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关键词 LED;光照设计;电气设计;智能控制系统
1 绿色智能照明系统的特点
随着社会的发展,科技日益进步,能源短缺问题越来越严重,绿色环保的口号越来越响亮。某些省市已经开始要求公共照明领域全面普及绿色环保LED 照明。绿色照明系统开始成为节约能源的重要措施。“绿色智能的照明系统”要求系统选用光效高的优质节能的照明产品(如LED照明),并通过先进的照明控制方法对照明系统进行合理控制,从而创造出一个功能合理、经济适用、节能环保的照明环境。
LED最主要的特点就是绿色节能。它由环氧树脂封装,具有很高的安全性;光源的效率很高,比普通灯具节能,在达到同等的光照条件下,可以比荧光灯节省67%的能耗,且没有频闪照明质量高;LED光源的光衰量很小,只有3%左右,可以保证正常使用十年不用更换,维护量很低;同时,LED光源不含汞等重金属,不会对环境造成危害,它的适应场合广泛,不受起动点燃和再启燃时间的限制等。基于LED的这些特点,它已经成为绿色照明的代名词。
本文所讲的绿色智能照明系统不仅要为人们的工作、学习和生活提供良好的照明条件,能够利用灯具的造型、电光源颜色的变化营造出舒适美观的室内环境,具有绿色环保智能的特点,同时还具有操作简单便捷、管理智能方便以及能适应未来照明系统的发展,并留有一定的扩展空间的特点。
绿色智能照明系统的设计跟普通照明系统的设计步骤一样,分为两个步骤,第一步光照设计,第二步电气设计。本文以教学楼为例进行设计。
2.1 光照设计
教学楼室内照明光照设计主要包括照度的选择、光源的选用、灯具的选择与布置等方面。在进行光照设计时,要渗透节能的设计理念:即充分利用自然光,尽量选择节能、高效率灯具。可依据配光、光色的要求和环境条件以及起动点燃和再启燃时间等光电特性指标来选择光源和照明器。选用电光源时应综合考虑照明设施的要求、使用环境以及经济合理性等因素。要尽可能使用高效的光源,同时还应考虑显色性、色温等其他性能要求,以及初期投资和年运行费用等问题。
本教学楼绿色智能照明系统中选择的灯具和电光源都属于LED产品。常见LED的电光源(灯泡)规格3W~12W,但其亮度可达同功率的荧光灯的3倍左右。LED的灯具目前也有各种款式,更方便的是目前生产的LED灯泡跟普通灯泡的应用方式一样广泛,在普通灯具中应用小功率的LED光源不失为良策。
绿色智能照明系统的光照设计除了照明的电光源选择的是LED外,其它选择普通照明系统的光照设计基本一样。
2.2 电气设计
绿色智能照明系统的电气设计是在光照设计的基础上进行的,其主要任务是根据光照设计的要求,选择供电电压、配电方式;进行负荷计算,选择导线型号、截面及控制与保护电器的规格型号;选择控制方式;选择保护方法;想办法减少电气部分的投资和年运行费。
对电气设计最基本的要求就是安全、经济、美观、可靠、便利和发展。
照明系统电气设计的步骤如下:
1)收集原始资料,主要了解电源情况,照明负荷对供电连续性的要求;2)根据照明负荷性质确定供电电源形式;3)确定照明配电系统,包括配电分区的划分,设多少个配电箱,各配电箱供给的区域、楼层,确定配电箱的安装位置及方式,确定电源点至各配电箱之间的接线方式;4)确定灯具的开关控制方式,以便确定开关的数量和安装位置,要尽可能地分散控制;5)确定照明线路各级保护设备,确定照明配电系统的接地型式及电气安全措施;6)进行负荷计算、电压损失计算、无功功率补偿计算和保护装置整定计算;7)选择导线型号、截面及敷设方式;8)确定电能的计量方式。
绿色智能照明系统的电气设计和普通照明系统的光照设计基本一样。
2.3 教学楼楼道等公共区域照明系统设计
目前的教学楼楼道等公共区域一般采用的是普通电力照明,对于需要频繁启动的场所,如楼梯、走廊等,只能采用耗能的白炽灯,因为节能荧光灯不适合频繁启动的场所,如果频繁启动,会大大减少其使用寿命。从最基本的节能角度来讲,在以上这些区域完全可以使用LED灯泡取代白炽灯。
