结构优化的概念较早就已经提出。结构优化设计的任务在于对结构方式和外形尺寸等因素做参考进行优化设计。计算工作量较大，在计算机完全替代人工计算后，使这种方法的应用逐步变得广泛。我们把系统的设计限制来作为优化设计的束条件，将设计变量以及性能变量的一组不等式表示了出来，将可以反映设计要求的数值作为目标的函数，运用数学的方法和手段得到了满足全部条件且使目标函数为最佳的设计变量。这既是总体的设计优化方案思路也是该设计的精髓。
针对不同的设计问题，其最优设计程序通常是基本相同的，首先应当了解结构的技术以及使用的要求，完成基本布局。此后再用一组设计变量来表述结构的尺寸以及物理性能等变量，此后可以写出关于设计变量的荷载函数。并能够建立起结构分析的方法，最终形成设计变量的一种约束方程，也可以说对设计变量值进行限制。在完成最优化方案之前，应当用公式来给出一个判别指标，也就是目标函数作为设计变量的函数。使之最小的一组设计变量也将成为为最优方案。
2.减速器齿轮箱体的优化设计
本论文的优化目的在于在齿轮箱结构满足强度和刚度的基础上，进行减轻重量，并完成合理均匀分布应力的优化工作。我们提出的优化具体设计为：
第一步，针对结构确定设计方案，并通过CAD软件进行建模。
第二步，通过CAD软件和有限元分析软件的连接传递到有限元分析软件中，并获得相关的应力以及位移等参数。
第三步，据实际情况进一步确定优化目的，对设计进行计算结果分析和比较，明确能够修改的结构参数。
第四步，通过修改参数，重新进行分析，并通过这种方法获得结构参数以及相应的响应值。并完成最佳参数的选取，同时得到更加科学合理的结构和尺寸。
我们做出的优化主要是针对箱体的质量的。即在外载荷不变而且不改变结构布局的前提下，对齿轮箱进行优化。将重量当作优化的目标函数，采取结构优化设计技术能够在确保质量的情况下，有效节约成本，提高质量。实现安全性、可靠性、节约型等多个层面的兼顾。因为结构布局和材料是固定不变的，所以箱体结构也是不发生变化的，仅仅是把箱体的具体部位厚度作为设计变量，用箱体工作结构的最大位移作为状态变量，把结构的质量当作目标函数。也可以说是在原设计的基础上，不对其做大的调整和改变，仅仅是对结构最大允许最大范围进行调整，达到箱体最轻的优化设计效果。引入边界条件的方法，考虑边界条件。在边界条件发生改变时，场变量函数并不需要改变，这对于通用程序有大的简化。
3.减速器优化设计的数学模型
3.1目标函数
目标函数为A=min{f(x)} =min{f(x1, x2,…, xn)}其中： A为减速器总的中心距离，也就是各中心距的综合；x为设计变量(包含中心距和螺旋角以及齿数、模数等等)； n为变量的数目。
3.2约束条件
约束条件是用来判别目标函数当中变量的取值可行与否的规定，所以减速器优化设计中提出的任何一个方案都必须满足所有的约束条件的变量所构成。在给出优化设计的约束条件的情况下，需要从各个方面进行周密的考虑。比如设计变量本身的取值要求；齿轮和零件的紧密程度等等。一般来说要充分考虑到以下几个约束条件:
一是离散性约束。其中包括齿数，也就是每个齿轮的齿数需要是整数；模数：要求齿轮模数必须符合模数系列(GB1357-78)的要求；中心距：要以10mm为单位。
二是上下界约束。螺旋角：对于直齿轮应当为零，斜齿轮取8°~15°；总变位系数：因为总变位系数能够影响齿轮承载能力，通常取0~0. 8。
三是强度约束。一般是指齿轮的齿面接触强度和轮齿的弯曲强度，依据GB3480-83标准进行。强度是否达标，需要根据实际安全系数进行实践检验。
四是根切约束。为规避根切现象，规定出最小的齿数，其中直齿轮是17，斜齿轮是14到16之间。
五是干涉约束。需要中心距和齿顶圆以及轴径满足没有干涉的关系。针对三级传动的减速器，干涉约束可以看作两个约束；第二级中心距需要比第一级大齿轮齿顶圆半径和三级小齿轮顶圆半径的总和；第三级中心距需要大于第二级大齿轮顶圆半径和第四轴半径的综合。二级齿轮传动以此类推。在完成优化设计后，能够可以获得响应，并直观地显示出参数的变化对函数的影响
门盖在工作时与汽车壳体之间的接触过程非常复杂，不仅涉及到接触、大位移、大变形等非线性问题，而且由于不同车型的汽车外壳结构不同，选用的材料也不同，所以研究时必须考虑汽车壳体模型.由于研究的主体是门盖，而推动门盖的主动力已知，汽车壳体只是力传递的边界条件，所以引入汽车壳体的简化模型.汽车壳体采用一般小轿车大小4500×1750×1300的简化模型，其材料模型采用线弹性模型，弹性模量取相比结构钢较小的值，这样既可以模拟在压缩过程中出现的较大变形，又避免引入材料非线性影响计算效率，同时对门盖的应力和变形计算影响很小..根据门盖的结构形式和特点，CAE建模时采用壳单元（ShellElement）来划分网格.在不影响分析结果的前提下对门盖进行了必要的简化，如忽略了螺纹孔、圆角及倒角等特征，从而提高有限元模型的质量、减小模型的计算规模.分析模型如图2所示.
