摘要：表面強(qiáng)化是近年來國(guó)內(nèi)外廣泛研究應(yīng)用的工藝之一。常用的金屬表面形變強(qiáng)化方法主要有滾壓、內(nèi)擠壓和噴丸等工藝，其強(qiáng)化效果顯著，成本低廉。筆者主要概括了表面強(qiáng)化技術(shù)的分類、目的和作用，分析了形變強(qiáng)化方法的特點(diǎn)以及目前表面強(qiáng)化主要研究方法的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：表面形變；強(qiáng)化技術(shù)；滾壓；內(nèi)擠壓；噴丸

引言

材料表面處理技術(shù)簡(jiǎn)稱材料表面技術(shù)，是材料科學(xué)的一個(gè)重要分支，是在不改變基體材料的成分和性能（或雖有改變而不影響其使用）的條件下，通過某些物理手段（包括機(jī)械手段）或化學(xué)手段來賦予材料表面特殊性能，以滿足產(chǎn)品或零件使用需要的技術(shù)和工藝。材料表面技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，大幅度提高了產(chǎn)品（尤其是金屬零件）的性能、質(zhì)量和壽命，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因而深受各國(guó)政府和科技界的重視。

1表面形變強(qiáng)化原理

通過機(jī)械手段（滾壓、內(nèi)擠壓和噴丸等）在金屬表面產(chǎn)生壓縮變形，使表面形成形變硬化層（此形變硬化層的深度可達(dá)0.5～1.5mm），從而使表面層硬度、強(qiáng)度提高。

摘要：表面強(qiáng)化是近年來國(guó)內(nèi)外廣泛研究應(yīng)用的工藝之一。常用的金屬表面形變強(qiáng)化方法主要有滾壓、內(nèi)擠壓和噴丸等工藝，其強(qiáng)化效果顯著，成本低廉。筆者主要概括了表面強(qiáng)化技術(shù)的分類、目的和作用，分析了形變強(qiáng)化方法的特點(diǎn)以及目前表面強(qiáng)化主要研究方法的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：表面形變；強(qiáng)化技術(shù)；滾壓；內(nèi)擠壓；噴丸

引言

材料表面處理技術(shù)簡(jiǎn)稱材料表面技術(shù)，是材料科學(xué)的一個(gè)重要分支，是在不改變基體材料的成分和性能（或雖有改變而不影響其使用）的條件下，通過某些物理手段（包括機(jī)械手段）或化學(xué)手段來賦予材料表面特殊性能，以滿足產(chǎn)品或零件使用需要的技術(shù)和工藝。材料表面技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，大幅度提高了產(chǎn)品（尤其是金屬零件）的性能、質(zhì)量和壽命，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因而深受各國(guó)政府和科技界的重視。

1表面形變強(qiáng)化原理

通過機(jī)械手段（滾壓、內(nèi)擠壓和噴丸等）在金屬表面產(chǎn)生壓縮變形，使表面形成形變硬化層（此形變硬化層的深度可達(dá)0.5～1.5mm），從而使表面層硬度、強(qiáng)度提高。

1表面形變強(qiáng)化原理

通過機(jī)械手段（滾壓、內(nèi)擠壓和噴丸等）在金屬表面產(chǎn)生壓縮變形，使表面形成形變硬化層（此形變硬化層的深度可達(dá)0.5～1.5mm），從而使表面層硬度、強(qiáng)度提高。

2表面形變強(qiáng)化工藝分類

表面形變強(qiáng)化主要有噴（拋）丸、滾壓和孔擠壓等三種工藝。

2.1噴丸強(qiáng)化工藝

噴丸是國(guó)內(nèi)外廣泛使用的一種在再結(jié)晶溫度以下的表面強(qiáng)化方法，可顯著提高抗彎曲疲勞、抗腐蝕疲勞、抗應(yīng)力腐蝕疲勞、抗微動(dòng)磨損、耐蝕點(diǎn)（孔蝕）能力，它具有操作簡(jiǎn)單、耗能少、效率高、適應(yīng)面廣等優(yōu)點(diǎn)，是金屬材料表面改性的有效方法。

摘要：本文通過分析加工硬化機(jī)理、高錳鋼生產(chǎn)中的常見問題等方面系統(tǒng)論述了高錳鋼的現(xiàn)狀，從生產(chǎn)工藝方面論述了高錳鋼今后發(fā)展的情況，并進(jìn)一步對(duì)高錳鋼的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：加工硬化機(jī)理常見問題現(xiàn)狀發(fā)展應(yīng)用

