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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇減振技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:發動機、機器、高科技、性能
Abstract: with the rapid development of national economy, automobile production increased year by year, our country more and more cars, cars are more and more complex. Especially the rapid development of science and technology, the automobile industry competition has changed from single performance competition steering performance, environmental protection, energy saving, comprehensive competition. Only the automobile engine, to cope with the world energy crisis and reducing the environmental pollution, the research and development work has focused on reducing fuel consumption, reduce emissions, lightweight and reduce wear and so on, to optimize the technology will be widely used in these studies.
Keywords: engine, machine, technology, performance
中圖分類號:S219.031文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
發動機是一部由許多機構和系統組成的是將某一種型式的能量轉換為機械能的復雜機器。其作用是將液體或氣體燃燒的化學能通過燃燒后轉化為熱能,再把熱能通過膨脹轉化為機械能并對外輸出動力。而汽車發動機是汽車的動力裝置。由機體、曲柄連桿機構、配氣機構、冷卻系、系、燃料系和點火系(柴油機沒有點火系)等組成。按燃料分發動機有汽油和柴油發動機兩種。按工作方式有二沖程和四沖程兩種,一般發動機為四沖程發動機。
隨著世界能源問題和環境污染問題的日趨嚴重,飛機及汽車作為污染環境和消耗能源的大戶,備受人們的關注。發動機燃燒過程直接影響節能和環保,對發動機燃燒過程優化的研究越來越受到重視。
發動機設計以結構、熱力、燃燒、強度、振動、流體、傳熱等多個學科為基礎,可變因素多,隨機性大,是一個可變互耦系統的優化問題。多學科設計優化通過充 分利用各個學科之間的相互作用所產生的協同效應,獲得系統的整體最優解,因而在發動機傳統設計流程圖上有很大的應用優勢。
發動機的優化涉及到多個目標,與單目標優化問題不同的是這些目標函數往往耦合在一起,且每一個目標具有不同的物理意義和量綱。它們的關聯性和沖突性使得對其優化變得十分困難。多目標優化方法可以分為如下兩大類并且已在發動機的優化設計中得到了應用。1.基于偏好的多目標優化方法此方法根據工程實際的具體情況,首先選擇一個偏好向量,然后利用偏好向量構造復合函數,使用單目標優化算法優化該復合函數以找到單個協議最優解。如利用線性組合法對發動機的懸置系統進行多目標優化;利用加權法對液體火箭發動機的減損和延壽控制進行多目標優化。2.基于非劣解集的多目標優化方法 此方法首先需要找到盡可能多的協議解,然后根據工程實際情況,獲得決策解。相比基于偏好的多目標方法,該方法更系統、實用和客觀。如通過多目標遺傳算 法,以單位推力、耗油率等為目標函數對航空發動機總體性能進行優化;基于多目標遺傳算法對固體火箭發動機的性能和成本進行優化。在發動機的生產及實際使用中,總是存在著材料特性、制造、裝配及載荷等方面的誤差或不確定性。雖然在多數情況中,誤差或不確定性很小,但這些誤差或不確定性結合在一起可能對發動機的性能和可靠性產生很大的影響。對于此類不確定性問題的優化,傳統的優化方法已無法解決,而必須求助于不確定性優化方法。 隨著發動機質量越來越輕,而其功率和轉速不斷提高,振動和噪聲問題越來越突出。振動不僅影響到發動機自身的強度和性能,而且會給車輛整體壽命和乘客舒適 性造成很大的影響。除了對發動機本身結構進行改進外,對發動機的減振系統進行優化也是一條提高車輛整體振動性能的有效途徑。傳統的彈性減振系統已無法滿足 舒適性要求,未來的趨勢是半主動減振和主動減振控制系統,即能根據發動機激勵、路況、車輛行駛狀態和載荷等自動調節系統參數,優化車輛動力學特性,實現主 動減振。車用發動機的減振系統是一復雜的非線性系統,而神經網絡因其自身的非線性映射能力在未來發動機減振系統的優化設計中具有很大的潛力。另外,由于發 動機動力系統的復雜性,在模型、載荷、激勵等方面都具有很大的不確定性,減振系統的優化不可避免地應考慮系統不確定性的影響,可以利用模糊集或區間數學理 論結合神經網絡進行不確定性優化,以提高減振系統的可靠性和魯棒性。
發動機的燃燒和排放系統直接影響到 發動機的燃油經濟性、噪聲、排放等重要指標,影響到汽車的節能與環保性能。對燃燒與排放系統的優化可從兩個方面進行。一方面是燃料噴射系統的優化,可通過 電控單元精確控制各氣缸的燃油噴射量,自由控制發動機的轉矩,使得發動機具有良好的啟動性能和最佳的輸出響應特性,并使得氣缸達到最佳混合氣狀態,提高燃 油熱效率,降低噪聲;另一方面是優化進氣管系的結構參數,改進發動機燃燒室,優化壓縮比。未來的燃燒與排放系統的設計,應當綜合考慮噴射系統和發動機結 構,同時注重結構、燃燒、流體、噪聲等不同專業領域的性能提高,進行多學科優化設計。汽油發動機的熱效率為 20 %~30 % ,柴油發動機為 30 %~40 %。如能廣泛地使用柴油機 ,將會節約大量燃料。柴油機的優點還在于它可以使用純度比較低、價格比汽油便宜的柴油作燃料。據統計 ,將汽油機轉換為柴油機 ,每升燃料的行程里程平均可增加 35 % ,同樣質量和功率相同的柴油機與汽油機相比 ,油耗可降 15 %~ 25 %。因此 ,各汽車制造商都積極地增加柴油車的比重 ,目前絕大多數商用車都裝備柴油機 ,而各汽車廠商提供的裝有柴油機的轎車、行車也日益增多 ,如寶馬、奔馳、奧迪、豐田、本田、馬自達等都在全力開發并推出環保型柴油車。在歐洲 ,轎車柴油化的比例已高達 40 % ,且有不斷上升之勢。
綜上所述,優化技術在發動機的設計 制造中占有非常重要的地位。包括常規優化方法和智能優化方法在內的優化技術已被應用于發動機設計。考慮到能源的短缺和環境問題的重要性,未來的車用發動機 優化設計的研究將是以節能和環保為重點的綜合最優,應當建立并應用多種不確定多目標多學科優化理論方法、策略及算法;并應大力開發在一個優化平臺上集成各 個學科設計要求的多學科多目標優化設計系統,該系統將具有更高的優化效率和較好的開放性,可以更好地適應未來汽車個性化設計的趨勢。
摘要:
[1]汽車行業一體化 (質量、境、業健康安全)管理體系認證的研究 .吉林大學 . 2007中國優秀碩士學位論文全文數據庫 .
[2 ]汽車駕駛員前方視野測量系統軟件開發 .吉林大學 . 2007中國優秀碩士學位論文全文數據庫 .
關鍵詞:振動力學,MATLAB,教學軟件
《振動力學》課程是力學專業的一門重要的專業基礎課,它綜合應用高等數學、工程力學、矩陣理論、信號分析、計算機技術等學科知識,與工程實際問題有著密切的聯系,是一門理論性強、內容相當廣泛的課程[1]。傳統教學中教師用板書的方式講解,學生在學習時感到公式多,比較抽象,難于理解。而且針對一些振動現象,教師須不斷的改變參數,用作圖的方式來表現,因此浪費了大量的時間,學生的學習效果也不好。
迅速崛起的現代教育技術把虛擬實驗引入到了教學中。虛擬實驗的應用改變了傳統的教育模式,使得教與學方式發生了革命性的變化。它不僅僅能夠提高教學效果,而且節約了實驗經費,實現了學時較少情況下的教學要求。
本文針對振動力學課程的內容,介紹了軟件開發的總體思路及過程。將其應用于教學將對傳統教學產生有益的影響。
1軟件開發的總體布局
針對振動力學課程包括單自由度線性系統、多自由度線性系統和連續體線彈性系
統振動的研究內容,設計了如下的總體布局方案,具體結構如圖1。
圖1 振動力學教學軟件功能模塊圖
軟件的主界面包括五個模塊,分別為單自由度系統的自由振動、單自由度系統的強迫振動、多自由度系統、連續體系統和關閉。單擊任何按鈕將進入此系統的二級子菜單中,點擊子菜單按鈕可啟動子窗體模塊。通過關閉按鈕可實現任意一級窗體的自由退出 .各功能子模塊均為MATLAB系統的應用程序 ,以圖形文件和相應的M文件的形式出現 。
2軟件開發的技術實現
本課件采用MATLAB編程語言進行開發 ,MATLAB是一種面向科學與工程計算的高級計算機語言 ,它提供了豐富的庫函數 ,具有很強的圖形處理功能 ,并提供了數值計算、控制系統仿真、信號處理和神
經網絡等十幾個工具箱 ,為眾多領域的研究
開發提供了方便條件 [2]。
2.1 GUIDE界面設計
利用MATLAB提供的GUIDE工具可視化地創建控件對象,實現用戶界面。
主要包括:
(1)啟動圖形用戶界面的布局編輯器 。
(2)啟動菜單編輯器(Menueditor)可以添加本課件的主菜單及子菜單 。
