包括人工费、材料费、机械费的控制。除了与施工现场管理相关外,与人工费、材料费、机械费相关的因素很多:工期、工程规模和性质、气候等
工程施工的全过程控制是一个繁杂的系统工作,要求项目管理人员对工程有全面的掌控,这就需要大量的数据和报告来反映这个情况。为此很多施工企业也想出了很多的办法,但是大多收效甚微,所以这个也是各个施工企业在项目管理中一个难点问题,是一个值得大家来共同探讨的问题。
2现在施工企业常用的办法是:在工程施工过程中严格实行自检,将人工、材料、机械实际消耗如实记录,然后将检查结果形成资料,在资料的检查和对比计算中发现问题,并在以后的工作中积极想办法,解决问题。这个就出现一个问题,因为工程施工的每一步都要形成记录,所形成的工程资料就会很多,不光写这些资料会占用管理人员大量的时间,连看这些资料都会占用大量的时间,这样做的效果就会适得其反,大家就会逃避这些资料的填写和制作,管理人员也根本不看这些资料,只是为了应付差事,完成了事。这样做的效果可想而知,工程施工的过程控制等于没有。造成很多时候,工程干到一半了,工程人材机消耗情况,管理人员不知道,工程情况是盈利还是亏本,管理人员更不知道。更何况,施工单位的任务繁重,应该把主要精力和时间放到施工现场的质量、安全管理上,而不是在资料的编制上。
3我个人认为,解决这个问题的一个利器就是充分使用信息化项目管理软件来辅助项目工程的管理。如MS PROJECT2007。这样,所有的工程资料的制作不再是负担,成本的计算也不再繁琐。
3.1在工程实施前,在MS PROJECT2007中可以根据工程的实际情况做一个成本和工期的分析。当工程实施的过程中,可以在MS PROJECT2007中使用“跟踪”的工具,使工程的实际进度与PROJECT文件工程进度相符,就可以自动算出到目前为止的实际成本。当其中的人工费发生变化时,也可以将PROJECT文件中的人工费修改,成本的变化也是在“确定”之后就计算完成了。当某一项工程的工期发生变化的时候,也同样可以修改PROJECT文件中工期,随之与工期相关的工时也发生相应变化,成本发生变化,项目管理人员都可以及时的查看到。这样,项目管理人员可以从繁重的文案工作中解脱出来相当的时间和精力来进行施工现场的管理工作。
3.2另外,MS PROJECT还有一个比较基准的功能。比较基准包含了计划的开始日期和完成日期,任务和工作分配的工期、成本以及工时,并提供了一种将项目的实际进展与原定计划或你所希望的进度进行比较的途径。这个相当于工程进行到某一时间时各个参数的一个“快照”,因为文件的参数在工程进行过程中是随着工程变化而改变的,我们可以通过这个比较基准来查看工程中各个时期的参数。一个MS PROJECT2007文件总共能保存11个比较基准,就是说能保存11个时间段的所有参数,大大方便整个项目参数的查询,以便于项目管理经验的积累。
3.3况且,MS PROJECT在通过多次的升级和完善后,现在已经成为国际上通用的项目管理软件,使用这个软件不但可以提高项目管理的效率,还可以规范项目管理层的管理流程,使施工单位在各个方面都可以得到提升。
过程控制范文6
关键词:深基坑工程,施工,过程控制
Abstract: the safety and reliability of the deep foundation pit construction, are directly related to the high building of security, stability and permanent. The deep foundation pit bracing engineering to support from the design and construction of the two sides to ensure quality. Good foundation pit construction technology, the whole project is the premise and guarantee the smooth construction, is the huge important project start.