高錳鋼俗稱“耐磨鋼”，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的許多耐磨件上。隨著對(duì)磨損機(jī)理研究的深入發(fā)展，人們對(duì)高錳鋼的特性也了解的更透徹。

一、高錳鋼加工硬化機(jī)理

高錳鋼原始硬度很低，而加工硬化能力很強(qiáng)，在使用中硬度提高，形變速度越快，硬化效果顯著，硬度也越高，目前強(qiáng)化機(jī)理有以下幾種：

1.位錯(cuò)強(qiáng)化機(jī)制：高錳鋼是大量Mn原子置換鐵原子，顯著降低層錯(cuò)能，因而易于形變，使位錯(cuò)密度增高，形成堆垛層錯(cuò)和形變亞結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象。

常用馬氏體、奧氏體不銹鋼中含碳極少，含鉻、鎳鉸多，材料雖硬度不高，但韌性大，切削變形、切削溫度、加工硬化程度較高。為改善冷卻效果，提高鉆頭耐用度，必須控制斷屑與排屑。本文結(jié)合作者在上海理工大學(xué)附屬工廠對(duì)核電站用支撐板鉆孔的試驗(yàn)研究成果，分析了鉆削不銹鋼時(shí)各種屑形生成原理，論述了最佳屑形與切削參數(shù)之間的微妙關(guān)系。從而提出了控制最佳屑形、達(dá)到有效斷屑的方法。

1不銹鋼斷屑鉆的切屑形態(tài)與產(chǎn)生條件

不銹鋼斷屑鉆的基本刃形如圖1所示。其特點(diǎn)是：磨出較大鋒角(2F)及很淺的圓弧刃(半徑R)，生成了外直刃(寬度L)與內(nèi)、外刃高度差h。通過修磨鉆心部位前刀面生成了內(nèi)直刃、內(nèi)刃鋒角(2F1)，留下很短的橫刃。下面分述這種鉆型切出的切屑形態(tài)與產(chǎn)生條件。

1）螺旋帶狀屑：如圖2所示。這種切屑卷曲所占空間大，易阻塞，不會(huì)斷屑，影響鉆頭冷卻效果。

生成原理：麻花鉆刀刃各點(diǎn)切削速度不同。外刃處速度高，切屑流動(dòng)快，切屑較長(zhǎng)。越近中心速度越低，切屑排出越慢，切屑長(zhǎng)度越短。這種外刃卷成較大半徑的弧狀，近中心處卷成較小半徑的切屑，如不分?jǐn)?，就形成螺旋扇面形。這是麻花鉆直線刀刃最常見的切屑。

2）螺旋帶狀屑的寬度取決于外刀刃寬度，一般L=0.25～0.3d(d—鉆頭直徑)。當(dāng)L較小時(shí)，刀刃各點(diǎn)切削速度相差不多，刀刃前角大，切削變形較小，切屑排除流暢，可卷曲成一條較窄的螺旋帶狀屑。帶狀屑會(huì)纏繞在鉆頭螺旋刃上，不易折斷，排出時(shí)安全性較差。扇面塊狀屑：出現(xiàn)在內(nèi)凹圓弧刃上，如圖3所示。這種切屑為短塊狀，是自然卷斷的，切屑較易排出與清理。

國(guó)內(nèi)公路路面以瀝青混凝土路面是主要形式，在其施工完成后，水和空氣通過混合料內(nèi)孔隙和外界的連通空隙進(jìn)入混合料內(nèi)，一旦其不能及時(shí)外排則會(huì)滯留在混合料內(nèi)，在后期車輛荷載的動(dòng)水壓力及溫度的共同作用下將會(huì)導(dǎo)致瀝青和礦料發(fā)生剝離現(xiàn)象，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，即產(chǎn)生了水損毀現(xiàn)象，若其進(jìn)一步發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致裂縫、唧漿、松散、坑槽等多種破壞形式。導(dǎo)致瀝青路面水損毀現(xiàn)象因素多種多樣，對(duì)該現(xiàn)象應(yīng)提高認(rèn)識(shí)、深入研究，從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，才能有效降低和防治水損毀的發(fā)生與發(fā)展。

