运载火箭气动外形和结构设计

PLC气动微震压实造型机自动控制

课程设计 （说明书） 题目气动微震压实造型机的自动控制 班级 141102021 学号 22 学生姓名李俊琴 指导教师刘红 2015年 1 月14 日

课程设计任务书 课程名称材料成型自动化 院（系）材料科学与工程学院专业材料成型及控制工程 班级学号202 姓名李俊琴 课程设计题目气动微震压实造型机的自动控制 课程设计时间: 2015 年1 月5 日至2015 年1 月16日 课程设计的内容及要求： 气动微振压实造型机是一种在压实的过程中能同时震击以得到较高的及较均匀的砂型紧实度的造型设备，造型工作循环主要由接砂、加沙、震击、压实、起模等工序组成。 控制要求：按下启动按钮，自动完成气动微震压实造型机的一个工作循环，之后设备处于下一个循环前的等待状态。 课程设计内容主要包括：①设备工作原理及工艺过程分析；②电磁阀状态表； ③PLC点数的确定；④I/O端口分配；⑤功能流程图；⑥PLC程序设计；⑦程序调试等。 指导教师刘红2015 年 1 月 5 日 负责教师年月日 学生签字年月日

摘要 本文介绍了电路系统控制下气动微震压实造型机造型过程的自动的PLC控制。主要动作程序为：接砂、加沙、震击、压实、起模等。电气控制系统中相应电磁阀通断电决定某一动作的实现。自动控制系统要求：按下启动按钮，自动完成气动微震压实造型机的一个工作循环，之后设备处于下一个循环前的等待状态。其次，本文还介绍了气动微震压实造型机的工作原理，基本结构，工艺过程，电气控制系统，PLC的基本结构等，并由PLC在其内部存储执行逻辑运算，顺序运算，计时，计数和算术运算等操作的指令，经过数字式或模拟式的输入和输出，控制整个气动微震压实造型机的一整个造型过程。 关键词：PLC ;气动微震压实造型机 ;造型过程

《运载火箭》教学设计

《运载火箭》教学设计 教材分析 本课教学内容共分三个部分： 一、介绍国内外著名的运载火箭及运载火箭的组织结构。 在本环节教学过程中，教师可以找一些火箭发射、升空、飞行的图片或录像，请学生观看并描述。了解人类在航天技术领域取得的伟大成就。同时希望通过大量的图片和音像视频激发学生的兴趣，开阔学生的视野。此处教材有三幅图，第一幅是中国“长二捆”火箭。长征二号捆绑运载火箭(CZ-2E)，简称长二捆，是一枚大型两级捆绑式运载火箭，在其一级外部捆绑有四个直径为2.25米，高为15米的助推器。长二捆运载火箭主要用于发射近地轨道（LEO）有效载荷。配以合适的上面级，可进行中高低轨道、地球同步转移轨道等卫星的发射。长二捆火箭的研制成功，使我国首次突破了助推器捆绑技术、首次研制成功了推进剂利用系统和大型发射台等36项关键技术，为我国的运载火箭进入国际发射服务市场起到了重要的推动作用。中国人也一直在为早日飞上太空而追索，1999年11月20日，我国在酒泉卫星发射中心用运载火箭成功发射了第一艘“神舟”号试验飞船。2003年10月15日，中国成功发射了第一艘载人飞船“神舟”5号，并于次日成功返回，宇航员杨利伟安然无恙。现在已拥有包括把“神舟”5号送上太空的系列运载火箭，已光荣地跻身在世界航天的先进行列。第二幅是法国“阿利亚娜”号火箭。1979年12月24日第一枚阿里亚娜1型火箭发射成功。它是一种三级火箭，长47.39米，直径3.8米，发射重量200吨，能将1.7吨的有效载荷发射到地球同步转移轨道。阿里亚娜1型火箭发射11次，其中1次失败。阿里亚娜火箭至今已研制成功4种型号。世界商业卫星的发射业务大约有50％由阿里亚娜火箭承担。第三幅图是三级火箭结构图。火箭点火后，在第一级发动机的推动下起飞，火箭徐徐垂直上升，穿过稠密大气层后，第一级发动机在预定时间熄火、分离、脱落，与此同时，第二级发动机点火工作，继续加速。第二级发动机在预定时间熄火、分离、脱落，运载火箭的第三级与卫星一起，经过一段自由滑行，到达预定轨道附近，按程序控制指令第三级发动机点火，继续加速，使之达到预定速度，在预定点把卫星弹出，进入预定轨道。 二、了解火箭工作的基本原理。

通用上下料气动机械手结构设计

编号：SM-ZD-30903 通用上下料气动机械手结 构设计 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