2有限元分析
门盖闭合过程中，门盖与汽车壳体之间存在接触非线性.同时，工作过程中汽车壳体的刚度不是恒定的，它随着变形的大小而变化，即存在几何非线性.因此本文作SOL601，106高级非线性静力学分析.非线性分析和线性分析相比，非线性分析的计算时间和计算机存储量要大得多，而且在数值计算方法和求解参数的设定上有较大区别[2].边界条件包括载荷、约束和仿真对象[3].在门盖的左右轴套上分别施加轴承力，力的大小为800KN，方向为沿着油缸的轴向，指向门盖.在汽车壳体的底部作固定约束、门盖的旋转轴处作销钉约束.同时，忽略门盖组件各结合面之间的接触变形，近似将各接触部分看作刚性接触，在FEM下为门盖的各边、面之间添加1D连接[4-5].门盖与汽车壳体之间的接触是非线性的，在仿真模型下，定义高级非线性接触，汽车壳体作为“源区域”，门盖底板作为“目标区域”，“接触参数”保持默认.有限元计算模型如图3所示，分析结果如图4所示（只显示门盖）.根据图形可知门盖最大等效应力为170.76MPa.应力主要集中在门盖的左右轴套上，即油缸与门盖连接处.门盖的材料为Q235号钢，屈服强度为235MPa，可见在该工况下门盖满足强度要求.
3优化设计
有限元分析的最终目的是进行优化设计，现在需要对门盖结构进行优化，优化的目标是模型的重量最小[6-7].约束条件是在不改变门盖模型网格划分、边界约束和载荷大小，并能满足强度要求的前提下，控制最大等效应力值不超过材料屈服强度的70%（约165MPa）.
3.1筋板的布置
根据分析结果可知，应力主要分布在左右轴套处，大部分的筋板受力极小，因此，可通过布置筋板的分布进行优化设计.为便于加工和装配，门盖筋板布置采用均匀分布的方式.设计变量为筋板的数量，原结构中单行设置的筋板数量为10，考虑减重的目标及结构的稳定性，取筋板数量为3-7.图5为筋板数量与门盖最大应力和位移关系，图6为不同筋板数量对应底板的应力分布图.结果表明筋板数量对门盖的最大应力（轴套处）影响较小，对门盖底板的应力分布位置影响较大.底板最大应力发生在门盖油缸轴线方向上的临近筋板与主横筋板接触处，最大应力为N=4时σmax=61.52MPa.综合考虑最大应力、最大位移和底板的应力分布，以及实现减重的目的，确定新结构的筋板数量为4.
3.2筋板厚度的优化
3.2.1灵敏度分析
灵敏度分析是为优化设计做铺垫.通过灵敏度分析可以确定模型各参数对输出结果影响的大小.在模型校正过程中重点考虑对输出结果影响较大的参数，排除那些对输出结果影响很小的参数，这将在很大程度上减小模型校正的工作量，提高优化设计的效率[8-9].NX高级仿真中几何优化模块下提供了全局灵敏度解算方案.设计目标为门盖的重量最小，约束条件为门盖的最大应力，设计变量为筋板厚度.为便于加工与安装，门盖结构中相同结构的尺寸应保持一致.筋板厚度参数主要包括底板厚度T1、主横筋板厚度T2、横筋板厚度T3、竖筋板厚度T4、轴套厚度T5、前板厚度T6、门盖耳套帮板厚度T7和其他筋板厚度T8.对上述筋板厚度进行全局灵敏度分析，获得各参数对设计目标影响的全局灵敏度曲线，最后将所有灵敏度曲线调整到一幅图表中进行比较，根据各参数的全局灵敏度曲线的斜率大小判断设计参数对设计目标的灵敏程度，最终确定T1、T2、T3、T4.根据各参数对约束条件的影响曲线，确定T5.全局灵敏度曲线如图7所示.由图7（a）可知底板、主横筋板、横筋板及竖筋板的厚度对门盖的重量影响较大，其中底板的影响最大.由图7（b）可知轴套的厚度对约束条件的影响最大.为提高门盖强度以及减轻门盖的重量，主要对底板、主横筋板、横筋板、竖筋板厚度进行减小，同时适当增加轴套的厚度.
3.2.2尺寸优化
尺寸优化是建立在数学规划论的基础上，在满足给定条件下达到最佳经济技术指标[10].NX高级仿真结构优化的解算器采用的是美国Altair公司的AltairHyperOpt，它拥有高效、强大的设计优化能力.结合以上分析结果，进行筋板数量等于4时筋板厚度的优化分析.在“几何优化”对话框中作如下设置：①定义目标：重量定为最小；②定义约束：门盖上的最大等效应力为165MPa；③定义设计变量见表1；④控制参数：选择最大迭代次数为20.经解算，找到最佳方案：底板厚度由原来的52mm修改为45mm，主横筋板厚度由原来的50mm修改为45mm，横筋板厚度由原来的25mm修改为20mm，竖筋板厚度由原来的20mm修改为16mm，轴套厚度由原来的34.5mm修改为35.2mm，为了便于生产，将轴套的厚度圆整为35.5mm.优化后与优化前的分析结果对比见表2.从计算结果可看出，优化后的门盖强度得到明显提高.另外，重量由原来的10496kg降低为8786kg，减重17.2%，取得了优化设计的预期效果.
