结构动力学范例6篇

结构动力学

结构动力学范文1

关键词:运动力学;零部件链接;机械结构;设计应用;疲劳力学

机械结构设计过程中,会运用很多原理,其中运动力学原理发挥着非常重要的理论指导作用.在物理学的很多力学实验中,运动力学也是受到很多研究人员重视和关注的.可以说,运动力学作为机械科学与物理学科的一种连接纽带,通过科学合理的应用运动动力学,对于机械结构设计的改良和优化,具有十分有价值的指导意义.机械机构设计质量和效率的提升,离不开运动力学理论的支撑.因此,本文通过对运动力学进行深度解析,并将机械结构设计的要素进行系统归纳总结,结合一些实际案例,对运动力学在机械结构设计中的应用问题进行分析.

1机械结构设计在应用中的技术要素

机械结构设计是机械工艺技术革新的重要技术手段,而在结构设计中很多关键技术要素,正是决定机械机构设计水平的基础.运动力学在机械结构设计中,不仅要实现关键技术要素的改良优化,并且在设计工艺、生产效率方面也要得到提升.机械机构设计在几何层面、理论原理层面,要遵循精密设计技术的原则指导,保证零部件之间实现精细紧密的咬合,并保证咬合力得到一定程度的提升.在机械机构运动过程中,咬合力能够随着机械零部件的转动,而实现动态的变化,保持同机械运动作业要求相符合的力度要求.机械结构设计中要对不同的面进行优化,通过应用运动力学原理,保证每一个不同的面上的用力、收礼以及摩擦阻力等,在机械设备运转的过程中,达到和动态平衡变化.

2运动力学在机械结果设计中的应用

运动力学在机械结构设计中,有着很高的应用价值.从当前的实践应用情况来看,其价值主要体现在如下两个方面:

2.1在机械结构零部件的链接方面

机械结构设计过程中,会用到很多零部件,而对零部件的链接,不同的链接方式,其效果和作用也不相同.例如,应用较多的零部件链接模式,间接链接和直接链接.在实际运用时,会出现相差较大的表现.不过在运动力学的核心指导思想上,机械结构设计中的关键要素在根本上是相同的.例如,很多机械结构,通过观测力矩的不同变化,然后计算不同联接点之间的摩擦力和压力,根据这些数据就可以合理的选择零部件的链接方式,并对零部件的材料选择、工艺制作等,提出更加的科学建议.运动力学在精确计算下,能够为机械零部件的指标性选择,提供更加有力的理论支撑.在一些工业机械设备中,常见到由于动力输出、链接方式的不恰当,容易导致结构整体功能发挥不出来,或者是动力传输效率低下,这些都与运动力学的运用情况有关,合理的运动力学应用设计,能够提高机械设备的运作效率.对于减少不合理的动力输出减损,提高传输效率,有着很重要的作用.

2.2指导合理解决零部件的损耗

机械结构包含丰富的零部件,机械结构整体作用的发挥,主要是依靠零部件的运动实现的.而在对机械零部件进行操作环节,由于各种零件之间会产生摩擦,所以摩擦损耗几乎是不可避免的.在这种情况下,运动力学的原理和理念,就可以发挥非常重要的指引作用.通过借助运动力学的机械运动理论,根据机械机构中的零部件在摩擦运动中的实际做功情况,可以比较精确的计算不同结构部位的损耗系数.机械结构设计如果掌握了各种零部件比较精确的损耗系数,则会在零部件的材质选择、调试保养方式方面,进一步提高水平,从而降低机械结构的损耗程度,延长使用寿命.在一些比较重要的精密机械结构中,例如,医疗设备、分析仪器等,里面往往有一些容易损耗的材料,如果相关的结构的力学设计不合理,会导致局部作用力的偏大失衡,其结构就是导致一些抗磨性较差的部件发生损坏,从而影响实际使用效果.因此,通过对运动力学应用的科学分析,梳理每一个结构部件的运动力学应用情况,对存在问题的,要进行调整优化.

3机械结构设计中,运动力学的常用设计准则

3.1要能够满足力学的各方面综合要求

机械结构的设计,是一项比较复杂、系统的工作,而在设计过程中,很多地方运用到运动力学原理以及其他方面的物理力学原理.这就要求在设计机械结构时,要综合考虑各种情况下,力学原理的使用准则.例如,对于在使用时,不断运动的机械结构,要考虑运动力学在不同结构部位运用是否合理,机械结构自身的强度、运转速度等,都会影响运动力学原理的最终表现效果.机械设备在运转作业时,不同的结构部位,其所受到的作用力不同,也会使得结构部件的抗疲劳性能发生变化,从这个角度来说,在研究运动力学应用的同时,也需要考虑到材料力学、疲劳力学以及其他可能发生的物理变化的,在综合各方面要求的基础上,通过合理的设计,发挥运用力学的综合指导作用,提高机械结构设计的合理性.

3.2创新机械结构的设计理念

运动力学在现代机械结构设计中,运用的方式方法在不断创新变化.而机械结构设计的理念,也要随着新的技术的应用突破,进行不断创新.机械结构设计中运用较多的设计理念,就是变元设计方法.变元设计理念的核心内涵就是定元、定向控制设计,找到影响结构设计的关键因素,并通过对变量的调整变化,设计好机械结构变化情况下运动力学适用模型.很多创新结构和新的结构模型,在使用过程中表现的效果非常好.运用运动力学,既要达到结构设计的科学合理,同时,又要保证机械结构设计使用的经济效益.在很多大型的机械设备运转时,有结构组织的变化,可能会导致结构部件之间的作用力发生变化,在这种情况下,定元、定向的设计方法,就能够控制好机械结构的关键程序,实现最优化的设计,减少不当的设计失误.

4运动力学在机械结构设计中应用的程序

运动力学的应用是一项比较复杂的系统过程,需要机械结构设计人员做到整体的把握,并且做好其他相关理论的论证和实验.在本文的研究过程中,通过对一些实际设计案例的分析,基本上总结出如下几个方面的设计步骤程序.

4.1形成运动力学设计的整体策略

运动力学的应用,要从结构设计大的方面确定整体策略.有了一个比较完善的整体策略,在全局观的视角下,形成运动力学在不同细小分支部件的应用模型.这对于设计者来说,首先在整体策略中,要考虑好哪些大的部件结构,需要运用运动力学,其运用的实际效果能够达到什么程度,这就需要形成一个比较模糊的设计形象概念.比较精密的机械结构设计,还需要运用一些科学算法,如数学模糊算法、微积分计算等,得到运动力学的设计应用参数范围.在这个基础上,设计者可以基本上确定机械结构设计的大小尺寸,占用空间等.尺寸设定好之后,需要对结构部件的材料进行选择,材料的确定,要考虑对应的力学参数,以及在结构运动过程中,参数的变化.

4.2对机床的结构方式进行确定

在机械结构设计过程中,一些重要的部位零部件,不仅要在图纸上进行理论论证说明,分析运用力学的应用逻辑,而且在实际结构部件组装时,还要能够顺畅对接.这就需要做好机床加工的结构布置方案.机床是冲压各种零部件的重要设备,在冲压过程中,会对一些关键的结构部位进行力度检验,运动力学运用是否合理,通过机床结构方式的变化,能够进行反复试验.所以,对于机械结构来说,运动力学的应用,必须要做到图纸与实物的顺畅对接,不能出现在设计图纸上论证可行的理论,而在实物机械结构中不能发挥作用的现象.机床的结构方式,同实际机械结构设备的设计模型要匹配,在运动力学原理的应用方法,机床内部的结构方式、动力作用传输、结构控制等,要做好设计科学,使用合理,这样才能够为机械结构的合理设计,提供良好的基础架构支撑.