从更节能的角度来说,因为LED灯泡的功率低,利用太阳能转化为电能可以满足教学楼公共区域的照明要求。
教学楼楼道等公共区域照明系统的设计构成原理如图2 所示。太阳能光伏组件用来把太阳能转化成电能, 一般安装或集成在太阳能丰富的地方,如无遮蔽的建筑物顶部,有时也可以根据需要安装在建筑物的南立面。蓄电池组最主要的功能是存储太阳能转换的电能,辅助功能有管理蓄电池的充电情况、控制负载的工作状态等。目前的蓄电池组还要一些扩展功能,如延长蓄电池的使用寿命、提高充电效率、防止负载或系统无效工作状态的发生。逆变器主要用来转换电压,将蓄电池组中输入的直流电转换为交流电,供给交流负载使用。
[关键词] 绿色供应链 有色金属 主成分价值函数法 欧氏距离价值函数法
近年来,随着环境的不断恶化,人们越加重视资源和环境的可持续发展。而传统的供应链管理往往只考虑供应链上的企业利益最大化,不考虑使用产品的废弃物和排放物如何处理,为环境带来许多负面影响。在这种情况下,绿色供应链便产生了。对有色金属供应商进行绿色评价作为绿色供应链管理的核心之一,必然受到广泛的关注和重视。将环境因素作为有色金属企业选择供应商的评价指标之一,使得先有的评价指标体系更加“绿色”,必将成为有色金属供应商选择的一种趋势。评价方法有德尔菲法,AHP方法,ABC成本法,模糊线性加权平均法,主成分分析法和多目标法等。本文主要通过主成分价值函数法和欧氏距离价值函数法来进行对指标建模评价,得到一个有色金属企业能够选择其供应商的方法。
一、绿色供应链的有色金属供应商综合能力评价指标设计
1.评价指标设计原则
建立一套科学有效的创新评价指标体系是进行都市现代农业企业创新能力评价的基础。根据评价指标的目的和要求,指标体系的建立应满足以下原则:①系统性原则。评价指标体系应能综合,全面地反映都市现代农业企业的创新能力评价效果,保证创新的全面性和可信性。②简明性原则。评价指标体系要简明扼要,在满足评价要求和给出决策所需要的信息的前提下,尽量减少指标个数突出主要指标,各指标要内涵清晰,尽量避免彼此之间的相互关联。③导向性原则。评价指标体系应体现国家政策导向,引导都市现代农业企业实现企业创新,建立高效创新性企业。④可比性原则。评价指标体系应尽可能采用定量指标,便于评价对象之间的比较。⑤可操作性原则。评价指标体系所需数据原则上从现有创新能力指标统计中产生,少量需要重新统计指标应是确定的且易采集的。⑥保证评价的客观性。评价的目的是为了决策,评价的质量直接影响着决策的正确性。
2.绿色供应链的有色金属供应商综合评价指标体系
绿色供应链的有色金属供应商综合能力指标评价体系构建:
这些指标数据大部分可以通过实际统计得到,部分需要通过专家评价来衡量。
二、绿色供应链的有色金属供应商综合能力
供应商的产品质量,产品价格,交货能力和环保能力的指标这么多,虽然表面似乎没有相关,但是还是应用主成分分析方法比较保险。产品价格的三种指标,他们的重要性相当,对其应用均权TOPSIS方法进行评价。以上四类指标的评价结果为基础,采用欧氏距离价值函数方法,对有色金属供应商综合评价。
1.主成分价值函数法
主成分分析法是多元统计分析的一种重要的方法,其基本思想是将原先较多,其有一定相关性的指标借助于一个正交变化,线性组合为少数几个彼此独立的综合指标即主成分,以综合反映原有指标主要统计信息。主成分价值函数是对主成分分量进行基于距离概念的加权函数,通过主成分函数可进一步将低维系统转化为一维系统,对评价对象进行优先排序。设已知n个供应商的p项指标指数数值,当综合评价为产品质量时,p=3;当综合评价为交货能力评价时,p=4;当综合评价指标为环保能力,p=5;
步骤如下:
步骤1:对X中的元进行标准化变换:(1)
其中:,得标准化矩阵:。
步骤2:对标准化矩阵Y求相关系数矩阵:
(2)
并通过解R的特征方程,得p个特征值。
步骤3:按照确定m值(当m≥3时,α=0.85;当m
步骤4:求Yi=(yi1,Yi2,…,Yip)T的m个主成分分量:
uij=YTib0j,i=1,2,…,n,j=1,2…,m(3)