水損毀現(xiàn)象表層坑洞。表層坑洞是路面水損毀中最為普遍的現(xiàn)象，該種現(xiàn)象幾乎每條公路都存在，其差別主要為單位面積內(nèi)坑洞的個(gè)數(shù)和面積，通常半開式瀝青混凝土面層坑洞現(xiàn)象最為嚴(yán)重，其生成原因主要是水透入表層后滯留在表層下部與下層的交界面上，瀝青剝落現(xiàn)象從底層開始逐步向上擴(kuò)展，一旦底層較大石子被剝落下來則會(huì)導(dǎo)致混凝土失去強(qiáng)度，其在車輛荷載作用下將產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變。深度水損毀。若表面層為半開級(jí)配、中面層為密實(shí)式瀝青混凝土則當(dāng)自由水透入表層后會(huì)有較長(zhǎng)時(shí)間從中面層的薄弱部位滲透到中面層，并在其中滯留，路面車輛荷載將使兩層瀝青混凝土內(nèi)部分碎石表層的瀝青剝落，最終導(dǎo)致表面網(wǎng)裂、形變及向外側(cè)推擠，最終生成坑洞，尤其是在冰凍地區(qū)，在冰凍期內(nèi)將會(huì)發(fā)生多次反復(fù)凍融，在化凍期間面層內(nèi)的自由水會(huì)導(dǎo)致深度水損毀，因此說深度水損毀的產(chǎn)生是水與重交通對(duì)較大孔隙內(nèi)瀝青面層的共同作用，水滯留在中面層內(nèi)，在荷載作用下面層受到強(qiáng)烈的水損毀。基層水損毀。水透過面層滯留在基層頂面后，在大量行車荷載作用下，基層混合料表層的細(xì)料在自由水所產(chǎn)生壓力的沖刷下會(huì)形成白色漿，漿體在車輛荷載作用下通過縫隙滲透到路面表層，若灰漿數(shù)量足夠大則會(huì)產(chǎn)生坑洞。若基層表面形成大面積唧泥則會(huì)導(dǎo)致基層頂面松軟，路面面層出現(xiàn)變形或網(wǎng)裂，最終導(dǎo)致路面破壞。水損毀是指降水或地表水在存有縫隙或不密實(shí)的路面進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)，導(dǎo)致路面產(chǎn)生早期破壞的現(xiàn)象，水進(jìn)入路面后在車輛荷載不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力及抽吸的反復(fù)作用下，水分會(huì)逐漸穿透瀝青膜進(jìn)入瀝青與集料的界面上，由于水的極性作用使其較瀝青更易吸附在集料表面因而會(huì)降低瀝青的黏附性，最終導(dǎo)致瀝青逐步從集料表面剝離，并使瀝青與集料間的粘接力逐步喪失，最終導(dǎo)致瀝青路面混合料松散、脫粒并繼而形成坑槽現(xiàn)象。其主要包括以下兩個(gè)過程：瀝青膜從礦料表面剝離的過程。因水較瀝青更容易侵潤(rùn)礦料表面，當(dāng)水分穿透瀝青膜將瀝青置換出來并進(jìn)入瀝青與礦料界面時(shí)則會(huì)降低瀝青的黏附性最終導(dǎo)致瀝青膜剝離；瀝青膜從礦料表面剝落的過程。瀝青膜剝離后將沿著礦料表面發(fā)生收縮和移動(dòng)，最終形成小油皮或小油條，而礦料表面此時(shí)已被水侵潤(rùn)，導(dǎo)致瀝青和礦料間形成互不相干的分離物，因此瀝青混合料變的松散而降低混合料的整體性并降低強(qiáng)度。

水損毀的影響因素瀝青性質(zhì)粘性大的瀝青內(nèi)存在較多的極性物質(zhì)，該物質(zhì)使瀝青對(duì)集料有良好的侵潤(rùn)性，因此粘性大的瀝青對(duì)集料有更好的黏附性，其抗剝落能力強(qiáng)于粘性小的瀝青，生成的混合料具有更好的水穩(wěn)定性，此外瀝青中羧酸等成分對(duì)水損毀的產(chǎn)生極為敏感，說明即使粘性相同的瀝青因其化學(xué)成分不同導(dǎo)致其黏附性能有較大區(qū)別。集料性質(zhì)瀝青拌合物內(nèi)每種礦料均有其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)，拌合料能否產(chǎn)生剝落現(xiàn)象關(guān)鍵在于集料的親水性，親水性強(qiáng)的集料其對(duì)水的吸附能力則大，集料表面的瀝青膜則容易被水置換，而憎水性集料則正好相反，通常硅質(zhì)含量高、呈酸性的材料多為親水性材料，而硅質(zhì)含量低的材料則呈堿性，由于酸性材料與瀝青的黏附性不如堿性集料，且酸性越大與瀝青的黏附性也越差，同時(shí)，集料表面的化學(xué)性質(zhì)、紋理構(gòu)造、表面積以及清潔程度等對(duì)其與瀝青的粘附性能有影響?？紫堵驶旌狭峡紫堵实拇笮≈苯雨P(guān)系到瀝青路面的透水性，研究表明，8%的孔隙率是控制路面透水性的臨界點(diǎn)，當(dāng)路面孔隙率在8～15%的范圍時(shí)，一方面水容易進(jìn)入面層內(nèi)部，但卻難以迅速排除及蒸發(fā)，因此水會(huì)長(zhǎng)時(shí)間滯留在面層內(nèi)，在車輛荷載的作用下則會(huì)產(chǎn)生較大的水壓力并形成動(dòng)力水，繼而會(huì)產(chǎn)生水損毀破壞。

