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试验设计论文

试验设计论文范文第1篇

1Web应用程序性能测试实验

这部分实验目的是使学生熟练掌握使用Jmeter测试Web应用程序的一般流程和方法。实验任务测试绩效考核子系统中的评分模块。评分人登录系统后进入评分环节,选择其未完成的评分项目(若有多个未评分项,则需要全部对其评分)。每个评分项中包含对多个部门的评分,部门数大于等于3个时需符合正态分布,如可评出优秀3个、良好6个、合格4个、基本合格2个,否则可任意评分。按照循序渐进的原则,设计了3个步骤:一是Jmeter的基本应用,包括脚本录制、添加http请求、添加断言以及查看测试结果等;二是Jmeter的逻辑控制结构,如分支和循环等;三是Jmeter的高级应用,如参数值可变以及参数个数可变等。

1.1Jmeter的基本应用

Jmeter可以手工添加脚本,但更方便的是使用脚本录制软件Badboy[9]。Badboy录制的脚本可以保存为Jmeter格式,然后在Jmeter中直接打开和修改。脚本主要是一系列的http请求,其中可以设置请求的URL,请求方法(get/post)及请求参数等,如图1所示。通过添加断言(如是否含有特定字符串)检查请求是否返回正确结果。添加查看结果树并运行测试脚本查看程序的测试结果。

1.2Jmeter的控制结构

Jmeter具有丰富的逻辑控制结构,包括控制器,switch控制器,while控制器以及forEach控制器等。实验重点练习控制器和forEach控制器。控制器判断Jmeter变量是否满足给定条件,若满足则执行其包含的测试元素,否则不执行。ForEach控制器对Jmeter变量的每一个取值都执行一遍其包含的测试元素。图2是一个控制器,其条件为变量COUNT小于10且变量VAR等于字符串“abcd”。图2Jmeter的控制器图Jmeter的变量引用使用${变量名}的方式,变量一般提取自返回页面中的某些信息,如满足特定条件记录的行数或某个特定位置的字符串取值等。变量提取可采用正则表达式或Xpath进行匹配,讲解其匹配原则并现场演示。图3利用正则表达式提取需评选优秀的单位个数,其中引用名称youxiu就是变量名。匹配失败则取设置的缺省值0。如对于页面中返回的html代码“…您当前可以评出优秀<spanid="ltYSMsg">3</span>个…”可提取出优秀个数为3。

1.3Jmeter的高级应用

本部分着重解决实际测试过程中的一些常见问题,如参数内容可变及参数个数可变等。测试登录环节时需模拟不同的用户登录行为,即图1的http请求中txtUserName一项的值应是变化的。Jmeter提供的CSVDataSetConfig可解决这一问题,如图4所示。将所有评分人的信息存储在一个CSV文件中,把其中的列名填入VariableNames项,之后将图1中的txtUserName值改为userAccount(即CSV文件的第1列)实现参数值的动态变化。进入评分项后需根据情况选择优秀和良好等的个数,且要反映在http请求的参数中。由于参评单位的个数因评分人和评分项各异,因此无法在GUI界面中一一添加。需动态添加的参数包括评分列表中的name及其value,value的取值从优秀到基本合格依次为1234。为简单起见,我们按顺序对单位进行评分。如系统要求评出3个优秀,则测试中前3个部门打优秀,其余依次类推。由于同一部门的优秀良好等单选按钮的name值相同(如图5所示),我们选择提取该组唯一的ID号,然后将其转换为name,其对应关系是用$代替下划线(如ID号为gbBSCExamList_ctl02_rbExamerLevel,name为gbBSCExamList$ctl02$rbExamerLevel)。Jmeter的Beanshellpreprocessor可在提交http请求前动态调整参数个数及参数值。下面给出了Beanshellpreprocessor的代码。其中ExamerLevel_matchNr为Jmeter的系统变量,提供了正则表达式匹配项ExamerLevel匹配成功的个数(即参评单位的个数)。如前所述匹配数量小于3时可任意评分,为简单起见我们均将其评为优秀。N=Integer.parseInt(vars.get("ExamerLevel_match-Nr"));(N>=3){YX=Integer.parseInt(vars.get("youxiu"));LH=Integer.parseInt(vars.get("lianghao"))+YX;HG=Integer.parseInt(vars.get("hege"))+LH;BHG=Integer.parseInt(vars.get("jibenhege"))+HG;for(i=1;i<=N;i++){item=vars.get("ExamerLevel_"+i);item=item.replace("_","$");(i<=YX){sampler.addArgument(item,"1");}else(i<=LH){sampler.addArgument(item,"2");}else(i<=HG){sampler.addArgument(item,"3");}else(i<=BHG){sampler.addArgument(item,"4");}}}else{for(i=1;i<=N;i++){item=vars.get("ExamerLevel_"+i);item=item.replace("_","$");sampler.addArgument(item,"1");}}设计了含35个并发线程的线程组,模拟实际35个评分人的评分过程。全部线程在1秒钟之内启动,比实际情况更严格。得到聚合报告如图6所示,其中点击考核评分页面响应时间最长,为335毫秒。且测试过程中无错误发生,说明系统评分模块可靠。

2数据库性能优化实验

除应用程序外,数据库设计的优劣亦影响系统性能。这部分实验目的是使学生熟练掌握使用SQLServer测试数据库性能的一般流程和方法,并进行简单的数据库调优。为减少复杂性,设计一个简单的由三张表组成的人员组织结构数据库:user、or-gan及userorgan表。其中user表含4586条记录,or-gan表含1722条记录,userorgan表含6804条记录(一人可在多部门任职)。实验任务根据账号查询其姓名及所在单位信息。

2.1SQL语句执行计划对应用程序中频繁执行的SQL语句检查执行计划非常重要。初始时,三张表均未建立任何索引,下面SQL语句的执行计划如图7所示。由图7知,三张表均采用全表扫描的方式。对大表全表扫描可能涉及多次磁盘I/O,非常费时,应尽力避免此种情况。SQLServer报告由于缺少索引影响了查询性能,并给出了相关建议。selectA.vcAccount,A.vcName,C.vcNamefromtest.dbo.[user]Ainnerjointest.dbo.[useror-gan]BonA.vcAccount=B.cnvcempidinnerjointest.dbo.organConB.cnvcorgid=C.nNodeIDwhereA.vcAccount='testuser'为表格建立以下索引:indexIND_USERACCOUNTontest.dbo.[user](vcAccount)clusteredindexPK_ORGANontest.dbo.[organ](nNodeID)indexIND_USERORGANontest.dbo.[userorgan](cnvcempid,cnvcorgid)再次运行后显示执行计划如图8所示。可见所有表扫描均已替换为相应的索引查找,且SQLServ-er未报告缺少索引影响查询性能。两次执行查询的磁盘I/O和CPU时间见表1,可见为表添加正确的索引可提高查询性能。

2.2索引建立原则总结

建立索引的一般满足原则如下[10](篇幅所限,未给出实例):(1)为主键所在的列创建索引。为经常进行连接但未指定为外键的字段建立索引。(2)在频繁进行排序或分组的字段上建立索引。(3)在条件表达式中经常用到的不同值较多的字段上建立索引,在不同值较少的字段上不建立索引,如性别字段。不在查询很少引用的列上创建索引。(4)若经常同时使用多个字段排序,可在这些字段上建立复合索引。要尽量使关键查询形成索引覆盖,其前导字段一定是使用最频繁的字段。(5)查看索引并删除不使用的索引。需频繁进行数据查入操作的数据库应有较少的索引,需频繁进行读取操作的数据库应有更多的索引。(6)在聚集索引中,避免包括不必要的列,尽可能使用较小的数据类型。(7)在支持排序和范围查询的字段上考虑使用聚集索引。(8)具有高选择性的列是索引的好候选列,具有高密度的列是索引最糟糕的候选列。

3结语

试验设计论文范文第2篇

关键词:退化性冻土试验路设计

1引言

国道214线鄂拉山至清水河段,经过勘察,多年冻土区跨越里程313.3km,其中连续多年冻土92km,不连续多年冻土147.3km,冻土总里程239.3km。

在全球大气环境转暖,高原冰川后退,雪线上移,以及铺筑黑色沥青路面施工等人为活动的影响下,在公路沿线冻土已发生明显退化。在国内,以往研究冻土对工程的影响是针对稳定状态的冻土为主要对象,包括青藏公路的冻土研究,它的经验不能简单地推演到退化状态冻土。国外,一些国家也是近期认识到全球气候转暖对冻土退化的影响,在工程对策上刚刚起步,尚无成熟经验可借鉴,且冻土地质条件及气候环境的差别,对工程影响的程度也不尽相同。

为研究在退化性多年冻土地区修筑公路的可靠性,“214国道退化性多年冻土地区路基路面修筑技术的研究”课题列入“八五”交通部行业联合科技攻关计划,为满足课题研究内容的需要,决定建设试验路进行研究。

2试验路选择与地质条件分析

2.1试验路的选择

试验路的选择以满足课题研究的需要和能够代表214国道退化性多年冻土类型的路段为原则,同时兼顾今后工作的方便,依据前期对214国道多年冻土调研成果,拟定在花石峡以南长石头山以北K309+000~K324+000段总计15km范围内,结合改建工程建立试验研究工程段。

为进一步查清K309+000~K324+000段冻土类型,又进行了详细的地质勘探,开挖试坑8个,测地雷达勘察15km和8个横剖面,综合分析勘察结果,确定K309+000~K324+000范围内K309+000~K310+400(不连续多年冻土干燥型冻土岛)、K314+100~K315+100(不连续多年冻土湿润型冻土岛)、K317+000~K317+800(连续多年冻土干燥型)、K321+540~K322+340(连续多年冻土湿润型)修建试验路。

2.2试验路地质条件分析

试验路长石头山(K309+000~K324+000)段为典型的连续多年冻土区,以三叠系砂岩为主夹页岩,区段内第四纪松散层从2m~7m,以残积砾石为主,路线两侧有侵蚀平台构成小流域缓坡,草皮亚粘土或粉砂土覆盖,形成典型的冻胀草丘、热融滑塌、地下冰发育。坡脚山前洪坡积裙及洪冲积阶地上,砂砾土厚度一般小于10m,植被较好,地下水埋深浅。由于地质条件复杂,公路沿线分布着不同的多年冻土类型。

2.2.1不连续岛状多年冻土干燥型段

该段海拔高程4248m,设计里程K310+000~K310+300,全长300m。路基两侧地势平坦,属古河漫滩相,地表植被稀少,干燥,无季节性积水坑。天然地表由于人工取土,破坏处较多。上限位置2.07m,上限含水量W=84.93%。第四纪厚度5~7m,强风化层8~9m。冻土层厚度3~5m。

2.2.2不连续多年冻土湿润型段

该段海拔高程4347~4333m,设计里程K314+200~K314+500和K314+650~K314+950,全长600m。路基上方丘状草皮发育,潮湿,有少量季节性浅层地下水出露,多年形成斑土,并有小型冻胀丘,有少量冻拔石。路基下方草皮发育,地面稍平整,K314+650~K314+950路线右侧有季节性积水坑。上限位置1.34~1.48m,上限含水量W=25.78%。第四纪厚度5~6m,强风化层厚度8~9m。冻土层厚度6~10m。

2.2.3连续多年冻土干燥型段

该段海拔高程4388~4381m,设计里程K317+100~K317+700,全长600m。地表有少量积水坑,植被较好,但地表较干燥,有冻胀裂缝,无砾块石。上限位置1.28m,上限含水量W=40.82~58.63%。干容重ρd=0.81~1.14g/cm3。第四纪厚度5~6m,强风化层厚度7~8m。冻土层厚度大于15m。

2.2.4连续多年冻土湿润型段

该段海拔高程4484~4474m,设计里程K321+640~K322+240,全长600m。地表为高山草甸,丘状草皮发育,地表季节性积水坑较多,潮湿。路基上方开挖,天然地表排水沟两侧热融滑塌严重。上限位置1.15~1.20m,上限含水量W=156.62~196.38%,干容重ρd=0.33g/cm3。第四纪厚度约为5~6m,冻土层厚度大于40m。

3试验路与观测网设计

3.1试验路设计

试验路的设计主要为路基设计和路面设计,路基、路面设计遵循的原则:

(1)采用严格保护冻土原则的路段,属连续多年冻土湿润型;

(2)不能保护冻土,仅仅尽可能地减缓冻土层的融化速率,直到其完全退化为季节冻土为止,在公路正常运行期以局部修补为主,避免大规模的融沉、翻浆等病害。此种路段有不连续多年冻土区湿润型冻土岛及未来可能退化为冻土岛的湿润型连续多年冻土区;

(3)以保护冻土为主,允许缓慢融化为原则的路段,有连续多年冻土干燥型和不连续多年冻土干燥型冻土岛。

根据以上设计原则,路基高度(原天然地面算起)分别为1.5、2.0、2.5、3.0m四种,路基宽度8.5m,无侧向保护结构。

试验路系在原旧路的基础上改建而成。为保证今后科研观测的效果,路基加宽部分填土,要和原路基土相同,提高路基部分土要用碎(砾)石土。

为研究在不同路面类型下,路基的稳定性及冻土上限的变化,确定试验路的路面形式为:中粒式沥青碎石路面(1.80km),厚度4cm;水泥混凝土路面(0.30km),厚度20cm;砂砾路面(0.10km),厚度15cm。

中粒式沥青碎石路面设计累计当量轴次(BZZ-100)为2.64×106次,设计使用年限12年(LR=0.686mm)。

水泥混凝土路面设计累计当量轴次(BZZ-100)为7.83×105次,设计使用年限20年,设计抗折强度为4.0MPa。

试验路路基、路面设计情况如表1。

试验路路基、路面设计一览表表1

序号

起讫桩号

长度

路面类型

路基高度(m)