4.3合理设定机械结构的各部件及总成结构形式功能

运动力学在机械结构运作时,要显示出其应用优势和特点,就需要对总体的结构形式机器功能进行合理设定.机械结构中的部件功能、性质,以及组合方式,要能够确保在发生一些较小的物理碰撞下,保持完好.各种组件的安装和拆卸,要考虑设计空间结构的便利性.例如,在内部空间结构比较小的情况下,一般耗材部件的更换,如果能够通过科学的设计,改变部件的一些形式,则会使得部件的更换变得省时省力.运动力学中常用的一些动力传输工具,例如齿轮、皮带、链条等,在这些传递部件中,皮带是比较容易损坏的.在考虑综合结构部件合理、性能达到要求的情况下,如果能够在设计中减少对皮带的使用,或者使用一些较小的齿轮代替,则会大大减小更换皮带的时间.这在实际机械设备施工作业中,往往会影响效率和实际作业质量.所以,对于机械结构设计中,很多部件更换问题,通过运动力学相关理论的融合与指导,变化动力、机械运动方式,保证其功能作用不受影响,这样才能够充分体现运动力学的应用价值.

4.4做好运动力学相关理论的计算校核

运动力学在机械结构设计应用方面,是需要进行比较复杂的计算和校核的.因此,对于设计技术人员一定要掌握必要的计算方法.例如支持PLC或数控系统或运动控制卡等这一类东西所需要的程序逻辑算法.举个简单的例子就是比如解决一只N轴联动的机械手的算法问题.需要考虑当臂关节平面移动,臂关节转动,肘关节平面移动,肘关节转动,腕关节转动,指关节摆动等一切运动所遵循的运动轨迹方程.要紧密联系物理现象的计算.比如静力学,运动力学,弹性力学,流体力学等.当设计某个零件时,首先要考虑这个零件所要承担或完成什么任务,再结合这些任务去确定这个零件的形状,确定形状和所需要满足的运动关系尺寸后再去针对这个零件的受力状态和受力性质以及材质同时考虑转速、热变形以及设计寿命等等诸多因素后到最后才能下手去确定各个部位的形状和位置尺寸.对于零件或部件加工或组装时候的工时以及各项工艺参数的计算,就比如制造某款设备,铁板下料部分需要进行铁板排料的计算.金加工部分对于不同的加工性质有不同的加工参数的计算以及不同的加工方法排列的计算,以及在这样的工艺参数下各个步骤所需要的加工时间的计算.

5结语

通过对运动力学的理论阐释及对其在机械结构设计应用中的使用角度和应用范围进行深度分析,便可得知运动力学对机械设计所具有的非比寻常的指导作用和干预影响.由于机械产品的使用在当今经济活动中,与运动设备之间的联系越发紧密,因此在机械结构的设计活动中,需要机械运动理论的深度化透析和研究,并且紧随市场需求的步伐,进行相应的技术改革与理念创新,为国家的机械制造业提供更为便捷的服务.

参考文献:

〔1〕刘宇怀,冀林海,梁永红,王莉.ANSYS在机械结构设计中的应用研究[J].科技展望,2016(08).

〔2〕乔栋.解析运动力学在机械结构设计中的应用[J].绿色环保建材,2016(08).

〔3〕彭嘉斌,戴祝,廖瑛,陈志伟.运动力学对线在全膝关节置换术中的应用[J].国际骨科学杂志,2016(11).

〔4〕刘小东,肖沪生,徐芳.超声技术检测动脉血管管壁运动力学的方法[J].中国中西医结合影像学杂志,2015(03).

结构动力学范文2

摘要:

轴向高速运动可以削弱梁的横向刚度,使得结构的固有频率降低。研究了轴向运动对简化为梁类结构的战术导弹横向振动的影响。首先,将战术导弹简化为梁结构;其次,分别给出了考虑轴向运动导弹的梁模型与无轴向运动效应的梁模型;最后,通过算例分析了轴向运动效应对梁模态的影响。研究发现当考虑轴向运动效应后,弹体结构的频率有所下降,而下降速度与结构的质量分布模式有关,集中质量模型频率下降较慢,而等效密度模型频率下降较快。因此研究轴向效应对某型导弹横向振动频率的影响时,需要选择较准确的质量分布模式。

关键词:

轴向运动梁;导弹模态;Hamilton原理;固有频率

结构的轴向运动会诱发其产生横向振动并可能导致失稳,这一问题具有广泛的工程背景,受到了众多研究者的关注。这一类问题第一次由Mote在20世纪60年现[1-2],他对带锯以及轴向运动物质的振动特性进行了研究,探讨了影响结构稳定性的因素。轴向运动效应对于轴向高速运动结构的研究意义更大,如战术导弹结构,其飞行时速度较大,最大可超过10马赫,在考虑轴向运动效应后,对结构的固有频率的预示结果影响最显著,而固有频率的预示结果直接关系到姿控系统的设计以及弹上减振设备的设计,因此研究轴向运动效应对结构固有频率的影响是非常有意义的。前人在研究高超声速飞行器的结构动力学特性时,都是将其简化为两端自由梁模型,只考虑飞行器的质量分布及刚度分布,再计算固有模态,并不考虑轴向运动效应。Williams等[3]基于两端自由的Bernoulli-Euler梁,计算了某型高超声速飞行器的固有模态,根据飞行器不同的飞行时段,调整了系统的质量分布,计算了各时刻结构的模态,并进行了比较。Culler等[4]对高超声速飞行器进行建模时,不仅考虑了不同时刻飞行器质量的变化,而且考虑了气动加热时刚度的改变。MichaelA和Bolender等[5]建立了一个非线性的,基于物理的吸气式高超声速飞行器的动力学模型。再对模型进行线性化,结果表明存在一个为机身弯曲自然频率2倍以上的气动弹性模态,而且该模态与机身弯曲模态耦合非常强烈。尹云玉[6]在计算固体火箭的弯曲振动模态时,采用铁木辛克梁来模拟导弹,并给出了梁单元的刚度矩阵和集中质量阵的计算公式。综上所述,前人在研究导弹在飞行过程中的模态时,并未考虑轴向运动效应对横向模态的影响。为了研究轴向效应对简化为梁类结构的导弹横向模态的影响,本文基于战术导弹的结构参数提出了一种无轴向运动效应模型和两种考虑轴向运动效应模型,对比分析轴向运动效应对导弹固有频率预示结果的影响。

1结构模型

在分析战术导弹低阶结构动力学特性时,一般采用梁模型进行建模,其中导弹刚度分布采用各舱段的材料以及等效厚度的形式进行模拟,而质量分布采用通过集中质量进行模拟,描述关键部位、舱段连接处和关键器件的质量分布,且各分站质量以带质量的0维单元连接在各节点上。

1.1模型一:考虑轴向运动效应的梁模型图1所示为一任意截面的梁,该梁两端自由,梁沿其轴线方向可运动。设梁长度为l,在坐标a处连接一集中质量m,在小扰动下梁在坐标x处的横向位移为y(x,t)。梁的截面变化连续,面内抗弯刚度为EI(x),梁单位长度的质量密度为ρ(x),梁在轴向的刚体运动速度为v(t)。此处不考虑梁轴向的伸缩变形。由以上公式推导过程可以看出,轴向运动对结构动力学特性的影响主要体现在刚度项上,而其中速度和加速度对刚度项的影响均为其与质量特性的乘积关系,而此处结构的质量特性体现在两个方面:一个是结构沿长度方向的单位长度密度,二是集中质量。由于一般给定的质量属性是按照分站集中质量的模式给出,分站质量不仅模拟了舱段结构的分布质量,同时也模拟了某些器件的集中质量。所以本文在研究模型一时假设以下两种质量模型:集中质量模型:以分站质量形式连接在梁各分站位置,该方法为当前导弹动特性计算分析方法。计算时直接将各分站质量作为集中质量连接在各对应位置。

1.2模型二:无轴向运动效应梁模型不考虑轴向运动对梁横向振动的影响,梁单元采用普通梁模型,其中采用形如下式的型函数导数与材料参数矩阵乘积在单元长度上积分的方法,得到各单元的刚度矩阵。