通用上下料气动机械手结构设计 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，应用特点广泛。论文介绍了气动机械手的原理，对机械手的主要部件和设计要求做了相关的阐述，另外对机械手回转臂的结构帮了优化措施。 气动机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，特别适用于汽车制造业、食品和药品包装行业、化工行业、精密仪器制造业和军事工业等。 在现代工业技术应用的气动机械手能够实现4个自由度的运动，其各自的自由度的驱动全部由气动肌肉来实现。最前端的气爪抓取物品，通过气动肌肉的驱动实现各自关节的转动，使物品在空间上运动，根据合理的控制，最终实现机

飞机的气动布局与机翼的几何参数

飞机的气动布局与机翼的几何参数 人类向往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。但是由于鸟类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。 而真正促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面分开考虑，而发明了固定翼飞机。 飞机是二十世纪人类史最伟大的科学成就。是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。 当年李白受安史之乱蒙冤沦为囚犯，被流放到白帝城后，朝廷大赦天下，他立刻返舟东下，重出三峡，欣喜的心情无法言表： 朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。 如果李白乘飞机，不知如何写佳作。是否同意写成如下： 朝辞白帝彩云间，千里江陵一时还。两耳风声鸣不住，轻机已过万重山。 人类要想自由飞翔，必须做到： 1、必须有良好的气动外形 2、必须有轻巧的结构 3、必须有相当的动力 4、必须达到一定的速度 5、必须有机敏的操纵机构 6、必须有导航系统 与鸟的飞行不同，飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动，而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。如对于水平等速直线飞行而言，从飞机受力条件，有（升力与重力平衡） L＝G L V ￥ F＝D D//V （推力与阻力平衡） ￥ M=0 (俯仰力矩保持守恒）

飞机产生升力必须具备的条件： （1）有空气（飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力）。此外，喷气发动机的氧气也是取源于空气。（2）必须存在一定的飞行速度（飞机和空气之间要有一定的相对运动，产生空气动力）。 （3）要有适当的气动外形、受力大小和飞行姿态。 （4）必须存在保持和改变飞行状态的能力。 1、飞机的气动布局 不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的气动布局是不同的。 何为飞机的气动布局？ 广义而言：指飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相互位置。 飞机的主要部件有：推进系统、机翼、机身、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。 按机翼和机身连接的相互位置分为： 按机翼弦平面有无上反角分为：

气动系统压力、流量、气管壁厚、用气量计算

气动系统压力、流量、气管壁厚、用气量计算 1 气动系统相关计算 (1) 1.1 试验用气量计算 (1) 1.2 充气压力计算 (2) 1.3 管径及管路数量计算 (2) 1.3.1 根据流量计计算管径及管路数量 (2) 1.3.2 根据减压阀计算管径及管路数量 (4) 1.3.3 管径及管路数确定 (5) 1.4 气管壁厚计算 (6) 1.5 理论充气时间和一次试验用气量核算 (6) 1气动系统相关计算 1.1试验用气量计算 根据系统要求，最大气流量需求发生于：漏气量为 2.5m3/s（标准大气压下的气体体积）时，筒内压力充至 1.35MPa压力的时间不大于30s，并能保证持续不少于10s。 根据公式P1V1=P2V2（1） 求得单位最小流量：Vmin-0.1MPa=（（1.35/0.1）×（0.0675+0.01）/30)+2.5=2.539m3/s 其中0.0675m3是装置密闭腔容积； 0.01m3是管路容积（管路长度取20m）。 因为气源提供的流量在10MPa压力下不小于2.6m3/s（标准大气压），而系统输入压力最大为16MPa，所以气源满足系统流量要求。后文中按照输入

流量为2.6m3/s进行计算。 质量流量（Kg/h）=体积流量×密度，20℃时，标准大气压下气体密度为1.205kg/m3,即质量流量=2.6×1.205×3600=13014kg/h。 1.2充气压力计算 一般密闭腔充气压力设置为目标值的1.05至1.1倍，由于系统要求的漏气量较大，初步设定充气压力为目标值的2.0倍。本装置需对密闭腔充气至最大1.35MPa，即目标值为1.35MPa，充气压力为P：P=2.0×1.35=2.70MPa。 即减压阀出口压力初步设定为2.70MPa。 1.3管径及管路数量计算 1.3.1根据流量计计算管径及管路数量 流量计一般都有量程限制，如果流量过大，就必须将总气量分几路进行输送，以保证单路的输送流量符合流量计量程，根据流量计的量程计算分路数。 表4 流量计计算参数表 量（体积流量=质量流量/减压阀出口密度ρ）。 表5 流量计计算参数表