壓實(shí)度未進(jìn)行良好壓實(shí)的混合料的孔隙率將加大，因此為水的侵入提供了條件，壓實(shí)度不足的直接原因包括集料粒徑偏大而面層厚度相對(duì)較小，并與路面壓實(shí)中采用的機(jī)械及施工工藝相關(guān)，同時(shí)壓實(shí)溫度對(duì)瀝青混合料的壓實(shí)效果存在很大影響，混合料只有在一定程度上才能真正壓實(shí)。結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水效果目前人們對(duì)路面基層及地表排水采取多種措施，但卻忽視了對(duì)結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的排水，最終加劇了水損毀的發(fā)生。其主要原因是人們一直將水導(dǎo)致的路面結(jié)構(gòu)破壞歸咎于地下水的侵入，而忽視了降落在地表的水侵入路面面層的部分，導(dǎo)致地表水滲入的原因主要有路面材料過于松散，面層混合料空隙較大以及使用過程中出現(xiàn)各種裂縫等原因。

控制拌和料的空隙率公路路面面層多數(shù)為兩層或三層，預(yù)防水損毀應(yīng)考慮阻止水侵入路面結(jié)構(gòu)層，因此面層本身防水性能非常重要，大量試驗(yàn)表明在瀝青面層混凝土內(nèi)僅設(shè)一層密實(shí)型瀝青混凝土或增設(shè)一層瀝青砂來進(jìn)行預(yù)防水損毀遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，因?yàn)槊恳粚又杏兴秩雱t該層就會(huì)產(chǎn)生水損毀，因此面層內(nèi)各層均應(yīng)采用密實(shí)型瀝青混凝土，而不能完全寄托于排水層。提高集料與瀝青的粘接力影響混合料的粘接力的因素主要有瀝青與礦料的性質(zhì)、瀝青用量及礦料的比表面積，因此嚴(yán)格控制瀝青用量以保證在集料表面被瀝青充分裹覆的前提下可適當(dāng)減少瀝青膜的厚度；礦料的比表面積對(duì)混合料的粘接力也會(huì)產(chǎn)生較大影響，在其中加入適量的礦粉不僅會(huì)起到填充料的作用，也會(huì)增加其比表面積，而用于面層的混凝土集料需保證其既耐磨又有高磨光值的硬質(zhì)性。提高壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)可通過改善施工工藝來保證混合料能充分壓實(shí)，尤其是當(dāng)面層較薄、采用的混合料粗集料較多時(shí)，由于混合料溫度下降較快，可供碾壓的時(shí)間更短，因此提高了壓實(shí)要求，為盡可能提高瀝青混凝土面層的不透水性應(yīng)盡量提高其壓實(shí)度，減小路面空隙率，具體可通過采取對(duì)碾壓工藝重點(diǎn)控制，主要從壓路機(jī)的配置、機(jī)械排列及碾壓方式以及壓路機(jī)與攤鋪機(jī)的碾壓距離、碾壓溫度等工藝參數(shù)進(jìn)行控制，確保壓實(shí)度能滿足要求。

設(shè)置排水層、防水層在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分中是路面面層內(nèi)的排水，避免進(jìn)入面層內(nèi)的水分不能外排而導(dǎo)致水損毀現(xiàn)象，從實(shí)際水損毀現(xiàn)象分析往往表面水沒來得及滲透到中層或下層，此時(shí)表層或中層則已經(jīng)開始發(fā)生破壞，因此若在面層下面設(shè)置排水層則不能起到明顯效果，因此應(yīng)在面層內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)呐潘Y(jié)構(gòu)方可及時(shí)排放進(jìn)入路面的水分，減少水損毀現(xiàn)象。結(jié)語公路瀝青混凝土路面水損毀的發(fā)生與路面設(shè)計(jì)、施工、使用及養(yǎng)護(hù)管理均有緊密的關(guān)系，因此在施工過程中只有采取綜合措施，最大限度的避免水對(duì)路面面層產(chǎn)生不良影響，方能保證路面的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)瀝青路面的安全、穩(wěn)定高速運(yùn)行的目標(biāo)。