2算例

本小节通过算例对比不同模型在预示弹体结构固有模态时的差异性。基于1节中的计算公式,采用Matlab编程分别计算可以得到两种导弹模型的前3阶固有模态。本节中分别在导弹首秒和末秒状态下,研究两种模型的固有频率随轴向飞行速度的趋势。为对比固有频率预示结果,模型一的各阶振型函数采用模型二计算得到的振型函数。其中,模型二计算得到的首秒与末秒的前3阶归一化振型如图2和3所示。根据如图2和3的振型结果,对两种模型的固有频率随轴向飞行速度变化规律进行预示。首秒状态下,两种模型的固有频率随轴向飞行速度变化趋势的预示结果如图4~6所示。末秒状态下,两种模型的固有频率随轴向飞行速度变化趋势的预示结果如图7~9所示。从以上的预示结果可以得出以下结论:a)在0马赫时,等效密度模型与集中质量模型的频率预示结果在吻合较好,在第3阶误差稍大,达到4%左右。这是由于本文中将集中质量的转化为等效密度的方法造成,使得计算的等效密度可能与真实状态有误差[8];b)考虑轴向运动效应时,等效密度分布和集中质量分布的固有频率均出现不同程度的下降,这一现象与文献[9]一致,而下降速度与导弹所用的质量分布模式有关;c)等效密度模型的频率下降速度较快,首秒状态下第1阶和第2阶在1马赫左右下降约3Hz,而第3阶在2马赫时下降了近10Hz,而末秒状态类似,第1阶在3马赫左右下降了3Hz,而第2阶和第3阶在1马赫左右下降了6Hz;d)集中质量模型的频率下降较小,在10马赫时各阶频率下降均在1%以内;e)由于实际导弹的质量分布是介于集中质量分布模式与一致质量分布模式之间的,因此在研究轴向效应对某型导弹横向振动频率的影响时,需要选择较准确的质量分布模式。

3结论

结构动力学范文3

    [关键词]创造社;文学场域;策略;资本;习性

    Abstract:From the late Qing Dynasty to 1920s,the development of mass media,the rise of independent writer groups and the expansion of modern reader groups shaped such coastal cities as Shanghai into relatively independent literary field.The Creative Society’s sudden rise in the literary circle was through its subversive strategy when it entered the then literary field dominated by the Mandarin Duck and Butterfly School and the Literary Study Society.Such a strategy was taken because it boasted such symbolic capital as the foreign cultural capital with higher potential energy and the constantly increasing social capital.This strategy,together with its symbolic capital,distinguished it from other groups of writers in its habitus of guidance,rebellion and freedom,which brought to it interior and ulterior crises as well as enormous power.

    Key words:the Creative Society;literary field;strategy;capital;habitus

    在20世纪20年代的中国文坛,创造社在文学研究会和鸳鸯蝴蝶派的夹缝中异军突起,并对20年代的中国文坛产生了持续的影响,使中国新文学史因此不得不划一时代。历来对创造社在文坛的兴起不乏论述,但尚不够系统,我们借鉴布尔迪厄的社会学理论,从结构动力学的角度对其进行全面的解读,认为:晚清至20世纪20年代,大众传媒的发展、独立作家群的产生及现代读者群的扩大使上海等沿海城市形成了相对独立的文学场域。创造社进入由鸳鸯蝴蝶派和文学研究会所控制的这一场域,采取了颠覆策略而在文坛异军突起。创造社采取这一策略,是因为他们拥有异质的高势能的文化资本和不断扩大的社会资本等符号资本。创造社的进入策略和拥有的符号资本使其表现出区别于其他社团作家的指导习性、反抗习性和自由习性,这些习性使其在文坛爆发出巨大能量的同时,又面临着内部和外部的双重危机。

    一

    法国社会学家布尔迪厄将场域“定义为在各种位置之间存在的客观关系的一个网络或一个构型。正是在这些位置的存在和它们强加于占据特定位置的行动者或机构之上的决定性因素之中,这些位置得到了客观的界定,其根据是这些位置在不同类型的权力(或资本)的分配结构中实际的和潜在的处境,以及它们与其他位置之间的客观关系”[1]55。从这一定义可以看出,布尔迪厄的场域概念是由参与各方共同构成的一个社会结构空间,参与各方在场域中的位置与他所占有的资本具有对等关系,并且在一定程度上具有相对独立性。场域可分为政治场域、经济场域、文学场域等,其中,文学场域在中国漫长的封建社会中,由于受政治控制、经济发展迟缓及文人依附心态的影响,总体上看并未获得独立的地位。但晚清至20世纪20年代以上海为中心的沿海城市的都市化进程不断加快,大众传媒的发展、独立作家群的产生及现代读者群的扩大这三方的共同作用,使这一地区的文学场域逐渐发展成为相对独立的结构空间,成为创造社20年代进入文坛的社会背景。

    大众传媒的发展得益于现代出版业的繁荣和印刷术的进步。19世纪90年代以后,中国开始兴起办报的高潮,而“小说与报纸的销路大有关系,往往一种情节曲折,文笔优美的小说,可以抓住了报纸的读者”[2]311,故各大报纸纷纷创办副刊。与此同时,各种供娱乐、休闲的报刊特别是文艺报刊开始兴起。据调查,在1872年至1897年这25年间,总共只出现了5种文学期刊,从1902年到1909年,则有20种,而从1910年到1921年间,文学期刊则发展为52种[3]552。到20世纪20年代,新文学期刊已能够与通俗文学期刊分庭抗礼。在此期间,中国的印刷技术也在不断进步,此时已不低于外国。如《新小说》1902年创刊时在日本横滨印刷,1903年时第2卷转到上海广智书局承印,其印刷水平并不低于第1卷[3]520。

    独立作家群的产生与当时的政治状况和稿酬制度紧密相关。清末至20世纪20年代的作家大致由两类人群组成:一类是中国封建社会受传统文化教育的最后一批知识分子。1905年,清朝政府废除了科举制度,迫使这一部分读书人转向以做编辑或写译小说来谋生。另一类是由国内各新式学堂毕业的学生和大量留学欧美、日本的回国学生组成的中国第一批新型知识分子,他们面对当时的政治动乱和军阀混战,感到在政治上没有前途或进入政治无望,遂凭借自己受新式教育所获得的知识和写作才能在传媒、教育、文化、出版界占据一席之地。稿酬制度的建立则为这些新旧知识分子提供了相当的经济基础,使他们成为社会上“卖文为生”的自谋职业者。如1910年《小说月报》的刊例中明确规定了小说稿酬的标准:“投稿中选的,分四等酬谢:甲等每千字五元,乙等每千字四元,丙等每千字三元,丁等每千字两元,来稿不合,立即退还。”[3]556于是一批以编辑创作为生的职业作家脱颖而出。茅盾回忆他在商务印书馆工作时的1918年—1919年 “月薪五十元”,平均每月还有40元稿酬收入[4]166。

    现代读者群的扩大是指随着上海等沿海城市资本主义经济的发展,城市市民阶层开始成为一个独立的消费群体。以上海为例,上海市民中的职员和知识分子构成了文化消费者的主要群体。在抗战前,上海的职员群体已达40万人之多[5]127,这一群体的收入就总体来看可维持一个中等水平的小康生活。

    经济收入的保证和受过一定程度的教育使他们有相应的文化需要。据调查,受过中等教育以上的人比较愿意接受新文学,而受教育水平不高和受旧式教育的人比较喜欢通俗文学[2]301。知识分子中的学生群体构成了最大的文化消费群体。科举制度废除后,各级各类新式学校兴起,到20世纪20年代在上海受过现代教育的学生已有几十万人之多。这批学生群体受现代教育内容的影响,愿意接受各种现代文化,叶灵凤在《记<洪水>和出版部的诞生》中谈到,一般订阅或函购书籍的人“多数是大学生、中学教员以及高年级的中学生”[2]301。

    大众传媒为作家的写作提供了广阔的发表园地,又根据传媒周期性出版的特点对其写作产生某种压力和动力;作家依靠大众传媒提供的稿酬成为专职或兼职的自由撰稿人,又根据读者的反馈不断满足其消费需要;读者为各种大众传媒提供了巨大的消费群体,又通过反馈对作家和大众传媒提出各种消费要求。这种作家、媒体和读者三方的双向互动,基本上按照商品生产、流通和交换的规律来经营文学场域,使中国以上海为中心的沿海城市的文学场域形成了一个相对独立的文化产业链条,从其他场域特别是政治场域的依附关系中解放出来,并在互动中不断发展。