的供应商主成分决策矩阵。
步骤5:计算加权主成分决策矩阵元,其中:
(4)
得正理想点ν1+和负理想点ν1-为:
(5)
(6)
步骤6:计算每个点νi到正理想点ν1+和负理想点ν1-的距离:
(7)
(8)
再计算每个点ν1到正理想点ν1+的相对接近度:
(9)
按Si值大小顺序排列,得到供应商综合评价优先排序。
2.均权TOPSIS方法
已知n个供应商三项产品价格指标数值组成初始矩阵,对其产品价格采用均权TOPSIS方法进行评价。得到的决策矩阵,对决策矩阵元进行归一化,得到规范化决策矩阵,其中:。然后,对U矩阵元进行加权,得到加权规范化决策矩阵:,按照(5)式(6)式分别得其正负理想点,进而按照主成分价值函数法中的步骤6,计算每个点到正理想点的相对接近度,依据相对接近对大小进行排序。
3.欧氏距离价值函数法的推广应用
在得到n个供应商产品质量,产品价格,交货能力和环保能力的相对接近度后,对供应商综合水平采用欧氏距离价值函数法的推广进行评价。如图所示,表示欧氏距离价值函数法公式:
现在我们考虑的一级指标有四个,我们应用欧氏距离价值函数法的推广:来解决我们要解决的问题。
三、绿色供应链的有色金属供应商综合评价实例
某有色金属加工企业欲生产一批产品,经过对从多供应商的工艺能力和生产能力进行初步评价后,初步选定其中的4家有色金属原料供应商A,B,C,D为候选单位,表2为这四家供应商的基本资料数据:
根据对有色金属供应商A,B,C,D的分析,运用上述方法得到以下结果:
由上表格显然可以看出A,B,C,D的排序是C,D,A,B。因此选择C作为供应商是最好的。
四、结束语
通过翻阅文献会发现在供应链方面的研究很多,对供应商的评价也有人研究过,本文运用的是改进后的主成分分析法及TOPSIS和欧氏距离价值函数的推广,为选择供应商提供了依据。具有一定实用性和可行性。本文可能在个别数据取法上模糊性较大,具有很大的改进空间,实际运用时可以根据具体情况对参数进行适当修改。
参考文献:
[1]谭跃进:定量分析方法[M].国人民大学出版社,2001年
[2]何晓群:多元统计分析[M].国人民大学出版社,2005年
根据生物实验试题的考查方式和要求,大致可以把生物学实验试题分为以下几种类型.
一、实验改错或实验改进
此类试题要求学生对实验的原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、结果或结论等内容熟悉,能找出错误的地方并给予改正.这类试题多为验证性实验,是以生物学中一些经典实验或学生实验为基础而设计,要求学生要有扎实的基础知识和基本技能,突出了对“双基”的考查.
例1为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”,某同学制订了下列实验方案:
该实验方案有几项明显错误,请指出错误并改正.
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液,密封不漏气.
②将上述植物及装置放在暗室中饥饿,消耗掉叶片内贮藏的有机物.暗室内装有红色安全灯.
③饥饿一定时间后,自暗室中取出,照光若干小时,使其充分进行光合作用.
④取一叶片,放入盛有酒精的烧杯中,水浴加热,使叶绿素溶于酒精中.
⑤将已脱绿的叶片取出,平铺在一个培养皿内,用碘―碘化钾溶液,检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现.
参考答案(1)实验步骤②中暗室内红色安全灯是错误的,应改为绿色安全灯.
(2)实验步骤⑤中“葡萄糖”是错误的,应改为淀粉.
(3)未设对照.对照的作法是:
a.装置同题干中的步骤①,但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物;用一杯清水代替NaOH溶液.
b.将上述植物及装置放在暗室中饥饿,消耗掉叶片内贮藏的有机物.暗室内装有绿色安全灯.
c.重复题干中步骤③、④.
d.重复改正后的题干中的步骤⑤.