一、智能裝置在互動(dòng)空間中的實(shí)例分析

一些具備前瞻性的藝術(shù)家、建筑師在對(duì)于互動(dòng)概念、模式和體驗(yàn)的探索上已經(jīng)做出了很多的努力。以下實(shí)例，從不同角度介紹了最新互動(dòng)裝置的特點(diǎn)和發(fā)展方向。

1“隱藏的模型”互動(dòng)裝置在這個(gè)裝置中通過內(nèi)置的距離傳感器探測(cè)參觀游客的運(yùn)動(dòng)，并因此改變自己的外部形態(tài)。游客可以通過觸摸傳感器，來激發(fā)束縛在裝置表面上的重啟管子的伸縮，從而使裝置表面形變，并觸發(fā)由他/她行為參數(shù)所合成的電子音樂。從某種意義上，這個(gè)裝置的本身，可以被理解為界面，即人類游客與被禁錮在電腦空間內(nèi)的算法(建筑)之間的媒介。而基于此界面，游客與算法之間的交流被轉(zhuǎn)換成聲音和形變，通過此物理界面，而真正的建筑本身則指禁錮在電腦硬件中的呼吸著的算法。

2“集群游戲”互動(dòng)裝置來自荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的hyperbody研究組的學(xué)生，用同樣的充氣管技術(shù)創(chuàng)建了bambooism的裝置。該裝置側(cè)重探討由程序和傳感器控制的分布式的空間構(gòu)件所塑造出的展廳空間設(shè)計(jì)新式互動(dòng)空間體驗(yàn)。在bambooism裝置中，由裝在空間之上的攝像頭所提供的人在空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡，被算法處理之后反饋為集群化的竹子桿件的位移。在人多的情況下，此算法可以產(chǎn)生足夠復(fù)雜的連鎖的因果關(guān)系，其本質(zhì)上雖然是可以理解并預(yù)知的，但在實(shí)際表現(xiàn)過程中遠(yuǎn)超過人的理解能力。

3“觀測(cè)者的影響”互動(dòng)裝置該裝置是由一系列發(fā)聲裝置組成的。每一個(gè)個(gè)體裝置都可以依據(jù)它聽到周圍的環(huán)境聲效，來決定發(fā)出升降兩種不同的音調(diào)。如果單獨(dú)的一個(gè)裝置體，聽到過多的與自己聲調(diào)類似的聲音，它會(huì)變得厭煩，并緩慢改變自身的音調(diào)。由此，在某一特定時(shí)刻，所有個(gè)體的集群可以自發(fā)產(chǎn)生內(nèi)在的和諧和聲。即每個(gè)個(gè)體都滿足于現(xiàn)有的環(huán)境音。與此同時(shí)，由人類在此空間內(nèi)的出現(xiàn)所帶來的聲響，會(huì)改變到系統(tǒng)的和諧態(tài)。因此，除非在與此裝置完全隔絕的另外一個(gè)空間內(nèi)，對(duì)裝置空間內(nèi)的音效進(jìn)行計(jì)算模擬的觀察，任何在此空間內(nèi)對(duì)此裝置的觀測(cè)行為都會(huì)導(dǎo)致裝置本身狀態(tài)的改變。由此藝術(shù)家一方面表現(xiàn)出他們對(duì)自適應(yīng)系統(tǒng)的理解和創(chuàng)造，另一方面對(duì)海森堡量子理論中的不確定性做出了藝術(shù)上的詮釋。

4“公共空間”互動(dòng)裝置在該系列的互動(dòng)裝置中，“點(diǎn)觸”是在大尺度城市社會(huì)空間內(nèi)探討互動(dòng)空間的代表。在此設(shè)計(jì)中，145m高的布魯塞爾Dexia大廈的4200扇窗子分別被賦予單獨(dú)的可變顏色的燈光控制。在大廈下面特殊設(shè)計(jì)的控制平臺(tái)中，市民可以單獨(dú)或者集體的通過觸摸屏以及他們的肢體語言來控制大廈上燈光樣式的編排，而其結(jié)果可以被存儲(chǔ)為數(shù)碼圖像作為市民個(gè)體或集體對(duì)于城市空間影響的記錄。同樣的，在圖像生成算法的架設(shè)中，由于采用了觸摸屏和肢體語言的雙重?cái)?shù)據(jù)輸入，清晰的控制因果關(guān)系被削弱為在可被理解范圍內(nèi)的模糊的控制，并由此激發(fā)出趣味感與互動(dòng)感。