冻土类型

1

K310+000~K310+300

300

沥青砼

1.5、2.0

连续多年冻土干燥型冻土岛

2

K213+200~K314+500

300

沥青砼

2.0、2.5

不连续多年冻土湿润型冻土岛

3

K314+650~K314+800

150

沥青砼

2.0、2.5

不连续多年冻土湿润型冻土岛

4

K314+800~K314+950

150

水泥砼

1.5

不连续多年冻土湿润型冻土岛

5

K317+100~K317+700

600

沥青砼

2.0、2.5

连续多年冻土干燥型

6

K317+700~K317+800

100

砂砾

2.0

连续多年冻土干燥型

7

K321+640~K321+790

150

水泥砼

2.0

连续多年冻土湿润型

8

K321+790~K322+240

450

沥青砼

2.5、3.0

连续多年冻土湿润型

合计

2200

3.2观测网设计

本研究课题的核心是冻土的退化,即不同状态的冻土(连续多年冻土、不连续多年冻土)在全球大气变化环境下多年冻土退化趋势和速率,它是基础,也是讨论其它因素参照的前提。这是一方面。第二方面是地下水对冻土层的融蚀,不同路面(沥青、水泥混凝土、砂砾)及不同路堤高度影响下的退化系数。观测网由气象观测、地温变化观测、路基变形观测等三部分组成。

3.2.1气象

气象条件与多年冻土的退化趋势有着密切的关系。气象观测是为课题研究提供气象基本资料,以利于对多年冻土退化趋势和速率进行预报。地面气象观测的主要项目都是在观测现场内通过各种仪器进行的。观测地的选择是否适宜,对观测资料的代表性、准确性和比较性影响极大。

根据研究课题所需的气象资料和对气象场地的要求,气象场地选择在K311+000路线左侧,场地大小为20(南北)×16(东西)(m2),确定地面观测的项目有:气温、湿度、风、降水、蒸发、地温等。气象观测场及仪器的布置均按国家气象观测标准执行,气象观测时间以我国确定的北京时间08、14、20时进行。

3.2.2地温

地温观测是对不同路面和不同路堤高度及地下水对冻土层融蚀影响下的地下温度观测,以确定多年冻土的上限变化情况,为分析路基变形奠定基础。

为分析自然气候变化多年冻土的退化趋势,期望恢复20年气候变化与地温变化的直接联系,在连续多年冻土区K322+900左侧天然地面布设一个40m地温观测孔。同时针对岛状冻土特点,为监测冻土岛的退化情况,在岛状冻土区K311+000路线左侧天然地面(气象观测场内)布设一个15m地温观测孔。这两个地温观测孔对研究多年冻土退化问题有着重要的意义,希望能持续较长的时间,尽可能保留,延长使用寿命。

地下水冻土层的融蚀是研究冻土退化不容忽视的一个问题,为解决214线冻土岛形成的基本条件及试验路段地下水影响系数,考虑到地下水融蚀对冻土层影响的深度最大为6m。因此在K310+220、K314+350、K317+250路线左侧天然地面布设3个水文孔,测量水位变化及水温垂直梯度变化,孔深5~6m。

不同类型路面、路基高度对地温有不同影响结果,在不同类型路面、路基高度选择了9个横剖面,分别在路基左、右路肩、路中心布设测温孔,能使不同天然地面进行比较,同时在天然地面布设测温孔。由于课题经费所限,横剖面布设测温孔为全剖面与半剖面两种。路中心孔深度为12~13m,路肩孔深度为0.8~8.5m,天然地面孔6.0~6.5m。

地温测量孔总计37个,总有效孔深337m,测温点452个,测温均采用高精度半导体热敏电阻温度计测量,精度0.001°C,测量结果计算由计算机统一完成。计划地温测量每年1、2、3、12月每月二次,每年4、5、6、7、8、9、10、11月每月三次,今后根据资料分析,观测次数可适当调整。

3.2.3路基变形观测

本研究课题的最终目标就是解决在退化性多年冻土地区的路基、路面修筑的技术难关。能最大限度的解决路基变形,也就是本研究课题的关键。因此,路基变形观测在整个观测网中有举足轻重的作用。

路基变形观测选择在9个测温剖面前后40m范围内,每间隔4m埋设变形观测点,同时路基横向也设路基变形观测点,每断面布33个点,累计全试验路有297个变形点。考虑到试验路是在老路基基础上修筑而成形的,对于分层变形测量已没有什么实际意义,故仅测量路基总变形量。

路基变形观测基准点利用深度大于6m的天然地面测量观测孔,路基变形观测采用水准仪,精度0.01m。观测频率同地温观测。

4总结

目前,试验路及观测网已于1995年10月建成,并于1996年5月通过了由交通部科技司组织的技术鉴定。观测网的气象观测、地温变化观测、路基变形观测系统调试正常,并经过一个月的试观测已于1995年11月转入更深入的观测、分析研究工作。

试验设计论文范文第3篇

关键词:GIS安装试验外壳接地标准化

1GIS概述

GIS的定义为:全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。它是由短路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器组合而成的高压配电装置,全称为gasinsulatedsubstation。GIS采用的是绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质,并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中,因此与传统敞开式配电装置相比,GIS具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点。经过30多年的研制开发,GIS技术发展很快并迅速被应用于全世界范围内的电力系统。目前,随着全球电力系统自身的发展以及对系统运行可靠性要求的日益提高,GIS技术必将持续发展,并将成为本世纪高压电器的发展主流。

2GIS的安装

为了保证GIS安装的顺利进行,在施工设计阶段,设计人员需要认真考虑以下两个方面的问题,否则会给GIS的安装带来许多困难。

首先是GIS的起吊方式。目前户内GIS的安装及起吊的荷载条件大多采用电动单梁桥式起重机。起重机起吊速度有两档,低速档主要用于设备就位时的调整。两档协调应用。如公伯峡330kVGIS工程、棉花滩220kVGIS工程及一些电压等级更高的电站均采用这种起吊方式,实践证明是行之有效的。

其次是GIS设备基础的预埋方式。通常GIS的载荷条件、留孔及预埋要求均由制造商提供,但基础的预埋方式是由设计方根据制造商提供的基本资料来确定的。目前较常用的基础预埋件有槽钢和螺栓两类。其中预埋螺栓的施工较简单,但调节性差,若螺栓遇到楼板钢筋,则需要调整螺栓位置,并在需要与之连接固定的设备支架上重新开孔,然后对开孔进行防锈处理。而预埋槽钢则不存在上述问题,因此应用较多。

上述两方面应在设计中注意。在GIS安装期间,往往需要设计方代表在现场,此时设计人员应该了解GIS安装过程中的三大要素:即清洁度、密封性和真空度。因为GIS的结构特点决定了安装过程本身就是控制GIS运行后质量的最后一个关键阶段。

大量的安装实践证明,保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务。国内GIS安装现场的场地情况通常较差,为了防止起灰尘,安装前第一次清洁时应在场地洒水并用水揩净,在空气静止48h后才开始安装。作为电极的铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑,这些微粒都是耐压实验中放电的来源,因此要特别注意保证铝导体的清洁。这就要求一方面强化对导体加工过程的清洁检查,防止出现死区;另一方面在总装前制造商应增加导体振动清洁的新手段,尽量把空心体内部死角的残留物清理出来,或者对安装前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝。某些国产GIS产品由于管理不严,出厂时GIS内还残留有杂物,加之许多安装现场管理不严,灰尘漫天,更增加了确保清洁度的难度,所以必须严格要求,精心施工。万家寨GIS就是因为GIS内杂物引起试验时三次放电,不得不又拆开进行局部清理,既增加了工作量,又影响了工期,这个教训值得引以为戒。

密封性是GIS绝缘的关键,SF6气体泄露会造成GIS致命的故障。因此密封性检查应贯穿于整个制造和安装的始终。密封效果主要取决于罐体焊接质量,其次是密封圈的制造、安装调整情况。

除上述两个关键因素外,真空度的要求是总装和安装过程中的第三个控制因素,是控制SF6含水量的重要保证措施,它不仅能减少SF6气体本身的水分,也可减少罐内其它物体(绝缘体、密封体)内所含的水分,一般要求在充入SF6气体之前真空度要达到133Pa,再继续抽真空30min。水分对GIS运行的影响关键在于:如果没有将SF6气体控制在0℃以下,则在温度变化时绝缘体表面会形成凝露,所附着的水珠和SF6电弧产物发生反应生成HF等低氟化物,从而导致沿面的绝缘材料和金属表面劣化。如果将SF6露点的允许值控制在较低值,则在温度变化时绝缘体表面凝结的不是水珠而是冰晶,它对绝缘性能几乎没有影响。因此,在IEC及国际上均有规定:充入GIS的新气体在额定密度下其露点不应超过-5℃。

3GIS的试验

GIS的试验包括型式试验、出厂试验及现场试验。其中型式试验是检验产品的正确性,验证GIS装置的各项性能;出厂试验是在每一间隔上进行的,以检验加工过程中是否存在缺陷;现场试验是检查GIS配电装置在包装、运输、储存和安装过程中是否出现异常现象行之有效的监测方法,是GIS在投运之前必须进行的,也是前两种试验无法替代的。

大量的现场试验结果表明:(1)现场绝缘试验中往往会发生零件松动、脱落、导电表面刮伤;(2)强烈的振动造成绝缘子开裂;(3)安装错位引起电极表面缺陷;(4)安装过程中造成导电微粒进入;(5)由于疏忽将工具遗忘在装置内;(6)原来潜伏在装置内的导电微粒在工厂试验时未能检测出来,后来在运输和安装过程中被振荡出来或漂浮在装置内等。这些因素都会导致绝缘故障。这些绝缘缺陷一般分为两大类:一是由自由微粒和灰尘诱发的绝缘事故,称为活动绝缘缺陷(A类);二是由于安装运输中的意外造成的固定绝缘缺陷(B类)。

根据有关资料统计,SF6设备的绝缘事故有2/3都发生在未进行现场耐压试验的设备上。加拿大安大略水电局的运行经验表明,GIS的事故不仅多发生在未做现场绝缘试验的设备上,而且多发生在安装后投入运行的最初4个月内,这类事故约占总事故的67%。第一年事故率为0.53次/年·间隔,之后为0.06次/年·间隔。北美地区的调查报告认为,GIS运行后头一年事故率为4次/所·年,一年以后为0.1次/所·年。因此,GIS经工厂装配、运输和现场安装之后,在投运前进行绝缘试验是十分必要的。

4GIS的外壳接地问题

GIS的外壳接地方式有两种,一种是一点接地方式,另一种是多点接地方式。一点接地方式是在GIS外壳的每个分段中一端绝缘,另一端用一点接地的方式。在结构上,串联的壳体之间一般是在法兰盘处绝缘,对地之间是在壳体支座处缘绝缘。这种接地方式的优点是:因为长时间没有外壳电流通过,故即使电流额定值大,外壳的温升也较低,损耗也较小;因为没有电流流入基础部位,故土建钢筋中没有温升。当然它的缺点也很突出,即事故时不接地端外壳感应电压较高,外界的磁场也较强,当导体中流过的电流较大时,往往会使外壳钢筋发热,由于只有一根接地线,因此可靠性较差。目前国内GIS设计一般不采用这种外壳接地方式。

多点接地方式是在GIS的某个分段内,用导体连接外壳和大地,并且采用两点以上的多点接地。一般在结构上,串联的法兰盘之间不设绝缘,设备的支座不绝缘,并用固定螺栓导通,接地线也装于壳体。多点接地的优点很多:外部磁漏少,感应过电压低;由于GIS外壳有两点以上的接地点,因而可大大提高其可靠性及安全性;不需要使用绝缘法兰等绝缘层,施工方便;外壳和导体电流几乎抵消,因此外部磁场较小,使钢构发热和流过控制电缆外皮的感应电流都很小。由于外壳中有感应电流流过,因此外壳中的温升和损耗比一点接地方式大。但电站GIS工程中外壳损耗本身不大,因此在工程中可以忽略补给。例如:广州抽水蓄能电站GIS外壳的功率损耗为2.43~3.79W/(m·ph),可以略去不计。

5GIS设计中有待完善的工作

根据近年来GIS工程的设计经验,笔者认为在设计标准化中尚有一些空白点亟待解决。因为设计标准是整个设计过程的依据,设备接口标准是制造商的制造依据。

首先是伸缩节的设置问题,尤其是在选用进口GIS设备时对伸缩节的技术要求。伸缩节主要是用来吸收GIS母线热胀冷缩、基础伸缩缝的位移、设备间的安装调整以及地震和操作引起的位移量,因此主要配置在母线与各设备、变压器进线、线路出线的连接等位置。而在水电站的厂房中,厂坝间的伸缩缝很多,每条伸缩缝的伸缩量无法准确测出,因此在GIS的招标设计中应对伸缩节提出较高的要求。

如果采用进口GIS设备,国外厂家对伸缩节的看法不一,某些厂家认为完全可以满足设计要求的水平位移和垂直位移,而有的厂家认为土建伸缩缝与伸缩节关系不大。

我国国标规定“制造厂应根据使用的目的、允许的位移量等来选定伸缩节的结构”,“在GIS分开的基础间允许的相应位移(不均匀下沉)应由制造厂和用户商定”。为了确保在与外商的技术谈判中有据可依,更为了确保GIS设备运行的安全可靠性,在我国的标准中应增加伸缩节方面的量化计算和要求。

其次是GIS接地线的材料和尺寸。这往往是与GIS外商谈判中讨论较多的问题。国外制造商都主张GIS室采用铜接地网和铜接地引线,因为铜的导电性和耐腐蚀性优于钢,但由于铜本身成本以及焊接成本都很高,因此我国电站大多采用钢接地网和钢接地线。目前国内超高压GIS均采用铜接地引线。铜引线与钢接地网之间的连接需采用特殊方式,以防止钢与铜直接接触发生化学腐蚀现象。

另外,国外厂家根据GIS的热稳定电流来计算接地线截面,并有具体的计算公式和曲线,计算的参数包括接地的短路电流、故障的持续时间、接地线相应的允许温升值,其中接地线熔断相应的允许温升值起决定作用,有些厂家采用的允许温升值为100℃,这样选出的接地线截面就小一些,而有些厂家采用的允许温升值为200℃,这样选出的接地线截面就大一些。我国的规范要求采用流经接地线的短路电流、导体的热稳定系数、故障持续时间进行接地导体的截面计算,因此,常常会出现接地截面不符合制造商要求的情况。对此我国规范中应就接地线的规格和尺寸作出相关规定。

上述问题是在GIS设计过程中不可避免的,也是亟待完善的,只有尽快制定出相应的标准,才可以保证设计质量和产品质量,并尽可能减少设计中的不完善环节及运行中的隐患。在标准制定之前,希望广大设计人员能了解这些问题,在设计过程中予以充分考虑,并借鉴其它电站的解决措施,尽可能保证设计质量。

参考文献

[1]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器[M].北京:中国电力出版社,1999.