4结论
1.1问题的提出
为建设黄壁庄水库副坝防渗墙，拟在副坝下游侧桩号2+000和3+750处的压坡平台上兴建2座产量200m3/h的大型混凝土生产系统，该系统含2个长×宽×高为60×60×8.4m一次储量7000m3的储料场和2座2×1.5m3的强制式机组的拌和楼见图1。由于副坝是整个水库工程存在隐患最多的部位，水库主管单位对在压坡平台上兴建工程严加限制：一不得深挖；二不得宽挖。保证在除险加固完成前副坝的安全度汛。在地形条件受限制的情况下，如何确保储料场按计划完成，关键在挡土墙设计。
如何在众多形式的挡土墙中选择一种适合现场条件的档土墙结构是当前必须研究的课题。档土墙作为一般拦土结构物，常用在闸坝的翼墙和渡槽、倒虹吸的进出口边墙及其他路堤挡土部位等。对这类工程的优化设计问题往往易被忽视。我们的实践表明，各类挡土墙的技术经济效益有着相当大的差别。本项研究，从工程实际出发，意图在如减压式挡土墙、重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙等四种结构中进行双向优选，即进行本类的优选设计和各类之间的优选比较，最后确定一种技术、经济状况最优、现场适应性最好的挡土墙方案用于本工程。现将研究过程介绍如下。
1.2课题研究思路
该课题的研究思路分三步的研究思路。
第一步，首先确定方案比选的统一标准。过去人们的观点认为挡土墙形状各异，结构不同，各有优缺点，要比较相当困难。实际上任何形式的挡土墙功能都是挡土拦土，因此研究认为，它们的正常挡土状态就应当是一个统一标准，而这个正常的挡土状态正是现行的规范状态，在规范状态下这些参与比选的各类挡土墙是处在同一个设计水平上，因而可以比较。
第二步，确定优化设计的风险决策方法。众所周知，任何挡土墙的稳定性特征值都是挡土墙背填土物理力学特性的函数，同时又受地基结构特性的约束；对于挡土墙的经济造价，又与结构特征相关的工程量及市场物价相关的分析单价密不可分。显然，这些都是描述挡土墙特征的随机变量。鉴于挡土墙具有上述特点，因此可以认为每类挡土墙也是离散随机变量，采用数学期望准则和优势比较准则完全能够将含离散随机变量的各个方案进行优劣比较，按照定义，离散随机变量的一切可能值Xi与对应的概率P（ζ=Xi）的乘积之和称为数学期望，记为Mζ。如果随机变量只取得有限个值：X1、X2、X3、……Xi，而取得这些值的概率分别是P（x1）、P（x2）、P（x3）……P（xi）则
Mζ=X1P（x1）+X2P（x2）+X3P（x3）……XiP（xi）
运用到风险决策中来，以Mζ值最小为最优方案。
优势比较准则实际是将方案的技术效益或造价进行比较。当方案Ⅰ的随机变量S1、S2、S3、……Si与方案Ⅱ的随机变量S1、S2、S3、……Si对应相减，其值为“0”或“+”值，则方案Ⅰ有优势；若相减后其值为“0”“0”“+”“-”或“0”“0”“-”“-”，则方案Ⅰ不存在优势。
第三步，选取拟比较的能反映方案特性的随机变量可能值。研究认为，方案的规范状态，挡土墙的墙基应力，墙基对围岩的扰动度参数——挡土墙的宽高比B/H和相对避扰度、工程造价及相对效益A等值，基本能描述挡土墙的特征，而且这些变量在分析过程中都能一一取得。故以它们作为研究比较的随机变量是合理的。
第四步，搜索各类挡土墙的规范状态并按数学期望准则和优势比较准则分别考核各个待选方案。选出最优秀方案。
2各类挡土墙的设计指标
2.1确定计算挡土墙的土压力理论
目前计算土压力的理论有多种，而各种理论又用各自不同的假设分析方法来求算土压力。根据初步筛选，除减压式挡土墙外，其余重力式挡土墙，悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙背墙顶与墙踵连线倾角均大于临界角εer，本工程εer=45-ψ/2。尽管一些方案的墙背可能出现第二滑裂面，尽管采用的计算公式可能出现误差，为方便起见确定统一采用郎肯主动土压力理论来计算各类挡土墙的主动±压力。初步分析估算，计算误差不会导致大方案比较结果出现错位。
有关郎肯主动土压力计算公式详见图2。
2.2现行规范（SD133-84）指标与现场地质的物理力学特性。
现行规范（SD133-84）指标与现场地质的物理力学特性见表1。
2.3四种挡土墙的现行规范状态的计算成果
根据前述2.1和2.2节确定的数学模型和物理力学指标，无论用手算方式还是计算机搜索都可得到现行规范状态下的挡土墙计算成果。详见图2、表2和表3。
表2中的“GF”是“规范”二字的汉语拼音缩写；“围岩相对避扰度”意思指“围岩避免扰动的相对程度”，此相对值越大表明围岩受扰动越小，反之则越大。
3挡土墙优化设计的风险决策
3.1按数学期望准则的风险决策
采用数学期望准则风险决策之前先将表2中的第（2）项和第（5）项、表3中的第（12）项集中到表4来，并认为表中所有随机变量X1、X2、X3的概率P（x1）、P（x2）、P（x3）值均为0.333，则可算出a、b、c、d各方案的数学期望Mζ值，详见表4。