(3)創建完控件對象后 ,雙擊該對象就會顯示它的屬性編輯器(Propertyinspector) ,通過對相關屬性進行設置 (如控件名稱、背景顏色、字體大小等 )而得到滿意的GUI。
其它幾個子窗口的設計也與此類似 。
圖2所示為本課件的主界面圖。
圖2課件主界面圖
2.2應用程序的編寫
MATLAB是矩陣實驗室(matrixlaboratory)的英文縮寫。它具有豐富的矩陣運算功能和
圖形處理功能。借助于它的幫助可分別編寫各子模塊中所需的源程序(略)。
圖3所示為用MATLAB編制并繪出的單自由度系統簡諧激勵下的幅頻和相頻率曲線。
通過主界面相關按鈕的操作可調用源程序實現。其他子模塊功能的實現與其類似。
(a)界面圖
(b)曲線圖
圖3單自由度系統簡諧激勵下的幅頻和相頻率曲線
3軟件的功能和特點
(1)所需參數的自由輸入
為加深對實驗及理論內容的理解,提高分析問題的能力,在軟件界面中專門設置了參數的輸入項。改變輸入的參數而得到的實驗結果和繪出的實驗曲線是不同的,通過比較分析不同的實驗結果(見圖4),可以總結有益的結論。找到實驗結果變化的原因,培養學生分析和歸納問題的能力。
圖4減振器的振動分析及仿真演示
(2)減振器實驗軟件的開發
動力減振器是采用彈性元件和阻尼元件把一個附加質量聯系到受振動影響的機器(即主振系統)上的一種減振裝置。通過適當地選擇減振器的參數,使主振系統的受迫限制被減振器所吸收,從而使主振系統的振動限制在一定范圍之內或保持不振動狀態。針對這一實際問題所編制的軟件可以通過選擇不同的參數比較減振效果最明顯的組合,為學生的學習提供更直觀的感受。
如圖4、5所示。
圖5減振器效果顯示
4 結論
本課件基于MATLAB軟件環境開發了振動力學課程的教學輔助軟件。應用MATLAB優秀的編程和圖形用戶界面實現了振動力學教學中基本內容的演示和實驗。使學生更容易理解所學的理論知識,取得了良好的教學效果 ,極大地激發了學生的學習積極性和學習興趣 ,提高了學習效率。
隨著教學實踐的豐富,新知識的不斷補充,本課件還需進一步的完善。
參考文獻:
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關鍵詞:電梯;運行;噪聲成因;治理措施
高層建筑中的電梯已經成為人們所普遍使用的設備。當電梯處于運行狀態的時候,會因各種因素的影響而導致噪音產生,成為了建筑物中的噪音污染源,嚴重威脅到了居民的身體健康。鑒于電梯運行中所產生的噪音已經對人們的生活造成了不良影響,就需要針對電梯運行過程中產生噪音的原因進行分析,并采取相應的技術措施對電梯噪音問題進行治理,以使電梯能夠安全而可靠地運行。
一、電梯噪音國家標準以及相關規定
電梯噪音國家標準可以劃分為三類,即涉及到電梯制造和安裝方面的質量標準;與建筑設計相關的標準和關乎到環境保護的標準。《電梯制造與安裝安全規范》、《電梯技術條件》等都針對電梯的制造和安裝規定了質量標準;《住宅設計規范》、《民用建筑隔音設計規范》等規范內容為建筑設計標準;《聲環境質量標準》則針對環境保護問題進行了規范。電梯噪音國家標準,不同的類別,所涉及到的內容有所不同,對電氣運行所產生的噪音的限制條件也會有所不同,同時從不同的側重點提出了不同的規定[1]。
二、電梯運行中產生噪音的原因
(一)當曳引機動作的時候所產生的噪聲
電梯運行的過程中,曳引機是主要的動力設備。當電梯的曳引機將動力傳遞給電梯的時候,機械動作中所產生的噪音就會傳遞出來。曳引機動作中所產生的原因包括以下幾個方面:
1.減震橡膠墊存在著老化現象而導致噪音產生
電梯的曳引機安裝在住宅的承重梁墻體內,為了避免曳引機發動的時候會產生振動,在承重梁和曳引機之間有減振橡膠。在交變載荷的環境下,由于減振橡膠很容易老化,使電梯在運行的過程中,其減振效果就會有所降低[2]。當電梯運行中由于減振橡膠而導致電梯振動,所產生的噪音就會以承重梁為傳遞途徑將噪音傳遞到房屋內,且電梯運行中,還會存在明顯的震動現象。
2.電梯絲繩的張力不夠均勻而產生噪音
高層建筑的電梯使用曳引機動力牽引鋼絲繩。但是,鋼絲繩都比較長,如果張力不夠均勻,就必然會導致電梯震蕩,甚至會出現抖動的現象。曳引鋼絲繩出現抖動伴隨著振動,所產生的噪音就會傳遞給導軌,也會傳遞給承重梁,通過承重梁,噪音就會傳遞到房間內。
(二)由于建筑結構設計問題而產生的噪音
建筑結構設計中,如果電梯井道所在位置沒有合理設置,比如,電梯的井道與居民的住房只有一墻之隔,不僅墻壁的厚度不夠而無法隔音,而且在墻壁中還會預埋一些空管以備引線之用。當房屋裝修完工后,居民沒有封閉空隙而導致隔音效果不好。當電梯運行的時候,所產生的震動噪音就會通過墻壁的空管而傳入到室內。此外,在電梯井道的上端和下端都沒有設計泄流孔,當電梯處于高速運行狀態的時候,電梯井中的氣體會瞬時壓縮,使得轎廂體運動速度的提升,其與井道之間的縫隙處,氣體可以流動的范圍快速減少,風阻產生,并與轎廂體相互作用,噪因由此而產生。
(三)由于電梯的導軌設計不合理而產生的噪音
電梯的轎廂垂直運動是沿著導軌進行的。如果導軌的垂直度設計存在偏差,導軌之間的距離不符合設計要求,或者存在著導靴和導軌之間所存在的間隙量不符合要求,加之導軌之間連接不夠平整,就會導致轎廂運行中不夠順暢,且會伴隨著振動[3]。
三、電梯運行中的噪音治理措施
(一)強化電梯曳引機的減振效果
為了降低電梯運行中所產生的噪音而對建筑的住戶造成干擾,要對承重梁與曳引機之間所安裝的減振橡膠墊及時更換。可以選擇合適的彈簧減振器,要求減震器為大阻尼、低頻率,以使電梯運行中所產生的噪音不會傳播到房屋內。
從技術的角度而言,如果曳引機為有齒輪的,電梯運行的動力主要是依賴于減速箱,伴隨著蝸輪蝸桿的轉動,就會由于機械運轉而發出噪音。曳引機選擇使用無齒輪的,就避免蝸輪蝸桿轉動而產生噪音。在曳引機與承重梁之間安裝高性能的減震橡膠墊,可以避免電梯運行中由于震動而產生的噪音[4]。當曳引機的抱閘工作中,也會由于間隙不合適而產生噪音。對抱閘的間隙進行調整,可以在一定程度上使得由于振動而產生的噪音減少。
(二)對建筑物的電梯機房和電梯井的井道結構進行改造
在電梯井道的上端和下端都設置泄流孔,以使電梯井中的氣體能夠在電梯高速運行中快速路通。在電梯的機房要安裝上排氣裝置,使電梯高速運行中所形成的氣流能夠快速地從電梯井中排出,以使電梯運行的過程中所產生的噪音有所降低,同時還可以避免廂體的尾部存在渦流而使得電梯運行中所遇到的阻力有所降低。對居民房間與電梯井之間的公共墻中所預埋的管孔,在穿線完畢后,就要進行封孔,還要在井道內墻和電梯機房之間安裝隔音板,以避免噪音傳遞到居民房間內,影響居民的生活質量。
(三)電梯的導軌設計
由于導軌的設計工程中存在著計算誤差,就會使得電梯的轎廂在運行的過程中會有噪音產生。如果噪音為導靴因素所致,就要取締滑動導靴,以滾輪導靴代替,可以避免導靴與導軌之間由于電梯運行而存在摩擦而產生噪音。隨著摩擦的消失,就會降低由于摩擦而引發的噪音。在導軌的連接處要使用超薄墊片將導靴與導軌之間所存在的縫隙填平,以使電梯運行中的噪音降低。
結語:
綜上所述,隨著人們環境保護意識的增強,對噪音污染問題日趨重視。鑒于電梯運行中會由于各種因素的影響而產生噪音,嚴重影響了居民的生活質量,就需要針對電梯運行中所產生噪音問題的原因進行探究,以采取必要的技術處理措施,確保電梯安全穩定地運行,為居民創造良好的居住環境。
參考文獻:
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畢業論文(設計)撰寫方法及基本要求
(適用于環保機械、數控技術等各方向)
一、 開題報告的撰寫方法及基本要求
1、 如何選題、開題
選題、開題必須要考慮以下幾個方面的因素:
1)課題有沒有價值,從為什么要選這個課題?選取這個課題有什么背景,這個課題的研究,從理論上看有什么價值,從實踐上看,有什么價值。
2)從實際出發,根據自身的知識結構、實驗條件、資金等方面的情況選取適合自己研究的課題。
3)課題要與所學專業相關,且忌選擇與所學專業相差太大的題目。作為過程裝備與控制工程專業的本科生,所選課題最好與過程裝備的工程設計、技術開發、生產制造及工程科學研究有關,盡量選擇結合生產和科研單位的實際任務,也可以是教師科研或研究生課題的一部分; 或者是同本專業、學科內容密切相關,符合教學要求的自擬課題。
2、開題報告一般包括哪些內容
開題報告一般包括:
1)課題的名稱。課題名稱是所要研究內容的高度概括,要簡練,一般不要超過20字;
2)問題的提出。從為什么要選這個課題?選取這個課題有什么理論的價值,實踐的價值,預計從幾方面來完成。
3)這個問題研究的現狀。國內研究到什么程度,國際研究到什么程度,主要通過文獻綜述來闡述。
4)確定自己要研究的主要內容。
5)確定研究擬采用的方法和步驟。就是采用什么樣的方法來對這個課題進行研究,研究這個課題具體分哪幾個步驟進行。
6)對研究課題的可行性進行分析。如自己具備哪些條件、研究路線是否行得通等。
7)列出時間安排。
8)列出參考文獻。
3、如何查閱文獻資料、怎樣寫文獻綜述查閱文獻資料可根據如下步驟進行:
1)課題確定后,要根據課題的研究的內涵確定課題的中英文關鍵詞;
2)根據中英文關鍵詞檢索該課題領域的期刊、學位論文、專利、國際會議、經典著作或專職部門的研究報告。建議從以下幾條途徑入手:一是通過檢索學校圖書館的電子資源,如維普中文科技期刊數據庫、萬方數據資源系統、超星數字圖書館、Elsevier數據庫等,一般能查到較新的文獻,找到幾篇“經典”的文章后“順藤摸瓜”,留意它們的參考文獻。質量較高的學術文章,通常是不會忽略該領域的主流、經典文獻的。二是利用學校圖書館的外文過刊閱覽室,能夠查到一些較為早期的經典文獻。三是利用國家或省市圖書館或一些科技情報檢索機構,也能夠查到一些相關文獻。四是利用互聯網,從一些專門的網站上也能獲取一些信息。