[2]冯宗蕴.我国GIS的使用情况及发展动态[R].西安:电力工业部西北电力设计院,1994.

[3]水力发电工程学会电气专委会,水力水电电气信息网电气专业委员会.水电电气[R].1990~2002.

试验设计论文范文第4篇

【关键词】试验统计方法 教学改革 农业生产类 SAS

【基金项目】宁夏大学科学研究基金资助(2012)。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)06-0244-02

试验统计方法是数理统计原理和方法在农业生产科学中的应用,主要内容有试验设计、试验统计和实验分析三个板块,涉及较多的数学公式和抽象的统计概念,要求学生具备扎实的数学基础和较强的逻辑思维能力。但对于农业生产类学生,该课程支撑着学生的毕业论文和科学研究。学好该课程,不仅可以培养学生的专业思想,还可以培养学生的综合能力。

试验统计方法在教学中普遍存在以下问题:首先,理论与实践结合不紧密。其授课方式多数采用课堂理论教学与课后软件实习相结合,而学生生产实习和毕业论文设计在课程结束后,导致实践应用滞后于理论知识,使知识与技能掌握不牢固,在实际试验设计和数据挖掘时不能得心应手。其次,统计软件与试验不吻合。在实际农业科学研究中,统计分析原理和实际情况往往难于对应,所以借助统计软件已成为一个行之有效的方法。目前,国内高校统计相关课程教学中统计软件的种类较多,有Excel、SPSS、SAS、DPS、R语言等,每个软件都有其优缺点。但针对农业生产类试验,在大田环境因子控制较为困难,田间试验结果存在不确定性和变异性,导致辅助软件不能准确的挖掘样本数据信息。

本文根据本校实际教学经验和植物生产类本科专业教学计划修订方案,针对上述问题,从教学目标、教学方法、教学内容及考核形式等方面进行探索,以期激发学生兴趣,提高试验统计方法的教学质量。

一、教学目标聚焦于应用能力

试验统计方法理论课程要求学生掌握从事科学研究所必备的试验统计方法,及相关的基本理论和知识,懂得如何运用统计学原理设计科学试验,并能够应用统计分析软件正确地处理分析试验数据,为以后开展科学试验工作奠定基础。

试验统计分析试验课程以具体试验和软件为载体,是理论学习的继续、补充和发展。通过实验把理论概念转变为具体的试验操作和数据软件处理过程,使学生的理论知识和实验操作技能得到提高;通过具体的实验操作和统计软件的应用,培养学生的操作、综合分析能力,结合所学专业解释有关现象并讨论试验结果;通过实验课的教学和学生操作,使学生掌握基本操作技能,学会选择正确的方法进行科学试验,并利用对应的数据处理方法得出可靠结果。

因此,应用统计方法分析和解决农业科学研究中的实际问题才是试验统计方法教学的重点内容和首要任务。

二、教学方法理论联系实际,以学生实践为主

(一)田间试验的设计与实施

理论课程与试验课程同时进行,并贯穿于整个教学过程。首先,试验设计内容授课结束后,在明确试验目的的前提下,将授课对象分成小组,分别负责不同的试验设计,要求学生必须设计好详细试验方案,试验设计可借助SAS软件。

其次,根据课堂制定试验方案,进行大田或实验室实验的实施,试验实施地点设立在学校试验农场或实验室等场地。每组负责一种或两种典型试验方案实施,规范实验准备、播种等环节,同时可教授应用于调查研究的抽样调查方法。

再次,试验数据的采样,要严格按照试验数据获取的步骤和方法。各小组总结田间试验的误差来源、土壤差异和控制误差的小区技术、试验设计、实施规则以及试验数据的获取,并相互交流学习心得,保障每个学生都能涉及到每个试验。

(二)样本试验数据描述及总体参数估计

在理论课程进行的过程中,以上述样本试验数据和对应试验材料总体参数为数据支撑,从样本试验数据最基本的描述统计开始,进而介绍研究对象总体的理论分布、统计数的抽样分布及其概率计算。在误差理论的基础上引入通过假设测验进行统计推断的基本方法,介绍平均数比较的u测验、t测验和F测验,以及计数资料的测验及其应用等。同时,各小组进行讨论交换试验数据,讨论结果。在数据计算利用直接公式法和软件(SAS)辅助法,并相互对比矫正。

(三)多变数间关系理论与实证

首先,讲解理论课程,承上启下介绍参数估计方法包括矩法、最小二乘法和极大似然法等;多变数间的回归与相关分析,包括一元、多元线性回归与相关,以及曲线回归;介绍单因素、多因素及不完全区组试验结果的统计分析。其次,结合各小组试验数据与教材例题数据,利用公式法和软件法分别计算多变数之间的关系,得出结论。

(四)纵向总结,系统归纳

理论课程授课完成后,总结常用田间试验流程。每一个典型试验包括:实验设计、实施、统计、分析和得出结论,并附带SAS程序。要求每个学生必须系统掌握常用田间试验的全部流程。

三、教材和教学内容紧扣社会需求

教学内容要与时俱进,如农业生产者一般只重视试验数据的统计结果与生物学意义,而不关注统计分析过程中所用的统计原理与计算步骤。另外,现在各行业都在推崇大数据,农业生产类科学研究数据量也在不断增加,传统公式计算已经不能满足需要,计算机和统计软件辅助数据处理是必然的趋势。因此,教学内容重点应放在应用上,增加学生试验比重。统计软件我们可采用灵活多变的SAS,尤其在进行差异分析的过程中,SAS可提供不同空间效应模型,克服了方差分析要求变数的相互独立的要求,可以提高数据分析的准确性。

结合我校专业特点和办学经验,主要参考书为盖钧镒院士主编《试验统计方法》,以SAS软件为主要工具,结合具体试验系统介绍常用实验设计、数据采集和结果分析及其SAS软件实现过程。教学内容和重点注重以下原则:第一,简化统计原理、方法及公式推导,增加统计方法的适用条件;第二,系统学习常用试验的设计、实施和分析及其对应SAS程序,强调解决实际农业生产问题能力的培养;第三,注重试验课动手能力,体现学生毕业论文设计和科学中出现的问题。

四、改革考核方式,提升学生综合运用知识的能力

《试验统计方法》课程实践性较强,以培养有实际应用统计分析能力的高素质创新人才为主要任务,所以考核重点应该为学生应用知识能力和综合分析问题能力。考试内容分为试验操作技能和综合应用题,试验操作技能以试验设计、实施、数据采集与整理为主要考察内容,考核形式以检查实验方案和观察具体试验操作规范性为主;综合应用题采用开卷考试,题库侧重各大学生毕业论文设计相关实验设计和科学研究,学生可随机抽取试题,可查阅参考资料,可借助计算机,但要求考生在规定时间内独立完成。这种考核改革,以考查学生解决实际问题能力为重点,有效督促学生对知识的实际应用。

五、讨论

我国农科类专业本科生大多是以培养应用型人才为目标,农业类就业单位多数以生产科研为主线,尤其在创新型企业中,非常重视科研活动,掌握试验统计分析技能更为重要。因此,教学目标应以促进学生实践能力发展为根本出发点,培养具备试验统计分析实践能力的人才更能适应现阶段人才的需求,而且学生自身发展也需要一定的试验技能。

参考文献:

[1]宋岩,王道波,文望名.案例教学在《生物统计》中的教改研究[J].科技信息,2014,10:19.

[2]李培英,孙宗玖.草业科学专业田间试验附生物统计教学改革设想[J].黑龙江畜牧兽医,2014,13:186-188.

[3]李翠芹,何腊平,陈平.食品学科中的生物统计课程教学改革探索[J].教育教学论坛,2014,23:57-58.

[4]李兰会,杨民红,王荣杰,墨峰涛,周荣艳,贾青,李祥龙.生物统计课程之标准差的授课分析[J].黑龙江畜牧兽医,2013,23:192-193.

[5]杨泽峰,张恩盈,徐辰武,顾世梁.《生物统计与试验设计》课程建设与学生科研素质培养[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,10:236-237.

[6]林勇,李招群.职校《药品生物检定》课程教学改革的探讨[J].新课程研究(中旬刊),2013,11:53-54.

[7]魏卫东.基于提升学生科研素质的《生物统计》教学改革[J].中国科教创新导刊,2013,32:139-140.

试验设计论文范文第5篇

关键词:电气试验 工程项目 课程改革

中图分类号:G462 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(c)-0191-03

电气工程及其自动化专业的应用型本科教学旨在构建以“知识的适时性、理论的实用性、能力的针对性、技术的先进性和思维的创新型”为主体的教学体系。为突出能力的针对性,即按照电气工程师的基本素质要求,在大学四年完成电气工程师的基本技能和素养的培训[3],在专业课程的建设中尤其是专业核心课程的建设中引入“工程项目课程设计”,围绕工程项目展开课程的理论教学,拓展以工程项目为基础的实践环节,凸显应用型本科教学的特色。

《高电压技术》课程是电气工程及其自动化专业的专业课,也是专业核心课程。课程主要介绍了电力系统在设计、安装、调试、运行中遇到的高压、绝缘和过电压方面一系列问题。通过学习该专业课程的学习,使学生掌握高电压技术的基本原理、高压设备、高压试验和测试方法。课程建设的硬件条件――电气试验技术实验室,主要以电力变压器为核心设备,围绕电力变压器展开相关电气设备的绝缘预防性试验,从而达到对电气工程专业学生的电气设备试验项目的实验、实训的训练要求。电气设备无论是出厂还是在现场安装,电气试验是设备必须完成的项目。2016年西安思源学院将《高电压技术》课程列为电气工程及其自动化专业的优秀课程建设项目,课题组成员从“电气试验”和“电气系统设计”工程项目入手,突破原有的专业课程授课模式,将具体的工程项目――“电气设备试验”和“防雷接地系统设计”引入《高电压技术》的课程教学中,以各种“电气试验”和“发电厂、变电所电气一次系统设计”的工程项目为基础设计课程教学过程,实践理实一体化的教学方法,在教学中实现能力在针对性实践训练和理论知识的使用性学习的培养。

1 工程项目的课程化设计

基于高电压技术的工程项目大体分两大类,电气试验项目和防雷接地设计项目。电气设备试验一般可分为出厂试验、交接验收试验、大修试验和预防性试验等。而按照试验的性质和要求,电气试验分为绝缘试验和特性试验两大类[1]。防雷接地设计项目是发电厂和变电所电气一次系统设计的重要组成部分。因此,在教学实践过程中,通过工程案例课程化设计(工程项目与理论教学结构图如图1所示),采用“工程项目”糅合理论教学这一“理实一体化”教学手段,进而推进了《高电压技术》课程的优质化建设。

工程项目的课程化设计是指以实际的工程案例为蓝本,将教学任务、教学知识点、教学学时分配融入工程项目中,凸显理论教学的应用性,使学生掌握理论知识的应用性、理论知识的适用性和理论知识的工程性,进而推进“理实一体化”的教学改革。

2 课程设计实施分析

以变压器出厂试验这一电气试验项目为例,分析基于“工程项目”的《高电压技术》课程设计的实施。

2.1 教学任务设计

变压器出厂试验是电气试验项目中非常重要的工程试验项目,该项试验项目所涉及的理论知识点是《高电压技术》课程中[2]的液体和固体介质的绝缘强度、电气设备绝缘试验。依托变压器出厂试验这一工程试验项目,理论联系实际讲授液体和固体介质的绝缘强度 、电气设备绝缘试验等知识点,可增强学生的工程实践意识,锻炼学生的电气试验操作能力。

要求学生掌握的知识点:液体的绝缘强度特性、固体介质绝缘强度特性、局部放电试验、绝缘电阻测量试验、感应耐压试验、直流耐压试验等。

要求学生掌握的试验技能:(1)参数测量;(2)绕组电阻测量;(3)绝缘特性测量;(3)电压比及联结组测量;(4)空载试验;(5)负载试验;(6)感应耐压试验;(7)外施耐用试验。

2.2 教学课时设计

该教学项目需要学时分配为:液体和固体介质的绝缘强度4学时、电气设备的绝缘试验8学时、变压器出厂试验项目实施4学时。

2.3 课程实施过程

教学中首先给定实际电气试验项目:S7-30/6电力变压器出厂试验。从电气验项目入手,确定教学任务――掌握电气设备的绝缘试验理论知识和实践操作。对应于教学的知识点是《高电压技术》课程的第三章中电气设备的绝缘试验的相关内容:绝缘电阻试验、交流耐压试验。图2展示了以“S7-30/6电力变压器出厂试验”具体工程项目为例的课程教学过程设计。

2.4 教学效果

通过个案的“工程项目”课程设计教学实践,取得的教学效果有:(1)以“工程项目”为蓝本,增强教学的应用真实性。以往的教学过程中,讲完理论知识,学生不知道如何来用,在进行实验室实验时又脱离了理论知识。而以“工程项目”为蓝本的课程教学过程中,直接给出工程实例――“S7-30/6电力变压器出厂试验”,直接增强了教学的应用性,不再让理论和实践成为互不相容的关系。(2)以“工程项目”推进理论教学,增强学生实操能力。“工程项目”与理论教学内容相对应,通过项目讲理论,通过项目练技能,通过项目提高应用。“电气试验”工程项目的教学适合在实验室进行,体现“理实一体化”教学。通过实际的电力变压器一边理论教学,一边按工程试验项目进行相关试验,学生在完成理论知识学习的同时,还掌握了电气设备试验的基本技能。一堂课,“双丰收”。

3 结语

工程能力的培养是电气工程师基本技能培训之一。通过“工程项目”进课堂这一理实一体化化教学手段的推进,使学生既学习了专业知识,又亲身经历了项目案例实施的全过程,在教学设计过程中把一个复杂的电气试验项目,通过分解成小型试验项目模块,将理论知识点融入具体的工程项目中,结合具体试验项目的理论教学,增强了学生的学习兴趣,又降低了课程教学的复杂难易程度;既按照教学大纲完成了理论教学,又提升了学生工程训练技能,体现出应用型本科教学的特点。

参考文献

[1] 黄永驹.高压试压[M].黄河水利出版社,2012.