Keywords: deep foundation pit engineering, construction, process control
中图分类号:TV551.4文献标识码:A 文章编号:
1、深基坑工程的要求
当下,随着高层建筑的兴起与普及,深基坑工程越来越多。目前国内应用较多的深基坑支护技术有桩—墙内支撑支护结构、桩墙—预应力锚杆支护结构、重力式水泥土挡墙结构、土钉墙支护结构和沉井结构等,选择深基坑工程技术方案主要考虑工程的“安全”和“经济”效果。深基坑开挖产生的土移引起周边建筑物、构筑物、管线的变形和危害,对此,必须在设计阶段提出预防和治理对策,并在施工过程中采取必要的手段和应变措施来确保基坑和周边设施的安全一般,在开挖深度不到6m时,单凭经验施工基本可以满足一定的建筑要求,即使地基土质略差,用一般方法也能安全施工。如果深度大于6m,需要涉及到土力学方面的一些问题,根据一些专家的建议,处理开挖时挡土墙周围地基的稳定问题,一般采用稳定系数Ns=γt.H/Cu,对Ns≤4为浅开挖,Ns≥7为深开挖,其中γt是湿土单位体积的重量(t/m3),H为开挖深度(m),Cu是土的不固结不排水剪切强度t/m2。
2、深基坑工程施工中的预警分类
工程实践表明,基坑支护工程是建筑施工中不可或缺的一种施工方法,它包括地下连续墙、排桩支护、重力式档土结构、喷锚支护结构和组合式支护结构等形式,其施工过程极易发生坍塌伤亡事故。预警就是要防范以下情况的发生:
2、1基坑边坡坍塌
这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护施工刚结束不久。在北京朝阳区洼里某一工地,基坑支护刚完工不到两天,边坡从上至下整体坍塌,长度达五十余米。究其原因,支护施工单位没有经过合理的设计,也没有严格按设计施工,从坍塌的坡面看,尽管是土钉支护,但是没有按土钉支护规范进行。大多数土钉没有注浆,只是打了一些孔把钢筋去;有些土钉虽然注了浆,但是孔内浆体没有注满;有些土钉孔位置根本没有打孔,只是将土钉杆体直接击入土体。
2、2边坡水平位移较大
一些基坑边坡水平位移较大,达到 4cm以上,并且经监测,水平位移还在继续加大。面对此种情况,结构主体施工单位停止了地下主体施工,业主不得不立即召集基坑支护设计、施工单位和专家对基坑重新进行稳定性分析,并就出现的问题提出处理措施。
2、3附近建筑物变形
在城市建设中,很多基坑紧邻建筑物,处理稍有不当,附近建筑物就极易变形。一般来说,建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后,不仅危及楼上的居民或工作人员的安全,而且也对在施的工程造成威胁,使得工程难以继续进行下去。
笔者认为,发生以上问题的原因主要是:(1)坑壁的形式选用不合理;(2)坑壁土方施工不规范;(3)对地表水的处理不重视;(4)支护结构施工质量不符合设计要求;等。因此,必须从影响基坑支护工程的因素上分析内因,提出彻底解决的方案和措施。
3、深基坑工程施工的过程控制措施
3、1施工过程控制
深基坑支护施工中,应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况,应由现场技术负责人根据情况的性质和大小,向基坑支护设计人汇报,设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更,将问题消灭在萌芽中。
3、2开挖与支护施工
城市高层建筑的发展,使基坑深度日益增大,边坡也越来越陡立(一般在80~90°).目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60°左右建立的,与陡立边坡的初始受力状态有较大差异.边坡开挖后,破坏了原自然土体的三向受力状态,在开挖面附近产生一个高能区.其中一部分能量传给周围土体,一部就成为使土体变形的动力.对近于直立的边坡,若一次开挖深度太大,积聚的能量就很大,有可能成为破坏的突破点而产生塌方.所以施工中必须控制开挖面的长度与深度,并进行快速支护,使支护尽早发挥效能,达到控制和消灭破坏突破点的目的.分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放.前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位,有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位.当下一层段开挖后,就被后期开挖段吸收并释放.因此,分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程,最后总的开挖能量留在坡面的较少,这对整个破面的稳定是有利的。
3、3工程完成后
深基坑围护结构施工完工后、地下结构工程施工前,必须由建设、深基坑设计、施工、监理单位对深基坑工程进行联合验收,对基坑开挖与支护工程的稳定性、时效性等方面出具书面意见,并报当地建筑工程质量、安全监督部门备案,合格后方可进行地下结构施工。深基坑工程完成后,施工单位应及时进行地下结构工程的施工,并在基坑围护结构有效时限内和主体结构满足抗浮要求时,及时进行基坑回填工作。严禁基坑长时间暴露。深基坑开挖或支护工程完成后,因特殊原因可能造成基坑长期暴露或超过支护设计安全期而危及周边环境安全和施工安全的,建设单位应及时回填或采取有效加固措施,并承担未能及时回填或加固而发生安全事故的相应责任。
总之,从深基坑工程特点看:深基坑开挖深度大,很多深基坑紧邻其它建筑物(或构筑物),施工难度较大,除了合理设计外,必须加强施工管理,确保严格按设计和相关规范施工,必须对基坑边坡和周围建筑物(或构筑物)加强监测,实现信息化施工。而且,要在工作中,不断积累和不断探索。
参考文献