第一篇：基于Matlab的压力容器螺栓组联接优化设计的论文
螺栓作为一种机械静连接件，广泛应用于各种机械设备、仪器仪表和日常生活器具中。螺栓组连接的设计计算，主要根据被连接机械设备的载荷大小、功能要求和结构特点，确定螺栓组的个数和布置方式。螺栓组连接的优化设计，可以在保证机械设备的可靠性和提高寿命的前提下，追求经济成本的最小化。螺栓单价与直径的关系
选择常用材料 35 钢、长度 50 mm 的六角头半精制螺栓，其单价 C 与直径 d 的线性函数关系如图 1 所示。将图 1 的线性函数拟合为一维线性方程，则常数为 k1=0.0205、k2=0.1518。建立数学模型
式中：系数 1.3 为考虑紧螺栓联接时处于拉伸和扭转复合应力状态，对于公称直径 d=10～68 mm 的钢制螺栓，按照塑性材料的第四强度理论分析，螺纹拧紧时产生的扭转剪应力，表现在数值上将轴向拉应力增大 30%;对于材料35 钢的半精制螺栓许用应力[σ]=σs/S，其中屈服极限 σs=300 MPa，安装时控制预紧力时取安全系数 S=1.4;d1为螺栓小径，粗牙螺栓小径与公称直径 d 的关系是 d1=0.85d;单个螺栓的工作载荷21π4DQ pn?，p 为螺栓所受压强;Q0'为剩余预紧力，即 Q0'=1.8Q。设计实例
某压力容器内部气体压强 p=1.5 MPa，容器内径 D1=250 mm，螺栓组中心圆直径 D2=346 mm，要求剩余预紧力是工作载荷的 1.8 倍(即 Q0'=1.8Q)，螺栓间距 t≤120 mm，安装时控制预紧力，用衬垫密封，如图 2 所示。试设计成本最低的螺栓组联接方案。
采用 Matlab求解约束极小值的优化工具箱函数 fmincon 求解。在主程序中输入有关数据：设计变量 x(1)为螺栓直径 d、x(2)为螺栓个数 n、初始点 x(0)=(14,12)T和设计变量边界条件，编制关于目标函数表达式函数文件和三个非线性不等式约束(性能约束)函数表达式函数文件。结束语
本文对螺栓单价与直径的关系进行分析，得出其线性函数，基于 Matlab 建立螺栓组成本的目标函数，并考虑密封要求、安装要求、强度条件的三维非线性不等式约束函数，利用Matlab 求解约束极小值的优化工具箱函数fmincon，求解得到螺栓直径和个数的离散最优解，螺栓直径 d=12 mm、个数 n=16。
由实例可看出，利用 MATLAB 求解最优化问题具有编程简单、精度高、速度快等优点，提高了设计精度与效率，对于压力容器螺栓组联接的设计是一种行之有效的优化设计方法。
第二篇：高中数学 教学论文——优化课堂教学设计,提高课堂教学...
【中学数学教案】
用心
爱心 专心-12345678
你知道小高斯是如何求1+2+„+100的吗？
这一方法的思想实质是什么（为什么要“首尾相加”）？
类似的，你能求1+2+„+n吗？
对于公差为d的等差数列{an}，如何利用上述思想方法求Sn=a1+a2+„+an？
还有其他方法吗？
一个核心：概括——引导学生自己概括出典型实例的共同本质特征
强调学生实质的、高水平的思维参与度，使学生在教学过程中保持高水平的数学思维活动
在教学方式的改进中，最重要的是要让学生有自己积极地、独立地进行数学思考的空间。不管是传授式还是活动式（相应的，学生学习方式是接受式或发现式），只要学生有思维的自主，就是学生的自主地位得到体现。
根据数学知识的认知需要，为学生设置恰当的教学情景，通过恰时恰点的问题引导学生的学习活动，充分使用“先行组织者”，在思想方法上多做引导，在具体细节上让学生自己多动手做、多阅读、多思考、多交流，让学生多发表意见，教师自己参与到学生的活动中去，多听少讲，在关键点上让学生有机会提出自己的见解。
课堂教学的“六字经”： 问题引导学习教学重心前移 典型丰富例证 提供概括时机 保证思考力度 加强思想联系 使用变式训练 强调反思迁移
用心
爱心
专心
第三篇：高中化学教学论文：优化教学设计提高教学质量
高中化学教学论文：学者型化学老师的素养
高中化学教学论文：学者型化学老师的素养
新一轮义务教育课程改革理念下的新教材秋季在全国30多个实验区开始试点使用，人民教育出版社主编的高中新教材试点也由2000年的十省市扩大到2001年的20多个省市。素质教育下的全面发展教育、创新教育、研究性学习、终身学习等现代教育观念逐渐变为我们的教育实践。计算机、多媒体辅助教学的手段升级换代明显加快，高考中的理科综合试题出现了研究性实验。所有这些变化，正在动摇着传统教育的根基，它传达给我们的信息就是教师应该怎样应对这种变化，即中学教师不仅要教书育人，还要做研究。本文主要对学者型化学教师的素养加以探讨。