试验设计论文范文第6篇

一、临床疗效观察的实验设计问题

在各种医学期刊中,半数以上是疗效观察方面的论著。现择其较普遍存在的统计学问题,结合实验设计基本原则加以讨论。

(一)对照与均衡性测定

国内医学期刊有关临床疗效观察的文章甚多,不少杂志刊登了一些事先未设计对照的文章,其结论难以令人信服。如《用柴葛解肌汤治疗上呼吸感染》一文,报道治愈好转率为97.7%,因无对照,无法断定其效果如何,因此,治愈好转率中含有假像。

对照的方法虽有多种,但对照的基本原则是与实验组齐同可比,最好作均衡性测定。

(二)安慰剂与盲法试验

安慰剂与盲法试验是医研(主要是比较性研究)中常用的科研方法,结果准确、误差性小。安慰剂在形、量、色、味等要与实验药物一样,不能给受试者和执行者任何暗示。这种试验就是双盲法试验。但近年来,尚有人用改良的双盲法,此法分两期:第一期(公开期)试验有效者留,无效者弃。有效者进入第二期(双盲试验),以确定疗效是否系安慰剂的作用。在预防效果观察时可采用该法,临床上应用诸多困难,应视具体情况而定。

(三)样本含量与重复原则

没有足够样本的研究结果,是经不起重复试验的,有的论文凭少数病例观实的结果下结论,是不慎重的。如《重症肺炎并发DIC29例》一文,作者观察脑型患者3例,其中死亡一例,就得出“一般脑型病死率高达57%,本组脑型病死率较低,看来及早用肝素阻断DIC过程,对降低脑型病死率可能具有重要意义”的结论。因无对照,结论不可靠。

(四)随机分组与实验设计类型

随机化分组即每个实验对象有同等机会被抽样(分配)到各组去,而不受任何系统因素的影响。常用的实验设计类型有完全随机设计、自身对照设计、交义设计、配偶设计、随机区组设计、拉丁方设计、正文(析因)设计、序贯设计、半数效量实验设计(动物试验),回顾性与前赡性调查研究设计等。科研设计时应根据研究目的要求选择不同类型的实验设计方法,进行相应的统计处理。

(五)诊断与疗效标准——指标设计问题

试验设计论文范文第7篇

摘要:

试验设计中往往会碰到带有趋势干扰因子的情形,这类趋势可以是由时间效应或空间效应引起的.本文探讨了幻方及纯幻方在带有趋势干扰效应设计中的若干应用.首先,利用幻方的组合性质,得到了一类设计因子与趋势干扰因子在参数估计上不混杂的设计;其次,采用纯幻方,进一步得到了多因子试验设计中的趋势无关设计;最后,给出了利用幻方和纯幻方构造相应趋势无关设计的基本方法,同时证明了运用同心幻方进行交叉验证的结果.

关键词:

同心幻方;多水平;多项式模型;多因子试验;混杂

1引言

试验设计自20世纪20年代问世至今,已在农业、工业、生物医药、航空航天、经济管理等领域得到广泛应用,各种试验设计方法也得到了迅速发展,如区组设计、部分因析设计、正交设计、均匀设计、空间填充设计、饱和设计、超饱和设计、正交拉丁超立方体设计等等.一般的试验设计方法并不考虑试验顺序,因为试验顺序常采用“随机化”准则.然而,在一些试验中,比如物理或者工程试验中,一次试验常常需要花费一定的时间,而整个试验做完需要一个月或更久,那么,在这些需要长时间完成的试验中,试验单元或者试验环境有可能发生了趋势性的变化.最后的试验结果易受到时间或空间效应的干扰.于是,许多学者对设计顺序进行了研究.早期,Phillips[1-3]、Daniel和Wilcoxon[4]、Draper和Stoneman[5]等讨论了带有时间趋势效应的试验设计顺序问题,他们将时间趋势效应T用一个p阶多项式模型来代替。本文同样采用多项式模型来表示趋势干扰效应.在这一个模型下,Draper和Stone-man[5]讨论了与时间趋势无关(trend-free)的二水平设计,并且还讨论了最小水平变化(levelchange)设计.Cheng和Jacroux[7]给出了二水平时间趋势无关设计的一种构造方法,Jacroux[8]对带有时间趋势的混合水平设计进行了研究,Wang[9]借助并列法对特殊的混合水平情形2p4q进行了讨论.近期,也对含有区组的带有时间趋势的设计顺序进行了研究[10].然而,文献中对于多水平和混合水平情形的研究仍然较少,对高水平和混合水平因析设计的研究则更少.幻方,也称为魔方(magicsquare),我国数学家杨辉称其为“纵横图”.其与群论,

组合数学密切相关,在纯数学和应用数学的研究中都有着重要的意义[11-14].本文不关注幻方在数学中的性质研究或构造,主要关注幻方在统计中,特别是在工程试验设计领域中的应用.事实上,早在1964年,Phillips[1,2]发现了幻方可以用于带有时间趋势干扰的设计,然而这类设计仅包含两个因子,其水平数正好等于幻方的阶数.Hedayat[15]也研究了幻方的若干统计性质,指出在对干扰因子的参数估计上,幻方可以使得相应最小二乘估计的方差达到最小.本文将进一步说明幻方(纯幻方)可以应用在两因子(多因子)试验设计中,其对试验因子的参数估计与干扰因子是1阶趋势无关或线性无关(lineartrendfree)的,并给出相应的构造方法.第2节主要介绍幻方的基本概念及其在带有趋势干扰效应的设计中的应用,借助幻方,可以构造出一类与趋势效应无关的设计,且这类设计主要包括两个多水平因子.第3节给出主要叙述纯幻方在带有趋势干扰效应的设计中的应用.借助纯幻方,可以构造出一类含有多个与趋势效应无关因子的设计,同时这类设计也可以应用在含有交互作用项的设计中.第4节是结束语.

2幻方与两因子趋势无关设计

例1考虑一个化工厂生产的一种化工产品,影响采收率的因素有多个,包括催化剂种类、反应温度等.并且这类试验往往和反应时间有关.下面用表1给出的三阶幻方,来设计一个与1阶时间趋势效应无关的设计顺序,见表2,其包含两个三水平因子,取值为{0,1,2}.由于试验结果往往带有一定的随机性,所得试验结论需要经过一定的统计显著性检验.交叉验证可以进一步对试验结果进行比较研究,如果一个设计能够进行交叉验证,此时的结论具有更高的可靠性.定义2[11,13]同心幻方也称嵌套幻方,其可以从中心开始向外辐射,依次剥去最外一层后的方阵均是幻方.定理3当n为奇数时,一个n阶同心幻方可以安排含有二个1阶趋势无关因子的设计,且可以进行n12次交叉验证.证明设M=(mij)是一个n同心幻方,由定理2,幻方的行和列分别可以看作两个n水平因子,记为A,B,它们均是1阶趋势无关的.所得试验结果可以进行相应的显著性检验.然后,将该同心幻方剥去最外一层,此时可以用来安排一个含有2个n2水平因子的设计,且仍是趋势无关的.于是,可以采用该部分数据进行相应的显著性检验,并与第一次结论进行交叉验证.以此类推,将该同心幻方剥去第二层,并进行第2次交叉验证.综上,可以进行n12次交叉验证.

3纯幻方与多因子趋势无关设计

定理4当n为素数或素数幂时,一个n阶纯幻方至少可以安排含有四个n水平因子的因析设计,且四个因子均是1阶趋势无关的.证明设M=(mij)是一个n纯幻方,由定理2,幻方的行和列分别可以看作两个因子,记为A,B,它们均是1阶趋势无关的.另外,对于纯幻方,存在另外两个1阶趋势无关的因子C,D.设A,B的水平取值分别为a,b,令因子C取值为mod(a+b,n),因子D取值为mod(ab,n),即因子C由幻方中从右上往左下的对角线得到,D由幻方的从左上往右下的对角线得到,则由纯幻方定义3可知,所有泛对角线上元素的和均相等.于是。例2对于采收率试验,例1给出了一个与时间干扰效应无关的设计,但所包含的试验因子只能为两个,如果影响因子多于两个,可以考虑下面的设计,见表5,其包含四个因子,水平取值{0,1,2,3,4}.比如,第一次试验的水平组合为(1,2,3,4),即因子A取1水平,因子B取2水平,因子C取值水平为mod(1+2,5)=3,因子D取值水平为mod(12,5)=4.当n为合数时,虽不能像素数情形直接推出四个与趋势无关的因子,但纯幻方仍然可能给出包含多个因子的设计.下面给出一个包含三个因子的采收率试验设计方案.见表6,因子水平取值为{0,1,2,3}.比如,第一次试验的水平组合为(3,3,0),即因子A取3水平,因子B取3水平,因子C取0水平.

4结束语

试验设计论文范文第8篇

结构试验是研究和发展结构理论的重要手段。文中从沿革、任务、分类、加载设备与测量方法、一般过程等方面了解工程结构试验。随着计算机技术的发展应用,结构试验仍然是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一。在结构工程学科的发展演变过程中结构试验本身成为一门真正的试验科学。

引言

工程结构试验是一项科学实践性很强的学科,是研究和发展工程结构新材料、新体系、新工艺以及探索结构设计新理论的重要手段,在工程结构科学研究和技术革新等方面起着重要的作用。

1沿革

最早的结构试验是意大利科学家伽利略在17世纪完成的悬臂梁试验,其梁强度理论经由其后的胡克的材料弹性说明,贝努利、欧拉等的构件变形问题,库伦的中性轴假想,打下了今天弹性理论材料力学的基础。我国十分重视工程结构试验学科的建设及其发展。1956年起在高等院校中设置“建筑结构试验”课程。在直接为生产服务方面和工程结构系统科学研究方面,对结构的材料性质,基本构件和结构整体工作性能等,进行了大量的实物或模型的静、动力试验,获得了许多试验成果,提出了符合中国实际情况的设计参数、工艺标准、计算公式、设计理论、施工工艺,为制订各种规范、规程提供了基本依据。

2工程结构试验及其一般过程

2.1工程结构试验的任务工程结构试验的任务是在结构或实验对象上,以仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载(重力、机械扰动力、地震力、风力等)或其他因素(温度、变形沉降等)作用下,通过测试与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、位移、应变、振幅、频率等)后进行分析,从而对结构的工作性能作出评价,对结构的承载能力作出正确的估计,并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。

2.2工程结构试验的分类根据试验研究目的,主要分为生产鉴定性试验和科学研究性试验。

2.2.1生产鉴定性试验生产鉴定性试验以直接服务于生产为目的。以工程中实际结构构件为对象,通过试验或检测对结构作出技术结论,通常解决以下问题:①检验或鉴定结构质量。对一些比较重要的结构,建成后通过试验,综合性地鉴定其质量的可靠度。对于预制构件或现场施工的其他构件,在出厂或安装之前,要求按照相应规范或规程抽样检验,以推断其质量。②判断结构的实际承载力。当旧建筑进行扩建、加层或改变结构用途时,往往要求通过试验确定旧结构的承载能力,为加固、改建、扩建工程提供数据。③处理工程事故、提供技术依据。对于遭受火灾、爆炸、地震等原因而损伤的结构,或在建造使用中有严重缺陷的结构,往往要求通过试验和检测,判断结构在受灾破坏后的实际承载能力,为结构的再利用和处理提供技术依据。

2.2.2科学研究性试验科学研究性试验的目的是为结构的理论计算和研究服务。它按照事先周密考虑的计划来进行。试验的对象是专为试验而设计制造的。突出研究的主要问题,消除一些对结构上实际影响的次要因素,使试验工作合理,观测数据易于分析和总结,达到理论研究的目的。①验证结构设计理论的假定。在结构设计中,人们常对结构构件的计算图式和本构关系作某些简化假定,通过试验来加以验证,满足要求后用于实际工程中的结构计算。在结构静力和动力分析中,本构关系的模型化则完全是通过试验加以确定的。②提供设计依据。我国现行的各种结构设计规范除了总结已有的大量科学实验的成果和经验外,为了理论和设计方法的发展,还进行了大量的结构试验以及实体建筑物的试验,为编制和修改结构设计规范提供试验数据。对于特种结构,应用理论分析的方法达不到理想的结果时,用结构试验的方法确定结构的计算模式和公式的系数,解决工程中的实际问题。③提供实践经验。一种新材料的应用,一个新结构的设计或一项新工艺的施工,往往要经过多次的工程实践和科学试验,从而积累资料,使设计计算理论不断改进和完善。

2.3工程结构试验加载设备与测量方法

2.3.1加载设备一般供试验用的加载装置除实物加载外,可用千斤顶、液压试验装置、计算机与加振器联机系统、模拟地震振动台、人工爆炸等,以模拟对结构或构件的实际的各种作用。在全部试验承力装置中有支座、支墩、反力架、反力墙及试验台座等。

2.3.2测量方法①机测法。利用机械仪表测量所需的数据或参数,机测法适应性强、简便、可靠、经济,是结构试验中最常用的测量手段。②电测法。通过传感元件把试验需要测量的数据或参数,转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数,经放大器放大,然后进行测量,由指示记录设备记录和显示,这种转换和测量技术称为非电量电测技术,具有准确、快速测量、自动控制、连续记录和远距离操纵等优点。与计算机联机,还可根据测量结果自行判断和运算。③光测法。利用光的准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录,阻尼小、响应快(如光线示波记录仪)。也可利用光敏材料的物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生的光学效应,测定应力场(如光弹仪),简便、可靠、直观性好;及激光测量位移和激光全息的应用。④其他方法。利用光、电、磁、声等间接物理量与材料或结构构件某一性能间的关系为基础进行测量。如超声波探测仪利用超声波在混凝土中传播速度测定混凝土强度。分析处理结果,再还原成某种模拟量并显示出来,使数据的采集、测量和分析处理自动化。

2.4工程结构试验的一般过程工程结构试验大致可分为试验规划、试验准备、试验加载测试和实验资料整理分析四个阶段。

2.4.1试验规划阶段试验规划是指导整个试验工作的纲领性技

术文件,因而试验规划的内容应尽可能地细致和全面,规划的任何一点疏忽可能导致试验的失败。

科学研究性试验的规划,首先应根据研究课题,了解其发展现状和前景,并通过收集和查询有关文献资料,确定实验研究的目的和任务,确定试验的规模和性质;在此基础上决定试件设计的主要组合参数,并根据试验设备的能力确定试件的外形和尺寸;进行试件设计及制作;确定加载方法和设计支承系统;选定量测方法;进行设备和仪表的率定;作好材料性能试验或其他辅助试件的试验;制定试验安全防护措施;提出试验进度和技术人员分工;编写材料需用计划,经费开支及预算,试验设备、仪表及附件清算等。