1設(shè)計(jì)原則與受力分析

1.1設(shè)計(jì)原則在滿足總布置要求的前提下要遵循以下幾個(gè)原則[1]：1）必須協(xié)調(diào)解決側(cè)圍強(qiáng)度和總布置要求之間的矛盾；2）通過最優(yōu)化方法減少車身側(cè)圍的質(zhì)量；3）保證良好的加工工藝性以減少加工難度；4）提高側(cè)圍結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)范化程度。1.2受力分析大客車側(cè)圍在整車上起著“承上啟下”的作用。一方面，客車左右側(cè)圍與車架連接，當(dāng)路面不平順時(shí)，側(cè)圍要承受來自車架的沖擊載荷，會(huì)受力變形。與此同時(shí)，側(cè)圍與頂蓋剛性連接，側(cè)圍上接受的動(dòng)載荷會(huì)傳遞到頂蓋。另一方面，在客車行駛方向上，當(dāng)客車加速行駛或緊急制動(dòng)或正常勻速行駛時(shí)，由于空氣阻力的作用，側(cè)圍會(huì)在縱向壓縮變形。在實(shí)際行駛過程中，左右側(cè)路面高度不一致會(huì)使側(cè)圍產(chǎn)生縱向扭轉(zhuǎn)載荷。在客車轉(zhuǎn)彎的工況下，又會(huì)在側(cè)圍上產(chǎn)生橫向扭轉(zhuǎn)載荷。所以，側(cè)圍結(jié)構(gòu)的受力情況是彎曲扭轉(zhuǎn)復(fù)合狀態(tài)[2]。

2材料選擇與總成配合

2.1材料選擇。與20碳素鋼、16Mn合金鋼、WL510大梁鋼相比，Q235碳素鋼是側(cè)圍質(zhì)料首選，其具有機(jī)械性能好、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，屈服極限為235兆帕。薄壁鋼管橫斷面形狀可分為閉口和開口，其橫斷面特征有較大差別。在材料面積和厚度一定時(shí)，閉口斷面抗彎性能次于開口斷面，而閉口斷面扭轉(zhuǎn)慣性矩比開口斷面大。為提高桿件和車身整體扭轉(zhuǎn)剛度，最好采用閉口斷面[3]?？紤]到組成截面的其他因素，如搭配關(guān)系、布局功效和工藝，實(shí)際側(cè)圍構(gòu)件的零件圖不如想象中簡(jiǎn)單。2.2總成配合。客車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整車設(shè)計(jì)時(shí)需要仔細(xì)斟酌的，其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣將直接影響到平順性、操縱穩(wěn)定性、輕量化。為保證連續(xù)地傳遞力，要采用封閉設(shè)計(jì)，盡可能做成局部與整體封閉。提高側(cè)圍側(cè)傾穩(wěn)定性方法[4]：1）加大側(cè)窗立柱管材規(guī)格，籬笆型結(jié)構(gòu)從上至下延伸至腰梁。2）若側(cè)立柱延伸到腰梁后不與同側(cè)立柱正對(duì)，需在此節(jié)點(diǎn)增加斜梁。3）提高側(cè)窗下邊梁的高度4）側(cè)圍斜梁有助于提高抗彎曲變形能力，其高度比不能小于0.6。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與焊接方法