在寫文獻綜述時,可參照以下步驟:
1)首先要將與你課題題目相關的國內外研究認真介紹一下(先客觀介紹情況,要如實陳述別人的觀點),從而了解到國內外目前研究的現狀如何,別人都采用了什么方法進行了研究;
2)然后進行評述(后主觀議論,加以評估),評述目前研究的水平,研究方法的適用性或其不足;
3)最后評述一下自己擬研究課題有何意義,目前處在什么水平,自己擬采用的研究方法是否科學合理。
4、如何合理的安排時間進度
根據擬定的研究內容及擬采用的研究方法、手段,詳細列出進行課題研究所需的工作(工作劃分得越細,越容易統籌安排)根據總的課題時間進行統籌安排,合理分配。
有的研究內容相互之間關聯性較強、則需要分步進行;而有的研究內容關聯性不是很強,則可以齊頭并進,同時展開研究。例如,很多課題需要實驗分析且往往需要在理論分析或數值模擬分析之后進行,但是實驗分析往往需要較長的時間,如果按部就班地進行研究,往往會拖很長的時間,這種情況下,就需要將實驗分析的內容進一步細化,如可分為試樣制備、實驗條件準備、實驗、檢驗或標定等,可以將試樣制備和實驗條件準備等實驗工作提前,在進行理論分析時就開展這些工作,這樣就節省了時間。
合理安排時間進度與具體的課題有關,此處只給出了指導性原則,建議同學們可參照企業施工或維修計劃圖的方法,將細化的工作排列在時間進度表中,找出最優工作進度安排路線。
5、參考文獻
參考文獻包括書籍、期刊、專利、會議論文等,總數一般不少于10篇,其中外文文獻一般不少于3篇,參考文獻要能體現相關研究領域科技發展的新進展。
二、畢業論文撰寫基本要求及方法
1、畢業論文的基本要求
論文篇幅為1.5萬字左右,一般不少于30頁。
主要內容及編排順序如下:
1)摘要;
2)目錄;
3)前言或緒論(包括研究課題的目的意義、相關情況的介紹、前人工作等、課題研究內容等);
4)按研究的內在邏輯關系給出理論分析、數值分析、程序或實驗等研究過程中的步驟、數據、結果等的描述;
5)結論與展望;
6)參考文獻,參考文獻不少于10篇,其中英文不少于5篇,需要在正文部分引用出處。
2、畢業論文撰寫的方法
畢業論文是在完成各項研究內容的基礎上,按上述內容闡述研究的目的、過程、成果及結論。
在撰寫論文過程中,理論依據要充分,數據要準確,公式推導要正確,能將所學的知識和技能應用于畢業論文中。另外,要注意論文結構的合理性;數學模型建立的正確、合理性;實驗方案的合理性,實驗數據的準確性;社會調查的客觀性和科學性。是否有自己獨特的見解或者創新。
另外,撰寫論文時要概念清楚,內容正確,結構嚴謹,文字通暢,用語符合技術專業規范,各種標準資料的運用符合學科、專業國家標準的規定,圖表清楚,圖面質量符合要求,書寫格式規范。
三、畢業設計的要求
1、 設計說明書內容
1)文獻綜述(研究課題的意義與作用、研究方案確定的原則與說明);
2)總體結構設計、技術方案依據及原理說明(有實驗的應包括實驗流程示意圖);
3)技術實施過程、工藝計算、機械設計和強度設計、零部件結構設計;
4)材料的選用和說明、機器或設備的制造、安裝或檢修;
5)結論、總結或專題討論。
2、設計圖紙的內容、圖紙量的要求
設計說明書篇幅為1.5萬字左右,一般不少于30頁。
設計圖紙:指機械設計標準所指的圖紙,圖紙繪制的規范及標準優先采用國家標準。設計圖紙的總量不少于2張A0或4張A1的圖紙。對于大紙畫小圖的現象應予避免或進行適當的折扣計數。
所有圖紙須有圖框和標題欄。圖紙要有人審核并在“審核”一欄上簽名,學生在設計一欄上簽名。原理圖、程序框圖和流程圖以及其它一些拋去文字就失去
意義的圖不計其內。圖紙可以用計算機繪制;任何人不得拷貝或抄襲他人的圖紙,一旦發現則以作弊論處。
四、論文(設計)選題方向
1、產品設計
2、創新設計
3、表面工程
4、機械設計技術研究
5、機械設計
6、機器人設計
7、動畫設計
8、振動控制及減振材料
9、逆向工程
10、圖形處理網頁設計
11、虛擬樣機
參考文獻
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中圖分類號:TU96+2文獻標識碼: A
1、管線、設備的定位及標高交叉問題 目前暖通空調工程設計圖紙基本上采用CAD繪制,安裝專業設計雖然在繪制施工圖前就對管道和設備的標高進行了初步規劃,但在施工圖出圖前往往沒有進行詳細的校對,經常造成各專業施工圖中管線標高、定位交叉嚴重,給工程質量管理、協調造成很大困難。對于綜合性的建筑物,吊頂空間內有空調末端設備、送回風管、排風管、冷凍水管、冷凝水管、噴淋管、消防管、電氣橋架等專業管線。在圖紙標注不足的情況下按圖進行施工,往往是先安裝的管道施工很方便,后安裝的管道施工很困難,只能裝在不該安裝的位置或標高上,影響工程質量甚至不能使用,造成返工。 針對以上問題,應進行管路綜合設計。所謂管線綜合設計就是將建筑內各項管線工程統一安排,以便于發現各項管線工程設計上存在的問題,對單項工程原來布置的走向、位置有不合理或與其他工程發生沖突的情況,提出調整位置或相互協調的意見,并會同有關單位商討解決。使各項管線在建筑空間上占有合理的位置,為管線工程的施工、運行使用、維修管理創造條件。
1.1管線工程綜合設計原則
根據管道性能和用途的不同,建筑物中的管道大致可分為以下幾類:
1.給水管道:包括生活給水、消防給水、生產用水等;
2.排水管道:包括生活污水、生活廢水、消防排水、雨水、其他排水等;
3.中水管道:包括中水收集及中水供應;
4.熱力管道:包括采暖、熱水供應及空調空氣處理設備中所需的蒸汽或熱水;
5.燃氣管道:有氣體燃料、液體燃料之分;
6.空氣管道:包括通風工程、空調系統中的各類風管,以及某些生產設備所需的壓縮空氣管;7.供配電線路或電纜:包括動力配電、照明配電、弱電系統配電等,其中弱電部分包括共用電視天線、通信、廣播及火災報警系統等。 以上所列的管道或穿線管具有各自的工藝布置要求,當出現相互交叉、擠占同一空間時,應從整體出發,使眾多功能各異的管線布置得當。
1.2應認真對待風管的設計 吊頂高度很大程度上取決于風管截面高度方向的尺寸。風管走線不宜太長,否則施工難度大,其他管線也難布置。如某商場最大的風管截面積為2400mm×500mm,風管截面積大,機房必然大,機房大則噪聲也大,回風組織困難。假如風管走線短,選擇風機功率就可以小些,這時可選用臥式機組掛裝,機房設置就比較靈活。 因此,合理布置各專業管線,提高建筑物有效使用空間,需要有關專業設計人員密切配合及互相協調。
2、暖通空調系統設備噪聲超標與處理 空調末端設備運轉噪聲超標,是暖通空調工程中經常碰到的設備噪聲問題。由于風機盤管技術比較成熟,國內許多廠家的風機盤管產品噪聲指標都能達標。而大風量空調機組的情況卻不盡如人意,往往噪聲實測值比廠家提供的產品樣本參數高出不少。因此,設計中要標出對設備噪聲參數的要求,對設計時采用大風量空調機組應考慮隔聲措施。當空調設備進場時應及時開箱檢查,大風量空調機組未安裝前最好進行通電試運行,發現噪聲超標應及時更換、退貨或修改完善消聲措施,避免工程進入調試階段才發現空調機組噪聲超標而造成返工情況。
2.1設備安裝 新風機、空調機安裝采用彈簧阻尼減振器,風機與風管連接采用軟連接,新風機組與水管采用軟接頭連接,風機盤管采用彈簧吊鉤,風機盤管與水管采用軟管連接。對空調機房進行吸音處理,比如在空調機房內采用隔聲材料做成圍護結構,以防止設備噪聲外傳,或在機房內貼吸聲材料:采用凹凸型吸聲板作為機房墻面或吊頂板,以增強吸聲效果;機房應盡量減少設置門窗,且設置門窗應采用吸聲門窗或吸聲百葉窗,盡量減少設備噪聲外傳。
2.2水管安裝 水管安裝要嚴格執行國家規范,冷凍水主干管及冷卻水管吊架要采用彈簧減振吊架,而且吊架不能固定在樓板上,應盡量固定在梁上,或在梁與梁之間架設槽鋼橫梁固定。水管穿過樓板或過墻必須采用套管,且套管與水管之間要用阻燃材料填封。 轉貼于 233網校論文中心
2.3風系統安裝 風管制作安裝要嚴格按照國家規范進行施工,在風機進出口安裝阻抗消聲器,新風進口處采用消聲百葉,風管適當部位設置消聲器,風管彎頭部位設置消聲彎頭,空調和新風消聲器的外部采用優質保溫材料保溫,與靜壓箱一樣其內貼優質吸音材料。由于送回風管均采用低風速、大風量以降低噪聲,風管截面積比較大,如果風管安裝強度及其整體剛度不夠,就會產生摩擦及振動噪聲。建議風管吊架盡可能采用橡膠減振墊,確保風管不產生振動噪聲。
2.4冷凍水管主管支架安裝 比如某工程水管主管管徑較大,且有輕微振動,根據筆者多年來的工程安裝經驗發現噪音會沿冷凍主管傳遞,出口處一般可達70dB(A)~80dB(A),距出口20m處可降至50dB(A)。而傳來的輕微振動,沿剛性導體將無限傳遞。隨著時間的推移,將會對設備運行帶來一定的損害。經過研究、試驗,對剛性支架做出改進,即在原主管剛性支架上加裝彈簧減振器,使振動及噪音被在樓板與剛性支架之間的彈簧減振器有效消除。在筆者調查的某施工企業的幾個工程施工中均采用了此工藝,并收到了良好的效果,故建議有關施工企業,在機房內的供回水主管、冷凍水主管也使用此工藝施工,消除噪音。
3、空調水系統水循環問題 水系統中央空調施工中最關鍵的環節,施工出現問題會直接影響系統正常運行。中央空調冷凍水系統最常見的問題是冷凍水系統管道循環不暢。造成管道循環不良的原因之一是管道因各專業管線交叉,施工中沒有協調處理好,造成管網出現許多氣囊,影響管網循環。二是空調水系統管道清洗不干凈,直接造成空調水系統堵塞。 根據多年實踐經驗,筆者認為針對第1個問題,處理方法就是加強施工前管理,合理安排管線標高和坡度,盡量避免出現氣囊現象,同時在不可避免出現氣囊部位設置排氣閥并將排氣管出口接至利于系統排氣處。針對第2個問題,在施工過程中要做好幾方面的預防工作:首先是在焊接鋼管安裝前必須用機械或人工清除污垢和銹斑,當管內壁清理干凈后,將管口封閉待裝。管道施工過程中未封閉的管口要做臨時封堵,以免污物進入,管道連接時要及時清理焊渣和麻絲等雜物。第二,管網最低處安裝一個比較大的排污閥。如果排污閥太小,排污效果差,則清洗次數要多;如果排污口不在最低處,則排污不徹底。管網安裝中應適當增設臨時過濾器和旁通沖洗閥門,在連接設備之前,結合通水試壓進行分段清洗設備。清洗工作完成以后,還要進行水系統循環試運行,其目的是將管網中的污物沖洗集中到過濾器,然后再拆洗過濾器清除污物。 4、結露滴水問題 造成空調系統在調試和運行中結露滴水的原因很多,歸納起來主要有:管道安裝和保溫問題,管道與管件、管道與設備之間連接不嚴密。造成漏水主要原因有管道安裝沒有嚴格遵守操作規程施工。管道、管件材料質量低劣,進場時沒有進行認真檢查。系統沒有嚴格按規范進行水壓試驗。