2.4.2试验准备阶段试验准备阶段是将规划阶段确定的试件按要求制作安装与就位,将加载设备和测试仪表安装就位,并完成辅助试验工作。试件制作完毕后,要进行实际几何尺寸的测量和外观质量检查,达到设计要求的才能安装就位。加载设备和测试仪表安装就位前,应完成相应的设备调试与仪表标定工作,性能正常的才可正式安装。辅助试验完成后,要及时整理试验结果并作为结构试验的原始数据,对试验规划阶段确定的加载制度控制指标进行必要的修正。

2.4.3试验加载测试阶段对试件施加外荷载是整个试验工作的中心环节,参加试验的每个工作人员应各就各位,各尽其职,做好本岗工作,试验期间,一切工作都要按照试验的程序进行。对试验起控制作用的重要数据应随时整理和分析,必要时还应跟踪观察其变化情况,并与事先计算的理论数据进行比较,如有反常现象应立即查明原因,排除故障,否则不得继续加载试验。

试验工程中除认真读数和记录外,必须仔细观察结构的变形,混凝土结构的裂缝出现、走向及宽度,构件的破坏特征等。试件破坏后要绘制破坏特征图,有条件的可拍成录像,作为原始资料保存,以便研究分析时使用。:

2.4.4试验资料整理分析阶段通过试验准备和加载试验阶段,获得了大量数据和有关资料后,一般不能直接回答试验研究所提出的各类问题,必须将数据进行科学的整理、分析和计算,做到去粗取精,去伪存真,最后根据试验数据和资料编写试验报告。

以上各个阶段的工作性质虽有差别,但它们都是相互制约的,各阶段的工作没有明显的界限,制定计划时不能只孤立地考虑某一阶段的工作,必须兼顾各个阶段的特点和要求,做出综合性的决策。

3工程结构试验在工程结构理论发展中的作用

现代科学研究包括理论研究和试验研究,理论的发展需要试验来验证。受弯梁断面的应力分布的研究,经历了由假设—简单试验—理论分析—试验检验的阶段,前后二百多年的时间,说明了试验在理论发展中的作用和地位。

科学的发展都是以技术的突破为转机的。试验验证理论,而理论的发展又将试验推向更高的阶段。结构试验与结构理论的发展是联系紧密,相互促进发展。理论分析的方法虽然给出了结构应力分析的基本方程式,在解决实际问题时,采用解析方法常会遇到计算方面的困难,只能对有限的一些简单问题得出精确解。如几何形状、边界条件、承受荷载复杂的结构,常需要进行一些假设,而假设与实际影响的大小,要通过试验验证。因此,所得结果为近似的,还要用试验证实能否用于实际工程。对于一些三维问题、应力集中和非匀质材料结构,仅靠理论解析方法求解十分困难,有时得不出结果,需要用试验的方法得出计算的公式。

结构试验是研究和发展结构理论的重要手段。从确定结构材料的力学性能到验证梁、板、柱等单个构件的计算方法及至建立复杂结构体系的计算理论,都离不开试验研究。钢筋混凝土结构和砖石结构的计算理论大都是以试验研究的直接结果作为基础的。工程结构都是以各种工程材料为主体构成的不同类型的承重构件相互连接而成的组合体。为满足结构在功能及使用上的要求,必须使得这些结构在规定的使用期内能安全有效地承受外部及内部形成的各种作用。为了进行合理的设计,工程技术人员必须掌握在各种作用下结构的实际工作状态,了解结构构件的承载力、刚度、受力性能以及实际所具有的安全储备。在应力分析工作中,也可以采用实验应力分析方法来解决。特别是计算机技术的发展,它不仅为用数学模型方法进行计算分析创造了条件,同样为结构试验实现自动化提供了有利条件如:实现荷载模拟、数据采集和数据处理,使结构试验技术的发展,产生了根本性的变化。计算机也加强了人们进行结构试验的能力。因此,结构试验仍然是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一。在结构工程学科的发展演变过程中结构试验本身成为一门真正的试验科学。

实践是检验真理的唯一标准。科学实践是人们正确认识事物本质的一个源泉,可以帮助人们认识事物的内在规律。在工程结构学科中,人们为了正确认识结构的性能和不断深化这种认识,结构试验也是一种已被实践所证明的行之有效的方法。

参考文献:

[1]王天稳.土木工程结构试验[M].武汉:武汉理工大学出版社.2006.

[2]易伟建,张望喜.建筑结构试验[M].北京.中国建筑工业出版社.2005.

试验设计论文范文第9篇

关键词:结构试验结构理论

工程结构试验是一项科学实践性很强的学科,是研究和发展工程结构新材料、新体系、新工艺以及探索结构设计新理论的重要手段,在工程结构科学研究和技术革新等方面起着重要的作用。

一、沿革

最早的结构试验是意大利科学家伽利略在17世纪完成的悬臂梁试验,其梁强度理论经由其后的胡克的材料弹性说明,贝努利、欧拉等的构件变形问题,库伦的中性轴假想,打下了今天弹性理论材料力学的基础。我国十分重视工程结构试验学科的建设及其发展。1956年起在高等院校中设置“建筑结构试验”课程。在直接为生产服务方面和工程结构系统科学研究方面,对结构的材料性质,基本构件和结构整体工作性能等,进行了大量的实物或模型的静、动力试验,获得了许多试验成果,提出了符合中国实际情况的设计参数、工艺标准、计算公式、设计理论、施工工艺,为制订各种规范、规程提供了基本依据。

二、工程结构试验及其一般过程

2.1工程结构试验的任务工程结构试验的任务是在结构或实验对象上,以仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载(重力、机械扰动力、地震力、风力等)或其他因素(温度、变形沉降等)作用下,通过测试与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、位移、应变、振幅、频率等)后进行分析,从而对结构的工作性能作出评价,对结构的承载能力作出正确的估计,并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。

2.2工程结构试验的分类根据试验研究目的,主要分为生产鉴定性试验和科学研究性试验。

2.2.1生产鉴定性试验生产鉴定性试验以直接服务于生产为目的。以工程中实际结构构件为对象,通过试验或检测对结构作出技术结论,通常解决以下问题:①检验或鉴定结构质量。对一些比较重要的结构,建成后通过试验,综合性地鉴定其质量的可靠度。对于预制构件或现场施工的其他构件,在出厂或安装之前,要求按照相应规范或规程抽样检验,以推断其质量。②判断结构的实际承载力。当旧建筑进行扩建、加层或改变结构用途时,往往要求通过试验确定旧结构的承载能力,为加固、改建、扩建工程提供数据。③处理工程事故、提供技术依据。对于遭受火灾、爆炸、地震等原因而损伤的结构,或在建造使用中有严重缺陷的结构,往往要求通过试验和检测,判断结构在受灾破坏后的实际承载能力,为结构的再利用和处理提供技术依据。

2.2.2科学研究性试验科学研究性试验的目的是为结构的理论计算和研究服务。它按照事先周密考虑的计划来进行。试验的对象是专为试验而设计制造的。突出研究的主要问题,消除一些对结构上实际影响的次要因素,使试验工作合理,观测数据易于分析和总结,达到理论研究的目的。①验证结构设计理论的假定。在结构设计中,人们常对结构构件的计算图式和本构关系作某些简化假定,通过试验来加以验证,满足要求后用于实际工程中的结构计算。在结构静力和动力分析中,本构关系的模型化则完全是通过试验加以确定的。②提供设计依据。我国现行的各种结构设计规范除了总结已有的大量科学实验的成果和经验外,为了理论和设计方法的发展,还进行了大量的结构试验以及实体建筑物的试验,为编制和修改结构设计规范提供试验数据。对于特种结构,应用理论分析的方法达不到理想的结果时,用结构试验的方法确定结构的计算模式和公式的系数,解决工程中的实际问题。③提供实践经验。一种新材料的应用,一个新结构的设计或一项新工艺的施工,往往要经过多次的工程实践和科学试验,从而积累资料,使设计计算理论不断改进和完善。

2.3工程结构试验加载设备与测量方法

2.3.1加载设备一般供试验用的加载装置除实物加载外,可用千斤顶、液压试验装置、计算机与加振器联机系统、模拟地震振动台、人工爆炸等,以模拟对结构或构件的实际的各种作用。在全部试验承力装置中有支座、支墩、反力架、反力墙及试验台座等。

2.3.2测量方法①机测法。利用机械仪表测量所需的数据或参数,机测法适应性强、简便、可靠、经济,是结构试验中最常用的测量手段。②电测法。通过传感元件把试验需要测量的数据或参数,转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数,经放大器放大,然后进行测量,由指示记录设备记录和显示,这种转换和测量技术称为非电量电测技术,具有准确、快速测量、自动控制、连续记录和远距离操纵等优点。与计算机联机,还可根据测量结果自行判断和运算。③光测法。利用光的准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录,阻尼小、响应快(如光线示波记录仪)。也可利用光敏材料的物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生的光学效应,测定应力场(如光弹仪),简便、可靠、直观性好;及激光测量位移和激光全息的应用。④其他方法。利用光、电、磁、声等间接物理量与材料或结构构件某一性能间的关系为基础进行测量。如超声波探测仪利用超声波在混凝土中传播速度测定混凝土强度。分析处理结果,再还原成某种模拟量并显示出来,使数据的采集、测量和分析处理自动化。

2.4工程结构试验的一般过程工程结构试验大致可分为试验规划、试验准备、试验加载测试和实验资料整理分析四个阶段。

2.4.1试验规划阶段试验规划是指导整个试验工作的纲领性技

术文件,因而试验规划的内容应尽可能地细致和全面,规划的任何一点疏忽可能导致试验的失败。

科学研究性试验的规划,首先应根据研究课题,了解其发展现状和前景,并通过收集和查询有关文献资料,确定实验研究的目的和任务,确定试验的规模和性质;在此基础上决定试件设计的主要组合参数,并根据试验设备的能力确定试件的外形和尺寸;进行试件设计及制作;确定加载方法和设计支承系统;选定量测方法;进行设备和仪表的率定;作好材料性能试验或其他辅助试件的试验;制定试验安全防护措施;提出试验进度和技术人员分工;编写材料需用计划,经费开支及预算,试验设备、仪表及附件清算等。

2.4.2试验准备阶段试验准备阶段是将规划阶段确定的试件按要求制作安装与就位,将加载设备和测试仪表安装就位,并完成辅助试验工作。试件制作完毕后,要进行实际几何尺寸的测量和外观质量检查,达到设计要求的才能安装就位。加载设备和测试仪表安装就位前,应完成相应的设备调试与仪表标定工作,性能正常的才可正式安装。辅助试验完成后,要及时整理试验结果并作为结构试验的原始数据,对试验规划阶段确定的加载制度控制指标进行必要的修正。

2.4.3试验加载测试阶段对试件施加外荷载是整个试验工作的中心环节,参加试验的每个工作人员应各就各位,各尽其职,做好本岗工作,试验期间,一切工作都要按照试验的程序进行。对试验起控制作用的重要数据应随时整理和分析,必要时还应跟踪观察其变化情况,并与事先计算的理论数据进行比较,如有反常现象应立即查明原因,排除故障,否则不得继续加载试验。

试验工程中除认真读数和记录外,必须仔细观察结构的变形,混凝土结构的裂缝出现、走向及宽度,构件的破坏特征等。试件破坏后要绘制破坏特征图,有条件的可拍成录像,作为原始资料保存,以便研究分析时使用。

2.4.4试验资料整理分析阶段通过试验准备和加载试验阶段,获得了大量数据和有关资料后,一般不能直接回答试验研究所提出的各类问题,必须将数据进行科学的整理、分析和计算,做到去粗取精,去伪存真,最后根据试验数据和资料编写试验报告。

以上各个阶段的工作性质虽有差别,但它们都是相互制约的,各阶段的工作没有明显的界限,制定计划时不能只孤立地考虑某一阶段的工作,必须兼顾各个阶段的特点和要求,做出综合性的决策。

三、工程结构试验在工程结构理论发展中的作用

现代科学研究包括理论研究和试验研究,理论的发展需要试验来验证。受弯梁断面的应力分布的研究,经历了由假设—简单试验—理论分析—试验检验的阶段,前后二百多年的时间,说明了试验在理论发展中的作用和地位。

科学的发展都是以技术的突破为转机的。试验验证理论,而理论的发展又将试验推向更高的阶段。结构试验与结构理论的发展是联系紧密,相互促进发展。理论分析的方法虽然给出了结构应力分析的基本方程式,在解决实际问题时,采用解析方法常会遇到计算方面的困难,只能对有限的一些简单问题得出精确解。如几何形状、边界条件、承受荷载复杂的结构,常需要进行一些假设,而假设与实际影响的大小,要通过试验验证。因此,所得结果为近似的,还要用试验证实能否用于实际工程。对于一些三维问题、应力集中和非匀质材料结构,仅靠理论解析方法求解十分困难,有时得不出结果,需要用试验的方法得出计算的公式。

结构试验是研究和发展结构理论的重要手段。从确定结构材料的力学性能到验证梁、板、柱等单个构件的计算方法及至建立复杂结构体系的计算理论,都离不开试验研究。钢筋混凝土结构和砖石结构的计算理论大都是以试验研究的直接结果作为基础的。工程结构都是以各种工程材料为主体构成的不同类型的承重构件相互连接而成的组合体。为满足结构在功能及使用上的要求,必须使得这些结构在规定的使用期内能安全有效地承受外部及内部形成的各种作用。为了进行合理的设计,工程技术人员必须掌握在各种作用下结构的实际工作状态,了解结构构件的承载力、刚度、受力性能以及实际所具有的安全储备。在应力分析工作中,也可以采用实验应力分析方法来解决。特别是计算机技术的发展,它不仅为用数学模型方法进行计算分析创造了条件,同样为结构试验实现自动化提供了有利条件如:实现荷载模拟、数据采集和数据处理,使结构试验技术的发展,产生了根本性的变化。计算机也加强了人们进行结构试验的能力。因此,结构试验仍然是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一。在结构工程学科的发展演变过程中结构试验本身成为一门真正的试验科学。

实践是检验真理的唯一标准。科学实践是人们正确认识事物本质的一个源泉,可以帮助人们认识事物的内在规律。在工程结构学科中,人们为了正确认识结构的性能和不断深化这种认识,结构试验也是一种已被实践所证明的行之有效的方法。

参考文献:

[1]王天稳.土木工程结构试验[M].武汉:武汉理工大学出版社.2006.