本题主要考查学生的实验设计与评价能力.实验方法和步骤①的目的是创造一个与外界隔绝相对稳定的环境,要设置两组对照实验:一个是含有正常量CO2的环境(小烧杯内装适量H2O,不消耗空气中的CO2);一个是缺CO2的环境(烧杯内装的是NaOH,吸收空气中的CO2).②的目的是进行暗处理,消耗叶片中原有的淀粉,为绿色植物在光照下制造淀粉做个铺垫;叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,而对绿光吸收得很少;红色灯发红光,暗处理时仍会发生光合作用,并不安全,绿光灯发绿光,因此暗处理要选用绿光灯.③暗处理后原有淀粉已经消耗尽,这时光照下,绿色植物光合作用最终产物主要是淀粉.④水浴加热,以酒精脱去叶片中的色素时显色反应效果明显.⑤光合作用产物刚形成时主要是葡萄糖,但它很快就会形成淀粉、蔗糖、脂肪等产物,最终产物主要是淀粉;碘―碘化钾溶液使淀粉显现蓝紫色;葡萄糖为还原糖,要用斐林试剂加热鉴定(砖红色),而淀粉为非还原糖.
二、根据实验现象,分析实验过程,解释原因,得出结论
此类试题要求学生能运用所学生物学知识,正确地解释实验现象及原因.通过解题培养学生对实验现象的观察能力及对实验结果的正确解释.此类实验不一定是学生已做过的实验,但其实验原理是学生所学的生物学知识.解题时一定要用所学生物学知识,结合题中的现象,做出科学合理的解释.这类现象、原因的解释通常是一些结论性的语句,切忌就事论事,答案中要体现出实验现象的本质.
例2(2009年福建卷)回答下列Ⅰ、Ⅱ题
Ⅰ.右图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置.某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况.材料用具:保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油.
实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多.
(1)取A、B两装置设计实验如下,请补充下表中内容:
装置D方法步骤一D方法步骤二D方法步骤三AD加入240 mL
的葡萄糖溶液D加入10 g
活性干酵母D①BD加入240 mL
煮沸后冷却的
葡萄糖溶液D②D加入石蜡油,
铺满液面(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是,这是控制实验的变量.
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置C.请写出装置C的实验步骤:
装置D方法步骤一D方法步骤二D方法步骤三CD③D④D加入石蜡油,
铺满液面(4)实验预期:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,若装置A、B、C温度大小关系是:(用“< 、=、>”表示),则假设成立.
参考答案Ⅰ.(1)①不加入石蜡油②加入10 g活性干酵母
(2)去除氧气自
(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液④不加入活性干酵母
(4)A>B>C
本题考查学生对细胞呼吸的理解以及在此基础上的实验设计能力,实验设计的重点是关注对照实验及单因子变量思想,关注细节与实验设计的严密性.A组实验为有氧呼吸,B组实验为无氧呼吸,A、B两组实验的唯一变量是氧气的有无;C组实验设置为缺少生命活动的酵母菌,不会发生细胞呼吸,可以与A、B组形成对照.葡萄糖溶液煮沸的目的是除掉溶液中氧气,使无氧呼吸实验更准确,减少实验误差;冷却的目的是考虑到高温会破坏生命细胞或酶的活性.加入石蜡油,铺满液面,是隔绝外界空气,创造无氧环境.单位时间内产热量有氧呼吸A组最多,无氧呼吸B组较少,C组没有酵母细胞呼吸,产热量最少.
三、分析实验数据、图表,得出实验结论
考查学生运用数据或图表进行比较、判断、分析、综合的思维能力和应用能力.要求学生能正确的分析所给实验数据或图表,并得出正确的结论.解答此类题时,要善于从完备的知识网络体系中迅速而准确地提取信息,并处理信息.
例3氮是植物生活必需的重要元素.为了研究植物体氮元素的含量与植物生长状态之间的关系.人们对某地区生长在不同田块里的同一品种水稻施加不同数量的氮肥,并在某一时期同时测定不同田块水稻体内氨基氮含量,并收获后统计其产量,实验结果如下表:
氨基氮含量
(ppm,百万分之一)D90D130D160D200D250D300水稻产量(千克/亩)D250D390D446D448D447D400(1)根据表中数据绘制曲线,表示水稻产量与体内氨基氮含量的关系.
(2)水稻体内氨基氮含量低于时,生长不够良好,原因是影响了水稻体内,从而使水稻生长受到影响.
参考答案(1)曲线标注及形态正确,基本反映表中数据给分.