因冷凝水管路太長,在安裝時與吊頂碰撞或坡度難保證甚至冷凝水管倒坡造成滴水現象;空調機組冷凝水管因沒有設水封(負壓處)而機組空調冷凝水無法排除。冷凝水管施工安裝出現問題的處理辦法是盡可能將冷凝水就近排放,以避免冷凝水管倒坡積水或與吊頂“打架”現象;柜機冷凝水管應按機內的負壓大小設水封,以使冷凝水排放暢通。 保溫材料容重不足或保溫材料厚度不夠,運行時保溫材料外表溫度達到露點溫度而產生結露。保溫材料與管道的
外壁結合不緊密,空調水管道末端未做封閉處理,造成潮氣侵入保溫層導致結露滴水。穿墻處冷凍管滴水,主要原因是保溫不嚴密或保溫材料的防潮層破損。風機盤管滴水盤排水口被保溫材料等雜物堵住,且安裝后沒有及時清理并做冷凝水管的灌、排實驗。吊式柜機、風機盤管滴水盤的保溫材料受損造成滴水盤結露。
針對上述問題其解決辦法:一是加強保溫材料進場檢查。要加強施工前技術交底和施工中的檢查,嚴禁用大保溫套管套小管道,加大對彎頭、閥門、法蘭及設備接口處等細部的保溫質量控制力度,確保保溫層與管道外壁結合緊密。二是穿墻部位冷凍管加設保溫保護套管,確保穿墻部位保溫層的連續性和嚴密性。三是加強吊頂封板前,對風機盤管滴水盤等處的雜物清理檢查。四是加強對設備滴水盤的保護,特別是吊頂封板前的檢查。
關鍵詞:高阻尼隔震支座專利分析地震
中圖分類號:C18文獻標識碼: A
1 高阻尼隔震支座簡介
近年來,地震災害頻發,導致人員大量傷亡,人民財產受到嚴重損失。2008年5月12日,四川發生里氏8.0級強烈地震,最大烈度達到11度;2010年4月14日青海玉樹發生最高震級達到7.1級地震,造成2220人遇難,70人失蹤。我國歷來是地震災害多發國,地震給我國造成了巨大經濟損失和人員傷亡[1]。可見,進一步研究和創新構筑物抗震隔震技術已迫在眉睫。
地震災害對橋梁、房屋等建筑體破壞嚴重,隔震技術在構筑物中廣泛應用,尤其對地震多發地區,隔震構筑物建設尤其重要。隔震結構一方面需要彈簧支承,一方面需要緩沖結構,以吸收地震能量,隔離地震對構筑物的破壞。為了使構筑物在較大震級地震災害下能夠有效隔震減震,減少地震帶來的損失,許多專家學者都在研究高阻尼隔震減震支座[2],如研制高阻尼隔震橡膠、設置高耗能結構等,以提高支座消耗地震能量的能力。
本文目的就是從專利技術方面分析目前我國關于高阻尼隔震支座的技術狀況,使廣大從業者了解我國高阻尼隔震支座的專利技術狀況、技術分布、技術方向,給業內人員提供參考,期許能夠取得更大突破,以更好的應用于抗震隔震,減少地震帶來的損害。
2專利分析樣本檢索及不全面性
在中國專利檢索與服務系統(即S系統)中進行中文庫專利文獻檢索,同時在CPRS中進行補充專利檢索。
獲取分析樣本的主要檢索式如下:
(001)F KW 高阻尼+高阻力
(002)F KW 隔震+隔離+抗震+消震+減震
(003)F KW 地震+震動+振動
(004)F KW 支座
涉及高阻尼隔震支座的專利樣本檢索存在不全面性,一是檢索關鍵詞的不全面,專利申請發明構思千差萬別,專利申請文件對各構件的術語表述也存在差別,難免漏掉一部分專利文獻;一是專利文獻的分類角度存在差別,同一專利會分在不同的分類號下,針對各個技術改進方面,難免在檢索時對分類號擴展不全面;同時,在檢索過程中對檢索的文獻數據帥選亦存在漏選、錯選情況。雖然專利分析樣本存在不全面性,但這些數據量很小,其并不影響對高阻尼隔震支座的專利狀況的準確分析。
3歷年申請量變化趨勢
圖1歷年來專利申請量變化趨勢
從圖1數據變化趨勢來看,我國高阻尼隔震支座申請量[3]總體趨勢呈增長態勢,2011年達到了18件,但從該圖中更重要的、明顯的反映出我國關于高阻尼隔震支座技術研究薄弱,對高阻尼隔震支座技術發展未得到足夠重視,專利申請總量明顯偏低;從專利促進技術發展的層面上來說,高阻尼隔震支座技術一定程度上受到制約。可見,目前我國關于高阻尼隔震支座技術還處于初級階段,有待進一步深入發展。但是,從近年來申請量變化來看,關于高阻尼隔震支座的技術創新能力有了顯著提高,這對高阻尼隔震支座技術創新是極為有利的。
4專利結構及專利法律狀態情況
圖2專利結構及專利法律狀態
圖2示出了高阻尼隔震支座專利類型及占比情況、法律狀態情況以及發明專利法律狀態情況,在該領域,專利類型涉及發明和實用新型,其中發明占比為40%,兩種類型專利總體授權占比達到了70%,表明專利整體質量良好;其中發明類型專利中授權量達到了76%,其超越了總體授權占比70%,表明發明專利質量更為良好,專利權更為穩定。同時授權專利占比高也從側面反映,高阻尼隔震支座技術發展仍處于初級階段,從事高阻尼隔震支座技術創新能力薄弱,同時創新主體沒有足夠的專利保護意識,沒有很好的利用專利知識產權體系去促進整個領域的技術發展。
5申請人類型及不同類型申請人授權量情況
圖3申請人類型及不同類型申請人發明專利授權量情況
如圖3所示,高阻尼隔震支座技術的中國專利申請人以公司為主,占比達到了46%,將近占總量的一半,其次是個人24%、大學20%、科研院所10%,公司申請人的發明專利授權量也明顯超過其他類型申請人,這表明公司在高阻尼隔震支座技術方面具有較強的研發實力,專利技術含量較高;更重要的是表明了高阻尼隔震支座市場需求強勁,在房屋、橋梁等建筑體中用于隔震具有良好效果,這更需要廣大創新主體更為深入去研究、發展高阻尼隔震支座,以減少地震帶來的損失。
6申請人排名情況
圖4申請人排名
如圖4所示,申請量前三位的申請人是李家璉、上海英谷橋梁科技有限公司和西安達盛隔震技術有限公司,公司申請占據主導地位,但是總體而言,無論是公司還是其他類型申請人,申請量都很少,表明單個技術創新主體研發實力、投入都不夠,高阻尼隔震支座技術沒有得到足夠的重視,沒有形成主體集中研發,基本上處于分散狀態,這是高阻尼隔震支座技術發展受到制約的一個重要方面。
7專利所涉及的IPC分類號情況
圖5分類號小類及大組分布情況
圖5示出了高阻尼隔震支座所涉及的分類號[4]小類以及大組分布情況,從該圖可以看出,高阻尼隔震支座主要分布在F16F、E04B和E01D中,具體到大組,主要涉及E04B1、E01D19、F16F7、F16F15、F16F9,這些涉及的分類號具體含義如下:
F16F彈簧;減震器; 減振裝置
F16F7/00減振器;減震器
F16F7/02·帶有壓在一起的相對旋轉的摩擦面;
F16F7/04··在旋轉軸方向
F16F7/08·帶有可相互作直線移動的摩擦面
F16F7/09··在缸—活塞式阻尼器中
F16F7/104··慣性件是彈性設置的
F16F9/00使用流體或相當物作為阻尼介質的彈簧、減振器、減震器或類似結構的運動阻尼器
F16F9/08··在有撓性壁的室內
F16F9/10·只使用液體;使用其性質是不重要的流體
F16F9/14··帶有一個或多個元件的裝置,如活塞、葉片,在室內來回運動并應用節流效應
F16F15/00系統中振動的抑制
F16F15/02·非旋轉系統振動的抑制,如往復系統;通過利用不與旋轉系統一起運動的元件抑制旋轉系統的振動
F16F15/08···帶有橡膠彈簧
E04B一般建筑物構造;墻,例如,間壁墻;屋頂;樓板;頂棚;建筑物的隔絕或其他防護
E04B1/00一般構造;不限于墻,例如,間壁墻,或樓板或頂棚或屋頂中任何一種結構
E04B1/98···防振動或震動
E01D橋梁
E01D 19/00橋梁零件
E01D 19/04·支座;鉸合部件
從上述分類號具體含義可以看出,高阻尼隔震支座主要應用于建筑物、橋梁隔震,F16F主要涉及支座的結構構件組成,E04B和E01D主要強調具體領域的高阻尼隔震支座應用,這些分類號準確、全面包括了高阻尼隔震支座所涉及的結構、功能以及領域信息,這也表明本文對高阻尼隔震支座進行專利分析所基于的數據樣本檢索過程合理、準確。
圖6 排名前7位申請人專利申請所涉及的IPC分類號集中度
如圖6所示,排名前7位申請人申請專利所涉及的分類號集中度最高的是在大組E04B1中,其有4位申請人的專利申請都涉及該分類號,這表明高阻尼隔震支座廣泛應用于建筑物隔震。
8 專利技術內容分析
圖7 專利技術內容分布情況
從本文所基于的檢索分析樣本的專利文件技術內容來看,主要涉及建筑、橋梁領域的隔震,高阻尼隔震支座發明技術要點主要是圍繞如何提高支座的高耗能來消除地震帶來的危害,其主要的技術手段是:改變橡膠的結構構造或者橡膠材料的性能特性、非橡膠支座的高耗能結構設置、非橡膠材料的創新研究;圖7初略示出了主要的四種技術改進專利分布情況,可見非橡膠結構設置和橡膠結構構造的改進創新占據主導地位,占比分別達到47%和30%,而橡膠材料和非橡膠材料的研發分別占比7%和16%,說明目前在高阻尼隔震支座技術創新方面主要是通過橡膠或者非橡膠的結構構造創新來提高支座的高耗能特性。眾所周知,橡膠容易老化失效,這也促使創新主體不斷嘗試新的高耗能、高阻尼的支座技術創造,這也是非橡膠支座技術創新占據主導地位的主要原因之一。
分析樣本的上述四種專利技術手段分類主要是依據專利申請的技術創新要點初略分類,存在不全面、不準確性;而實際上,為使隔震支座具備良好的高阻尼隔震性能,高阻尼支座技術研發上往往是將上述四種技術手段進行組合或與其他能實現阻尼隔震的結構進行組合來實現高阻尼隔震。