    二

    到20世纪20年代,在上海文学场域占据统治地位的是鸳鸯蝴蝶派和文学研究会两派。鸳鸯蝴蝶派以市场运作为基础,以游戏休闲为旨归,受到了不断发展壮大的上海市民群体的欢迎。茅盾接编《小说月报》后,为文学研究会提出与鸳鸯蝴蝶派针锋相对的主张:“将文艺当作高兴时的游戏或失意时的消遣的时候,现在已经过去了。我们相信文学是一种工作,而且又是于人生很切要的一种工作。”[6]67文学研究会的成员都受过现代中西方教育,且延揽了不少南北作家名流,又适逢“五四”运动的高潮过后青年重又陷入失望与苦闷之时,故受到青年们的热烈欢迎。据当时的文学青年陈翔鹤回忆:“所谓堂堂之鼓,正正之旗的惟一新文艺刊物,而同时也极在大中学生中流行的,恐怕便要算《小说月报》一种了。”[7]129

    鸳鸯蝴蝶派根基深厚,文学研究会已在文坛站稳脚跟,创造社要想进入文学场域这一结构空间,就不能不采取一定的“策略”。布尔迪厄认为:“策略”是指在某一场域中参与者为了争夺场域中的地位,获得“物质和利益的最大化”而采取的有意无意的行为[8]78。参与者进入场域的策略大致包括3种不同类型:保守、继承和颠覆。保守的策略常常被那些在场域中占据支配地位的人或团体所采用,如鸳鸯蝴蝶派。继承的策略尝试获得进入场域中的支配地位的准入权,常被那些新参加的成员采用,如文学研究会。而颠覆的策略是“通过挑战统治者界定场域标准的合法性而采取的多少有些激进的决裂形式”,“常被那些不那么企望从统治群体中获得什么的人采用”[8]145,如创造社。创造社的颠覆策略包括“挑战”策略和“区分”策略。

    创造社的“挑战”策略表现为对文学场域的其他社团或学者的有形无形的“标准”、“权威”的强烈反叛。例如,前期创造社的“挑战”首先表现为创造社和文学研究会一起抨击鸳鸯蝴蝶派,使其处于被动地位。为了在文学场域站稳脚跟,文学研究会的茅盾、叶圣陶、郑振铎等对鸳鸯蝴蝶派的游戏消遣的文学观、封建的“节”“孝”观进行了猛烈的抨击,创造社则不断与文学研究会的批判相呼应。郭沫若呼应郑振铎的观点时说:“先生攻击《礼拜六》那一类的文丐是我所愿尽力声援的……我不久也要助战了。”[6]72其次表现为对文学研究会或其他学者名人不断“发难”。茅盾回忆创造社曾和文学研究会打了4个回合,依次是关于文艺观点、关于如何介绍欧洲文学、对创作的评论、关于翻译问题[4]234。从创造社与文学研究会论战的情况看,皆以前者发难,后者答辩;前者谩骂多,说理少为特点,可见创造社“奋然兴起”之“叛徒”姿态。创造社还和徐志摩、胡适等就创造社的人“故意在自己身上造些血脓糜烂的创伤”、翻译问题、郭沫若诗中的“泪浪滔滔”进行论辩。

    “区分”策略就是参与者试图对文学场域进行重新命名,以证明自身独一无二的合法性,从而起到“打压”竞争对手的目的。前期创造社的“区分”策略表现为提倡“为艺术而艺术”,这一艺术主张来源于日本自然主义文学,但我们也可以将其看做一种证明自身合法性的“区分”策略。为此,他们在《纯文学季刊<创造>出版预告》中打出了自己的旗号:“自新文化运动发生后,我国新文艺为一二偶像所垄断,以致艺术之新兴气运,澌灭将尽。创造社同人奋然兴起打破社会因袭,主张艺术独立,愿与天下之无名作家共兴起而造成中国未来之国民文学。”[9]464“打破社会因袭,主张艺术独立”正见其对文学场域重新“命名”的决心。随着朱镜我、李初梨、彭康、李铁声和冯乃超等留日学生回国的加入,后期创造社转而提倡“表同情于无产阶级的社会主义的写实主义的文学”,并断言 “这决不是一种由于外界因素的强行介入所导致的历史偶发事件,而是中国新文学运动其本身就客观存在着这样一种内在要求”。由此他们要将刊物和文章当作另一种战斗的工具:“本志以后不再以纯文艺的杂志自称,却以战斗的阵营自负。”[7]255这些文学理论表现得不容对手置喙,可见其 “命名”口气。

    多年以后,郭沫若在回顾前期创造社和文学研究会的论辩时坦承:“文学研究会和创造社并没有什么根本的不同,所谓人生派和艺术派只是斗争上使用的幌子。……在我们现在看来,那时候的无聊的对立只是在封建社会中培养成的旧式的文人相轻,更具体地说,便是行帮意识的表现而已。”[7]132郭沫若的这段回顾其实可用在创造社所采取的所有“挑战”和“区分”策略。“挑战”策略就是从反面否定竞争对手的观点,从而为创造社进入中国的文学场域开拓生存空间;“区分”策略就是从正面证明自己的文学观点的正确,使竞争对手的文学观点贬值。总之,创造社的“挑战”和“区分”策略等颠覆策略,其目的就是为了在当时的文学场域获得一席之地。

    三

    创造社的颠覆策略使其在文坛异军突起,受到了青年读者的热烈欢迎。史蟫在评价创造社声名鹊起时分析:“郁达夫张资平等充满浪漫气息的恋爱小说,可谓投其所好,遂都表示热烈的欢迎,同时他们也欢迎郭沫若王独清的热情横溢的诗歌,成仿吾的大胆泼辣的批评,创造社拥有这许多受青年欢迎的作家,所以他们的声势凌驾同时的各种文学团体以上,实在也是无怪其然的。”[10]

    其实,创造社只是由一批留学日本的青年文学爱好者组成的一个文学社团,最初除郭沫若在国内文坛名声较大之外,其他皆为无名小辈。那么,为什么恰恰是创造社而不是国内其他社团能够在鸳鸯蝴蝶派和文学研究会所构成的文学场域中杀出一条血路来呢?我们这里借用布尔迪厄对资本的论述进行分析。布尔迪厄的资本是指“积累性的劳动,这种劳动在私人性即排他的基础上被行动者或行动者小团体占有时,这种劳动就使得他们能够以具体化的形式或活的劳动形式占有社会资源”[11]189。布尔迪厄创造性地将马克思物质化的“资本”延伸到文化符号领域,指出资本包括经济资本、社会资本和文化资本等多种形态。社会资本以社会声望、头衔为符号,以社会规约为制度化形式。文化教育资本以作品、文凭、学衔为符号,以学位为制度化形式[1]43。

    社会资本和文化资本虽由经济资本转化而来,但已摆脱了赤裸裸的利益形式,从而为占有符号权力获得合法化根据。创造社正是由于拥有不同于国内知识界的异质的高势能的文化资本和不断扩大的社会资本,才能在文坛异军突起。

    创造社的文化资本表现在3个方面:一是创造社成员具有留学生的背景。创造社是清一色的留日学生团体:“这个团体的初期的主要分子郭、郁、成,对于《新青年》时代一批启蒙家如陈、胡、刘、钱、周,都没有师生或朋友的关系。他们当时都还在日本留学。”[12]181同时创造社成员在日本留学时都很年轻,留学时间相当长,深受日本青年个性解放精神的影响,这种个性解放精神表现为脱离或逃避现存的统治体制,回归感性的近代的自我。创造社成员和国内名家学者没有人际关系的瓜葛使他们能对国内文坛进行“自由”的批判,而他们所受的日本个性解放精神的影响则加强了这种批判精神。 二是创造社具有日本“大高系统”的优越感。创造社的成员大部分是日本旧制高等学校和帝国大学的“大高系统”的毕业生,他们对于中国传统文学普遍具有优越感。伊藤虎丸认为:“不论是早期的‘艺术派’或‘浪漫派’时代,也不论是后来的倡导‘革命文学’的时代,共同具有的那种启蒙者的姿态和‘指导者’的意识,我想和这‘大高同学’的优越感不无关系。”[12]199因此,前后期创造社都认为他们提倡的文学是相对中国传统文学的“高势能”的文学。三是创造社对于日本文学的创造性学习。前期创造社成员留日期间,受日本文学自然主义理论的熏染,发表在《创造季刊》上的小说,许多是学习这种自然主义理论和当时的日本短篇小说的形式。后期创造社提倡无产阶级革命文学,也是受日本当时风行的“左”倾教条主义福本主义的影响。对日本文学的创造性学习使创造社的文学观点和作品表现出异国文学的特质和与世界文学接轨的趋势,这种开放的、新颖的文学观点和作品给中国的文学读者以耳目一新之感。