(2)130 ppm蛋白质的合成(或代谢)
本题考查学生对实验数据的分析及图表转化能力.生物体对某种物质都有一个量的要求(内环境稳态),这种物质过多或过少都将影响植物的生长发育.这从本题表中所提供的数据可以看出.本题要求学生将表中数据转化为坐标曲线图,绘图时应注意:氨基氮含量是自变量,是X轴,水稻产量是因变量,是Y轴,都应注意标注刻度、名称及单位;取点连线法绘图.氨基酸是蛋白质合成的原料(基本单位),植物体内最适量的氨基氮含量,水稻产量达到最高,过高或过低的氨基氮含量都将影响水稻的蛋白质的代谢,从而影响水稻的生长发育及其产量.
四、完成实验设计,预测实验结果,得出结论
考查实验设计的原理及实验结果的预测和分析.这是“3+X”高考试题能力立意的出题方向,属应用层次的高要求题目.要求实验者具有熟练的实验操作技能,能根据给定的实验用品,来设计、完成实验,预测可能的结果并分析结果得出相应的结论.要正确解答实验设计类试题,首先应加强实验基本理论的学习,掌握一定的实验设计原则和技巧,以提高解题能力.
例4现有一种植物的种子,已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响,但不了解其萌发与光是否有关.为探究光的有无对该种子萌发的影响,请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤,预测可能的实验结果,并分别得出相应的结论.
材料和用品:数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等
方法步骤:
①.
②.
可能的实验结果及相应的结论:
①.
②.
③.
参考答案方法步骤:
①向培养皿中倒入适量的水,将等量的种子分别放入两组培养皿中.
②将一组置于有光照的环境中,另一组置于黑暗环境中,在培养过程中,使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同.
可能的实验结果及相应的结论:
①有光组萌发,无光组也萌发(或答发芽率差异不显著),该种植物的种子萌发不受光的影响.
②有光组萌发,无光组不萌发(或答有光组发芽率高于无光组,差异显著),光是该种植物的种子萌发的必要条件之一.
③有光组不萌发,无光组萌发(或答无光组发芽率高于有光组,差异显著),光抑制该种植物种子的萌发.
本题重点考查学生的实验设计能力,推测可能的实验结果及结论.关键是对照实验思想与单因子变量的把握;通过比较判断,以发散思维方式推测实验结果,得出实验结论.
五、综合类
此类试题考查学生的实验综合能力.可同时考查多个方面,如实验改错、完成实验步骤、分析实验结果、得出实验结论等.
例5根据提供的实验材料设计并完成pH对酶活性影响的实验.材料用具:试管、量筒、烧坏、酒精灯、温度计、新鲜唾液、质量分数为3%的可溶性淀粉溶液,质量分数为5%的盐酸,质量分数为5%的NaOH溶液,清水、碘液.用正确方法完成实验中的一些步骤:
(1)第一步:实验至少要取支洁净的试管,编号后分别注入1 mL新鲜唾液.
(2)第二步:.
(3)第三步:分别向试管中注入2 mL淀粉溶液,振荡后将试管下部浸入装有的烧杯中,这样处理的原因是.
(4)第三步:10 min后.
(5)实验结果及分析:.
(6)实验结论应符合下列曲线中的(填字母).
参考答案(1)三
(2)分别向 1、2、3号试管中注1 mL盐酸溶液、1 mL NaOH溶液、1 mL清水
(3)35 ℃温水 酶的催化作用需要适宜的温度.
(4)取出试管,分别滴入1滴碘液并摇匀.
(5)1、2号试管变蓝,淀粉未被分解,因为过酸过碱的环境都会影响唾液淀粉酶的活性.3号试管不变蓝,淀粉已被分解.