[2]易伟建,张望喜.建筑结构试验[M].北京.中国建筑工业出版社.2005.

试验设计论文范文第10篇

关键字:岩石锚杆设计 ; 安全系数 ;试验与验收技术; 问题锚杆

Abstract: a large number of engineering safety accident investigation data shows, our country engineering construction common construction conditions,construction safety and quality can not be guaranteedand other issues, the bad situation of engineering construction mainly by anchoring construction process control is not in place due to. Bolt is a key component of anchoring engineering, and construction safety of theanchor design of anchorage engineering has direct.Therefore, strengthening the research on problem of designing safety bolt is of practical significance. In this paper, the safety of geotechnical anchor design as the research object, based on geotechnical anchor design,anchorage, anchorage engineering safety threerelationship, from three aspects of processing anchor testdesign safety factor, the anchor bolt design and acceptance standard, discussion, in order to improvesafety standards and the design of anchor bolt design.

Keywords: the design of rock anchor; safety coefficient;test and acceptance of anchor rod;

中图分类号: U455.7+1 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

目前锚固技术已被广泛应用到各大岩土工程领域,大量实践也证实了其无可取代的优越性,例如简化结构体系、提高结构稳定度、确保施工安全、加快施工进度、节约工程材料、降低工程造价等。所谓岩石锚固,它是一种通过把结构埋入地层并锚固到岩土上来获取所需应力,进而实现拉力与剪力传递的施工技术。岩石锚固技术目前已被用来抵抗竖向位移、抵抗沿基础线位移及倾倒、抵抗沿地层临界面剪切破坏及维持岩体稳定、加固地基等领域。与国外岩土锚杆设计的研究相比较,我国业内学者的研究主要考虑如下方面:钢筋等材料自身对截面积的拉力;锚固段砂浆对钢拉杆握固力的极限拉力;锚固段底层对砂浆摩擦力的极限拉力。总体而言,我国学者对岩土锚杆设计的理论研究尚不能完全实现确保施工安全、缩短施工工期、节约工程材料、降低工程造价等。基于此研究背景,本文根据我国岩土锚固技术标准的基本要求,主要对岩土锚杆标准中锚杆设计的安全性进行讨论,以期提高我国锚固工程的施工安全与施工质量。

一、锚杆设计的安全系数

锚杆设计的安全系数通常包括锚杆杆体或锚杆筋体设计的抗拉安全系数、锚杆固体设计的抗拔安全系数,其中锚杆杆体或锚杆筋体设计的抗拉安全系数=锚杆杆体极限拉力:锚杆拉力设计值;锚杆固体设计的抗拔安全系数=锚杆极限抗拔力:锚杆拉力设计值。岩土锚杆设计的安全系数通常需对锚杆结构设计的风险程度与不确定性因素进行综合考虑,其中包括锚固岩土体或地层的性态、杆体材料与灌浆的不稳定性、筋体中所有钢筋或钢绞线受力的不均匀性、锚杆群中部分锚杆承载力失效或下降对周边锚杆工作荷载的影响程度、周边环境或地下水的变化、锚杆抵御轻微腐蚀的能力等。

备注:临时锚杆的工作年限<2a、永久锚杆的工作年限>2a;最小安全系数要求当锚杆破坏引发公共安全事故时取最大值、若未引发公共安全事故时取中值、其余情况取最小值,其中前两种情况的危害程度均较后者严重。

表1-1锚杆锚固体抗拔安全系数与锚杆杆体抗拉安全系数

(一)众所周知,锚杆设计的安全系数直接关乎到岩土锚固工程的可靠性,基于此理论基础,世界各国纷纷出台锚杆规范来对锚杆设计的安全系数进行规定。表1-1为世界主要国家对锚杆锚固体抗拔安全系数与锚杆杆体抗拉安全系数的规定。由表1-1可知,世界主要国家的锚杆规范皆要求重点参考锚杆破坏后的危害程度与锚杆安全系数来对锚杆设计的安全系数取值,其中各主要国家对锚杆设计安全系数的取值基本一致。此外,表1-1中提及的最小安全系数通常是用来满足锚杆对安全工作状态的基本要求。但目前多数锚杆设计皆为严格遵循上述基本要求,具体包括如下两种情况:

1.锚杆杆体或锚杆杆筋设计的安全系数偏小

针对锚杆杆体或锚杆杆筋安全系数偏小的问题,本文以国内某永久性大型边坡锚固工程为例展开讨论。该锚固工程锚杆设计的具体情况包括:工程所用的钢绞线为12根Φ15.2mm 1860MPa级钢绞线;锚杆拉力值为2000kN。通过计算可知,该工程锚杆设计的安全系数仅为1.55,该数值较国标规定的1.80小0.25。为了更加深入探讨锚杆杆体或锚杆杆筋安全系数偏小的问题,本文再简要介绍另一工程案例。某24m深基坑工程设计的支护结构为3道锚杆背拉排桩支护,其中锚杆杆体的钢绞线为Φ152mm 1860MPa级钢绞线,通过计算可知该工程杆体的抗拉安全系数为1.00左右。

2.未明确岩土锚杆设计的安全系数及未搞清楚锚杆锚固体抗拔安全系数的真实含义,亦或采用了明确的锚杆设计安全系数,但未对其采用极限抗拔力试验(标准的锚杆基本试验)与验收试验来进行验证。

(二)研究证实,前文所提及的两种情况势必会影响到锚杆工作的安全性。基于此论断,本文以锚杆杆体抗拉安全系数偏小为研究对象展开讨论。

1.锚杆杆体抗拉安全系数偏小可使钢绞线的受力分布不均匀(此时各钢绞线拉应力之间的差距约15%)及钢绞线的截面积因外力腐蚀作用而呈减小趋势,此时极易引起锚杆局部钢绞线出现断裂现象。

2.锚杆杆体抗拉安全系数偏小可能使钢绞线过高及筋材松弛量过大,进而极易引起预应力损失超出允许标准。

3.若高抗拉强度钢绞线的拉应力>钢绞线抗拉强度的3/5,其极易引起应力腐蚀或钢绞线断裂。

二、锚杆设计的试验与验收标准

由前文可知,适宜的锚杆安全系数是锚杆结构设计必须考虑的重要内容,其中锚杆设计的合理性通常需采用基本试验与验收试验进行严格的验证,究其原因为锚杆承载力极易受到杆体制作质量、锚固地层的变化、注浆及锚杆钻孔等工艺条件的影响。锚杆的基本试验通常是指锚杆极限抗拔力试验,其操作现场的地层条件必须与拟建工程的地层条件相同,同时还需严格执行国家有关规定。锚固工程施工之前通常需采用基本试验来对锚杆设计进行验证,由此确保锚杆设计的极限拉力值与有关设计要求基本相符。如果锚固工程随意套用与拟建工程地层条件相当的锚杆基本试验数据或未进行任何基本试验便盲目开工,其必然使锚杆的安全度丧失被准确验证的良好时机,由此极易增加锚杆安全工作的风险因素。

(一)据大量调查数据显示,我国岩土锚固工程目前普遍选择降低验收试验的标准。国家有关规范明确规定:“验收试验锚杆数量应≥锚杆总数的1/20,即≥3根。永久性锚杆试验荷载的最大值应等于锚杆轴向拉力设计值的1.5倍,其中试验荷载的最大值应与锚杆设计的安全系数呈一一对应关系。”如果严格按照上述要求设计验收试验的标准,其设计出的数据必定能够证实工程锚杆的安全储备与设计规定的安全系数大致吻合。然而针对我国众多锚固工程未采取标准的验收试验等情况,本文主要从如下方面进行阐释。

1.若永久性锚杆的张拉力达到拉力设计值的1.05倍~1.10倍,那么此锚杆设计可被判定为合格;若临时性锚杆的张拉力达到拉力锁定值或拉力设计值,其验收结果可被判定为合格。若永久性锚杆仅>设计值安全储备的0.1倍,那么此永久性锚杆必定难以抵御冻融交替、暴雨侵蚀、地层开挖会变异荷载等环境改变的不良影响,同时也难以抵御锚杆局部腐蚀侵蚀现象对其安全工作状态的不良影响。

2.目前我国城市基坑支护工程普遍存在锚杆初始预应力大幅度降低、基坑边界位移量过大、基坑坍塌事故频发等情况,研究证实上述诸多情况多由随意降低锚杆验收试验标准所致。

3.我国现行锚杆标准明确规定:“若要判定锚杆验收结果合格,必须具备如下充分条件,即以最大试验作用为前提,锚杆的蠕变量及弹性位移皆要满足国家有关规范的基本要求。”由此可见,锚杆验收试验降至初始荷载之前必须事先加载到能够满足蠕变率的最大试验荷载,随后再提升该初始荷载到锁定荷载水平,同时做好相应的锁定工作。图2-1为锚杆荷载(P)-位移(S)曲线。

备注:该图所示的锚杆标准与国际锚杆标准的有关规定完全吻合,其中N1(KN)表示锚杆轴向拉力的设计值。

图2-1锚杆荷载(P)-位移(S)曲线

(二)我国现行岩土锚杆设计标准明确规定:“受最大试验荷载影响的锚杆弹性位移应>锚杆自由长度理论弹性伸长值的4/5,同时应<锚杆自由段长度+锚固段长度的1/2。其次就受最后一级荷载影响的锚杆而言,其在6min~60min以内的蠕变量应≤2.0mm。”对锚杆弹性位移的规定通常用来验证锚杆的实际自由段长度与设计要求之间的吻合度,同时用来判定锚杆的正常工作状态;对锚杆蠕变量的规定通常用来控制锚杆蠕变量在30min~50a以内≤12mm。综上所述,如果能够严格执行国家规定的验收试验标准,锚固工程及锚杆质量的安全性便可被提升至要求范围以内。然而大量锚固工程调查数据显示,我国锚杆设计验收试验尚存在诸多问题,其中多数工程根本不能够提供完全满足国家规范的验收试验资料。如果此现状不能及时得到解决,其势必会对我国锚固工程的安全性造成直接且深远的影响。

三、问题锚杆的处理

针对如何处理验收不合格的锚杆,我国制定并出台了《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS22:2005),该规程对问题锚杆如何处理的规定预示着我国岩土锚杆标准化建设的进步。研究证实,岩土锚固工程安全链的完整性要求对锚杆设计的安全性、锚杆设计试验与验收、问题锚杆的处理一视同仁,即三者是不可分割的整体,缺一不可。《岩土锚杆( 索) 技术规程》(CECS22:2005)明确规定:“若锚杆设计验收试验不合格,则必须增加锚杆试件的数量,其中锚杆试件的增加数量要达到问题锚杆数量的3倍。此外应按照最大实际试验荷载的1/2对问题锚杆进行锁定,最后再根据问题锚杆与锚杆总量的比值来确定锚固工程锚杆的设计总抗力与实际总抗力之间的差值,进而对锚杆进行增补。”根据《岩土锚杆( 索) 技术规程》(CECS22:2005)的有关规定,本文针对如何处理不合格锚杆的问题引入如下(见图3-1)锚杆验收试验与不合格锚杆处理框架图。

图3-1锚杆验收试验与不合格锚杆处理框架图

结合图3-1及《岩土锚杆( 索) 技术规程》(CECS22:2005),本文将做如下说明:

(一)若锚杆设计验收试验未达到临时锚杆拉力设计值的1.2倍或永久锚杆的1.5倍是由锚杆验收试验的局部破坏所致,亦或锚杆设计验收试验能够满足国家验收试验规程对荷载的要求,但受最大试验荷载影响的蠕变试验不合格,此时皆应被认为该锚杆设计不合格。

(二)就不合格的锚杆而言,如果对锚杆预留有二次灌浆系统(补强系统),那么必须对二次灌浆完毕的锚杆进行补充验收试验,同时根据原验收试验标准对补充验收试验进行评定。如果锚杆结构未预留有二次灌浆系统,那么需根据最大实际试验荷载值与锚杆抗拔安全系数的比值来对锚杆结构进行锁定,同时可以把此荷载锁定值归纳到原有锚杆设计的总抗力内。

(三)《岩土锚杆( 索) 技术规程》(CECS22:2005)规定:“根据不合格锚杆与锚固工程锚杆总量的百分比来计算出锚固工程锚杆设计总抗力与实际总抗力之间的差值,同时根据此差值来对锚杆数量进行增补。”针对此规定,大量研究证实,其要求对锚杆进行补偿是非常必要的,同时也具有一定的合理性。此处提及的增补工序所产生的额外工程造价应由责任方全权负责。此项规定的意义为:针对不遵守国家规范而引起的锚杆质量缺陷,责任人必须承担经济责任,由此起到警示作用,同时也对工程后续施工安全起到防范作用。

四、讨论

综上所述,锚杆是目前锚固支护的关键性结构,其作用机理方面与分类方面皆存有较大差异,同时锚杆被应用到不同锚固工程支护施工方面时,锚杆设计人员应该充分严格制定国家现行锚杆设计规程《岩土锚杆( 索) 技术规程》(CECS22:2005)。本文以岩土锚杆设计的安全性问题为研究对象,以岩土锚杆标准《岩土锚杆( 索) 技术规程》(CECS22:2005)为理论依据,主要从锚杆设计的安全系数、锚杆设计的试验与验收标准、问题锚杆的处理三大方面展开讨论,以期提高我国锚固工程锚杆的设计水平。总体而言,此次研究可简单归纳为如下四点:

(一)锚杆设计的安全系数、锚杆设计的试验与验收标准、问题锚杆的处理对岩土锚固工程的安全性具有直接性且长远性的影响,换而言之,如果锚杆设计存有随意降低锚杆的安全系数或锚杆的试验验收标准等行为,其势必会影响到岩土锚固工程的安全性,甚至引发一系列工程安全事故。

(二)岩土锚杆设计的安全系数对岩土锚固工程安全性的影响至关重要。锚杆设计的安全系数应严格依据锚杆的工作年限和问题锚杆对公共安全的危害程度来确定。一般而言,临时锚杆锚固体的抗拔安全系数应≥1.4~1.8;永久性锚杆锚固体应≥1.8~2.2。临时锚杆杆体的抗拉安全系数应≥1.6;永久性锚杆杆体应≥1.8。

(三)锚杆设计的试验与验收标准是确保岩土锚固工程安全性的重要保障,其中就受最大试验荷载影响的锚杆而言,其蠕变率与弹性位移是判定锚杆合格与否的关键性指标。针对如何处理问题锚杆,本文任何可通过增补锚杆来实现锚固工程的长期稳定。

参考文献:

[1] 林汉伟.关于临时性支护锚杆设计安全系数应用的讨论[J].广东建材,2009,(2):102-104.

