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1、2013届学生毕业设计(论文)材料（一）毕 业 设 计（论 文）任 务 书课题名称电缆悬链线模型正问题反问题研究姓 名童源学 号0909401-13学 院数学与计算科学学院专 业数学与应用数学指导教师肖翠娥教授2013年02月28日2一、设计（论文）的教学目的1毕业论文写作是对学生在校期间专业学习成果的综合性的全面考察。 2撰写毕业论文有利于培养和提高学生理论研究水平，增强学生分析和解决具体问题的能力。3撰写毕业论文有利于培养和提高学生写作及表达能力，有利于计算机应用、英语写作、文献查询等基本技能的训练。4撰写毕业论文有利于提高学生的阅读能力，加强学生整理、分析、组织相关数据和资料以及制表绘图
2、的能力。5撰写毕业论文有利于学生树立理论联系实际，实事求是的工作作风，培养踏踏实实的工作态度。二、设计（论文）的主要内容 1、在架空电缆的设计中，架空线缆悬链线理论是人们公认的最接近真实情况的设计理论，但是由于悬链线函数属超越函数，计算上的困难使其在工程应用中极为不便，尤其在计算机不甚普及的过去。经不少学者、专家的不断研究，迄今已形成3种代数函数法：抛物线、悬索曲线、摄动法来取代悬链线作近似计算.在小挠度范围内的单跨架空电缆设计时，3种代数函数近与实际误差较小但对于大挠度,则计算误差较大。为此，近年来不少学者致力于单跨架空线缆悬链线理论的研究，本文在此基础上，从线缆悬链线的标准线形出发，通过建
3、立状态协调方程，来研究架空电缆的悬链线精确算法，计算上采用满足力平衡和变形相容条件为基础的数值分析方法来求解非线性方程组。 2、结合我国架空电缆生产实际，研究两端固定式架空线缆悬链线理论。进一步完善和充实架空电缆悬链线理论；而后，配套研制架空线缆悬链线理论的计算机辅助设计系统。能对架空线缆进行精确设计计算；绘制线缆纵断面图;能检验电缆跨越农田、道路、建筑物、变坡点等地面控制点、是否与货物最低点留有一定的后备高度.可供矿区、林区、旅游区、水利工程、道路建设、教学与科研等领域进行架空电缆工程的精确设计，从理论上解决国内外这一领域的技术难题。三、设计（论文）的基本要求1选题应符合专业要求，中心突出，
4、内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，图表清晰，格式规范，文字流畅，字迹工整，结论正确。2根据进度按时完成开题报告、毕业论文初稿、毕业论文正稿的撰写，其中开题报告的文献综述为不少于1500字，毕业论文字数60008000字左右。开题报告、毕业论文等的格式、字体、排版、打印必须严格执行学校教务处（可从学校教务处网站下载）的规定。3参考文献不少于10篇。4严格按学校毕业论文装订顺序装订毕业论文。5严格遵守学校、系部毕业论文写作组织纪律。四、进度安排序号论 文（设 计）各 阶 段 内 容起止日期1选择论文的题目，完成任务书2013.2.232013.2.282完成开题报告201
5、3.3.12010.4.103构思论文的提纲，完成论文的初稿撰写2013.4.112013.4.304完成论文的二搞撰写2013.5.12013.5.205定稿2013.5.212013.6.6五、主要参考文献1欧阳光中，数学分析第三版上册M.北京：高等教育出版社，2007：232-323.2欧阳光中，数学分析第三版下册M.北京：高等教育出版社，2007：132-289.3李养成，空间解析几何M.北京：科学出版社，2007.4周新年,工程索道与柔性吊桥理论设计案例M.北京:人民交通出版社,2008: 258-259.5郑丽凤,周新年，胡永生等.单跨索道多荷重悬链线算法模J.福建林学院学报,20
6、02, 22(2): 109-112.6哀慰平.数值分析M.南京:东南大学出版社,1992:27-150.7倪元增.索道的摄动法计算J.林业科学,1981,(2),202-208.8罗桂生.承载索悬链线方程的研究J.福建林学院,2001,21(1):61-64.9 Sabatier P. Inverse problems: an introductionJ.Inverse problems, 1985(1):1-4.10程晋，分问题大学生的科技活动M.清华大学出版社，2006：60-6511H.M.Irvine,Cable Structures,MIT Press,Cambridge,1981
7、.12P.Broughton,P.Ndumbaro,The Analysis of Cable and Cable Structures,American Society of Civil Engineers,New York,1984.13罗桂生.索道的悬链线算法研究J.福建林学院学报,1998,18(3):219-223.2013届学生毕业设计(论文)材料（二）学 生 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 书课题名称电缆悬链线模型正问题反问题研究姓 名童源学 号0909401-13学 院数学与计算科学学院专 业数学与应用数学指导教师肖翠娥教授2013年03月04日设计（论文）题目电缆悬链