一、学者型教师的特征
现代教育理论认为，学者型教师即专家型教师、科研型教师。学者型教师除了有扎实的知识结构和过硬的专业技能外，观念新是学者型教师素养的核心。当今社会发展和我国目前教育现状，要求教育者要具备现代教学观，实现由应试教育向素质教育转化。同时，学者型教师要能用先进的教育理论来指导自己的教学实践，并加以研究、推广，实现由“教书匠”向“学者型”的转化。因此，我们把知识结构合理、专业技能过硬、有现代教育观念、会科研的教师称为学者型教师。
第四篇：减速器设计方法优化策略论文解读
减速器设计方法优化策略论文
摘要：减速器是各类机械设备中广泛应用的传动装置。减速器设计的优劣直接影响机械设备的传动性能。本文通过对两种减速器主要优化设计方法的分析，提出了减速器设计中应考虑的约束条件、目标函数和变量等。关键词：减速器优化设计
传统的减速器设计一般通过反复的试凑、校核确定设计方案，虽然也能获得满足给定条件的设计效果，但一般不是最佳的。为了使减速器发挥最佳性能，必须对减速器进行优化设计，减速器的优化设计可以在不同的优化目标下进行。除了一些极为特殊的场合外，通常可以分为从结构形式上追求最小的体积(重量)、从使用性能方面追求最大的承载能力、从经济效益角度考虑追求最低费用等三大类目标。第一类目标与第二类目标体现着减速器设计中的一对矛盾，即体积(重量)与承载能力的矛盾。在一定体积下，减速器的承载能力是有限的；在承载能力一定时，减速器体积(重量)的减小是有限的。由此看来，这两类目标所体现的本质是一样的。只是前一类把一定的承载能力作为设计条件，把体积(重量)作为优化目标；后一类反之，把一定的体积(重量)作为设计条件，把承载能力作为优化目标。第三类目标的实现，将涉及相当多的因素，除减速器设计方案的合理性外，还取决于企业的劳动组织、管理水平、设备构成、人员素质和材料价格等因素。但对于设计人员而言，该目标最终还是归结为第一类或第二类目标，即减小减速器的体积或增大其承载能力。
一、单级圆柱齿轮减速器的优化设计
单级主减速器可由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮蜗杆组成，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。但是其主传动比i0不能太大，一般i0≤7，进一步提高i0将增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙，且使从动齿轮热处理困难。单级主减速器广泛应用于轿车和轻、中型货车的驱动桥中。单级圆柱齿轮减速器以体积最小为优化目标的优化设计问题，是一个具有16个不等式约束的6维优化问题，其数学模型可简记为： minf(x)x=[x1x2xj(x)≤0(j=1，2，3∧，16)
3x
4x
5x
6]T∈R6S.t.g采用优化设计方法后，在满足强度要求的前提下，减速器的尺寸大大地降低，减少了用材及成本，提高了设计效率和质量。优化设计法与传统设计密切相关，优化设计是以传统设计为基础，沿用了传统设计中积累的大量资料，同时考虑了传统设计所涉及的有关因素。优化设计虽然弥补了传统设计的某些不足，但该设计法仍有其局限性，因此可在优化设计中引入可靠性技术、模糊技术，形成可靠性优化设计或模糊可靠性优化设计等现代设计法，使工程设计技术由“硬”向“软”发展。
二、混凝土搅拌运输车减速器的优化设计 1.主要参数
混凝土搅拌运输车搅拌筒(罐)的设计容积为8～10m3，最大安装角度12°，工作转速2～4r/min和10～12r/min(卸料时的反向转速)；减速器设计传动比131∶1，最大输出转矩60kN·m，要求传动效率高、密封性好、噪声低、互换性强。2.2结构设计主要包括前盖组件、被动轮组件、第一级行星轮总成、第二级行星轮总成、机体中部组件和法兰盘组件6大部分。机体间采用螺栓和销钉连接与定位，机体与内齿圈之间采用弹性套销的均载机构。为便于用户在使用时装配与拆卸，减速器主轴线与安装面设计有15°的倾角，法兰盘轴线可以向X、Y和Z方向摆动±6°，并选用专用球面轴承作为支承。轴承装入行星轮中，弹簧挡圈装在轴承外侧且轴向间隙≤0.2mm，减速器最大外形尺寸467mm×460mm×530mm，总质量(不含油)为290kg。2.传动系统设计