從橡膠材料創新方面來說,主要涉及改變橡膠材料的成分以及組分配比、復合材料研發等;從橡膠結構改進方面來說,主要涉及疊層橡膠設置、橡膠層中加強鋼片設置、橡膠層與彈簧等其他結構組合使用;從非橡膠結構構造改進方面來說,主要有彈簧、阻尼缸體、非橡膠類的粘彈性層、多個不同阻尼器疊加等方面的技術創新;從非橡膠高阻尼材料改進方面來說,主要涉及有合金阻尼材料、高阻尼混凝土、高阻尼涂料、高阻尼樹脂復合材料等技術創新;此外,還涉及有能夠進行阻尼性能可調、阻尼記憶等方面的技術創新。
9 結論及展望
從歷年來申請量變化趨勢來看,雖然近年來高阻尼隔震支座創新能力有了顯著提高,但其申請總量偏少,技術創新仍處于初級階段,沒有得到足夠重視;從專利結構及專利的法律狀態來看,高阻尼隔震支座技術創新能力薄弱,創新主體的專利保護意識不夠;從申請人類型及授權量、以及申請人排名情況來看,公司類型申請人是高阻尼隔震支座創新主體,高阻尼隔震支座市場應用前景廣闊,但是卻沒有形成常態的集中研發創新主體,研發實力薄弱;從所涉及的IPC分布情況看,高阻尼隔震支座主要應用于建筑物、橋梁隔震;從專利技術內容分布情況來看,非橡膠高阻尼支座的結構設置和橡膠支座的結構構造設置是技術創新的主流。
同時,我們也能看到,我國關于高阻尼隔震支座的技術創新存在很大的創新空間,市場需求強,廣大從業者機遇多,在很多方面能夠進一步取得較大技術突破。與此同時,廣大從業者也面臨諸多挑戰,現有技術借鑒較少,需要不斷開辟新的技術創新領域和方向。
參考文獻
關鍵詞:大學物理;分層教學;應用型本科
【中圖分類號】G640
一、分層教學的必要性
高等教育大眾化的今天,生源結構發生了巨大變化,學生學習能力差異越來越明顯,學校專業越來越多,學生的學習興趣因人而異,這導致學生的學習效果產生極大差別。這一現象在大學物理課程學習別明顯。有的學生由于學習困難產生學物理無用的厭學心理;而另一部分學生有"吃不飽"的情況。教師的教學迎來了新的挑戰。
分層教學堅持"因材施教"原理和"成功效應"原理,制定具有針對性的分層次課程計劃和靈活多樣的人才培養方案,讓學生有更多機會涉足他們感興趣的領域,使所有學生均能達到課程標準基本要求,學習好的學生潛力得到徹底挖掘,知識、技能、能力普遍提高,學生均能獲得成功的體驗。顯然,大學物理教學采取分層教學是有必要的。
二、應用型本科院校分層教學模式的探索
應用型本科院校的使命是培養高層次應用性人才,要求各專業注重實踐能力,其核心環節是實踐教學,因此,大學物理課程也應最大限度地為后續專業課程服務。所以,在分層教學實施過程中,首先要針對專業進行分層,然后再進行班內分層。在此,提出側重物理教學針對性、應用性的二次分層教學模式。
(一)第一次分層--按專業實施分層次教學
1、按專業分層的客觀原因。目前,部分高校的大學物理教學對所有學院、所有專業學生采取教學要求、教材、考試試題均相同的教學模式。由此所產生的問題和矛盾日益突出。較多專業開設大學物理課,然而各專業的培養目標不同,后續課程不同,對物理知識的需求不一致。筆者認為在大學物理教學過程中,應在保持原有體系的基礎上,突出專業特色,采取差異化教學。
2、按專業分層的方法。按專業分層最大的特點是"專業不同,教學內容不同"。教學內容包括"平臺""模塊""專題"三大部分,不同專業選擇不同"平臺+模塊+專題"。大學物理主要包括力學、熱學、電磁學、振動與波、光學、相對論、量子物理7大模塊。"模塊"是教學重點,為各專業后續課程涉及的側重模塊,為了保證物理教學的專業針對性,側重"模塊"要精講,不僅讓學生掌握基本概念、原理,亦需增加一些物理知識在工程上應用的講解,應對學生提出較高的要求;"平臺"是除側重"模塊"以外的其它物理內容,可泛講;"專題"是將物理學知識與各專業相關的高新技術、科學前沿綜合起來的小講座,"專題"課可大大提高學生的學習興趣,拓廣學生的視野,可由授課教師根據專業特點安排2-4個專題進行選講。此外,應內容靈活選擇最佳的教學手段同。"模塊"部分是教學內容的最重要部分,能發揮大學物理教學在后續課程中的基礎功能;小專題成為物理學與專業緊密聯系的樞紐,能有效激發學生的學習興趣。因此,"平臺+模塊+專題"的分層模式充分考慮專業差異,與當前"以學生為中心"的教學理念相符,在大學多元化人才的培養方面具有重要意義。
3、教學內容設計。教學內容即"平臺+側重+專題"因專業而異。譬如,對土木工程的專業學生重點講授力學、振動與波、光學,在振動與波部分穿插"自然災害-地震""衛星遙感技術在防震減災中的應用"等內容,光學部分穿插"從伽利略望遠鏡到哈勃太空望遠鏡"等內容;車輛工程、汽車服務工程等專業重點講授力學、熱學、電磁學部分,并穿插"偏振片在汽車中的使用""汽車中的物理"等專題。機械工程及自動化專業重點講授力學、熱學、電磁學部分,穿插"汽車的驅動與制動、彈簧減振""聲懸浮和電磁懸浮技術""光子晶體帶來許多新的物理現象";材料科學與工程專業重點講授熱學、原子物理,可穿插"納米材料用其應用""新材料探索""多物理場仿真及太陽能與LED設計技術講座";能源與動力工程專業重點講授熱學、電磁學部分,可穿插"核聚變實驗裝置""未來的太陽能車""太陽能熱水器"等專題;通信工程及電子信息工程專業主要講授光學、電磁學,穿插"納米科學技術""激光雷達原理簡介""現代電子技術的現狀及發展趨勢"。"模塊"和"專題"均應與相應專業課程及職業方向緊密相關。
(二)第二次分層--班內分層教學
要解決同一班級學生物理基礎、學習能力差異產生的矛盾,務必進行第二次分層-以學生物理、數學基礎、學習能力差異為分層標準實施班內分層。
班內分層教學和單一分層教學是兩種最典型的分層教學模式。近些年的大學物理教學分層教學中,它們被廣泛采納并取得一定成效[1][2]。它的的區別是分層規模不同,均包括教學對象分層、教學目標分層、教學過程分層、教學評價分層四大環節。各院校在教學對象分層、教學目標分層環節方式類似,一般是將學習主體分為高、中、低三層,各層的教學目標、要求依次降低,然后在教學過程和教學評價中進行分層教學。其中教學評價分層是分層教學有效性的重要保障,也是可操作性、有效性最強的環節。在分層教學中,應采取學習過程和期考考評綜合評價,同時加強多元化學生評價。一方面,對于總體基本較差的班級(比如文科起點班)提高其平時成績所占比例;另一方面,期末試卷的命題應根據學生水平實行難度不同、標準不同的多套試卷;除此之外,平時成績應由"到課情況""課堂紀律""課堂作業""課后作業""小論文"多種成績共同組成,授課教師在"課堂作業"、"課后作業"、"小論文"各部分可采用靈活的評分機制,最大限度地調動各個層次學生的學習積極性,使每個學生獲得必須的物理知識以及成功的快樂。
三、結束語
以專業培養目標差異為參考標準首次實施"平臺+模塊+專題"分層,再以學生學習基礎、學習能力為參考標準實施班內分層。二次分層使教學更有針對性、實用性、層次性,體現因材施教的原則。以部分專業為試點,進一步推廣,深入研究、探索,最大限度地提高物理教學的針對性,最大限度地調動學生的學習積極性具有深遠的意義。
參考文獻
關鍵詞:金屬橡膠; 隔振機理; Solidworks
國家自然科學基金編號:11JK0855
前言
金屬橡膠材料(Metal rubber,MR)的內部是均質的彈性多孔結構。它是由金屬絲相互交錯而形成的類似橡膠高分子結構的空間網狀結構,在受到振動時可以通過金屬絲之間的摩擦,從而耗散大量的能量,而起到阻尼作用。自從人們研究出金屬橡膠材料這種特有的結構,并將該材料作為航天、航空用飛行器中,解決了這些機器在特殊工作環境下工作時,對材料提出的特殊性能要求。適用于高溫、高壓、高真空、超低溫、腐蝕性介質及劇烈振動等環境下的阻尼減振、過濾、密封等問題。根據不同的用途,有相應的制造工藝。根據金屬橡膠制品的廣泛的應用于特殊環境中表明,金屬橡膠呈現的橡膠所沒有的優良特性是符合人類科技發展趨勢的,有效的解決了空間環境下普通橡膠的力所不及的問題。由于我國對金屬橡膠技術的研究較淺,仍處于起步和專項研究的階段,還很難滿足航空航天領域對金屬橡膠的較高要求。因此,本論文對金屬橡膠的研究放進航空航天用器件減振的大背景下,以滿足實際應用為目的,對金屬橡膠減振器的制備和應用提供了理論基礎。所以本課題的研究不僅具有重要的理論研究意義,而且具有實際應用價值。
1. 金屬橡膠干摩擦阻尼隔振系統的隔振機理
當流體中存在的紊流以及由于剪切作用而產生的粘性力時,當接觸面間存在的與運動方向相反的摩擦力時,或者當材料內部的結構所引起內摩擦時,都會產生阻尼。我們根據對這些因素的產生機理的研究我們分別對其建立不同的模型,總結如下:
(1) 粘性阻尼
經前人研究,在對弱阻尼建模時采用的線性阻尼模型可以得到令人比較滿意的結果。科學家們應用了變分理論建立了一個通用阻尼模型。但隨著研究越來越深入,研究的弱阻尼分類越來越細多,這個通用的阻尼模型已經不能滿足我們的需要了,所以需要找到一種方法,來針對那些不同于之前我們所研究的粘性或遲滯模型的力學行為的系統或結構進行建模。
從理論來說,粘性阻尼是各類阻尼中最簡單的一種阻尼模型。根據它所呈現的特性說明它是屬于線性阻尼,也就是說對該阻尼系統輸入任何一種信號,系統的輸出信號都可以由描述這種阻尼器的運動方程求解。從數學角度來說,利用該種模型對系統進行運動學特性分析和求解都很容易達成,但實際上這種模型有它的局限性,它與其它類型阻尼機制之間存在著差別。
(2) 庫侖阻尼
庫侖阻尼也可稱為干摩擦阻尼,就與粘性阻尼不同,它與速度的幅值無關。庫侖阻尼摩擦力與運動方向相反,且與具有相對運動(或運動趨勢)表面之間的正壓力成正比。廣泛存在于機械、彈簧或軸承中,還可以在橋梁、桁架等組合結構中的鉸接阻尼機制建模中使用。
在研究過程中,我們為了降低非線性模型在數學計算中的困難,還根據能量損耗原則引入當量粘性阻尼,所以庫侖阻尼模型中的當量粘性阻尼系數Ceq的表達式為:
(1)
式中:
Rogers和Tan的研究表明,運用當量粘性阻尼模型來描述多自由度系統的庫侖摩擦力在達到簡化計算的目的同時也達到了對準確性的要求,其理論分析結果與實驗結果基本一致,但是該模型也不能完全表達實際運動中的各種現象,這種模型就不能準確地描述系統出現粘結的情況時的運動特性。
(3) 速度平方阻尼
單自由度速度平方阻尼系統的運動微分方程為:
(2)
式中:a指速度平方阻尼項的常數;m指系統的質量;k指系統的剛度; sgn(■)指符號函數。
在對該系統進行研究時對其進行線性化假設,為計算出耗散的能量ΔE,利用速度平方阻尼項即可得到:
(3)
式中的符號意義同前。
(4) 材料阻尼
該種阻尼的產生原因是由于材料內部的各種物理機制引起的,它由材料本身決定。對金屬來說,這些機制分為以下幾種:熱彈性;晶格邊界粘性;點缺陷松弛;渦流效應和應變引起的排序。在研究這類阻尼時,我們首先需要區分是屬于動態遲滯還是靜態遲滯。動態遲滯是指粘彈性的或流變學的遲滯,材料的特性取決于線性應力-應變定律。一般用復剛度模型來描述這種遲滯現象。
(5) 幾種阻尼模型的比較
在上面介紹的4種阻尼類型中,并不是全部都是按照粘性阻尼模型描述的那樣來耗散振動能量。研究表明,在大多數材料和實際結構中能量耗散的規律不受速度、應變率和頻率的影響,但不排除有在某些情況下與位移幅值的平方成比例。
在研究含有庫侖阻尼和速度平方阻尼的系統時,假設系統受到正弦激勵,并且含有非常小的呈現弱非線性的阻尼,這時我們會用當量粘性阻尼來代替,以達到簡化的目的。
然而無法應用當量阻尼對瞬態的衰減進行數學描述,因為在研究中發現,在每種阻尼模型中的衰減時間和響應幅值各不相同。速度平方阻尼和位移平方阻尼在整個時間歷程中是相同的,不需要區分。干摩擦阻尼在改進振動特性的結構設計中仍然是不可替代的,其變化規律是由摩擦界面決定的,其幅值有可能隨著位移幅值而增加,或者隨著位移幅值保持為一個常數。干摩擦產生的阻尼受與摩擦表面垂直的法向力影響,我們可以通過優化法向載荷來達到阻尼最大化的目的,來控制系統中阻尼的大小。在工程應用中,我們使用摩擦界面改進模型來使得摩擦阻尼具有良好的應用前景,使得我們對這些復雜的系統非線性特性有更深刻地了解。
對于本文研究的對象金屬橡膠材料來說,其內部存在的阻尼特性不同于上述的幾種基本的阻尼機理,它屬于干摩擦阻尼范疇。它的阻尼性能是由該材料的成型工藝和材料內部的結構同時決定的。在了解金屬橡膠材料干摩擦阻尼產生機理的基礎上根據其力學特性建立數學模型,為金屬橡膠材料的廣泛應用奠定了理論基礎。
從于金屬橡膠干摩擦阻尼隔振系統的整體角度分析,金屬橡膠就是該系統中的彈性支撐,它降低了該系統對外界激勵起響應的能力。從目前的研究來看,在加載過程中,金屬橡膠隔振系統發生的變形不總是能完全恢復的。金屬橡膠在載荷作用下的變形實際上是其元件的彈塑性變形和元件間的相對滑動。當外界的激勵去除時,元件發生的彈性變形會迅速恢復,但是元件的塑形變形則不會,這時就剩下了原件的殘余變形。所以在對金屬橡膠干摩擦阻尼隔振系統進行分析時,一般將恢復力分為彈性恢復力和塑形恢復力兩部分。
2. 金屬橡膠干摩擦阻尼隔振系統模型的發展
金屬橡膠干摩擦阻尼元件往往呈現非線性遲滯特性。自人們開始研究干摩擦阻尼這一現象以來,逐漸提出并發展了眾多描述遲滯干摩擦特性的數學模型,主要有以下幾種:
(1)干摩擦理想模型
Den Hartog[1]根據能量耗散相等原則將干摩擦力用等效粘性阻尼力替代,發展了等效線性化方法,提出了描述滯后非線性的最簡單模型――干摩擦理想模型。但是滯后非線性模型過于簡單,與實際情況有較大出入,僅在理論研究上具有一定的意義。
(2)雙線性模型
Iwan,Caughey等建立了雙線性遲滯恢復力模型[2]。遲滯曲線分解為彈性與遲滯兩部分。該模型對于系統中出現的干摩擦的情況能較好地描述,并與實驗得到的遲滯回線能較好的吻合。該模型不僅形式簡單且各項參數都具有物理意義,在計算方面,需要辨識的物理參數較少,計算量較小。但該模型的局限性在于它不僅將剛度簡化為線性剛度,同時還將阻尼力視為干摩擦阻尼,這樣的簡化使得模型對于干摩擦遲滯元件的特性不能全面描述。
胡海巖[3]在非線性減振器的研究過程中改進了雙線性模型。在雙線性遲滯恢復力模型的基礎上,提出了記憶力模型。該模型中恢復力分解為僅與當前變形狀態有關的無記憶部分和與整個變形過程有關的記憶部分兩部分。模型中對于剛度的處理不再是大幅度的簡化,而是考慮了變形過程對恢復力的影響,采用微分形式,把剛度系數由常數變為變量,彌補了雙線性模型的不足。該模型雖然僅僅考慮了位移三次非線性因素的影響,卻足以描述其力學行為,滿足工程應用,該模型的應用范圍較廣。但是雙折線模型各參數的物理意義不明確,無法表達金屬橡膠的隔振原理,為隔振器的參數性能設計帶來不便。
(3)Masing模型
Masing模型對形成封閉環的穩態遲滯特性進行了很好的假設并論證了該假設。Jayakumar[4]在該模型的基礎上進行改進,提出了一類多維的基于平面幾何變換算法的Masing模型,將這種模型的應用場合進行了拓展。由于現有的描述金屬橡膠干摩擦系統的模型大多是一維遲滯特性的,姜洪源、敖宏瑞[5]等人用Masing建立了金屬橡膠干摩擦系統的動力學模型。但是由于Masing模型不是參數化的模型,不能直接用于進行分析計算。
(4)跡法模型(Trace Method)
在平均和等效原理的基礎上提出了跡法模型。該模型中恢復力的描述方法不僅形式簡單且與振幅和頻率有關,使得根據實驗數據進行擬合變得較為方便。
龔憲生[7]則在跡法模型的基本形式的基礎上提出了各剛度函數的表達式。但是,該模型只能描述滯后恢復力與位移和速度的關系,而不能全面揭示滯后恢復力與各振動參數的關系,當非線性彈簧剛度的階次較高時,由于參數辯識的復雜性,其應用也受到限制。
3. 金屬橡膠Solidworks 模型建立
根據金屬橡膠阻尼器的線匝分布情況,將構件劃分為n層,層與層之間為串聯關系,每一層又包含m個并聯的微元,每個微元的性能相同,構件的總體性能通過分析微元的應力應變關系,從而建立仿真模型。截取構件整體中的微小單元作為分析對象,試件的總體力學性能是各單元體力學性能通過串聯和并聯獲得的。模型自由端由有間隙的方塊沿 y 向疊加而成,每個方塊代表一個線匝。
由于試件實際變形過程中,其內部線匝的相互作用狀態和作用數量無法觀測,假定最大變形時所有線匝都參與接觸滑移,由此確定每組懸臂梁的個數為空載時單元體內所包含的線匝數為:
(5)
式中,D為金屬橡膠試件螺旋卷直徑;d為金屬絲直徑;ρ0為相對密度;π2d2 為成形受壓面面積。
圖1 懸臂梁線匝塊模型
依據金屬橡膠阻尼器的相對密度和最大有效變形時的相對密度確定線匝塊及其間隙的尺寸。每個單元體包含nm個如圖1所示的方塊模型,設t為 Solidworks 建模時平面模型的厚度,則D(h+y0)t為試件平均每圈線匝所占空間體積,wht為單圈線匝絲線的體積,由于立方體分析單元的邊長為D,因此建模時設置t=D,得到與相對密度模型尺寸的關系為:
(6)
(7)
將已知數據 代入到公式(5),得到線圈匝數為11。
由此,利用Solidworks建立其等效模型如圖2所示,參數主要為線圈匝數,線匝的邊長D,線匝的高度h,線匝的寬度w,線匝間的間隙y以及平面模型的厚度t。該模型能以一定比例放大元件間的相互作用,彌補了實際條件下幾乎無法檢查和區分法向摩擦和移動阻力的不足,使得原來在實際條件下難以觀測的元件間運動便于分析,可以得到那些原本不能在實驗中得到的金屬橡膠的那些定量、定性的規律。
圖2 金屬橡膠阻尼器等效模型
4. 結論
金屬橡膠材料是極為適合在惡劣環境下取代橡膠的一種新型材料。本文選用金屬橡膠中元件接觸作用模型,運用Solidworks軟件對其進行三維建模,為今后金屬橡膠材料的研究分析提供了理論依據,具有實際應用意義。■
參考文獻
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關鍵詞:雙橫臂懸架;氣壓制動;懸架K&C;操縱穩定性
中圖分類號:U463.33 文獻標識碼:A 文章編號:1005-2550(2016)06-0060-05
Abstract: During the development process of a light bus, due to the limits of double wishbone front suspension with air brake system, low floor, suspension system and steering system were unable to reference the benchmarking bus, chassis hard points and components had to be redesign. By analyzing the advantages and disadvantages of the benchmarking bus, in the development of the new product ,we optimized the front suspension kingpin parameters, K & C characteristics, layout of steering transmission system and rear suspension K characteristics which can improve the vehicle handling stability performance, in late chassis turning ,we achieved the goal of the vehicle performance.