8、线模型正问题反问题研究1、 本课题研究的理论意义 在架空电缆的设计中，架空电缆悬链线理论是人们公认的最接近真实情况的设计理论，但是由于悬链线函数属超越函数，计算上的困难使其在工程应用中极为不便，尤其在计算机不甚普及的过去。经不少学者、专家的不断研究，迄今已形成3种代数函数法：抛物线、悬索曲线、摄动法来取代悬链线作近似计算。但这3种代数函数的近视值与实际值误差较大。为此，近年来不少学者致力于单跨架空电缆悬链线理论的研究，本文在此基础上，运用数学中的微积分定理，迭代积分、弧长、泰勒多项式、双曲线函数等数学定理，对悬链线正问题、反问题的相关量进行研究。2、 本课题研究的实际意义 1、在交通运输领域：
9、在国外，如瑞士、意大利、德国、日本等高山林区国家，因山区路网密度大，架空索道线缆运输使用与研究较多，技术水平较高，在国内，传统用于木材集运的林业架空索道线缆设计理论抛物线理论，但由于抛物线线形理论是悬链线方程的近似计算，导致无荷理论计算在挠度较小的情况下与实际结果有较大差距，故悬链线理论的研究有其重要意义。很多情况下道路不能满足实际需要，如在抗震救灾中，因建筑物，公路的毁坏，要解决救灾器械、人员物资和受灾人员的及时运输到位的长距离运输作业问题。架设索道线缆运输线就成了灾区人们的生命线，怎样安全架设高空索道线缆，怎样减少架设成本，怎样减少架设时间。这些都体现出缆线悬链线理论重要的现实意义。因此，
10、开展线缆悬链线理论研究，具有重要的理论意义和实用价值。2、在电缆、信号光缆的架设上有重要意义：在电缆，光缆的架设中，经常遇到要飞跃大河流，要穿越崇山峻岭、高大建筑物。那么对架空线缆悬链线的研究在架设过程中怎样选择两支点的位置上，在预算线缆最低点要与地面的垂直距离上，在怎样决策两支点铁搭的高度，以及牵涉到的受力大小，铁搭建设的规模，使用材料等问题上有重大意义。3、国内外研究动态1、国外架空悬链线理论进展:架空悬链线理论最初是在国外研究并建立起来的，目前得到公认的抛物线理论有日本的加滕诚平(简称加氏)、掘高夫(简称掘氏)，以及前苏联杜盖尔斯基(简称杜氏)创立的3种理论，这3种理论成为国际采用的悬索
11、工程设计计算的主要依据。抛物线理论是悬链线无荷线形理论的一种近似计算。悬链线理论研究对于工程设计精确有着至关重要的作用。2、国内悬索理论进展:悬链线无荷线形方程是公认的能够真实反映悬索重力特性的理论，但对于悬链线有荷理论应用的精度问题，很多学者对单跨有荷悬链线理论进行了研究 20世纪70年代末以来，国内学者先后提出应用代数函数的悬索曲线理论和摄动法。倪元增教授通过无量纲变化和坐标变换导出单荷重下的悬链线计算公式，建立了考虑弹性仲长、温度变化和支点位移的近似计算公式和荷重轨迹近似曲线，同时得出荷重位于跨中时，有最大水平拉力的结论。张应春教授在控制无荷中挠系数推导悬链线数学模型时，为了避免悬链线这
12、一超越函数，采取级数展开取前儿项和弧长用弦长代替等一些近似算法;单圣涤利用无量纲计算法的基本原理，对悬链线级数展开取前2项进行改造作近似计算，创立了架空悬索线缆曲线理论。由于悬链线是超越函数，计算繁烦，使之不能直接应用于悬索线缆工程的设计计算，因此需要根据悬索线缆工程的要求，采用不同的近似计算方法。中国索道专家周新年教授经过近40年的悬索理论研究与工程索道实践，在对4种悬索理论精度比较方面，从假设条件、边界限制、曲线方程及取舍方法上确定了4种理论的相对精度;在计算多跨抛物线设计荷重时，将冲击系数公式化，改善了理论冲击力计算的模糊性;在架空线缆侧型设计中，为计算准确，使用方便，提出新的设计原则，
13、克服前人专著中存在矢量号和正负号，导致符号规定不一的弊端;将多种计算模型计算机化，实现工程计算的高效性，准确性等方面作出深入研究。建立并推导悬链线理论数学模型，配套开发计算机辅助设计系统，并应用于架空悬索线缆工程中。4.本人见解悬链线理论是公认的能够反映悬索重力特性的设计理论。过去由于悬链线超越方程求解计算复杂，无法应用于实际工程，为了适应现实需要，在实践中逐渐发展以抛物线、架空线缆曲线、摄动法理论来取代悬链线作近似计算。随着计算 机在架空线缆设计上应用，悬链线超越方程的求解计算得以实现。为进一步扩大架空线缆理论使用范围，提高工程设计计算精度，悬链线理论的研究势在必行。 线缆悬链线理论研究方法
14、包括:以悬链线的标准线形为基础，推导并建立架空线路无荷线形及拉力的数学模型。研究方法：1、分析已有的理论。通过对国内外悬链线理论相关资料的大量收集，对悬链线理论发展进行概括;分析目前悬链线理论研究的最新方向;探索已有理论存在的不足之处，结合架空线缆实例应用，提出符合实际的理论模型，进一步完善悬链线理论。2、运用数学背景知识对悬链线进行研究。 运用数学中的微积分定理，迭代积分、弧长、泰勒多项式、双曲线函数等数学定理对，悬链线的相关量进行研究。完成期限和采取的主要措施：2013.2.232013.2.28 选择论文的题目，完成任务书。2013.3.12010.4.10 完成开题报告。 2013.4.112013.4.30 构思论文的提纲，完成论文的初稿撰写。2013.5.12013.5.20 完成论文的二搞撰写。2013.5.212013.6.6 定稿。 主要参考资料：1欧阳光中，数学分析第三版上册M.北京：高等教育出版社，2007：232-323.2欧阳光中，数学分析第三版下册M.北京：高等教育出版社，2007：132-289.3李养成，空间解析几何M.北京：科学出版社，2007.4周新年,工程索道与柔性吊桥理论设计案例M.北京:人民交通出版社,2008: 258-259.5郑丽凤,周新年，胡永生等.单跨索道多荷重悬链线