    创造社成员在国内并无多少社会资本,但是创造社通过凝聚文学青年和建立社会关系使其社会资本不断增加。首先,前期创造社作家在国内声名鹊起,在其周围凝聚了一批青年。郭沫若、郁达夫、成仿吾、张资平等前期创造社的核心成员几乎一夜成名,从而使创造社迅速成为一个文学创作中心,一批与创造社核心成员保持或紧密或松散关系的文学青年集聚在创造社核心成员周围。成仿吾在《创造日》的《终刊感言》中说:“关于我们所选登的几篇小说,我也可以保证它们是水平线以上的作品。几个作者之中,尤以周全平与倪贻德二君最有望。”[9]492在《创造周报》的《一年的回顾》中成仿吾又深幸得到了几个同心的朋友[9]481。另外,创造社成员通过同校、师生、同乡、朋友、编写等关系建立起一定的社会关系网络。前期创造社的核心成员郭沫若、郁达夫和成仿吾等都热心对文学青年给予指导和扶持,周全平、邓均吾、洪为法、叶灵凤等在投稿过程中被发现,许幸之在画展上与郭沫若相识,龚冰庐回忆他从事文艺工作是由郁达夫“拖出来的”。创造社还在留日学生中不断获得发展的力量,后期创造社随着朱镜我、李初梨、彭康、李铁声和冯乃超等留日学生回国的加入而成为创造社新的主要力量。创造社文学创作“众星拱月”般的凝聚和网络式社会关系的建立,充实了创造社的写作力量,夯实了创造社的社会基础,扩大了创造社的社会影响。

    四

    布尔迪厄认为:“习性是指可转换的倾向系统,倾向于使被结构的结构发挥具有结构能力的结构的功能,也就是说,发挥产生与组织实践与表述的原理的作用。”[8]116布尔迪厄的这一定义理论性较强,他所要表达的意思实质是:习性是一种集体性的、持久的规则行为的生成机制。它既是某一场域参与者的行为结果,又是一种存在的方式,一种习惯状态。创造社进入文坛的策略及所拥有的符号资本使其表现出与鸳鸯蝴蝶派作家和文学研究会作家明显不同的生存方式和习惯状态。鸳鸯蝴蝶派作家以满足市民娱乐休闲的需要为宗旨,一些着名的鸳鸯蝴蝶派作家由于满足了市场需要,生活过得优裕自如,我们将他们称之为“市场型知识分子”。文学研究会的主要成员大都在高校教育、文化、出版、传媒等领域工作,他们在坚持现代人文理想时有一份普通但却实实在在的工作岗位,故被一些现代文学史家称为“岗位型知识分子”。而创造社作家在文坛所采取的策略以及所拥有的符号资本使其被称为“流浪型知识分子”[7]290,他们表现出与鸳鸯蝴蝶派作家和文学研究会作家不同的指导习性、反抗习性和自由习性等特征。

    指导习性是指创造社作家具有强烈的领导他人或文坛的意识。前期创作社作家标榜为艺术而艺术,故他们既反对鸳鸯蝴蝶派作家的休闲娱乐主张,也反对文学研究会为人生而艺术的主张。可当后期创造社作家转向无产阶级革命文学时,他们又声称这“是中国新文学运动其本身就客观存在着这样一种内在要求”。这种不断变化又始终认为自己正确的文学主张当时就引起了茅盾的讥讽:“想来大家也不会忘记今日之革命的文学批评家在五六年前却是出死力反对过文学的时代性和社会化的‘要人’。这就是当时的创造社诸君。”[7]257反抗习性是指创造社作家与社会处于对立或冲突之中。这种反抗习性首先表现为创造社作家的独身或家庭生活不和谐。前期创造社成员成仿吾、王独清、郑伯奇当时都是独身,成家的郭沫若感到自己不被安娜理解,郁达夫则称原配妻子为“我的不得不爱的女人”。其次表现在创造社作家生活窘迫而鄙视金钱。前期创造社作家的生活仿佛“讨口”一般,可郭沫若还是退还了四川红十字会的高薪聘书。反抗习性还表现在创造社作家情绪无常。郭沫若和郁达夫曾因《创造》季刊只售出1 500本而去借酒浇愁,两人连吃了3家酒店,直到桌上酒壶林立,还自称为“孤竹君二君子”。 自由习性是指创造社作家个性强烈,不受外界环境或他人束缚。这首先表现在创造社作家和泰东书局的关系自由。创造社作家没有泰东书局的报酬,也不受书局的拘束,写作的态度自由,言论的胆量也大。其次表现在创造社作家人际关系自由。创造社作家是因志同道合而走在一起的,他们每个人并不受其他人制约。再次表现在追求个人感情的自由。郭沫若抛弃了原配妻子张琼华,在日本和安娜自由同居。郁达夫本有妻室儿女,可又去追求年轻美貌的王映霞。

    创造社作家的指导者习性、反抗习性和自由习性在当时的文坛爆发出巨大的能量,产生了巨大的冲击波的同时,也使创造社面临着内部和外部的双重危机。

    创造社的内部危机包括因创造社成员的情绪变化和人事变动而产生的危机。情绪变化而产生的危机是指创造社文学的强烈情绪化色彩的难以持久。创造社作家的情绪不可能在某种文学主张上长期处于亢奋状态,于是或者经过一段时间的亢奋转向疲软,如郁达夫到北京和武汉之后感到所写小说都是“无聊的作品”;或者不断转移情绪热点,使情绪始终处于亢奋状态,如郭沫若由为艺术而艺术转而提倡无产阶级革命文学。人事变动的危机是指创造社由于其成员的来去自由而面临分崩离析的局面。前期创造社由于郁达夫北上而离散;中后期创造社由于周全平的出走以及郁达夫的脱离,也给创造社带来了巨大的内耗和损失。

    创造社的外部危机是指文学场域从根本上说要受经济场域和政治场域的制约。布尔迪厄说:“文化生产场域在权力场域中占据的是一个被统治的地位。”[11]85首先,中国的文学场域受制于经济场域。创造社作家最初只是泰东书局没有报酬的被雇佣者,后来创造社作家认识到经济的重要性,从泰东书局独立出来创立了自己的出版部,但在国民党政权的威胁和控制下,经营起伏不定,市场很快萎缩。其次,中国的文学场域更受控于政治场域。20世纪20年代的军阀混战使各派军阀无暇他顾,上海的文化环境相对宽松,但随着1927年作为大地主大资产阶级代表的国民党政权的建立和巩固,其在文化领域的控制也一步步严厉,转向无产阶级革命文学的创造社自然成为他们取缔的对象。创造社的刊物不断遭到查禁,直到1929年创造社创办的主要刊物被查封,持续了近十年活动的创造社终于被迫解散。

    [参考文献]

    [1]陶东风.文化研究:第4辑[M].北京:中央编译出版社,2003.

    [2]李 今.海派小说与现代都市文化[M].合肥:安徽教育出版社,2000.

    [3]范伯群.中国近现代通俗文学史[M].南京:江苏教育出版社,2000.

    [4]茅 盾.我走过的道路:上[M].北京:人民文学出版社,1997.

    [5]忻 平.从上海发现历史现代化进程中的上海人及其社会生活[M].上海:上海人民出版社,1996.

    [6]刘炎生.中国现代文学论争史[M].广州:广东人民出版社,1999.

    [7]咸立强.寻找归宿的流浪者:创造社研究[M].上海:东方出版中心,2006.

    [8]戴维·斯沃茨.文化与权力:布尔迪厄的社会学[M].陶东风,译.上海:上海译文出版社,2006.

    [9]饶鸿竞.创造社资料:上[M].福州:福建人民出版社,1985.

    [10]黄淳浩.创造社:别求新声于异邦[M].北京:社会科学文献出版社,1995:10.

结构动力学范文4

关键词:螺栓连接;有限元分析;非线性;动力学特性

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.010

0 引言

目前,有限元分析技术业已成熟,利用有限元分析技术可以对简单零部件或结构件进行精确计算仿真,得到的仿真结果完全可以用来分析实际工程问题。但是在许多情况下,需要对一些机械系统进行结构分析,即利用各种装配手段,如配合连接、螺栓连接、销连接、焊接、胶接、啮合连接等等方式,将大量的零部件和组件等装配在一起而构成的[1]。在对诸如此类的机械系统进行有限元分析时,能否恰当处理零件或组件之间的连接装配关系是一直困扰工程技术人员的关键问题,并已经限制了有限元分析技术的发展和应用。

在工程设计中,需要简化分析模型才能对机械系统的装配结构进行有限元动力学仿真分析,一般有以下几种简化方式[2]:一是一体化分析模型方法,忽略零件之间的连接装配关系,将机械系统中的所有零部件看成一个整体,并假定装配体之间的连接是刚性连接。这种分析模型的优点是数据比较简单,计算量小,缺点是完全忽略了装配结构中的连接刚度和连接阻尼对系统动力学特性的影响,而且计算结果在很大程度上偏离实际情况,实际应用中参考价值较小;二是,利用附加面技术处理结合面问题的方法。以螺栓连接为例,分析模型不是通过螺栓孔和螺栓来连接,而在两接触面之间另外定义一层具有某些特定属性的附加面,采用调整该附加面的各种属性参数的方式,便可以准确地模拟出任意复杂工况下的连接刚度。但是,该方法需要先做振动试验,然后根据试验结果对附加面的弹性模量、密度等参数进行迭代优化,才能较准确的反应试验情况,具有滞后性且应用范围不广,故不适用于前期结构设计阶段。

本文以L形螺栓连接结构为例,通过理论计算,综合利用接触非线性问题的有限元仿真分析和模态分析方法,计算螺栓连接结构的瞬态动力学响应,分析其动力学特性的影响因素,并通过具体的振动试验得到反馈,即本文提出的等效模型可以准确地模拟接触非线性问题。

1 接触刚度计算模型

机械表面常会存在很多微凸体,故两个粗糙面的接触问题可以转化为微凸体的接触问题。为便于研究,将两粗糙表面的接触问题简化为光滑与粗糙弹性表面相接触[3]。

假定基准面与光滑表面间距为d,微凸体波峰分布的概率密度函数为,对于某一微凸体,波峰位于基准面的间距在z和z+dz之间的概率为。所以,当微凸体的高度z大于间距d时,即可判定两者接触,其概率为:

因此,某一接触面间相互接触的微凸体个数

=

m为接触面上微凸体的总个数,接触面积为Ac。其中,位于基准面的间距在z和z+dz之间的接触点数为。上述接触微凸体与基准面之间的法向接近量为(z-d),预期的载荷W为:

(1)

式中,,E为微凸体弹性模量,R为微凸

体平均曲率半径,,,,为微凸体

波峰分布概率密度函数的标准差。

将式(1)等式两边均除以接触面积Ac,可以得到载荷pc的表达式如下:

(2)

式中,n=m/Ac,为单位轮廓面积上的微凸体数。由式(2)能够看出,载荷pc与接触表面间距h之间是非线性关系。但是,微凸体的变形远远大于波纹的变形,即h值仅在某一值的附近做微小的变动,可以将非线性关系简化为线性关系来描述,其中的影响因子即可表述为刚度系数k。对式(2)两端取微分,可得:

(3)

将上述各表达式代入式(3)可得:

(4)

经式(4)可知刚度系数k的计算公式为:

(5)

经式(2)可知,在表面特征参数为已知的情况下,当相互接触的两物体表面特征属性一定的前提下,h值只与外作用载荷pc有关,将其代入式(5)中,经计算简化可得:

(6)

式中,C为相互接触的两物体表面特征属性一定的前提下k中的常数,其大小与外作用载荷的大小有关。

因此,对于接触面积为Ac的整个接触面,其总的刚度系数K为

K=k・Ac (7)

式中,

(8)

(9)

Aa为有效作用区域,即有效接触区域表面积,nB为单位理论接触面积上的波纹分布密度。

设,, 将式(6)、式(8)和式(9)

代入式(7)中,可推导得到以下关系式:

(10)

根据式(10)能够看出,当接触物体间的各参数属性一定的前提下,接触刚度的大小仅取决于有效作用区域和外作用力的大小。

2 螺栓连接结构有限元分析

2.1 L形螺栓连接结构模型

为验证上述理论分析的正确性,对如图1所示的L形螺栓连接结构进行仿真分析。结构中的两个L形梁外形尺寸为长150mm、宽30mm、厚8mm,材料均采用45钢。梁1一端固定,另一端与梁2通过3个M6X30的螺栓连接,梁2另一端为自由状态,组成一个螺栓连接结构。

在预紧力矩T的作用下,螺栓头部和螺母的支撑面压紧被连接件,给被连接件施加了一定的压应力,此压应力在其作用区域内分布不均,且此作用区域的覆盖范围也很难准确测定,所以对螺栓连接件进行精准地模态分析是相当困难的。在大多数工程分析中,通常采用圆锥体、圆柱体及球台等一些简单模型来模拟压应力的作用区域,并取得较好的分析效果。本文选择中空圆柱体进行模拟仿真分析[4]。

2.2 基于接触非线性的螺栓连接结构静力学计算

首先,利用MSC.Patran软件建立上述螺栓连接结构的仿真分析模型,并对其进行静力学分析。为了较为准确地获得接触面积与接触力的大小,需对螺栓及连接区域的模型划分更为精细,如图2所示。施加在螺栓上的预紧力矩T与预紧力Fp的大小近似表达式为,其中,为相互接触面之间的摩擦系数,通常取为0.2左右,d为螺杆直径。因此,结合本例可以计算得到,当预紧力矩为1N・m时,预紧力约为888.9N。

图3所示为施加一定预紧力的螺栓连接结构的应力作用云图。根据应力云图,确定出图中最大应力作用区域范围,将该区域简化为以螺栓孔中心为圆心,具有一定大小的圆环形区域,并规定此区域为两接触面间的等效接触区域。

2.3 螺栓连接结构的动力学分析

基于上述有限元静力学分析结果,建立螺栓连接结构的有限元动力学模型如图4所示。在上下接触面孔中心处各建立一个独立结点,然后将上下连接面等效接触区域内的节点利用耦合单元节点(MPC)的方法连接到两个独立节点上,在两个独立节点之间建立一个梁单元,用以模拟螺杆的刚度,等效接触区域外的节点不予连接,从而将螺栓连接的接触非线性问题转化为线性问题。

建立对比方案以验证等效模型的准确性和适用性。其一,选取上述等效模型;其二选取一体化模型,即将装配结构中的所有零件直接合并为一个一体化整体,用刚性连接等效结构组件之间的连接。对两种模型进行模态分析,比较分析结果,进行差异对比。

分别计算上述模型在1N・m、5 N・m预紧力矩下的前5阶频率,计算结果如表1~2所示。

3 振动试验

对上述结构尺寸的L形螺栓连接件进行了振动试验,分别测得试验件在1N・m 、5N・m预紧力矩下的前5阶固有频率,并与有限元分析结果对比如表1~2所示。

4 结论

本文从理论上推导了影响接触刚度的主要因素,导出了其计算公式,由公式可以导出影响接触刚度大小的主要因素,当接触物体间的各参数属性一定的前提下,接触刚度的大小仅取决于有效作用区域和外作用力的大小。连接结构间的螺栓预紧力越大,即外作用力越大,结构接触刚度越大,表现出的特性就是结构的固有频率越高。

本文利用有限元分析软件MSC.Patan对L形螺栓连接结构进行分析时,采用了以下两种简化模型,一种是忽略接触的影响,直接合并为一个整体的刚性模型,另一种是考虑了螺栓预紧力对接触刚度的影响,采用等效接触区域的等效模型。以实际振动试验的结果为基准,通过对比以上两种简化模型的静力学和动力学分析结果,可以看出刚性模型的分析结果偏大,且误差较大,最小误差为4.49%,最大误差高达14.4%,并且螺栓预紧力的大小对结构刚度的模拟分析结果无任何影响。而等效模型的前5阶固有频率更接近实际试验结果,最大误差仅为-5.54%。

综上所述,本文提出的基于有效作用区域的等效模型,能够更加准确地分析螺栓连接结构对系统刚度的影响,该等效模型可以用来模拟接触非线性问题,为以后工程中的类似问题提供了一种更加有效便捷的解决方案。

参考文献:

[1]李成,朱红红,铁瑛等.单搭胶/螺栓混合连接结构的应力分布与载荷分配[J].吉林大学学报(工学版),2013,43(04):933-938.

[2]饶柱石.拉杆组合式特种转子动力学特性及其接触刚度的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,1992.

结构动力学范文5

关键字:电力企业;调度中心;组织行为学;群体动力学

0、前言

电力企业是关系到国计民生的基础性行业。电力调度机构是电力系统安全经济运行的指挥中枢。由于电力系统运行必须遵循保持发电和用电实时平衡的客观规律,因此,国内外在推进电力体制机制改革的过程中,对电力调度机构的职能调整都高度重视。职能的调整导致调度机构的组织、人员配置以及相应的工作流程必须进行相应的调整优化,以确保调度机构能够有效履行其变化的职能,从而确保电力系统的安全可靠运行,为改革顺利推进提供保障。

本文提出基于群体动力学的电力调度中心组织结构优化配置理论,并基于该理论对国内某特大城市的G市调度中心的组织结构优化过程进行分析,重点是要实现三个整体目标:1、实现电力调度中心职能的变化;2、顶层设计要有预见性;3、变革过程要平滑过渡。

1、基本背景

电力调度中心的组织机构及人员配置变革课题,涉及到电力系统科学与管理科学,充满挑战性。这一课题在国内外尚属于研究的起步阶段。究其原因,在于调度中心的组织变革的驱动力来自于物理电网复杂度的增大以及调度中心核心业务职能的变化。例如,美国、英国等西方国家的一些电网调度中心或系统控制中心,由于市场化改革的推动,电网调度中心的业务职能发生了很大的变化,因此电网控制中心的组织机构和人员配置随着发生了巨大的变化,而法国等国家的一些电网调度机构,由于职能变化较少,机构即相对稳定。而G市调度中心所管辖的电网发展很快,售电量相当于国内某些省电量的几倍,且城市用户平均停电时间等关键性指标已超越纽约等国际大都市。有鉴于此,2012年G市调度中心升级为省级调度中心,在职能上发生重大转变。

需要特别指出的是,笔者自1998年起,在调度中心从事人力资源管理工作16年,深刻体会到仅依靠平衡记分卡、SWOT分析等某一、两样管理学工具,进行组织结构变革等工作,是远远不够的。对于调度中心的人力资源管理,需要探索长远、可持续提供支撑的体系化理论。

在实践中,笔者认为应当引入管理学中的“组织行为学”开展相关工作。本文采用组织行为学中的群体动力学方法,研究电力调度中心的组织机构及人员配置变革。与之类似的是,调度中心的电网分析计算,正是有了矩阵理论的体系化支撑,才能有了长远发展的生命力。如下图1所示。

图1基础理论体系的类比

Fig.1 Analogy of basic theory foundation

2、群体动力学概要

组织行为学(Organizational Behavior)是致力于理解、解释、预测和改变在组织情境中发生的人类行为的研究领域。它是美国哈佛商学院等院校的研究生课程,理论体系非常庞大,详见文献[1]-[4]等。群体动力学(Group Dynamics)是组织行为学的分支之一,是研究群体变革的重要理论体系。群体动力学研究的是群体的本质,即影响群体的形成和发展的变量、结构。

本文提出,将群体动力学的五阶段模型(five-stage model)、间断-平衡模型(punctuate-equilibrium model),用于电力调度中心的组织机构及人员配置优化。

     五阶段模型给出了群体发展所经历的5个阶段:

形成阶段。激活团队,从外部引入新成员,并使成员互相了解、试图建立规则,逐步明确新职能;

磨合震荡阶段。成员与领导者之间互相磨合,有时会有不同程度的冲突。在此阶段建立了新的组织机构;

规范阶段。群体成员发展出良好紧密的同事合作关系;

运作阶段。群体高效率合作,完成任务。

中止阶段。群体目标实现,解散后进入下一轮变革。

与之相匹配,间断-平衡模型是指,在5个阶段中,群体还要不断经历两个时期,前一半时间是平衡时期,群体制订了计划但完成不多,主要是试探并积累经验。而后一半时间,由于接近最后期限,成员就要变革以保证完成群体任务。在此过程中,群体结构(Group structure)不断调整,逐步平滑过渡。该理论的一个典型例证,就是无论团队有多少时间来完成任务,都有成员会等时间过了一半,才开始“如梦方醒一般”全力工作。

3、基于群体动力学的调度中心组织结构优化

3.1基于五阶段模型的调度中心变革

由于电力调度指挥工作的连续性,为保证电网的安全,G调度中心的组织结构变革采用的是组织行为学中的渐近式变革(incremental change),保持连续性和平滑过渡。该过程可用下图2表示。

                 图2基于五阶段模型的调度中心变革

Fig.2 Power control center organization reform based on five-stage model

 

基于五阶段模型,广州调度中心向省中调的变革经历了以下几个阶段:

形成阶段。传统G市调度中心只是地区调度,没有电力电量平衡、电网稳定控制等职能,在提升为省调度中心后,职能发生重大转变。调整后的新职能是:接受网调的调度指挥;组织制订系统运行的管理制度、指标体系、评价考核标准等,组织开展系统运行统计分析与信息;对发、输、变、配、用电设备并网的系统运行管理;系统运行计划管理,组织协调主配网系统运行计划;系统运行的安全风险管理和稳定管理;二次系统的归口管理等等。

G市调度中心打破以往只招收大学毕业生和基层人员的传统,从各省中调(内部招聘方式)、发电厂和设备厂家(社会招聘方式)等引进高级人才12人,从而激活团队,带动G市调度中心全体人员观念转变和能力提升。

(2)磨合震荡阶段。在组织结构调整过程中,充分留足团队磨合空间,并围绕风险、计划、并网、调控、评价五个管理开展工作,完成了新的11项工作细则、80项业务指导书的制度体系建设工作。在三道防线建设过程中,循序渐近,由少到多,先独立组织完成广南、增城稳控系统技术改造工作,再逐步实现对三道防线运行管理的整体把控。

在此阶段,G市调度中心建立健全了新的组织机构,整体调度中心下设10个科,分别是运行方式科、主网调度科、发电调度科、配网方式科、配网调度科、继电保护科、自动化科、通信科、技术经济科及综合科。其中,主网调度科和配网调度科分别下设一个班:主网调度班和配网调度班,自动化科下设四个班:调度自动化班、配网自动化班、变电站自动化班和信息运维班。

(3)规范阶段。G市调度中心群体成员发展出良好紧密的同事合作关系,高度协同,完成了发电调度管理等10项制度、84项流程编制及宣贯,基本建立了适应中调管理职责和业务的制度群。经过上述过程后,G市调度中心新的人员配置共有职工149人,从人员结构情况来看,在学历方面,研究生及以上学历43人;本科学历80人;大专学历18人。在职称方面,高级职称14人,中级职称39人,初级职称49人。

(4)运作阶段。G市调度中心调度关系调整历时2年,分4批次的将D市电网输变电设备、发电设备调度管辖权全部交接完毕,转入全面独立调控。从数字上可以看出交接量的巨大:共涉及500kV主变14台,220kV变电站44座,220kV线路110条。