[2] 周勇,朱彦鹏,张悟成等.框架预应力锚杆柔性支护结构中锚杆设计参数研究[J].甘肃科学学报,2008,20(1):148-151.

[3] 马平,李曼,涂杰楠等.桩锚与土钉墙联合支护锚杆深部平面滑动失稳分析[C].//第三届全国岩土与工程学术大会论文集.2009:344-347.

[4] 张自成,张占国,李金华等.应变式测力锚杆设计及其在巷道支护检测中的应用[C].2009:270-274.

[5] 罗辉,杨仕教,喻清等.基于FEM-RSM-GA的边坡锚杆设计可靠性反问题研究[C].//第七届全国随机振动理论与应用学术会议论文集.2010:93-96.

[6] 邢龙龙.应变式测力锚杆设计及在煤矿巷道中的应用[J].科技资讯,2011,(10):132-133.

[7] 崔亮,张典礼,张超等.松动圈支护理论在榆家梁矿锚杆设计中的应用[J].西部探矿工程,2010,22(3):104-106.

[8] 张明聚,叶新丰,谢小春等.拉力分散型锚杆在明挖隧道基坑围护结构中应用[J].铁道建筑技术,2010,(z1):16-20,32.

试验设计论文范文第11篇

关键词:工程结构 结构试验 结构理论

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)003-098-01

1、工程结构试验的任务和类别

1.1 工程结构试验的任务

在工程结构试验的对象上,利用各种仪器设备以及目前的科学技术手段,在外部环境条件下,如风力、重力、温度和变形等,经过测试出结构上的各种参数信息和数据,如结构的变形度、位移大小、振幅和频率的大小等来进行测算和分析,以便对结构工作性能上的各种情况做出正确的评估,并为结构的计算理论的发展提供可信的事实科学依据。

1.2 工程结构试验的类别

1.2.1 生产鉴定性试验

工程中实际结构构件生产出来,要通过生产鉴定性试验的检测,对构件做出技术类的科学报告以解决以下三方面的问题:

(1)鉴定结构的质量。在一些重要的结构构件生产出来后,要通过一些试验来综合性的检测构件质量的稳固性。对一些其他构件,在出厂安装前要通过抽样检查来判定其样品是否满足相应的规范要求和检验标准,否则不让安装。

(2)测试结构的实际承载能力。在一些旧建筑上改建或者加层等过程中,需要测试结构的承载能力,为改建提供科学的数据信息。

(3)处理工程事故时提供技术数据。对地震等外部因素造成结构损伤或违法有缺陷的结构,通过检测和试验,判断出原结构的实际承载能力,为结构的再次使用和处理事故提供技术依据。

1.2.2 科学研究性试验

科学研究性试验是按照先前考虑的详细计划针对专门为试验设计制造的对象上进行实施的。在试验对象的制造上把试验研究的主要问题表现出来,忽略一些对结构影响的次要因素,使得试验更加的突出研究部分,更好观测试验的数据以便分析和总结,以达到研究理论的目的。

(1)假设验证结构设计的理论。在设计结构过程中,人们通常先假设构件的计算样式和结构的关系,通过试验来验证,这个关系在实际工程中的结构构件中是否满足结构计算。

(2)提供设计依据。在我国为了研究理论和设计方法,进行了许多结构试验和实体建筑试验,为编制和修改结构设计规范提供了大量的科学数据和信息。对一些特殊结构用理论的方法达不到效果的时候必须通过结构试验的方法确定结构的计算公式用以解决工程中的实际问题。

(3)提供实践经验。结构试验可以对一种新材料、新工艺、新结构进行反复的试验,积累更多的数据信息,使设计计算理论不断改进和完善。

2、工程结构试验的过程

工程结构试验的过程大概分成四个阶段:

2.1 试验规划阶段

试验规划作为一个指导性技术文件,规划的内容要详细,步骤要清晰尽可能全面的描述不能有一点疏忽大意,不然会导致实验失败。科学的规划应根据研究的方向,制定研究的目的和任务,选定合适的材料和工具设备以及其他安全研究事项,费用开支等等。

2.2 试验准备阶段

试验准备阶段就是要完成辅助试验,把相关的设备按照设计的要求安装到位,并进行实际的考查达到与规划阶段中制定的要求。在辅助试验完成后,要测试试验结果并与规划阶段确定的指标进行核对并做一些必要的修改以达到试验的精准性。

2.3 试验加载测试阶段

试验加载测试是整个试验工作的重要环节,试验中,每个人员都应该做好自己的本职工作不能有疏忽大意,试验应该按照指定的程序进行,在试验进行过程中及时做好数据更新并进行整理和分析,如果数据与原理论数据有偏差应立即查明原由,排除故障。试验工作中,还应该认真观察构件的形状是否变形、有没有破坏特征,如果有损坏特征应该记录下来作为资料保存以便研究和分析。

2.4 试验资料整理分析阶段

经过前两个阶段得出来的有关资料和相关数据后,运用科学的方法进行分析和计算并归纳总结试验的数据报告,以便解决试验研究中所同到的各类问题。

上面四个阶段虽然分工不同,但在实际操作中是相互制约的,必须兼顾每个阶段的进程不能只考虑某个阶段,他们是不可分割的一个整体要制定出整体性的策略。

3、工程结构试验在工程结构理论发展中的作用

科学研究包括理论研究和试验研究两方面,科学的发展标志着技术的突破,理论研究与试验研究是相辅相成的,试验验证理论,理论的发展带动试验的突破,两者紧密相连。理论的方法在运用到解决实际问题的时候,经常会遇到计算方面的难题,它只能对一些比较简单的构件如几何形状,承载能力等,假设一些与实际大小相等的条件计算出结果,具体的还需要通过试验来验证这个结果是否可行。对一些比较复杂的构件只能通过试验来验证才能得出相应的计算公式。

总之,实践是检验真理的唯一标准。科学实践是人们正确认识事物本质的一个源泉,可以帮助人们认识事物的内在规律。在工程结构学中,随着人们不断的探索和研究,人们对结构的性能理解也越来越深入,且结构理论为了被更好的研究和应用,结构试验已经被实践证明是一个行之有效的办法。

参考文献:

[1]王天稳.土木工程结构试验[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006.

[2]易伟建,张望喜.建筑结构试验[M].北京:中国建筑工业出版社2005.

试验设计论文范文第12篇

在各种医学期刊中,半数以上是疗效观察方面的论著。现择其较普遍存在的统计学问题,结合实验设计基本原则加以讨论。

(一)对照与均衡性测定

国内医学期刊有关临床疗效观察的文章甚多,不少杂志刊登了一些事先未设计对照的文章,其结论难以令人信服。如《用柴葛解肌汤治疗上呼吸感染》一文,报道治愈好转率为97.7%,因无对照,无法断定其效果如何,因此,治愈好转率中含有假像。

对照的方法虽有多种,但对照的基本原则是与实验组齐同可比,最好作均衡性测定。

(二)安慰剂与盲法试验

安慰剂与盲法试验是医研(主要是比较性研究)中常用的科研方法,结果准确、误差性小。安慰剂在形、量、色、味等要与实验药物一样,不能给受试者和执行者任何暗示。这种试验就是双盲法试验。但近年来,尚有人用改良的双盲法,此法分两期:第一期(公开期)试验有效者留,无效者弃。有效者进入第二期(双盲试验),以确定疗效是否系安慰剂的作用。在预防效果观察时可采用该法,临床上应用诸多困难,应视具体情况而定。

(三)样本含量与重复原则

没有足够样本的研究结果,是经不起重复试验的,有的论文凭少数病例观实的结果下结论,是不慎重的。如《重症肺炎并发DIC29例》一文,作者观察脑型患者3例,其中死亡一例,就得出“一般脑型病死率高达57%,本组脑型病死率较低,看来及早用肝素阻断DIC过程,对降低脑型病死率可能具有重要意义”的结论。因无对照,结论不可靠。

(四)随机分组与实验设计类型

随机化分组即每个实验对象有同等机会被抽样(分配)到各组去,而不受任何系统因素的影响。常用的实验设计类型有完全随机设计、自身对照设计、交义设计、配偶设计、随机区组设计、拉丁方设计、正文(析因)设计、序贯设计、半数效量实验设计(动物试验),回顾性与前赡性调查研究设计等。科研设计时应根据研究目的要求选择不同类型的实验设计方法,进行相应的统计处理。

试验设计论文范文第13篇

引言

随着科学技术的迅猛发展以及计算机技术的广泛应用,设计领域正在进行一场深刻的变革,各种现代设计理论与方法不断涌现,设计方法更为科学、系统、完善和先进。传统设计方法已发展成为一门新兴的综合性、交叉性学科——现代设计理论与方法。现代设计理论与方法的广泛应用,必将为我国的工业生产带来巨大的经济效益,对提高我国工业产品的设计质量,缩短设计周期,推动设计工作的现代化、科学化方面将发挥巨大作用。

《现代设计理论与方法》涉及到的内容较多,设计方法种类繁多,而且课时有限,传统的讲解授课模式,教学效果必然是课堂气氛沉闷,学生感觉枯燥、单调,为此应根据《现代设计理论与方法》课程的特点,积极探讨教学方法,分析学生的知识结构,以应用为主导,适可兼并理论,综合应用多种教学手段,多侧面、多角度的向学生展示知识信息。

1.教学模式的探讨

1.1传统设计与现代设计的比较

传统设计常用的设计方法有理论设计、经验设计和模型试验设计,设计过程是利用经验公式通过大量的手工或计算机计算,对所设计的产品的尺寸参数、性能等计算求解,制作模型样机,对实物样机进行试验分析、研究,有些试验是破坏性的,当通过试验发现缺陷时,又要回头修改设计制作样机,并再用样机试验,只有通过周而复始的设计——试验——设计过程,产品才能达到设计要求。

现代设计设计方法很多:优化设计、虚拟设计、有限元分析,并行设计,设计过程是利用现代设计手段,辅助计算机应用技术,在各种虚拟环境中真实地模拟产品的各种特性、工作环境,快速分析各种设计方案,进行对实物样机而言难以进行或根本无法进行的试验,直到获得最优的设计。

通过现代设计与传统设计的比较教学,使学生认识到现代设计的优点和传统设计的弊端,充分认识现代设计的设计过程、特点,以便更好的理解现代设计,利用现代设计方法进行产品设计开发,增加学习的积极性。

1.2理论教学与应用教学的统一

现代设计理论与方法设计理论复杂,牵扯的内容深,范围广,本科生很难理解和接受,所以教学中多利用现有的、成熟的设计实例,介绍其在产品设计中的使用过程、分析方法,同时兼顾设计理论的要点,使学生即会利用设计方法的设计过程、特点,同时明白设计方法的理论及应用,这样对于设计比较复杂的产品、较深的设计理论,枯燥的设计方法学习使学生能够用得得心应手,游刃自由。

1.3多媒体观摩教学

要提高教学质量,还必须进行教学手段的革新。多媒体技术是利用多媒体计算机综合处理和控制文字、图形、声音、图形、图像、动画和活动视频多种形式的媒体信息,是计算机辅助教学的最佳手段,可以按照教学需要、在诸多媒体元素之间建立起一定的逻辑关系,从而把它们有机的结合并呈现出来,同时完成一系列的人机交互式操作,并在这种交互过程中完成教学目标。

1.4网络教学

建立网上教学平台,以浏览器为用户界面,将课程教学文件、教学研究、学术动态及相关信息上网,用于指导学生学习,建立教学论坛,充分利用网络功能,调动学生的学习积极性,主动性,使师生共同学习,共同进步。

2.实践教学模式的探讨

2.1开设现代设计理论与方法设计综合设计实验周

由于学生课堂学习有限,很难做到现代设计理论与应用的综合试验训练,通过开设综合实验周,使学生集中一定时间,利用产品现代设计与开发过程,综合练习、理解掌握现代设计理论与方法的理念、应用和技巧,达到理论与实践的学习,充分掌握现代设计方法。

2.2现代设计方法与理论课外大赛

采用命题与自主命题的方式,在规定的时间内,要求学生利用现代设计方法完成某个小产品的设计开发、并进行有关的性能分析。通过举办现代设计课外作品大赛,一是可以普及推广现代设计的应用,还可以增加学生利用现代设计理论与方法能力的锻炼、增强学生的学习积极性,更好地融汇理解学习自己的专业知识。

3.考试模式的探讨

现代设计理论与方法的特点,是培养学生利用现代设计的能力,所以考试命题应注重应用能力的培养,考试可采用多种形式,如笔试测验与产品设计应用大作业综合训练的方式进行。

3.1教师命题上机操作

上课教师根据教学的重点,选择适合的命题,要求学生利用一种现代设计方法,在规定时间内,在计算机上完成产品的现代设计与分析试验研究;同时为了兼顾更好地、更多地掌握现代设计理论与方法,可以笔试测验一部分现代设计方法,以更广泛的掌握理解现代设计理论与方法,即采用实际操作与笔试联合考核的方式进行。

3.2设计论文

这种测试方法是把设计的内容、要求发给学生,要求学生在一段时间内完成设计,并提交设计分析论文,这种测试方法灵活性强,题目可大可小,也可以因人的能力不同,适合布置设计题目,同时设计题目可以是实际工程上的真题真做,也可以真题假做,学生可以充分发挥能动性,知识性、实用性和趣味性、创造性,在虚拟环境下设计出符合要求的产品,并议论文的形式写下来,这样既可以考核学生掌握现代设计理论与方法的掌握,又能锻炼学生的创新能力。