(6)B
2013年10月18日,全国第三届绿色运动会将在安徽省池州市举行。特色是将体育运动与绿色低碳相结合,以大众喜爱、亲近自然、贴近生活的比赛项目为主体,突出比赛的文化性与观赏性,倡导绿色、低碳、环保、健康的生活理念。本届运动会将以“绿色、低碳、阳光、健康”为理念,共设9个比赛、体验及展示项目。预计有来自全国31个省、市、自治区及香港、台湾地区的3000名运动员参赛。力求在推动全民健身活动开展、宣传池州城市美好形象以及打造绿色运动会品牌等方面发挥更大的影响力。
这一体育比赛,给我们提供了一个很好的教育契机,课前我请家长带领孩子上网搜索关于绿色运动会的知识,给孩子介绍有关“绿色”体育运动项目的知识,让幼儿喜爱运动。教室走廊张贴“第三届绿色运动会宣传海报”,进一步加强对绿色运动会的宣传,营造浓厚的绿色运动会气氛。
为了更好地开展指纹印画教学,请家长带领孩子上网一起搜索有关指纹的知识,家长还带来了丰富的资料。
〖活动目标〗
第一,学习在手指印上进行添画的绘画技能。
第二,通过欣赏、观察范画作品,了解在手指印上进行添画变出各种形象的方法,并大胆尝试创造添画作品。
第三,在绘画过程中大胆想象,注意画面的整洁。
〖教学重点〗
利用指纹的原形,组合添加形成有趣的图形,掌握技法、技巧。
〖活动准备〗
第一,素描纸,黑色勾线笔,多种颜色的手指印泥,抹布、桌布。
第二,电视机、电脑、小狗手偶、PPT课件《有趣的指纹印画》、《“拇指小人”的绿色运动会》视频、自制的手指印画步骤微课程。
第三,课前请家长带领幼儿上网搜索关于指纹的常识,并进行教学活动――认识指纹。
〖活动过程〗
一 导入课题
教师:“今天有一个小动物来到了我们班上,你们听听他的声音。”教师模仿小狗的叫声,幼儿很兴奋地回答:“小狗。”
播放PPT课件的第一个画面:“绿色运动会宣传画”,引出课题。
教师操作小狗手偶:“我们池州市举办了全国第三届绿色运动会,请你们看看都有哪些比赛项目?”
教师播放自己制作的《“拇指小人”的绿色运动会》动画视频,请幼儿一边看一边说出看到的运动项目名称。
教师:“请你们说说看到了哪些比赛。”(幼儿回答)
教师:“老师还带来很多指纹小人来参加比赛。”播放PPT课件(各种各样的指纹小人:篮球、棒球、冲浪、骑自行车、跳绳等),请幼儿看教师出示的PPT画面,以此回答出运动项目名称。
二 运用信息技术学习指纹印画
教师:“你们知道这些是用什么画出来的吗?
一位小朋友说:“我知道,这些是用手指按印泥画出来的。”
教师:“你是怎么知道的?”
小朋友说:“我在电脑上看到过。”
教师:“是你们的爸爸妈妈带你们用电脑查找过关于指纹的资料,你们才知道的,是吗?
教师:“那么,今天让老师来教你们指纹印画,想不想学?”孩子们的兴趣高涨,个个跃跃欲试。
教师播放自己制作的指纹印画操作步骤的微课程。
三 幼儿尝试学习指纹印画
教师给幼儿提供各种各样的“拇指小人”制作方法的演示学具,请孩子们选择自己喜爱的“拇指小人”。幼儿仔细看拇指小人的绘画步骤,进行自主探究学习。教师巡回指导,并用数码相机拍摄,为下一步的评价活动做准备。
四 进行评价活动
教师将幼儿作品贴在事先布置好的“‘拇指小人’的绿色运动会”展示墙上,再播放用数码相机拍摄的幼儿作品,与幼儿一起进行评价活动。
五 教育延伸
第一,将《跟安柏利大师学画画――手指印画》教材书的每一页封塑,制作成幼儿的学具,每张手指印画左上角钻个小孔,穿上红色绸带,挂在墙上。
关键词 机械设计 发展 趋势 技术
前言
随着经济的不断发展,我国目前面临着实现由制造大国向制造强国和创新型国家转变的中机械设计工作在其中担负着重要的任务。正如我们所知,设计时制造的第一步,是开发新产品成败的关键,因此为了加强我国装备制造业的创新能力,机械设计技术的发展就显得尤为重要。
一、机械设计技术概述
机械设计是机械产品生产的第一个步骤,设计师根据社会需要,经过调查研究,深入分析,进行设计,为制造提供所需要的图样、技术文件、计算机软件等。
机械产品设计按其不同要求可以分为开发性设计,适应性设计,变型设计三种类型。无论哪种设计都需要经过一下几个步骤才能完成。
1、明确任务通过广泛的市场调查和对各方面情况的深入分析,根据近期的市场需要和长远发展的前景预测,确定新产品的规格、性能、主要参数、成本等,建立明确的数据,作为设计的依据。