3.1右側(cè)圍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。右前立柱由于承受較大載荷，所以選用截面尺寸較大的鋼材，下側(cè)梁以上部分采用80*40*1.5mm規(guī)格，下側(cè)梁以下部分采用80*50*2.0mm規(guī)格，下裙立柱與其并肩布置，采用50*50*2.0mm規(guī)格。本設(shè)計(jì)開設(shè)一個(gè)乘客門，由于門柱遭受的應(yīng)力比較大，要選用規(guī)格為40*40*2.0mm的方形鋼。根據(jù)總布置要求右側(cè)門框?qū)挾葹?00mm，側(cè)窗寬度分別是1416mm、1567mm、767mm、650mm、1567mm、1635mm，高度都為1088mm。支撐主體結(jié)構(gòu)的側(cè)窗立柱采用60*40*3.0mm規(guī)格。腰梁是側(cè)圍布局的主要元件，考慮統(tǒng)一化設(shè)計(jì)制造，其截面尺寸采用50*50*2.0mm規(guī)格。在腰梁與下側(cè)梁之間設(shè)立立柱和斜梁，其之間的高度為537mm，斜梁選用40*40*2.0mm規(guī)格。第二與第三窗立柱之間和第六與第七窗立柱之間各布置一根采用50*40*1.5mm規(guī)格的橫梁，其與腰梁之間高度為629mm。第七與第八窗立柱之間布置一根20*40*1.5mm規(guī)格的橫梁，緊靠后止口位置布置一根40*30*2.0mm規(guī)格的縱彎梁和一張1.5mm厚的加強(qiáng)鋼板。乘客門兩側(cè)，距離下沿梁186mm高度上各布置一根座椅固定角鋼，截面尺寸為30*35*2.0mm，長(zhǎng)度分別為2950mm、3770mm。右側(cè)圍下沿梁乘客門框處斷開，兩半長(zhǎng)度分別為3930mm、4062mm。乘客門上橫梁距離下沿梁的高度是996mm。3.2左側(cè)圍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。左側(cè)不設(shè)置乘客門，而設(shè)置安全門。左前立柱承受較大載荷，選用截面尺寸較大的鋼材。下側(cè)梁以上部分采用120*40*1.5mm規(guī)格，下側(cè)梁以下部分采用80*50*2.0mm規(guī)格，下裙立柱與其并肩布置，采用50*50*2.0mm規(guī)格。左側(cè)圍開設(shè)5塊側(cè)窗，寬度分別為1376mm、1567mm、1567mm、1599mm、1223mm，高度為1088mm，窗立柱采用60*40*3.0mm規(guī)格。安全門立柱采用強(qiáng)度較大的70*50*2.0mm規(guī)格鋼材，安全門框?qū)挾葹?000mm，其上橫梁與下側(cè)梁距離為1461mm。腰梁是左側(cè)結(jié)構(gòu)主要承載單元，采用50*50*2.0mm規(guī)格。腰梁與下側(cè)梁之間設(shè)置立柱和斜梁，斜梁采用40*40*2.0mm規(guī)格。安全門之前的立柱采用40*40*2.0mm規(guī)格，安全門之后的立柱采用50*40*2.0mm規(guī)格。腰梁與下側(cè)梁之間的距離為537mm。第二與第三窗立柱之間和第三與第四窗立柱之間各布置一根橫梁，采用50*40*1.5mm規(guī)格，與腰梁之間高度為629mm。第六與第七窗立柱之間布置一根20*40*1.5mm規(guī)格的橫梁，緊靠后止口的位置布置一根40*30*2.0mm規(guī)格的縱彎梁和一張1.5mm厚的加強(qiáng)鋼板。安全門兩側(cè)，距離下側(cè)梁186mm高度上各布置一根座椅固定角鋼，斷面尺寸為30*35*2.0mm，長(zhǎng)度分別為365mm、6169mm。左側(cè)圍下沿梁長(zhǎng)度為6169mm。3.3焊接方法二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在焊接效率、焊接形變、油銹敏感性、焊縫含氫量、弧光可見性和耗能量等方面比焊條電弧焊、埋弧焊更有優(yōu)勢(shì)[5]。采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊對(duì)側(cè)圍結(jié)構(gòu)件進(jìn)行焊接。

【摘要】以某酒莊別墅施工圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目為例，論述了多曲面（復(fù)雜）形體建筑在施工圖設(shè)計(jì)階段的影響因素、設(shè)計(jì)表達(dá)、專業(yè)配合、細(xì)節(jié)處理等內(nèi)容，以求精細(xì)的實(shí)現(xiàn)施工圖設(shè)計(jì)對(duì)建筑施工的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】多曲面形體;施工圖設(shè)計(jì);軟件應(yīng)用

1復(fù)雜形體建筑的發(fā)展背景及專業(yè)挑戰(zhàn)

復(fù)雜形體建筑的產(chǎn)生基于計(jì)算信息技術(shù)的發(fā)展，伴隨著城市建設(shè)的大規(guī)模開發(fā)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的革新，社會(huì)對(duì)建筑的功能、形象、綠色、經(jīng)濟(jì)等各方面都提出了更高的要求，同時(shí)可獲取的設(shè)計(jì)前置條件，諸如，建筑相關(guān)的場(chǎng)地、氣象、景觀、人文、交通關(guān)系、互聯(lián)效應(yīng)等方面的細(xì)微影響因素呈現(xiàn)幾何式增長(zhǎng)，突破了單一或成組出現(xiàn)的線性邏輯關(guān)系。復(fù)雜形體建筑適應(yīng)了這一時(shí)代特征，以非線性變化特征、不規(guī)則造型、突破了傳統(tǒng)歐式幾何學(xué)的基本形式，脫穎而出，受到了社會(huì)及眾多業(yè)主的認(rèn)可。同時(shí)復(fù)雜形體建筑所表達(dá)的非線性或流動(dòng)性造型特征給主要采用平、立、剖面進(jìn)行二維表達(dá)的傳統(tǒng)建筑施工圖設(shè)計(jì)帶來一定程度的挑戰(zhàn)[1]。