4.结论

实践证明,通过教、学、考等环节的模式教学行之有效,可明显改善传统教学模式的种种弊端,增加教学的可视性、知识性、实用性和趣味性,使教学过程生动、鲜活、附有节奏感和时代气息,激发学生学习兴趣和创造性、参与性,提高学生分析实际问题的能力,为学生将所学理论和技能应用于生产和科研工作中打下坚实的基础。

试验设计论文范文第14篇

关键词:试验设计与统计方法;实验;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)19-0087-02

《试验设计与统计方法》课程是一门理论和实践结合紧密,实用性很强的工具课、方法课和实验技能课,在动物科学、动物医学专业人才培养中具有重要的地位和作用。《试验设计与统计方法》实验教学环节可以培养大学生的归纳推理能力、科研能力和实践应用能力,对于全面提高人才培养质量有着重要的作用。本文从理论与实验学时分配调整、实验教学内容、手段以及考核方式等方面,探讨了《试验设计与统计方法》实验教学改革的目标和措施。

一、实验教学改革目标

(一)知识目标

《试验设计与统计方法》是应用概率论和数理统计的原理来研究生物界数量变异规律的一门学科,它不仅提供了正确设计科学试验和收集数据的方法,而且也提供了正确整理、分析数据,得出客观、科学的结论的方法。学生通过本课程实验课的学习,大致了解了常用统计分析软件,学会使用常用统计软件编制次数分布表,绘制次数分布图,掌握常用统计方法的统计软件操作过程,为今后更好地从事科研工作奠定基础。

(二)能力目标

《试验设计与统计方法》课程是一门理论和实践结合紧密,实用性很强的工具课、方法课和实践技能课。通过本门课程实验课的教学,使学生掌握由样本的统计量估计总体的相应参数,由样本的实际结果推断得出总体结论的各种统计分析方法的软件操作过程,培养大学生的归纳推理能力。统计分析方法的软件操作过程使学生对常用统计分析方法的基本原理与方法有更深刻的认识,进一步明确了各种统计分析方法的区别与适用条件,便于今后正确地使用统计软件进行统计分析,做到理论与实践相结合,提高学生的实践应用能力和科研能力。

二、《试验设计与统计方法》实验教学现状

(一)理论与实践教学的课时分配不合理,实验教学课时数不足

《试验设计与统计方法》总学时数为56学时,教学改革之前理论学时数50学时,实验学时数6学时。实验教学主要讲授统计计算器的使用以及通过简单的抽样实验验证常用的理论分布。随着计算机应用技术的普及和统计软件的不断开发,应用统计软件分析实验数据的实际应用倍受关注。2005年,在进行教学改革时将理论与实践教学的课时分配进行了调整:在本课程56个总学时不变的情况下,理论教学减少到46学时,实验教学增加到10学时。实验教学内容由原来的理论分布验证性实验改为常用统计软件的上机操作。从近几年的教学效果来看,由于实验教学课时数不足,学生不能很好地掌握常用统计分析方法的操作过程,实验教学效果仍不理想。

(二)《试验设计与统计方法》实验、实践教学条件不足

常用统计分析方法的统计软件使用均需在计算机上完成,以往计算机资源缺乏,统计软件的上机操作实验不能正常开设。随着计算机应用技术的普及和统计软件的不断开发,应用统计软件分析实验数据的实际应用倍受关注,计算机教学设备的配备逐渐完善,常用统计软件的上机操作实验得以正常开设。由于上课班次、人数较多,计算机房缺乏相应的多媒体教学设备以及视频教学软件,实验教学效果不理想。

(三)实验教学方法不能充分调动学生的学习积极性

计算机房缺乏相对应的多媒体教学设备以及视频教学软件,《试验设计与统计方法》的实验教学是先将软件操作界面截图,制作PPT多媒体教学课件,在多媒体教室讲授并演示,上实验课时,学生根据讲授的操作过程上机操作。由于计算机资源限制以及课程安排等原因,软件操作讲授时间与软件操作实施时间(实验上课时间)不连续,存在一定的时间间隔,上实验课时部分操作过程被遗忘。再者,上课班次、人数较多,坐在教室后面的同学看不清楚软件演示画面,不能很好地掌握软件操作过程,上机操作时一头雾水,学习积极性不高。

(四)实验课缺乏有效的考核、监督方法

成绩考核是促进学生复习、巩固所学知识,并对教学效果进行检查的重要方法。计算机房缺乏相应的视频教学软件与打印设备,不能考察学生们的实际操作过程与实验结果。以往该课程实验教学效果考核仅仅依据实验课出勤情况和实验报告成绩,不注重考核实验课堂上学生们的实际操作过程与实验结果和学生对统计分析方法操作步骤的掌握情况,致使学生忽视了《试验设计与统计方法》实验课的学习,导致逃课或应付差事,课后照抄实验报告的现象非常突出。

三、《试验设计与统计方法》实验教学改革措施

(一)调整理论与实践教学的课时分配,强化实践教学环节

为了满足山东省名校工程建设和应用型人才培养的需要,提高学生对常用统计分析方法的实际应用能力,进一步强化实践教学环节,提高《试验设计与统计方法》实验教学效果,重新调整理论与实践教学的课时分配,增加实验教学课时数,减少理论教学课时数。在本课程56个总学时不变的情况下,实验教学课时数由10学时增加到16学时,理论教学课时数由46学时减少到40学时。

(二)开设该课程的教学实习环节

《试验设计与统计方法》是一门实用技能课,也是一门工具课。为强化实践教学环节,创新实践教学模式,提高实践教学质量,切实提高大学生的实践能力和创新能力,笔者认为应开设本门课程的教学实习环节。课堂教学实习可以让学生根据专业特点、知识结构和兴趣,设计实验内容,完成实验操作,统计分析实验数据。除课堂教学实习外,还应该鼓励学生参与科学研究,到生产实践和科学实验一线去设计试验、采集数据并统计分析结果。例如,试验开始前选择试验设计方法;试验过程中控制试验条件以体现唯一差异原则,并获取试验数据;试验结束后选择正确的统计分析方法分析试验数据[1]。通过这一过程使学生亲身体会生物统计学在科学研究中的具体作用,将所学的试验设计与统计分析方法真正应用于实践,加深对理论知识的理解和掌握,锻炼创新思维,培养学生试验设计与统计分析的实际应用能力。

(三)优化实验教学内容

为便于学生理解和掌握常用统计方法的基本原理,熟悉和掌握常用统计软件的实际操作,提高学生对常用统计方法和统计软件的实际应用能力,培养学生的实践能力和创新能力,为学生毕业论文的设计与数据资料的统计分析以及毕业后更好地从事科学研究工作奠定基础。将《试验设计与统计方法》的实验教学内容进行了相应改进,将原来的统计计算器的使用和抽样实验改为Excel、SPSS等常用统计软件的上机操作。统计分析方法实验教学的实施是在讲授基本原理的基础上,让学生用Excel和SPSS统计软件将课堂所授的动物科学、医学相关专业的具体案例进行统计分析,便于学生理解和掌握该章节的基本原理及其相应的统计分析方法。根据实验教学大纲的要求,统计学实验课教学内容包括以下几个方面:常用统计分析软件SAS、DPS、SPSS和Excel简介,利用SPSS和Excel统计软件进行数据资料的整理与基本分析、均数差异显著性检验、方差分析、卡方检验和相关与回归分析。

(四)完善实验、实践教学条件,优化实验教学方法和手段

凌波多媒体网络教室软件以及极域电子教室系统等多媒体网络课堂教学管理软件能够全面协助教师开展高效的课堂互动教学,实时评测学生课堂学习效果,并提供多样化的班级管理功能,真正实现了个性化自主学习的实践与创新。为了提高实验教学效果,我们先将统计软件的操作界面截图,然后制作成PPT格式的多媒体课件。上实验课时,利用计算机房安装的凌波多媒体网络教室软件以及极域电子教室系统等电脑网络教学平台,先在主机上给学生详细讲述统计软件的具体操作、结果解释和注意事项等,并动态演示Excel和SPSS统计软件的具体操作过程,然后让学生应用Excel和SPSS统计软件独立完成教科书上的案例或课后习题,并要求学生结合专业知识对输出结果做出合理的解释。这种实验教学方式便于学生深入了解和掌握统计软件的具体应用,提高实验教学效果。

(五)改革实验教学考核方式,注重学生能力考查

以往该课程实验教学效果考核仅仅依据实验课出勤情况和实验报告成绩,不注重考核实验课堂上学生们的实际操作过程与实验结果和对统计分析方法操作步骤的掌握情况,致使学生忽视统计学实验课的学习。为了对教学质量进行科学的评价与管理,也为了客观准确地评定学生的成绩和能力,有必要改革实验教学考核方式,制定出较合理的实验教学综合评价指标体系,全面考察学生的实践操作能力。我们制定的实验教学综合评价指标体系包括三部分:一是平时实验考核,占总成绩的10%,主要包括实验课出勤情况、上课纪律以及实验动手能力等;二是实验报告考核,占总成绩的20%,每次实验课结束后,要求学生将主要的操作步骤书写成实验报告的形式上交,教师批阅实验报告,评定成绩;三是期末实验考核,占总成绩的70%。期末实验考核是在理论与实验教学结束之后,利用多媒体网络课堂教学管理软件进行上机操作考试。学生借助计算机软件绘制统计图表、进行试验设计以及进行各种试验设计资料的统计分析,并对统计分析结果的实际意义进行解释说明,教师根据实验结果评定成绩。计算机上考试的信息容量大,既能全面考核学生对各种统计方法的掌握情况,又能防止考试作弊[2]。

参考文献:

试验设计论文范文第15篇

2:吉林省森工集团信息化发展前景与规划.

3: 吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划.

4: 吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题.

二、论文撰写与设计研究的目的:

吉林省的林业分布十分广泛,以长白山系为主要脉络的山地广泛分布各种森林资源,而作为林业及林业环境的发展,林业生态信息则是一个更为庞大的系统,快捷,准确,合理,系统的采集,处理,分析,存储这些信息是摆在我们面前的十分现实的问题.在信息交流的这个世界中,信息好比货物,我们需要将这些货物(信息)进行合理的处理,其中以硬件为主的计算机网络系统是这些货物(信息)交流的"公路"和"处理厂",我做这个题目,就是要为它画出一条"公路"和若干"处理方法"的蓝图.

由于森工集团这样的特定企业,其一,它是一个统一管理的企业,具有集团化的特点,网络的构建具有统一性.其二,它又在地理上是一个分散的企业,网络点也具有分散性.然而,分散中还具有集中的特点,它的网络系统的设计就应该是板块化的.从信息的角度来讲,信息的种类多,各种信息的采集传输处理角度也不尽相同,我们在设计的过程中不仅要考虑硬件的地域布局,也要考虑软件平台的配合.

没有最好,只有更好;更新观念,大步向前.我相信,在导师的精心指导下,经过我的努力,我将为它们创造出一条平坦,宽阔的"高速公路".

1,论文(设计)研究的对象:

拟订以吉林省林业系统为地理模型,以林业网络综合服务为基本需求,以网络拓扑结构为设计方向,以软件整合为应用方法,开发设计一套完整的基于集散集团企业的企业网络系统.

2,论文(设计)研究预期达到目标:

通过设计,论文的撰写,预期达到网络设计全面化,软件整合合理化,网络性能最优化,资金应用最低化,工程周期最短化的目标.

3,论文(设计)研究的内容:

一),主要问题:

设计解决网络地域规范与现有网络资源的利用和开发.

设计解决集中单位的网络统一部署.

设计解决多类型网络的接口部署.

设计解决分散网络用户的接入问题.

设计解决远程瘦用户网络分散点的性能价格合理化问题.

设计解决具有针对性的输入设备的自动化信息采集问题.

合理部署网络服务中心的网络平衡.

优化网络服务系统,营造合理的网络平台.

网络安全问题.

10,基本应用软件整合问题.

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二),论文(设计)包含的部分:

1,地理模型与网络模型的整合.

2,企业内部集中部门网络设计.

3,企业内部分散单元网络设计——总体分散.

4,企业内部分散单元网络设计——远程结点.

5,企业内部分散单元网络设计——移动结点.

6,企业网络窗口(企业外信息交流)设计.

7,企业网络中心,服务平台的设计.

8,企业网络基本应用软件结构设计.

9,企业网络特定终端接点设计.

10,企业网络整合设计.

5,论文(设计)的实验方法及理由:

由于设计的过程并不是工程的施工过程,在设计过程中详尽的去现场建设肯定有很大的难度,也不是十分可行的,那么我们在设计的阶段就应该进行仿真试验和科学计算.第一步,通过小型网络测试软件平台,第二步,构建多个小型网络搭建全局网络模拟环境,第三步,构建干扰源利用小型网络集总仿真测试.

6,论文(设计)实施安排表:

1.论文(设计)阶段第一周次:相关理论的学习研究,阅读参考文献资料,制订课题研究的实施方案,准备试验用网络硬件和软件形成试验程序表及试验细则.

2.论文(设计)阶段第二周次:开始第一轮实验,进行小型网络构建试验,模拟网络服务中心,模拟区域板块,模拟远程及移动网络.

3.论文(设计)阶段第三周次:进行接口模拟试验,测试软件应用平台,完善课题研究方案.

4.论文(设计)阶段第四周次:完成第一轮实验,提交中期成果(实验报告1).

5.论文(设计)阶段第五周次:进行第二轮实验,模拟环境(干扰仿真)实验,提交实验报告2.

6.论文(设计)阶段第六周次:完成结题报告,形成论文.

三,论文(设计)实施工具及参考资料:

小型网络环境,模拟干扰环境,软件平台.

吴企渊《计算机网络》.

郑纪蛟《计算机网络》.

陈济彪 丹青 等 《计算机局域网与企业网》.

christian huitema 《因特网路由技术》.

[美]othmar kyas 《网络安全技术——风险分析,策略与防火墙》.

其他相关设备,软件的说明书.

1、论文(设计)的创新点:

努力实现网络资源的全面应用,摆脱将单纯的网络硬件设计为企业网络设计的模式,大胆实践将软件部署与硬件设计阶段相整合的网络设计方法.

题目可行性说明及预期成果: