Thiết kế tối ưu áo đường mềm

Thiết kế tối ưu áo đường mềm

Bài tập tin học thiết kế tối uBài toán: Thiết kế tối u kết cấu áo đờng mềmI. Nhiệm vụThiết kế tối u kết cấu áo đờng mềm, kết quả chạy chơng trình cho biết kích thớc tối u (chiều dày của các lớp kết cấu) với giá thành xây dựng rẻ nhất mà vẫn đảm bảo đ-ợc yêu cầu chịu lực.II. Phơng pháp giải bài toánSử dụng phơng pháp Thử nghiệm ngẫu nhiên của lý thuyết thiết kế tối u để giải bài toán.III. Tổ chức chơng trình để giải bài toán1. Xác định mục tiêu của bài toán- Giá thành xây dựng kết cấu áo đờng nhỏ nhất: GTmin.- Lập hàm mục tiêu:GTmin = h1.B.đơn giá xây dựng lớp mặt + h2.B.đơn giá xây dựng lớp móng trên + h3.B.đơn giá xây dựng móng dới.B: Bề rộng mặt đờng.2. Sơ đồ tính toán3. Số liệu đầu vào3.1. Tải trọng thiết kế:- Lu lợng xe tính toán Nttqđ và mô đun đàn hồi yêu cầu Eyc;- Đờng kính vệt bánh xe tính toán: D; - áp suất bánh hơi tính toán: P.3.2. Số liệu về vật liệu và nền đất:- Lớp mặt BTN: h1, E1võng, E1uốn, E1trợt, c1, Ru;- Lớp móng trên: h2, E2;- Lớp móng dới: h3, E3, c, ;- Nền đất: Eo, co, o.3.3. Đơn giá xây dựng các lớp kết cấu:- Đơn giá xây dựng lớp mặt BTN;- Đơn giá xây dựng lớp móng trên;- Đơn giá xây dựng lớp móng dới.3.4. Giới hạn các tham số:STT h1 (m) h2 (m) h3 (m)Min0.05 0.12 0.2Max0.23 0.40 0.54. Điều kiện ràng buộc- Độ lún đàn hồi thông qua khả năng chống biến dạng: ycchEE >;- ứng suất uốn phát sinh ở đáy lớp mặt BTN nhằm khống chế không cho phép nứt tại lớp đó: uuR<;- ứng suất cắt ở trong nền đất và ứng suất gây trợt ở lớp BTN: ][<.5. Kết quả tính toán của bài toán- Chiều dày lớp BTN: h1;- Chiều dày lớp móng trên: h2;- Chiều dày lớp móng dới: h3.Các chiều dày này tơng ứng với giá thành xây dựng 1m dài tuyến với bề rộng B mặt đờng là nhỏ nhất.6. Các công thức sử dụng trong quá trình tính toán 6.1. Chuyển hệ nhiều lớp về hệ 2 lớp:33/1311.1.++=ktkEEtbTrong đó: 32hhk =, 32EEt =, 321hhhtb+=.33/111.1.++=ktkEEtbtbTrong đó: 11tbhhk =, 11tbEEt =, 11 tbtbhhh +=Tổng chiều dày kết cấu: tbhH =6.2. Xác định mô đun đàn hồi chung của mặt đờngtbtttbEE .=)(DHf==tttbochEEDHfk . chtttbchkEE .=6.3. Xác định ứng suất cắt hoạt động trong nền đất=ootttbtEEDHfk,,pktax.=, ( )Hfoav,= avax+=6.4. Xác định ứng suất cắt cho phép của nền đấtock'.][ = Begin i=SL end tKmnKKk1 .'21=Trong đó:n: Hệ số vợt tải;m: Hệ số xét tới điều kiện tiếp xúc của các lớp kết cấu;K1: Hệ số xét tới sự giảm khả năng chống cắt dới tác dụng của tải trọng trùng phục;K2: Hệ số an toàn xét đến sự làm việc không đồng nhất của kết cấu;co: Lực dính của nền đất.6.5. Xác định ứng suất kéo khi uốn của lớp mặt BTN:- Xác định mô đun đàn hồi chung trên mặt lớp móng trên:1.tbtttbEE=)(DHf==tttbuontbchEEDhfk1111,tttbchchEkE111.=- Xác định ứng suất kéo uốn:=111,chuonuEEDhf uup 15,1=6.6. Xác định ứng suất gây trợt và chống trợt của lớp BTN:- Xác định ứng suất gây trợt:=11,chtruottruotEEDHfkpktruot.=- Xác định ứng suất chống trợt:1'.][ ck=Trong đó: c1 là lực dính của lớp mặt BTN.7. Lựa chọn ngôn ngữ lập trình- Chơng trình đợc lập trên ngôn ngữ lập trình TURPO PASCAL 7.0. Begin i=SL end - Đây là ngôn ngữ lập trình thông dụng, đơn giản, dễ viết câu lệnh.8. Sơ đồ thuật toán giải bài toán sai đúngsai đúng sai đúngVào số liệu;GTmin, SL, iHàm ngẫu nhiên Beginirc( i ) GTGT < GTminGTmin:= GTh01:=h1, h02:=h2, h03:=h3 i=SL endIn kết quả 9. Tổ chức chơng trình để giải bài toánPhần 1: Giới thiệu;Phần 2: Chơng trình con nhập số liệu;Phần 3: Các chơng trình con phục vụ tính toán;Phần 4: Chơng trình con tạo hàm ngẫu nhiên;Phần 5: Thân chơng trình chính:- Lời gọi các chơng trình con;- Kiểm tra điều kiện ràng buộc;- Tính toán hàm mục tiêu;- Xác định các tham số tối u;- In kết quả ra màn hình.Sơ đồ khối của chơng trìnhChơng trình chínhGiới thiệu Nhập số liệu Tính toán In kết quả Lời gọi cácchơng trình con Kiểm tra điều kiện ràng buộc Tính toán hàm mục tiêu Xác đinh thông số tối u Bài toán: Nguyên lý phát minh, sáng chếĐề bài: Anh (Chị) hãy tìm một máy bất kỳ và nêu đủ 7 qui tắc sáng chế áp dụng cho chế tạo máy đó và nghĩ ra qui tắc sáng chế thứ 8 để cải tiến . Bài làmEm chọn xe máy vẫn sử dụng làm phơng tiện đi lại hàng ngày. Nêu lên 7 qui tắc sáng chế đợc áp dụng để chế tạo nh sau:1. Qui tắc đổi chiều hoạt động: Biến chuyển dộng thẳng thành chuyển động quay tròn : Chuyển động thẳng của Pittông - chuyển động quay của tay biên;2. Qui tắc tăng nhanh hoặc giảm bớt tốc độ vận hành: Bộ số của động cơ;3. Qui tắc đa chức năng: Động cơ - bộ cấp điện - bộ chia điện - Supap;4. Qui tắc dự phòng, tình huống: Bộ đề điện khởi động - Cần khởi động;5. Qui tắc tiết kiệm, minimum hoá: bộ chế hoà khí - cấu tạo diclơ 6. Sử dụng nhiều loại vật liệu vào nhiều bộ phận tuỳ theo chức năng độ bền của mỗi bộ phận: Khung xe, yếm xe, lốp xe, .;7. Sử dụng khớp cầu thay cho khớp phẳng: Gơng chiếu hậu8. áp dụng nguồn năng lợng mới: Sử dụng nguồn năng lợng mặt trời bằng cách: gắn lên toàn bộ yếm xe một loại pin siêu mỏng có thể hấp thụ năng lợng mặt trời, từ đó tạo ra năng lợng cho xe chạy. . thiết kế tối uBài toán: Thiết kế tối u kết cấu áo đờng mềmI. Nhiệm v Thiết kế tối u kết cấu áo đờng mềm, kết quả chạy chơng trình cho biết kích thớc tối. lý thuyết thiết kế tối u để giải bài toán.III. Tổ chức chơng trình để giải bài toán1. Xác định mục tiêu của bài toán- Giá thành xây dựng kết cấu áo đờng