2復(fù)雜形體建筑在施工圖設(shè)計(jì)階段的重要因素

復(fù)雜形體建筑尤其是非折線多曲面形體建筑，在方案設(shè)計(jì)階段甚至可以利用計(jì)算機(jī)語言，包含數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和各種算法的程序，來幫助建筑師建立和控制其復(fù)雜形體特征，并被賦予多種參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)建筑對(duì)場(chǎng)地特征、水文地質(zhì)、環(huán)境交通、人文因素的互動(dòng)。整個(gè)方案設(shè)計(jì)過程即在這種計(jì)算模式下獲得一種或多種建筑形態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)方案比選工作的過程。在施工圖設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的是建筑復(fù)雜形體與易建性之間的平衡，解決建筑復(fù)雜形體的數(shù)據(jù)表達(dá)，并完成細(xì)節(jié)構(gòu)造，滿足施工的要求，基于此在施工圖設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分重視影響復(fù)雜形體建筑的重要因素。

摘要：擋土墻作為園林景觀工程中重要的元素，其設(shè)計(jì)和施工影響著景觀效果的優(yōu)劣，逐漸成為園林景觀中的增彩點(diǎn)睛之筆。在探討擋土墻在園林景觀工程建設(shè)中重要作用的基礎(chǔ)之上，深入研究了擋土墻的施工技術(shù)，包括材料選擇、構(gòu)造類型、排水處理等，以期通過對(duì)擋土墻景觀化處理的案例分析，為擋土墻的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：擋土墻；園林景觀；施工技術(shù)

1擋土墻在園林景觀中的作用

在自然山體、有高差地形的空間中營(yíng)造道路、建筑、景觀環(huán)境等，為了保持邊坡穩(wěn)定必不可少地需要設(shè)置擋土墻，它是一種防止土坡坍塌、截?cái)嗤疗卵由?、承受?cè)向壓力的常見構(gòu)筑物，是工程中解決地形變化、地平高差的重要手段［1］，被廣泛應(yīng)用于各種有高差的土木建設(shè)工程中。園林景觀是對(duì)居住環(huán)境及大地生態(tài)的整體設(shè)計(jì)和構(gòu)思，明計(jì)成云“入奧疏源，就低鑿水，搜土開其穴麓，培山接以房廊”。在園林建造中挖湖堆山、亭廊固基等需要進(jìn)行高差處理時(shí)，往往采用擋土墻形式來過渡空間，達(dá)到園林景觀建造與設(shè)計(jì)構(gòu)思的平衡。景觀擋土墻是采用景觀藝術(shù)化的處理方式，在平面形式、立面造型、藝術(shù)表現(xiàn)上與周邊環(huán)境相融合，并保持土體邊坡穩(wěn)固的一種具有協(xié)調(diào)性、觀賞性、藝術(shù)性的擋土墻。在實(shí)際工程中擋土墻作為一種景觀元素往往被忽略，單純工程化的設(shè)計(jì)理念，導(dǎo)致?lián)跬翂Φ脑O(shè)計(jì)更注重安全和功能性，在美觀性上考慮不足。新的時(shí)代伴隨著人們對(duì)綠水青山就是金山銀山的期盼，城市園林建設(shè)起著至關(guān)重要的作用，園林的景觀藝術(shù)表現(xiàn)形式和人們的審美也在不斷提高，傳統(tǒng)的擋土墻形式已經(jīng)跟不上現(xiàn)代人對(duì)美好生活的需要。如何打造富有時(shí)代特色的園林景觀，規(guī)劃出富有層次感的地域景觀，建造出具有藝術(shù)特色的視覺景觀成為迫在眉睫的問題。毋庸置疑，擋土墻在園林景觀中的作用越來越重要，對(duì)其進(jìn)行景觀美化也不容忽視。

2擋土墻的施工技術(shù)

擋土墻多是以立面造型示人，因其垂直或傾斜的形象必將對(duì)人的視覺心理產(chǎn)生影響，相對(duì)于其他景觀工程來說，更能引發(fā)游人的心情波動(dòng)。因此，要求設(shè)計(jì)者和施工者在兼顧工程安全的前提下，合理地構(gòu)思其整體形象和外觀細(xì)節(jié)，注重整體設(shè)計(jì)的藝術(shù)性、美觀性，細(xì)節(jié)上注重外觀材料的運(yùn)用、表面的質(zhì)感，不同設(shè)計(jì)條件下進(jìn)行合理搭配，把擋土墻的設(shè)計(jì)作為園林景觀硬景的重要部分來設(shè)計(jì)和施工。