Key Words: wishbone suspension; air brake system; suspension K&C; handling stability
1 前言
汽車底盤設計過程需要解決布置、性能、耐久等關鍵技術,
某輕型客車底盤開發過程中需要滿足以下設計要求:1、雙橫臂前懸架配氣壓制動;2、后鋼板彈簧非獨立懸架;3、車身二級踏步(前地板高度630mm)4、操縱穩定性及平順性性能對標某一上市車型。由于目前市場上尚無此配置車型,因此底盤需要全新的設計開發,在保證底盤性能的同時還要保證底盤零部件的耐久可靠性要求。前懸架結構如圖1所示:
2 底盤布置
由于采用氣壓制動系統,在轉向節位置需要配置一個尺寸較大的氣室,且在轉向過程中與轉向節一起旋轉,需要與上下擺臂、轉向拉桿、減振器保持足夠的空間,因而對底盤布置、運動間隙校核及零部件結構強度設計提出了巨大挑戰。對標車雙橫臂前懸架結構如圖2所示:
由于車身二級踏步及車身縱梁成形要求,雙橫臂懸架的扭桿彈簧只能安裝在下擺臂上,為滿足強度要求需要重新進行結構設計。
對于雙橫臂懸架,上下擺臂外球鉸點連線即為懸架主銷,其在YZ平面及XZ平面投影相對Z軸的夾角即為主銷內傾角及后傾角;主銷穿地點與輪胎接地點在YZ平面及XZ平面的投影距離即為主銷偏移距及后傾拖距;輪胎中心與主銷軸線在YZ平面的投影距離即為縱向力臂[1]。
主銷內傾角對車輛的重力回正有顯著影響;主銷后傾角及后傾拖距對車輛的側向力回正及高速穩定性有顯著影響[2];主銷偏移距對車輛的制動穩定性有顯著影響,一般的設計范圍為-10至5mm;縱向力臂對車輛的力矩轉向(加減速工況)特性有顯著影響[3],一般設計范圍為小于75mm。
通過對標車的主觀評價及客觀測試,發現對標車回正能力及高速穩定性能較差,為改進此方面性能,設計過程中將主銷后傾角及后傾拖距增大;設計中由于氣室的空間限制,主銷偏移距采用最小化設計;同樣由于氣室的空間限制,縱向力臂采用最小化設計,如表1所示:
3 性能優化
通過對標車的客觀測試,發現對標車很多K&C特性并不是很理想,如前懸架Roll camber大于1(外傾角隨車輪上跳而增大)、后懸架Roll steer趨勢過大及前懸架側向力剛度過低等。針對以上問題通過多體運動學分析,調整懸架硬點及襯套剛度,對懸架K&C進行優化。
懸架K&C優化遵循以下原則:盡量減小后軸的過度轉向趨勢,增大其等效側偏剛度,提高車輛的側向響應特性及穩定性;提高懸架側向力剛度,提高車輛的側向響應特性;降低懸架的縱向剛度,改善車輛的舒適性;優化前后懸架剛度,使前后懸架偏頻匹配;優化前后懸架側向中心高度及側傾剛度,使整車的側傾梯度及輪胎側向載荷轉移系數(TLLTD)合理等。
對于雙橫臂懸架,外傾角隨輪跳的變化趨勢取決于上下擺臂的相對長度及傾斜角度,如圖3所示,如輪跳時上擺臂外點相對下擺臂外點內移,則外傾角減小;如輪跳時上擺臂外點相對下擺臂外點外移,則外傾角增大;為滿足輪跳時外傾角減小的趨勢,設計中調整了上擺臂的長度及傾斜角度[4]。
對標車后懸架側傾軸轉向較嚴重,降低了整車的瞬態響應特性及穩定性,為改進此方面性能,設計過程中將鋼板彈簧前安裝點位置降低[5],但為了不影響離地間隙,前安裝點不能太低,這導致后軸側傾轉向還是有過度轉向趨勢,如圖4所示:
4 結構設計
由于布置原因,底盤零部件需要進行全新設計,除需要滿足底盤性能及零部件之間的運動間隙外,還需要滿足強度要求。設計中采用靜態經驗強度工況進行校核,具體工況見表3(表中六個工況及對應的各方向慣性載荷系數為某公司在平臺車型設計過程中積累及修正后的值,并根據可靠性試驗結果進行了驗證)。強度分析中將整個懸架系統在有限元軟件中建模,設置各零部件之間的約束關系,通過在車輪上加載靜態載荷來分析各工況下零部件的應力水平,只有滿足強度要求,零部件結構才能初步確定,而疲勞耐久特性還需在后期進一步驗證[7]。圖7與圖8分別為前懸架上、下擺臂有限元分析結果。
5 樣車驗證
樣車試制階段對懸架硬點等參數進行了嚴格的控制,樣車完成后首先進行檢查驗證工作。
1、進行四輪定位調整;
2、進行懸架K&C特性測試;
四輪定位主要是為了保證車輛的初始定位參數正確,是進行后續工作的基礎。懸架K&C測試用于檢查樣車是否滿足設計意圖,并可檢測車輛制造過程中左右懸架的對稱性。圖9為懸架K&C測試過程。
K&C測試結果驗證了設計階段相關參數。圖10~圖16列出了各曲線詳細對比。包括:驗證了前懸架Roll camber設計,使前外車輪側傾時外傾角減小(圖中紅色曲線為樣車,藍色曲線為對標車,下同),有利于提高車輛的極限性能;驗證了后懸架Roll steer設計,后軸過度轉向趨勢減小,有利于整車響應特性及穩定性;驗證了前懸架側向力剛度設計,使樣車剛度增加,有利于車輛的側向響應特性;驗證了主銷后傾角及后傾拖距設計,通過硬點調整達到目標值;主銷偏移距及縱向力臂與設計值相當,為最小化設計,有利制動穩定性及力矩轉向特性。
6 樣車調校
樣車驗證工作證明了樣車制造與設計的一致性,隨后則開展底盤調校工作。底盤調校工作主要是根據主觀專家的評價結果對懸架彈簧、穩定桿、橡膠襯套及減振器特性進行多輪的調整,最終實現操縱穩定性及平順性的提升及平衡[8] [9]。
本車底盤調校由某國際專家完成,調校場地選擇襄樊汽車試驗場,調校過程中減振器供應商及轉向系統供應商配合樣件性能調整。
調校后主觀評價結果如圖17所示。開發樣車在操縱穩定方面優于對標車,特別是在高速穩定性及回正特性方面;開發樣車舒適性低于對標車,主要是由于簧下質量相對對標車增加40%,造成平順性下降。
底盤調校后對樣車進行了可靠性試驗,試驗過程中底盤零部件沒有出現明顯的疲勞失效,證明零部件結構設計滿足可靠性要求。
7 總結
在該車型開發過程中需要滿足氣壓制動等先決條件,造成底盤硬點及零部件需要進行全新設計;通過參考對標車的特性參數,發現對標車部分參數可進一步優化,從而可提供車輛的某些性能;利用多體動力學,優化了懸架的K&C特性進而獲得相應的硬點位置、橡膠襯套剛度;利用有限元分析,在前期分析優化底盤零部件以滿足經驗強度工況,通過過去的可靠性試驗證明了方法的有效性;利用K&C等設備檢查驗證樣車制造與設計的一致性,并可檢查樣車制動的左右對稱性;通過底盤調校來調整彈性元件以獲得操縱穩定性及平順性的提升及平衡;樣車的整車性能達到了開發目標,證明了開發過程的有效性,為之后的底盤開發提供的思路。
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論文摘要:如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選,是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。本文根據實際工作經驗,對暖通空調設計方案應注意的一些問題進行粗淺的分析。
一、方案應吸收設備工種參加
現在有不少工程,在方案階段只有建筑師埋頭創造,不吸收設備工程師參加方案設計,結果建筑方案中選后設備空間沒有考慮,造成設備設計很大困難。機房設在某一角落,風道拉得很遠,既不經濟也影響通風效果;進風口與排風口擠在一起,不合規定;管道夾層當機房使用,噪聲、振動直接影響上、下客房,不但增加了消聲減振的費用,還難以取得滿意的效果。諸如此類舉不勝舉。要改變這一現實,要想適用、經濟、美觀地建造起現代化建筑,建筑師在方案階段就吸收設備工程師參加設計實為當務之急。
二、設計前對建筑物要了解清楚
要想做好一個建筑物的空調設計,達到真正良好的使用效果,應當是各工種綜合的好效果。用我們的政策語言,就是適用、經濟、美觀三者俱備。為此目標在做設計的時候各工種必須配合好。一般說來以下幾個問題首先要了解清楚,才好采取對策,即選用適合的方案和系統。
2.1弄清該建筑物在總圖中的位置,四鄰建筑物及其周圍供熱、供水、供電等管線的敷設方式與可能的接口地點。這可為本建筑物設計供熱入口時的客觀條件。也可作為計算負荷時考慮風力、日照等因素的參考,還可以根據主要入口的朝向,確定大門的做法。
2.2弄清建筑物內的人員數量,使用時間,有無廢氣要排等。作為計算負荷及劃分系統的依據。
2.3層數、層高及建筑物的總高度,看其是否屬于高層建筑。按現行的規范規定:十層及十層以上的住宅;建筑高度超過24m的其他民用建筑,應遵守高層民用建筑設計防火規范的條款。
三、可行性和可靠性問題
能夠滿足使用要求,這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求,包括有關環境保護的要求;設計方案應能滿足有關方面的要求(如供電、供氣、供水、供熱等),并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目,應對設計方案進行全年工況分析,以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況,對非標準設備應提出詳細的參數要求,并且所提出的參數要求應合理可行。
四、經濟性比較問題
