2014全国数学建模大赛B题获奖论文(5)

发布时间:2021-06-06

二.问题分析

问题1的分析:

问题一属于给定条件的动态变化过程的分析和对相关变量进行数学描述的问题。解决动态分析问题一般需要通过建立适当模型来体现相关参数的联系,并由其中主要参数的动态变化来分析整个过程的动态变化。本文中的折叠桌动态变化的主要参数就是桌腿的边缘线的变化,边缘线随着折叠桌的不断折叠会呈现不同的形状。为了反映这一变化的过程,我们通过建立数字高程模型来得出变化过程中的边缘线的投影线,投影线的不同形状体现折叠桌的动态变化。而且还利用计算出来的不同投影点的高程值来确定不同边缘线的空间状态。

解决数学描述相关问题一般将题目抽象概括为方程、不等式、几何关系或图像之类的数学表达。我们通过投影线渐变图来数学描述桌腿边缘线,通过钢筋位置和平板尺寸等设计参数结合问题已经给的条件构建小木条开槽长度的数学表达式,并计算出合理的开槽长度。

问题二的分析:

问题二属于给定部分参数条件后去确定其他参数的理想值得最优化问题。解决这类最优化的问题首先得建立层次分析模型来分析可能影响被设计的物体运作状态的众多因素;其次在对被分析出来的各种因素进行方案的分组,对每个方案讨论可行性,选取最具可行性的方案组;最后在对选取的方案里的影响因素进行数学分析,确立它与已知和未知参数之间的数学关系。

对于问题二中的折叠桌的最优化设计加工参数的确定,首先我们通过对折叠桌进行受力分析和客观的讨论得出各种影响因素,然后对各种影响因素进行层次分析得出稳固性主要影响因素是钢筋的位置,再对钢筋位置与开槽长度、外侧木条的倾斜角度等参数构建函数表达式。通过对函数表达式极值分析求出最优参数。

问题三的分析:

问题三属于总结模型相关参数最优化公式的和对实际物体的仿真设计的问题。由问题一中的木条开槽长度求解过程和问题二中的稳固性分析得出的相关数学表达式,总结得出一套可由给定部分折叠桌部分参数求得其他运动参数的最优化公式。对于仿真设计实物模型的建立,我们可以自定义的一组最优化折叠桌参数,并通过UG来画出的具体实物3D运动仿真图和动态变化过程的示意图。

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