(5)中止阶段。G市调度中心目前还不需要进行下一轮的变革,因此暂未有此方面工作。

3.2基于间断-平衡模型的群体业务建设

在上述各阶段中,则需要不断应用间断-平衡模型进行群体业务建设,如下图所示。

                 图3基于间断-平衡模型的群体业务建

Fig.3 Group business construction based on punctuate-equilibrium model

下表1给出了上节“运作阶段”过程中,G市调度中心2013年发电设备调度管辖权的接收过程。从表1中可以看出,依据间断-平衡模型,整体工作分为两个阶段,第一阶段开展的任务比第二个阶段少,主要是接收增城片网的发电设备。从群体动力学的角度看,是为了使变革过程平滑过程,给调度提供一个逐步掌握发电设备调节特性、电网断面调控方法以及支持系统实际应用的过程,因此发电设备建议分两批交接,且第一批交接的具备AGC(Automatic Generation Control自动发电控制)功能的发电设备,仅为两家电厂,且所处电网结构相对简单,潮流控制较为清晰,有利于调度员实操训练,积累经验。在此过程中,方式科、保护科等科室不断交互磨合,逐步完成对发电设备的整体把控。

                       表1 发电设备调度管辖权的接收过程

Table 1 Receiving progress of dispatchinggeneration device rights

工作内容

工作步骤

工作时间

责任科室

第1阶段,首批发电设备调度管辖权的接收

接收增城片网及所有110kV待接收发电厂机组进相试验、pss试验、黑启动试验、励磁参数实测、调速参数实测报告、电厂PSS等相关涉网装置运行定值资料,完成校核工作,并提前做好资料的准备工作

1月1日

-4月30日

方式科

重新计算、下发增城片网及所有110kV待接收电厂调管范围继电保护定值单,拟制继电保护检修方式卡

1月1日

-4月30日

继保科

与增城片网及所有110kV待接收发电厂签订调度协议

5月1日

-5月30日

发电调度科

增城片网及所有110kV待接收发电厂PSS等相关涉网装置运行定值

8月1日

-8月15日

方式科

开展增城片网及所有110kV发电设备调度管辖权的交接

8月15日

-8月30日

各专业科室

第2阶段,完成所有发电设备调度管辖权的接收

接收花都、北郊、广南、狮洋片网待接收机组进相试验、pps试验、黑启动试验、励磁参数实测、调速参数实测报告、电厂PSS等相关涉网装置运行定值资料,完成校核工作,并提前做好资料的准备工作

5月1日

-8月30日

方式科

与花都、北郊、广南、狮洋片网待接收发电厂签订调度协议

5月1日

-8月30日

发电调度科

重新计算、下发花都、北郊、广南、狮洋片网待接收电厂调管范围继电保护定值单,拟制继电保护检修方式卡

5月1日

-8月30日

继保科

花都、北郊、广南、狮洋片网待接收发电厂PSS等相关涉网装置运行定值

9月1日

-9月15日

方式科

完成花都、北郊、广南、狮洋片网发电设备调度管辖权的交接

9月15日-9月30日

各专业科室

 

需要说明的是,G市调度中心新的组织结构和人员对其它输电设备调度管辖也采用了类似的模式。受文章篇幅所限,本文不再详细展开。

经过此阶段的工作,G市调度中心调控的电网水平迅速提高,G市供电局获得了供电A级金牌企业称号(全国仅有10个)。

4、结语

本文尝试运用组织行为学中的群体动力学,研究电网调度中心组织结构及人员配置优化问题,并以G市电网调度中心组织机构调整为例,研究了该理论的实际运用。

人力资源优化配置是技术和管理科学的重要课题,对重要业务部门的人力资源优化配置提供理论指导,是具有现实意义的重要研究领域。

 

参考文献:

Jerald Greenberg著,范庭卫译。组织行为学(第7版)。江苏:江苏教育出版社。2005年。

Joyce S. Osland著,王永丽译。库伯&奥斯兰组织行为学(第8版)。北京:中国人民大学出版社。2011年。

Stephen P. Robbins著,郑晓明译。组织行为学精要(第12版)。北京:机械工业出版社。2014年。

结构动力学范文6

科学配置,推进人力资源管理规范化

强化“三定”管理。一是油田坚持每年编制下达各单位用工总量控制计划,严格用工总量控制。二是实施“三定”分级动态管理。结合油田实际和单位生产经营特点,实行油田和直属单位两级管理模式。三是狠抓“三定”方案落实。加强日常督导;开展专项检查,建立年度考核奖惩制度;加大考核工作力度。

强化岗位管理。制定下发《岗位管理暂行办法》和《关于编制岗位说明书的意见》,按照业务流程梳理规范岗位配置,并及时编制修订岗位说明书,充实细化业务能力和上岗条件,为开展针对性培训和优化人员配置等提供依据。同时,针对境外公司岗位特点,分专业、分岗位开发了石油钻井、井下作业等国际项目8大主体专业、101个岗位、18万字的岗位能力模型。

盘活用工存量。一是建立油田层面人员调剂机制。二是创新普光气田、内蒙古探区等重点项目用工模式。三是建立完善外部与本部用工管理机制。

动态管理,推进人力资源结构调整优化

强化组织协调。一是编制实施方案。通过前期调研论证,选择钻井队等部分一线专业队伍人员进行工作调整,制定人员调整实施办法,对于调整范围、调整对象、退出条件、人员安置等进行了明确规定。二是深入宣传发动。通过召开试点工作启动会、动员会、编制宣传材料等形式,层层传达学习油田文件,安排部署一线队伍人员调整工作,进一步统一思想认识,营造良好的工作氛围。三是加强工作指导。油田和试点单位设立热线电话,及时解答职工疑问。人力资源处重点抓方案制定、人员调整安置等关键环节,派专人全程跟踪指导,协调解决试点工作中存在的问题。

推进员工动态管理。一是建立动态管理机制。将员工动态管理作为优化队伍结构、激发队伍活力的重要举措,以“三定”为基础,以考核评价为手段,建立职工上岗、待岗、试岗的“三岗制”动态管理机制,通过竞争上岗和岗上竞争,提高职工工作绩效和综合素质。二是强化考核评价。将职工考核评价要素分为德、能、勤、绩四个大项,采取定量考核与定性评价相结合、直接上级考核与职工民主互评相结合、定期考核和不定期考核相结合方式进行,重点考核职工履行岗位职责情况和工作业绩。三是强化结果应用。考核结果作为员工岗位调整的依据。考核合格的职工,继续在原岗位工作,或者竞聘到更高层次、更重要的岗位;考核不合格的员工,安排待岗,经培训考核合格后,重新竞争上岗;未按规定取得相应职业资格证书,没有达到上岗条件的新增和转岗职工,安排试岗,从试岗次月起,按油田有关工资管理规定执行;试岗期满考核合格转为上岗,经考核评价仍不合格的转为待岗,待岗职工停发工资,改发待岗生活费。通过实行“三岗”制,进一步调动了职工岗位学习的积极性和主动性。

稳妥推进实施。一是开展试点探索。选择基础工作比较扎实的单位进行试点。为保证稳妥实施,试点单位的工作方案报经油田审批后组织实施。边试点、边探索、边完善,不断总结经验、改进工作。二是实行岗位竞聘。建立一线人员岗位竞聘机制,实行班组长竞聘和员工竞争上岗,使富余人员显性化,生产一线符合条件的岗位全部实行竞争上岗,形成了“岗位选人”的长效机制。三是稳妥操作实施。在实施过程中,我们严格遵循工作程序,注重政策宣传,耐心做好一人一事思想工作,充分将政策的原则性与员工承受能力相结合,在政策允许范围内,最大限度地照顾调整人员的利益,保证工作平稳推进,无一人上访,空缺岗位通过单位内部调剂解决。

及时总结,实现人力资源管理常态化

优化了队伍结构。通过加强用工总量控制,严格“三定”管理,立足内部挖潜,盘活用工存量,五年内油田直接用工不断减少,培养补充了一大批主体专业(工种)一线人员,在实现总量净减员的情况下,生产一线队伍结构不断优化。加强国际化人才队伍建设,建立公平竞争、择优上岗的用人机制,涉外人员总量五年内增加2000余人,为部级重点项目普光气田开发建设提供了重要支持和保障,满足了发展需要。