經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。
五、調節性和可操作性問題
暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的,因此系統應有較好的調節性能,以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案,如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案,其一次投資通常較高,但運行能耗較小,在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓,設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。
設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高,可以減少管理人員的數量和勞動強度,從而使人工費減少,但使一次投資增加,對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制,應根據實際情況和要求,經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程,宜采用自動控制,以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化,以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑,系統設置應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要求。
六、安全性問題
暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時,安全性成為必須考慮的重要因素,應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題,應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統,并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮,在此不作詳述。設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響,例如,重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用在吊頂設置風機盤管的空調方案,因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。
七、環境影響問題
關鍵詞:汽車維修 分類 性能 要求
0 引言
車輛修理應貫徹視輕修理原則,即根據車輛檢測診斷和技術鑒定結果,視輕按不同作業范圍和深度進行,既要防止拖延修理造成車況惡化,又要防止提前修理造成浪費。
1 車輛修理分類
車輛修理按作業范圍分為車輛大修、總成大修、車輛小修、零件修理。
1.1 車輛大修 車輛大修是新車和經過大修的車輛在行使一定里程(或時間)后,經過檢測診斷和技術鑒定,用修理或更換車輛任何零件的方法,恢復車輛的完好技術狀況,完全或接近完全恢復車輛壽命的恢復性修理。
1.2 總成大修 總成大修是車輛總成經過一定使用里程(或時間)后,用維修或更換總成和零件(包括基礎件)的方法,恢復其好技術狀況和壽命的恢復性修理。
1.3 車輛小修 車輛小修使用修理和更換零件的方法,保證恢復車輛工作能力的運行性修理主要是消除車輛在運行過程或維修作業過程中發生或發現的故障或隱患。
1.4 零件修理 零件修理是對因磨損、變形、損傷等而不能繼續使用的零件進行修理。
2 汽車維修的主要性能要求
主要性能要求是動力性、燃油經濟性、車的操縱性與穩定性、汽車的制動性、汽車行駛平順。
2.1 汽車性能
2.1.1 動力性 汽車動力性是汽車在行駛中能達到的最高車速、最大加速能力和最大爬坡能力,是汽車的基本使用性能。汽車屬高效率的運輸工具,運輸效率的高低在很大程度上取決于汽車的動力性。這是因為汽車行駛的平均技術速度越高,汽車的運輸生產率就越高。而影響平均技術速度的最主要因素就是汽車動力性。隨著我國高等級公路里程的增長,公路路況與汽車性能的改善,汽車行駛車速愈來愈高,但在用汽車隨使用時間的延續其動力性將逐漸下降,不能達到高速行駛的要求,這樣不僅降低了汽車應有的運輸效率及公路應有的通行能力,而且成為交通事故、交通阻滯的潛在因素。因此,在交通部1990年的13號令中,特別要求對汽車動力性進行定期檢測。汽車檢測部門一般常用汽車的最高車速、加速能力、最大爬坡度、發動機最大輸出功率、底盤輸出最大驅動功率作為動力性評價指標
2.1.2 燃油經濟性 汽車燃油經濟性是汽車的一個重要性能,也是每個擁有汽車的人最關心的指標之一。
目前世界上評論汽車燃油經濟性,一般用耗油量或油行程來表示。耗油量是指汽車滿載時單位行駛里程所需燃油體積。我國和歐洲都用行駛百公里消耗的燃油數(L)來表示,即L/100km;油行程是指汽車滿載時,單位體積燃油所能行駛的里程,美國就是用每加侖燃油能行駛的里程數來表示,前一種表示法,數值越小,燃油經濟性越好;后一種表示法,數值越大,燃油經濟性越好。汽車的燃油經濟性指標與發動機的特性和汽車的自重、車速及各種運動阻力如空氣阻力、滾動阻力和爬坡阻力的大小以及傳動系的效率和減速比等都有關系,因而在數值上往往與實際情況差別。
汽車的經濟性指標主要由耗油量來表示,是汽車使用性能中重要的性能。尤其我國要實施燃油稅,汽車的耗油量參數就有特別的意義。耗油量參數在我國這些指標是汽車制造廠根據國家規定的試驗標準,通過樣車測試得出來的。它包括等速百公里油耗和循環油耗。
汽車的燃油經濟性有兩種測定法:一是行駛試驗法,另一種是在平坦道路上和一定條件下進行等速油耗試驗。
綜上所述,影響汽車燃油經濟性是多方面的。對于新車而言,它不但涉及發動機,還涉及到變速器、主減速器、汽車重量、車身造型等多方面因素。因此,汽車燃油經濟性是一個匯集綜合因素的技術指標,但它只能反映運行成本的問題,不能代表汽車的優劣,耗油高并不說明汽車差,耗油低也不說明汽車好,因為汽車的優劣還與汽車的安全性、舒適性有關,而這些性能往往與燃油經濟性相沖突的。
2.2 制動性能
2.2.1 制動距離 制動距離是指從駕駛員開始踏制動踏板起到制動停車為止,汽車駛過的距離。影響制動距離的因素很多,主要是制動系協調時間的長短、附著力的大小、制動器最大制動力和制動開始時的車速。因此減小制動距離必須縮短制動系協調時間,增大制動器最大制動力和路面附著系數。
在高速形式的情況下,汽車具有較大的動能,制動的持續時間較長,是制動器升溫較高,制動效能降低,從而增加制動非安全區長度。為此在行車時,應慎重使用制動器。根據交通流運行情況,有預見性地制動。嚴禁在流量較大,車間距相對較小的情況下,突然制動。雖然由于制動性能好而減速停車,但跟隨車制動非安全區較大,也可能誘發多車追尾相撞的重大事故。
2.2.2 制動跑偏與側滑 汽車在制動過程中,由于左右車輪制動力不等,車輛不能維持原來的行駛方向,造成自行向左或向右偏駛,甚至失去控制,極易造成交通事故。絕大部分的汽車跑偏都是因車輪制動器。裝配調整不當引起的,為了杜絕或根除因跑偏而產生嚴重碰撞事故,必須對制動器進行嚴格的檢測,發現不合標準及時修理或重新調整,以策行車安全。
制動側滑只有通過改進汽車制動系統的結構設計才能徹底解決。目前裝配的ABS防抱死制動系統可以很好地解決這一問題。
汽車制動力的大小與汽車制動距離有很大關系,左右車輪的制動力影響汽車制動性能。檢驗制動器的制動力需要使用專用的制動試驗臺。二般要求前、后軸左右輪制動力之差分別不大于該軸軸荷載的5%~8%為宜。
2.2.3 制動系協調時間 制動系協調時間是指踏下制動踏板至出現制動力所經過的時間與制動力增長時間之和,主要取決于汽車制動系統的結構和技術狀況。為保證汽車的行駛安全,須盡量縮短制動系協調時間。
2.3 汽車的操縱性和穩定性 汽車能按駕駛員操縱方向行駛,抵抗力圖改變行駛方向的外界干擾,維持一定的速度,不會造成駕駛員過度緊張和疲勞,保持穩定行駛,汽車的這種能力稱為操縱穩定性。汽車的操縱穩定性與交通安全有直接的關系,操縱穩定性不好的汽車難于控制,嚴重時還可能發生側滑或傾翻,而造成交通事故。因此,良好的操縱穩定性是行車安全的重要保證。汽車的操縱穩定性可用汽車穩態轉向特性、汽車穩定極限以及駕駛員-汽車系統在緊急狀態下操縱穩定性作為評價指標。
2.4 汽車行駛平順性 汽車行駛平順性的評價方法,通常是根據人體對振動的生理反應及對保持貨物完整性的影響來制訂的,并用振動的物理量,如頻率、振幅、加速度、加速變化率等作為行駛平順性的評價指標。
為了便于分析,需要對由多質量組成的汽車振動系統進行簡化。在研究振動時,常將汽車由當量系統代替,即把汽車視為由彼此相聯系的懸掛質量與非懸掛質量所組成。