由表4可见，减压式挡土墙Mζ值较小，而悬臂式挡土墙的Mζ值较大。比较结果表明，减压式挡土墙在这四种挡土墙方案中为最优方案。
3.2按优势比较准则的风险决策
在进行优势比较准则决策之前，先将表2中的第（3）项第（6）项和表5中的第（13）项集列成表5并进行优势比较。详见表5。
将表5中各个随机变量相互比较发现，减压式挡土墙对其他三类挡土墙比较均得到“0”“0”“+”“+”，表明减压式挡土墙方案比较优秀，为首选方案。重力式挡土墙和扶臂式挡土墙方案对悬臂式挡土墙，比较结果也显示“0”“0”“+”“+”，表明该两者也有一定优势，可作为备选方案。
总之，无论采用数学期望准则还是采用优势比较准则分别对减压式挡土墙，重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙进行分析，结果基本一致。在规范状态下，减压式挡土墙方案对围岩土扰动较小、较好地适应现场受限制的地形条件、工程量及造价较低，是被考核的四个挡土墙方案最具优势者。
4减压式挡土墙在黄壁庄水库除险加固工程混凝土生产系统中的应用。
4.1减压式挡土墙设计应注意事项
混凝土标号应为C20以上。进行配筋计算时宜取安全系数K≥1.4。并且墙底不得有虚土。
4.2减压式挡土墙的施工
注意墙体分段施工程序：先浇筑Ⅰ墙基底板——Ⅱ垂直墙体下半部分——Ⅲ减压平台以下的土方回填夯实——Ⅳ浇筑减压平台——Ⅴ浇筑垂直墙体上半部——Ⅵ减压平台以上回填。
4.3减压式挡土墙应用效果
在储料场的两端，总长4×40m=160m，墙高8.4m，墙基宽2.51m的减压式挡土墙于1998年11月建成投入运用。当储料7000m3时，减压平台以上储料高度h＞4m，墙顶变形2mm，墙基变形为0，运行正常。此种结构应用在储料场工程，减压平台可以代替部分混凝土硬化地面的工程量，一举两得，技术和经济效益明显。
5结语
本项研究采用数学期望准则和优势比较准则对不同类型挡土墙方案进行风险决策获得满意的效果，使工程实际中提出的问题得到解决，是对挡土墙结构优化设计的有益尝试。
减压式挡土墙是本项风险决策研究比选的出的优秀挡土墙方案。在黄壁庄水库工程应用结果表明，它的挡土效果与其他重力式挡土墙、悬臂挡土墙和扶壁式挡土墙相当，而工程造价仅为其他三类挡土墙的57%—81%、对围岩的扰动影响仅为其他三类挡土墙的41%—44%，对受限制的土基条件适应性较好，技术和经济效益明显。宜作闸坝翼墙及一般渠系建筑物进出口过渡段工程的选择方案。
本项研究的思路可供同类工程建设参考。
参考文献
[1]武汉水利电力学院.土力学及岩石力学[M].北京：水利电力出版社，1979.
关键词：Excel；会计信息系统；系统设计；计算机
在实际企业会计工作中，运用现代信息化手段优化设计会计信息系统，以系统信息化方式管理企业会计工作，相较于传统手工管理方式，不仅可以提升企业会计信息管理效率，也可以有效促使企业未来的会计信息管理向现代信息化方向发展，发挥积极影响。以下本篇将会对此做具体分析。
一、系统设计可行性分析
（一）技术可行性
我国当前企业办公中，信息化技术的应用层面非常广泛，特别是在会计工作中，不仅常常会用到Excel软件，也会应用专门的会计信息系统处理公务。对此，基于Excel平台，优化设计会计信息系统，将Excel集成到系统设计中，在系统中可以应用Excel对信息数据的加工、提炼技术，也可以有力支持企业会计信息处理决策，并提升系统管理各种会计信息的决策分析能力，发挥技术应用优势。
（二）效益可行性
会计信息系统设计中，基于Excel平台设计会计信息系统，可以运用Excel表格对会计管理信息数据进行相应的加工、提炼，并且可以挖掘分析出对企业未来战略发展有利的会计信息，从而能够为企业制定会计信息管理决策提供数据依据，制定更好的会计管理决策，提升应用该系统管理企业会计信息的工作效率。在实际中，可以使用Excel平台中的模拟运算表，对会计信息进行敏感性分析；也可以对企业会计信息数据运用计算公式进行统计，使企业会计管理工作方式更加简便高效。基于Excel平台优化设计会计信息系统，能够提升会计工作效率，进一步提升企业会计工作效率，提升企业发展效益，发挥积极影响。
二、基于Excel平台会计信息系统的软件设计实现
（一）优化设计系统架构体系
图2架构体系对于本次设计的会计信息系统中，基于Excel平台，优化设计系统，会计信息系统，确保实际的系统能够满足实际应用需求。Excel平台下系统的分层架构体系如上图2所示。
（二）设置Excel服务器
基于Excel平台，设计的会计信息系统中，确保将会计信息数据存储到会计信息系统的数据库之中，可以充分利用数据库的成熟、强大的管理数据功能，提升系统应用性能。在会计信息系统设计中，用户能够根据需要自主的定义会计信息管理模板，并且能够将模板中的数据输入到数据库之中，发挥强大的数据保护功能。在会计信息系统设计之中，Excel平台能够自动提醒待处理任务，还能够为用户提供方便的数据查询功能，让系统用户能够通过该系统随时追踪到会计报表单据流转的情况，提升会计信息系统应用效益。
（三）会计信息系统的数据构成
会计信息系统包含输入、处理和输出三个基本构成要素。进入会计信息系统的数据可以来自企业外部，也可以来自企业内部；企业会计信息系统生成的信息同时提供给内、外部使用者，没有内、外部使用者的信息需求，企业会计信息系统就没有存在的必要。会计信息系统的构成要素如下图3所示。图3会计信息系统的构成要素由上图可知，会计信息系统的核心是数据处理，因此可以在后续设计步骤中，优化设计系统数据库。
（四）数据库设计
在数据文件设计时，为增强系统安全性应采取一些控制技术，如文件被封设置文件存取权限。如某企业凭证库内.DBF数据格式，如下表1所示：数据库物理设计主要内容包括：1、确定数据的存储结构，从DBMS所提供的存储结构中选取合适的加以实现（确定存储结构的主要因素是存取时间、存储空间利用率和维护代价三个方面）；2、存取路径的选择和调整；3、优化确定会计信息系统中对于Excel表格数据的存放位置（在通常情况下，一般都会把数据表格中的易变部分以及稳定的数据部分进行分开管理，并且也分开存放系统中经常存取的数据与不常存取的数据）；4、确定存储分配。
三、系统设计实现效益分析基于Excel
平台优化设计会计信息系统，可以提升企业会计信息管理效率，发挥积极应用效益。基于Excel平台优化设计开发会计信息系统，相较于直接编程开发的会计信息系统，也能够为系统用户提供更加直观的会计管理交互界面，这样不仅可以缩短系统的开发周期，也可以减少开发费用。同时，基于Excel平台开发系统，只需开发者具备一定的会计知识与Excel软件知识，即便系统开发者不是高级程序员，也不是数据分析员，依然可以开发出企业适用的会计信息系统，满足实际需求。同时，基于Excel开发设计的会计信息管理系统，用户可以定期对系统自行维护，维护方法简单，不仅可以确保系统正常运行，也可以节省大量的系统维护费用，发挥积极经济效益。故此，在我国的会计信息系统设计中，随着未来Excel技术的不断提升，我国基于Excel平台设计的会计信息系统功能也会不断提升，不仅会加强对Excel数据表格的处理功能，也将会不断完善Excel会计信息系统的使用功能，提升会计信息处理效率，发挥积极影响。
四、结论
综上所述，基于Excel平台优化设计会计信息系统，不仅可以提升企业会计信息管理效率，也可以运用Excel平台技术，使设计的系统更具可用性，使用户更加青睐应用该系统，也可以有效促使企业未来的会计信息管理向现代信息化方向发展，发挥积极影响。
作者:冯长艳 单位:北京红牛饮料销售有限公司辽宁分公司
参考文献：
【关键词】高校；多媒体网络环境；化学教学
一、多媒体环境下化学教学设计理念
1.尊重学生的主体需求理念。现代高校化学教学使用多媒体教学技术，主要目的在于使用先进的教学技术促进学生掌握化学知识，深入研究化学现象，引导学生掌握完整的化学理论知识体系。2.运用刺激反映的教学规律。从本质上来说，在课堂上使用多媒体技术，实际上是增加了课堂教学的信息源，这对于学生掌握化学理论知识，给学生提高有效的教学渠道有重要意义。3.符合学生认知水平的理念。现代多媒体网络技术环境下的高校化学教学，可以实现线上线下的有机联系，可以给学生提供个性化的教学环境，能够促进学生深入的掌握化学知识。在认知主义教学理论的指导下，化学教学在多媒体条件下优化教学设计，更强调围绕着学生的需求选择进行教学，教师不只是信息的单向传递者，而且还要根据学生的主动需求，给学生提供他们需求的信息。
二、多媒体环境下化学教学设计原则
1.课件内容要有选择性。在多媒体环境下给学生呈现的教学内容要有选择性，注重从学生的学习需求出发，能够在课件中呈现出化学基本原理，化学实验的设计思路，以及化学教学的创新思想，注重把化学理论知识与化学学习方法融为一体。大学化学课堂使用多媒体课件进行教学，更注重反映课本没能体现的知识内容，注重结合课本充实各种化学实验，实现各种图表、关键知识点与化学公式的总结。特别是随着高校化学知识的深入复杂，化学多媒体课件应当充分借助动画、视频等有效的教学形式，着力通过课件建立线上线下联系，形成完善的课堂教学沟通体系。2.课件形式要有丰富性。只有提高多媒体课件形式的丰富性，才能提高课件对学生的吸引力，着力吸引学生参与到化学教学的全过程。多媒体课件是直观的教学载体，通过多媒体课件来演示教学内容，可以让学生获得更深刻直观的印象，可以让学生记住化学实验演示的过程。为了达到最佳的课件演示效果，应实现新旧教学内容有机结合，注重在归纳总结等一般思维的基础上，全面丰富课件教学的形式。
三、利用多媒体网络教学注重事项
1.多媒体教学不能代替传统教学。多媒体技术不能代替传统教学活动，高校化学课堂仍然要发挥教师的主导作用，注重通过师生的有效沟通，引导学生主动的思考和解析化学问题。多媒体课件可以把复杂的问题直观化、简单化和有效的分解。多媒体课件不能代替板书，不能代替教师讲授的过程，只有围绕着有效的师生互动探讨，才能激发学生的思路，促进学生主动的学习化学知识，发挥教师的实际指导作用。2.围绕网络丰富精品资源库。网络是实现师生有效互动的平台，教师可以在互联网或移动互联网的客户端为学生推送各种有价值的学习信息，教师也只有注重使用网络渠道获得精品教学信息，才能帮助学生掌握化学领导的前沿知识内容，从而不断提高学生的综合能力，满足学生学习前沿化学知识的实际需求。学生学习离不开各种资源的支持，网络已经成为学生获取资源的重要渠道。但是，学生辨识网络资源质量的能力稍差，还需要教师的有效引导把握，能够由教师推荐给学生丰富有效的化学教学内容，从而促进学生全面提高学习能力水平。
随着现代多媒体和互联网技术的快速发展，网络多媒体已经成为课堂教学的重要载体，只有注重使用网络和多媒体技术，才能发挥出现代教学手段的作用，全面提高化学课堂教学水平，满足学生的学习需求。
【参考文献】
[1]孙晋营.运用多媒体技术优化化学课堂教学[J].中国现代教育装备，2010，98(10):83-84
考虑四边简支方板的自由振动，外加载荷q为0，设复合材料层合板的长、高分别为a、h，边界条件为:采用满足(6)式边界条件的Navier三角函数解分别来表示u0，v0，w0，φx，φy;分别代入所求得的控制方程中，可以得到:对应的{U}={Umn，Vmn，Wmn}T;而一阶剪切变形理论和高阶剪切变形理论得到5×5的刚度矩阵和质量矩阵，对应的{U}={Umn，Vmn，Wmn，Xmn，Ymn}T;{U}为x，y，z方向的位移向量。
2数值算例
以正交各向异性对称铺设的四边简支方板［0°/90°/90°/0°］为例，方板长度为a，厚度为h，且层合板的每一层都具有相同的材料参数和厚度。表1中文献［9］是复合材料固有频率的有限元解，文献［10］是根据分层理论所求的解，都具有较高的精度。表1为JD、YJJQ和GJJQ同文献［9］及文献［10］的一阶无量纲固有频率结果对比。从表中数据可以看出，当跨厚比a/h=5时，JD的误差很大，YJJQ也有较大误差，而GJJQ相比于文献有较好的结果;当a/h=10时，JD误差减小，但仍有较大误差。此时，YJJQ和GJJQ具有较好的精度;当a/h=100时，JD、YJJQ和GJJQ同文献［9］及文献［10］的解都较为接近。由表中数据可知，GJJQ精度高，可靠性好。通常，弹性模量比(E1/E2)、跨厚比(a/h)的改变对复合材料层合板固有频率有影响。以数值分析中的方板为例，图1～图3分别是基于3种理论，层合板一阶无量纲固有频率与弹性模量比、跨厚比的关系。
3层合板固有频率的优化设计
1)优化模型建立及设计变量。基于高阶剪切变形原理，建立层合板固有频率等效模型，再将层合板固有频率等效为单层正交各向异性材料的材料属性。复合材料层合板的减振降噪性能通常受其固有频率影响，而有很多因素影响固有频率，如铺设角度、跨厚比、弹性模量比、湿热等等。对其进行优化设计，能提高层合板的性能。以上例中的层合方板为例，基于高阶剪切变形理论下，对层合板的固有频率进行优化，选择铺设角度作为设计变量。2)目标函数及约束条件。本文以上例材料参数作为层合板的初始参数，以层合板固有频率最大化作为优化目标，文中得到的(8)式则是固有频率的目标函数。铺设角取值范围∈［0°90°］。3)优化设计方法。文中以改进的适应度函数［11］遗传算法对目标函数进行优化。遗传算法引导搜索的主要依据就是个体的适应度值。也就是说，遗传算法依靠选择操作来引导算法的搜索方向。选择操作是以个体的适应度作为确定性指标，从当前群体中选择适应度值高的个体进行交叉和变异，寻找最优解。如果适应度函数选择不当，它直接影响到遗传算法的收敛速度、稳定性及能否找到最优解。本文选择种群规模(NIND)为20;遗传代数(GEN)为40;交叉概率(px)为0．7;变异概率(pm)为0．01;代沟(GGAP)为0．95，采用进化代数固定的终止策略。从图4看出，优化目标值随着遗传代数增加呈递增趋势，优化到第10代时找到全局最优解。优化结果为x=0．735，y=0．769，z=15．31;即θ1=44．5°，θ2=44．9°，为15．31。由表2可知，优化后的效果较明显，ω～11从12．40提高到了15．31。
4结论
关键词:建筑；给排水工程；优化设计
1建筑给排水工程设计概述
在建筑给排水工程构建过程中，需要以相关工程建设标准作为依据及参考，并保证实际施工按照标准进行，以实现工程质量品控。从建筑给排水工程设计标准来看，目前我国具有相关标准超过200种以上，分为四级两类。四级是指国家标准、行业标准、企业标准及地方标准，两类是指推荐性标准与强制性标准［1］。除此之外，还有工程建设标准协会标准、设计参考手册等。在实际设计工作开展过程中，由于设计标准繁多，易出现紊乱，使得相关设计人员难以把握。另外，在建筑给排水标准体系中内容重复现象较为严重，还存在内容交叉或矛盾的情况，给实际设计工作造成了较大的影响。为进一步完善建筑给排水工程设计，必须要对相关设计标准进行整合优化，以为设计工作提供良性基础。由于建筑给排水工程是典型的系统性工程，所以在实际设计过程中要遵循一定的原则，如此才能保证设计质量，具体如下［2］:(1)整体性原则。系统性原则是建筑给排水工程设计的核心原则，要求在设计过程中做到“先看整体，再看局部”，将微观问题上升至宏观角度，并将部分与局部置于整体与全局之间进行考察，以保证局部设计与整体目标相符;(2)目标性原则。给排水工程设计强调了目标的重要性，设计必须跟随目标进行，才能构建出具有预期效果的系统，并保证系统良性运转;(3)适应性原则。给排水工程需要基于外界环境才能发挥作用，所以在设计期间，应保证工程系统能够适应环境。即便外界环境发生变化时，给排水系统也能够根据环境变化，进行自我调控，以适应这种变化;(4)优化性原则。工程设计无法一蹴而就，需要根据实际情况不断优化，才能得到最优设计。总之，建筑给排水工程设计是一个综合性的过程，需要从多个角度充分考虑，以保证设计质量，从而为工程施工创造基础。
2建筑给排水工程设计优化整体流程分析
建筑给排水最优设计是通过系统分析原理及最优化技术设计出低能耗、高效率、低成本、高稳定性的给排水系统的综合性过程。一方面，通过优化设计能够让系统结构得到完善;另一方面，优化设计保证了系统参数能够达到相关要求［3］。从国内给排水系统优化设计环境来看，目前已经形成了大量系统性的优化方法，并在前人研究的基础上获取了大量经验性数据，极大程度上简化了设计过程，提升了设计效率。合理应用优化设计，能够得到更为满意的参数、结构，促使整体效能达到最佳，并可让系统实现自动化运行及管理。另外，优化设计是一个不断发掘、寻找、获取更优良系统的过程，可促进新系统形成。通常情况下，给排水工程优化设计流程包括以下几个环节:根据给排水系统要求确定问题筛选目标寻找综合性方案构建分析模型求解最优值决策与评价落实设计。在优化设计过程中，往往遇到的都是工程实际问题，涵盖了较多的复杂因素，导致无法完全确认结构及功能性是否能满足要求。将给排水工程项目由一个工程简化成一个能实现功能需求、能反映主要问题并可定量表达和模拟优化的切实可行的替代系统，是系统设计首要环节，也是最为关键的环节，它会对最终的优化结果产生直接影响。通过上述系统化处理，可确认各要素对系统功能目标的影响，并可根据分析结果，确定主要影响因子及次要影响因子，让优化设计能做到“有的放矢”，这与上文中所提到的目标性原则也是相契合的。然后，再根据问题分析结果，确定实际目标，主要涉及内容包括水量、水压、水质、供水安全性及供水经济性。在建筑供水管网方案确定后，以其中某一项内容作为目标函数，其他内容则视为约束条件，构建出约束条件与目标函数的表达式，以获取最优设计方案，并结合以上分析结果进行建模。建模时要扣住主要影响因子，尽可能保证模型简洁化，以便于分析计算。同时，要求所设计的模型能够与其他模型有效衔接。再通过模型优化求解及检验，获取模型的最优值，让系统能够保持最理想的工作状态。最后对优化设计进行有效评价，并对其中存在的瑕疵进行修正，让优化设计产生最佳效果，并严格按照设计方案实现产品。
3建筑给排水工程优化设计具体环节分析
3．1给排水系统整体构建
由上文可知，给排水工程是一个系统化的工程，在进行优化设计时，也需要将其视为一个系统。为保证系统具有健全的功能，就必须保证系统功能模块之间的平衡性。给排水系统构建方法较多，最常见的包括以下几种［4］:(1)论证法。该方法适用于系统发展较为成熟，但存在新系统或方法或多种方案可以采用的情况;(2)规范化方法。该方法适用于一些较为成熟的系统，以前人经验为基础构建模型，并加入实际数据信息，便可获取系整体结构，该方法适用性较好且较为便捷;(3)试探法。对于一些较为复杂或新型的系统，可采取试探法构建。这种方法顾名思义，设计人员只能通过自身经验及创造力摸索系统构建方法，对相关人员具有较高要求，属于典型的创新性方法。当获得设计方案后，需进行针对性的调研及论证，以保证方案的可行性。
3．2给水系统设计优化
给水系统的主要作用是为用户提供可靠、稳定的生活、生产或消防用水点。通过优化设计，可让给水系统具备更好的节水、节能性能，并为相关维护工作提供便捷。随着建筑给排水工程优化设计的不断深入，产生了一些新的系统优化模型，其中“市政水源二次供水前置设备全流量高效变频调速给水设备(带气压罐)用户”模型具有较好适用性与经济性［5］。此模型中，变频调速给水设备的加入让系统具备了更好的节能性，并降低了系统复杂程度及二次污染，提升了系统运行效率。同时，利用二次供水前置设备科充分利用市政管网余压，保证供水的稳定性。当然，构建上述系统初期投入成本较高，但从长远角度来看，其节能性较为理想，所节约的电能远超过初期投资。
3．3排水系统设计优化
排水系统优化方法较多，但需要注意两处关键点。首先，要对通气管进行合理设置。根据实际要求，采取有效的通气技术促使排水气体散逸，避免排水系统出现水封的负压虹吸及正压喷溅现象，使管道内空气保持良性循环。其次，要合理筛选排水管材。目前，大多数排水管均采用塑料管(塑料管具有成本低、重量轻、安装方便、水流阻力低的特征)但水流噪声较大，且容易老化。因此，在对噪声要求较高的地方应选用柔性接口离心铸造的铸铁管进行排水，以满足实际要求。雨水排放系统也是排水系统的重要构成部分，在筛选雨水排放系统时，要优先选择安全、经济性的雨水系统，以保证地面不会出现冒水，屋面不会出现溢水，且管道能满足正负压要求，不会出现漏水。
4结语
建筑给排水工程优化设计是一项系统化的工作，需要从多个角度并结合实际需求进行全面性分析，通过分析建模、最优值求解等一系列措施，获取最佳方案，让给排水系统质量得以保证。
作者:韩松 单位:杭州信达投资咨询估价监理有限公司
参考文献:
［1］丁陇云．关于建筑给排水工程施工组织优化的分析［J］．江西建材，2016(01):68－69．
［2］寇昭．浅谈高层建筑给排水工程优化设计［J］．经营管理者，2013(09):289．
［3］廖小敏．浅谈高层建筑给排水的优化设计［J］．中小企业管理与科技(上旬刊)，2013(10):88．
1优化35kV输电线路设计法分析
1.1线路设计法走向
为了优化设计35kV输电线路走向，在开展设计工作的过程中应注意以下问题。A：尽量避免将线路走向设计为之字形或大转角的路径形式，尽可能缩短线路距离，并尽量使线路走向与公路路线走向相吻合，以便能够利用交通优势。在设计时要避免输电线路跨越河流或通信线路，如通信线路与输电线路距离较小，则应控制好交叉角度：如通信线路为I级，则交叉角度应≥45°，如通信线路为II级，则应≥30°。如在35kV输电线路中设计有防雷保护措施，则通信线路与输电线路之间的距离应≥3m，在没有设计防雷保护措施的情况下，两种线路之间的距离应≥5m。B：在设计线路走向时还应注意避免穿越以下区域，即迷信或风水地带（庙宇、龙脉等）、高危险及高污染区域、自然灾害多发区、建筑物、风景区、开发区及林区等，同时还应避开铁路电线。C：在设计线路走向时应做好相应的测量工作，标记线路测量点时应采用木桩，同时利用红油漆将转角桩、桩号高程标示出来。桩位与公路的距离应＞15m，与通信线的距离应＞20m，与建筑物的距离应＞10m，同时避免在风景区、开发区及林区等高赔偿区域设置桩位。
1.2杆型选择与杆塔设计
在杆型选择与杆塔设计方面，可以采用以下优化措施：A：在选择输电线路中的杆型时，应根据施工图纸要求、交桩及定桩等情况，尽量选择成熟杆型，如需要使用新式杆型，则应进行科学试验及论证。在35kV输电线路中使用的直线杆通常为15m，在特殊的情况下可采用18m的直线杆，输电线路中的铁塔高度通常设计为9m、15m或18m。B：目前输电线路中常见的杆型包括双杆及单杆，在选择杆型时主要依据导线情况；设计线杆高度时可借鉴35kV输电线路运行经验。对于加拉线直线杆的设计，应在了解地质条件后合理选择浅埋式或深埋式，以保证线杆的稳定性。确定直线杆尺寸与杆型后，便可以依据直线杆设计方案设计终端杆及转角杆，如输电线路中存在立杆困难的地段或特殊跨越地段，则在该地段设计铁塔，完成以上设计工作后，便可以计算档距。C：在设计杆塔时应控制好数量，以降低土地的占有率及建设支出，在控制杆塔数量的同时要采取有效的措施提高杆塔所具有的柔度、强度，以保证35kV输电线路运行的安全性及可靠性。
1.3排杆及基础设计
选择好输电线路中的杆型后，应在综合考虑经济因素及技术因素的基础上优化排杆设计。第一，优先排定转角杆型，并同时使转角耐张段的长度＜2000m，如耐张段的长度＞2000m，则将部分直线型耐张杆排定到转角耐张段当中。如直线杆段线路中存在吊档现象，则可将耐张杆布设到吊档地段中。第二，如发现在测量阶段设定的直线桩位不能有效满足设计及施工需要，则可以在不改变原线路走向的前提下适当迁移部分直线杆，注意尽量保留转角桩。第三，尽量避免将转角杆安排在大档距位置，如需要在耕地中排直线杆，则避免使用拉线。如条件允许，则尽量减少线路中的耐张杆、三连杆或双杆，多排直线杆或单杆，以节省开支。对于一档跨过地段，可适当放大塔杆的档距，无须将线杆布设在跨中位置。如35kV输电线路需要跨越同等级输电线路或低电压输电线路，则应将线杆布设为水平排列形式。在设计35kV输电线路的基础时应综合考虑多种条件，如基础受力情况、水文情况及地质地形情况等，对于线杆，可以选择倾覆类、下压类及上拔类基础；对于铁塔，则可以选择混凝土灌注桩或装配预制基础。
2设计35kV输电线路时应注意的问题
为了提高35kV输电线路的运行质量，在开展设计工作的过程中还应注意处理好以下问题。第一，确保架空线路中的终端引线与变电站中35kV进出线实现相互配合，以便为架设进出线的施工工作提供有利条件；确保架空线路的防雷保护措施、保护范围能够与所在区域电气防雷保护措施、范围实现有效衔接。线路设计人员应亲自参与放线测量工作，以便能够了解工程实际情况，并在进行线路设计法的过程中做到实践与理论有效结合，从而保证杆型设计及杆位选择的合理性。第二，如需要设计T接输电线路，则应将T接点线杆布设方法明确标示出来，同时注明杆型。应在设计方案中清楚说明线路的具体路径，并保证设计方案的严谨性、简明性及准确性。此外，在设计线路前应做好相应的勘察工作，设计工作完成后才能开始施工。
3结语
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