该减速器采用3级减速方案：第一级为高速圆柱齿轮传动，其余两级为NGW型行星齿轮传动。其中，第二、三级分别有3个和4个中空式行星轮，行星轮安装在单臂式行星架上，行星架浮动且采用滚动轴承作为支承；第二级行星架与法兰盘之间采用鼓形齿双联齿轮联轴器连接，混凝土搅拌运输车减速器对齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度和齿面磨损等要求十分苛刻，因此合理地选择变位系数和进行修形计算十分重要。
三、减速器优化设计的数学模型 1.目标函数
对于C型问题，目标函数是A=min{f(x)}=min{f(x1，x2，…，xn)}式中：A——减速器总中心距，即各级中心距之和；x——各设计变量(包括各级中心距、模数、螺旋角、齿数、齿宽和变位系数等)；n——设计变量的个数。对于P型问题，目标函数是P=max{f(x)}=max{f(x1，x2，…，xn)}。式中：P——减速器的许可承载功率；x——同C型；n——同C型。2.约束条件
约束条件是判断目标函数中设计变量的取值是否可行的一些规定，因此减速器优化设计过程中提出的每一个供选择的设计方案；都应当由满足全部约束条件的优化变量所构成。对于减速器来说，在列出优化设计的约束条件时，应当从各个方面细致周全的予以考虑。例如，设计变量本身的取值规则，齿轮与其它零件之间应有的关系等等。减速器优化设计应考虑以下约束条件：（1）设计变量取值的离散性约束 齿数：每个齿轮的齿数应当是整数；模数：齿轮模数应符合标准模数系列(GB1357-78)；中心距：为避免制造和维护中的各种麻烦，中心距以10mm为单位步长。
（2）设计变量取值的上下界约束
螺旋角：对直齿轮为零，斜齿轮按工程上的使用范围取8°~15°；总变位系数：由于总变位系数将影响齿轮的承载能力，常取为0~0.8。（3）齿轮的强度约束
齿轮强度约束是指齿轮的齿面接触疲劳强度与轮齿的弯曲疲劳强度，这两项计算根据国家标准GB3480-83中的方法进行。强度是否够，根据实际安全系数是否达到或超出预定的安全系数进行检验。（4）齿轮的根切约束
为避免发生根切，规定最小齿数，直齿轮为17，斜齿轮为14~16。（5）零件的干涉约束
要求中心距、齿顶圆和轴径这三者之间满足无干涉的几何关系。对于三级传动的减速器(如图1)，干涉约束相当于两个约束：第二级中心距应大于第一级大齿轮齿顶圆半径与第三级小齿轮顶圆半径之和；第三级中心距应大于第二级大齿轮顶圆半径与第4轴半径之和。而二级齿轮传动类推。
四、结语
机械优化设计是在常规机械设计的基础上发展和延伸的新设计方法，而减速器的优化就是其中之一，是以传统设计为基础、沿用了传统设计中积累的大量资料，同时考虑了传统设计所涉及的有关因素。在实际应用中已产生了较好的技术经济效果，减少了用材及成本，提高了设计效率和质量，使减速器发挥了最佳性能。参考文献：
[1]孙元骁等著.圆柱齿轮减速器优化设计.机械工业出版社，1988.[2]胡新华.单级圆柱齿轮减速器的优化设计[J].组合机床与自动化加工技术，2006.[3]陈立平，张云清，任卫群等.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程.清华大学出版社，2005.[4]梁晓光.优化设计方法在齿轮减速器设计中的应用[J].山西机械，2003.[5]范顺成，马治平，马洛刚.机械设计基础.机械工业出版社，2002.[6]马晓芸.混凝土搅拌车减速器制造专家[J].商用汽车杂志(CommercialVehicleMagazine)，2007，(8)：84-85
第五篇：论小学体育教学的优化设计论文
摘 要：讨论了小学体育教学中如何优化教学设计，激发学生的学习兴趣，旨在为广大小学体育教师打造高效教学模式而提供参考。
关键词：小学体育；教学设计；小学生；学习兴趣
体育是当前小学教育阶段的一门重要课程，用短期的眼光来看，小学体育课程是德、智、体、美、劳中的一环，是培养小学生健全人格的重要媒介，而用长远的眼光来看，体育课程是强健国人体魄、提升国民素质的战略性课程。然而，当前很多小学体育教学难以满足课程设立目标的要求，究其根源，其弊病在于很多教师不重视体育课，教学模式陈旧、呆滞、千篇一律，由此也导致很多小学生对体育课不感兴趣。对此，本文致力于探讨如何以优化教学设计来激发小学生对体育课的学习兴趣，旨在为消除当前小学体育教学弊病，打造高效教学模式而献计献策。