2、方案设计确定产品的工作原理和主体部分的结构方案,画出机器的工作原理图或运动简图。尽可能地提出多个可行的初步方案,经过分析,比较,筛选,进行必要的计算,选择出最优的设计方案。
3、技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计,画出全部设计图样,提供必要的技术文件。
4、施工设计完成制造、装配、试验等产品生产所需的全部工艺文件和所需装备的资料。
以上几个步骤在工作中按需要灵活安排进行,经常出现交叉、反复等。机械设计过程是一个非常缜密的过程,设计不当,会在后续的工作中造成重大损失。
二、当前机械设计技术的发展
当前机械设计技术的发展,是相对于传统的设计方法而言的。可以概括为以下几个方面
1、以动态的取代静态的——如以及其结构动力学计算取代静力学计算;以实时在线测试数据作为评价依据等。
2、以定量的取代定性的——如以有限元计算箱体的尺寸和刚度取代经验类比法等。
3、以变量取代常量——如可靠性设计中用随机变量取代传统设计中当做常量的粗略处理方法。
4、以优化设计取代可行性设计——用相关的设计变量恰当地尽力设计目标的数学模型,从众多的可行解中寻求其最优解。
5、以并行设计取代串行设计——=并行设计是一种面向整个“产品生命周期”的一体化设计过程,在设计阶段就从总体上并行地进行综合考虑其整个生命周期中功能结构、工艺规划、可制造性、可装配性、可测试性、可维修性以及可靠性等各个方面的要求与相互联系,避免串行设计中可能发生的干涉与返工,从而迅速地开发出质优、价廉、低能耗的产品。
6、以观微取代宏观——如以断裂学理论处理零件材料本身围观裂纹扩展引起的低应力脆断现象,建立以损伤容限为设计判据的设计方法。
7、以系统工程法取代分部处理法——将产品的整个设计工作作为一个单级或多级的系统,用系统工程的观点分析划分其设计阶段及组成单元,通过仿真及自动控制等手段,综合最优地处理它们的内在关系及系统与外界环境的关系。
8、以自动化设计取代人工设计——按照集成化与智能化的要求,充分利用先进的硬件及软件,如计算机、自动绘图机、图形库、专家系统等,极力提高人机结合的设计系统的自动化水平,大大提高产品的设计质量、设计效率和经济效益,并利于设计人员集中精力创新开发更多的高科技产品。
三、机械设计技术的发展趋势
由于机械设计工作本质上一种创造性的活动,是对知识与信息等进行创造性的运作与处理的过程,因此它也是处于不断的发展当中,以上所述的八种发展动态,不仅是当前机械设计的发展方向,也是长时间内机械设计的发展方向,同时,我要重点介绍一种发展方向,那就是“绿色发展”。
人类在发展的同时对生存环境的破坏迫使人们意识到,人类的发展要走可持续发展的道路。机械产品都有相应的寿命,报废的机械产品如不加回收就会造成环境的污染和资源的浪费。
传统产品的生命周期是指产品从设计、生产、使用到报废的过程;绿色设计将产品的生命周期延伸到了产品使用后的回收利用,使产品遭淘汰后可以以较为经济的方式实现价值转换,废物得以重新利用,并减少废弃物对环境的污染。
绿色设计是在产品的整个生命周期内,着重考虑产品的拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等环境属性,并将其作为设计目标,在满足环境目标要求的同时,保证产品应有的基本功能和使用寿命。与传统设计不同的是,绿色设计是从源头减少污染的设计。
机械设计技术的绿色发展方向,应从材料的选择、零件的生产、产品的装配、包装、运输、使用和维护等各个阶段入手,每个阶段都要选择对环境污染小的方案。值得注意的是,除了考虑材料的性能外,材料本身也应是低能耗、少污染的,材料在加工中无污染或污染最小的,且材料应该容易回收、可重复利用等。
在产品的报废阶段,提高产品的回收利用率是绿色设计的首要要求。产品报废后并不意味着所有的零部件都要成为废品,其中一部分稍加修整后即可重复使用,有一些零件材料回收后可生产同种零件,有些则可以降级为生产别的产品中,这些都可以最大限度的提高产品的额回收利用率。
四、总结
总之,机械设计的发展是不仅是关乎机械制造业的发展,而且在很大程度上关系着我国经济社会的发展。所以我们一定要做好机械设计技术的研究和发展工作。
参考文献:
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