一、优化材料设计，吸引学生参与
教学材料在教学过程中占据了较高的地位，甚至决定了教学质量，尤其在体育教材中，材料的设计与投放更是决定小学生学习兴趣的重要媒介。优化材料设计，将教学材料与学生兴趣结合起来，是吸引学生参与学习的重要举措。
例如，要上好篮球课，除了各种基本动作外，小学生还必须具备一定的奔跑能力和弹跳力，因此，笔者进行了这样的设计：利用长绳子和篮球作为教学器材，将学生分组，每一组由两名学生荡绳，其他学生轮流跳绳。在跳绳过程中，另一名学生不断将篮球抛给跳绳的学生，让这名学生接住，由教师来“计分”,最后比一比，看哪一组接住的篮球最多，课后给予一定的奖励。再如“持物投远”一课，笔者选择的教学材料是白纸、小皮球和小木棍。在教学上首先让学生每人用白纸叠一个纸飞机，然后投掷出去，让学生感受如何才能将纸飞机投得更远，让纸飞机飞得更稳；其次，分别换投小皮球和小木棍，让学生掌握不同器材的投掷方法，应采用哪些基本动作，培养学生控制投掷的方向，调整用力大小的能力，等等。
在这一课中，绳子、篮球、白纸、小皮球和小木棍等等都是吸引学生参与的重要材料，其中，篮球是学生在体育课上接触最多的体育器材，但有些学生不喜欢篮球课，对篮球不感兴趣，因此，将体育器材与“长绳子”这一游戏器材相结合，这有利于激发学生的学习兴趣，又能够使他们掌握体育技能。
二、优化情境设计，激发学习兴趣
游戏是小学生比较喜爱的活动，基于小学生的这一心理特点，在教学中教师可以游戏为施教主体，利用游戏创设情境，以激发学生的学习兴趣。
如，进行“50米快速跑”一课时，笔者将这一课的教学完全与游戏相融合，通过向学生扼要阐述目标、规则等主要内容，将教学过程转化为一场小小的“竞技会”.首先，笔者在地上画出一条长线，让学生站在线的一侧；其次，向学生讲解动作要领，让所有学生都做出奔跑的动作，并让学生进行原地踏步跑，感受应如何把握动作要领；最后，将学生分组，由教授做裁判，分别开展组与组、个人与个人之间的50米快速跑竞赛。如此反复练习，并根据成绩选出小组“冠军”,选出个人“冠军”.此外，将教学过程转化为游戏过程的方法还有很多，教师需要结合课程内容选择游戏。例如，“耐久跑”一课，小学生的体力有限，尤其是女生，对耐久跑极为反感。而此时，教师就需要创设能够激发学生学习兴趣的游戏，如“闯迷宫”“警察抓小偷”等。要创设符合小学生生理和心理特点的游戏类型，要全力改观小学生“偏课”的状况，让小学生对每一课都充满兴趣，从而促进他们的全面发展。
三、优化教法设计，激发学习兴趣
在小学体育教学中，教法不能是一成不变的，无论学习内容多么吸引人，多么充满乐趣，长期采用一种教学方法，也会让小学生失去兴趣。因此，在备课时，教师可根据课程内容，多制订几套教学方案，并在上课时让学生自主选择学习类型。
如，“跳绳”一课，在备课时笔者制定了四套学习方案：（1）跳绳竞技；（2）单脚跳；（3）双脚跳；（4）混合跳。在教学过程中，提出四种学习的方法，让小学生自主选择学习方式，而假如学生间分歧较大，那么笔者则按照不同学生的意愿，将意见一致的学生组成一个小组，让每个小组都能够选择适合自己的玩法。在学习过程中，笔者与学生共同学习，加强与每个小组之间的互动，并时时指导他们采用正确的学习方法，监督他们遵守学习规则。此外，在课前笔者还曾让学生自己创设学习形式，并在上课时提出来，如果学生创设的学习方式可行，那么笔者也会选择他们的方式。如此，多种类型的学习情境活跃了学习气氛，每个学生都得到了表现自我的机会，同时满足了他们的心理需求，提高了他们的创造能力。
这种情境创设方式的重点在于如何发挥教师的媒介作用，在实践中，教师要加强与各小组之间的联系，不能让学生成为一盘散沙，要让各小组间学会相互学习与借鉴。此外，第二个重点在于要让全体学生都参与进来，对于不积极的学生，教师要鼓励他们，并和他们一起学习，鼓励学生提出问题，组织师生解决问题，从而使每一名学生都能学到知识，使全体学生得到均衡发展。
总之，小学体育教学是我国基础教育中的一门重要课程，教师应注重采用多元手段提升教学质量，同时注重整合多种资源，激发学生的学习兴趣，以此来增强小学生的身体素质，打造高效教学模式，从而为我国培养更多的高素质人才。
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