气动机械手升降臂结构设计分享

毕业设计(论文) 题目: 气动机械手升降臂结构设计，面板操纵式（有动力）点位示教部分控制软件设计

摘要 本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，气动技术的特点，PLC控制的特点,触摸屏的特点及国内外的发展状况。 本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的技术参数。同时，设计计算了机械手的升降臂和回转臂结构，设计了机械手的手部结构。 本文系统地研究了机械手的气动系统，对气压系统工作原理图的参数进行了了解，大大提高了绘图效率和图纸质量。 利用可编程序控制器（PLC）对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，对机械手的面板操纵式（有动力）点位示教部分控制软件进行了设计。 关键词:工业机器人；机械手；气动；可编程序控制器；触摸屏；示教

Abstract This thesis gives a brief introduction of the conception of industrial robot and domestic and overseas development of industrial robot, including components and categories of manipulator, the characteristics of the system of air pressure drive technique and PLC, and the features of touch screen calibration. This thesis makes a general designation and decides the technique parameter of manipulator. Meanwhile, it designs the elevator arm and Rotary arm structure of manipulator as well as the construction of the hand part. This thesis focus on the analyzing of the air pressure drive system of manipulator and the study of the air pressure system working principle diagram datum, which helps a lot to make a improvement in charting. With the help of PLC we attain the controlling of manipulator. In this thesis, I choose the proper type of PLC, work out the manipulation program of PLC controller according to the working progress of manipulator, and design the manipulation software of the manipulation of Control panel (Dynamic) -Point Demonstration part. Keywords: industrial robot; manipulator; air pressure drive; PLC; touch screen; Demonstration

桨叶的外形设计

叶片外形确定 设已知风轮尖速比0λ,直径D,叶片数B 和剖面翼型，叶片来流角?可由下式确定。0 33cot 2 2 r R ?λλ== 然后根据设计者经验取各剖面攻角α,一般取α满足升阻 比L/D 在最大值附近，再根据θ?α=-确定叶片扭角。最后根据 C = 要完整设计风力机叶片，可以按下面方法进行。 1. 风轮设计参数 给定风力机输出功率P 、设计风速1V 、机电效率12ηη，风能利用系数p C ，空气密度ρ 2. 风力机设计步骤 （1）计算风力机风轮直径D 根据公式321120.49P D C P V ηη=求得直径D (2)确定尖速比 根据设计风速，给定风力机转速，用电机加一个变速箱达到要求。这样就可以确定风力机的叶尖速比。 （3）确定叶轮的实度和叶片数目。已知尖速比，根据尖速比 与叶轮实度的关系图可以得到实度，对于小型的风力机叶片数目取3比较合适。 （4）将风轮分为10个剖面，每个剖面间隔0.1R,计算各剖面的λ值。 (5)选取翼型。确定升阻比最大时的攻角α和升力系数L C 。

（6）用公式0 33cot 22r R ?λλ==确定每个剖面的来流角? (7)确定每个剖面的形状参数N, 可用公式N = 计算 （8）对于每一个计算点，使用下列公式计算弦长.L rN C B C =, 根部区弦宽太大,故进行线化或其他处理. (9) 计算叶片展弦比SP. R C SP = C 为平均弦宽 （10）根据叶片的展弦比,对升力曲线进行修正。用经验性的校正调整攻角，以得到最佳的升阻比L/ D 根据升力曲线与轴相交处的攻角0α采用下列公式算出校正后的攻角c α, 03 (1)0.11L c P C S αα=+ + (11)根据公式c θ?α=-得到扭角，在根部，得到的扭角过大，也可做适当修正。 （12）绘制精确的叶片和翼型图。

气动调节阀选型及计算

气动调节阀选型及计算 执行器是控制系统的终端控制元件，是重要的环节，气动调节阀在常用的执行器中约占85﹪以上。控制系统中因气动调节阀造成不能投运或运行不良者有占50﹪-60﹪以上。其中除提供的工艺参数出入较大，阀制造质量欠佳和使用不当外，选型与计算的方法不妥则是一个相当突出的因素。因此，如何合理正确地选择和计算气动调节阀就是自控设计中至关重要的问题了。 调节阀按调节仪表的控制信号，直接调节流体的流量，在控制系统中起着十分重要的作用。要根据使用条件和用途来选择调节阀。选择调节阀项目有：结构型式、公称通经、压力－温度等级、管道连接、上阀盖型式、流量特性、材料及执行机构等。深入研究各个项目和它们之间的相互关系，是极其重要的。选择调节阀必须知道控制系统的各种工艺参数，以及调节仪表、管道连接等基本条件，才能正确地选择调节阀。下面为一般选用调节阀的基本准则：(图一、图二)

（图一） 调节阀的选择 工艺流体条件 流体名称、流量、进/出口 确认选择条件 压力、全开/全关时压差、温度、 比重、粘度、泥浆等。 选择品种规格 调节仪表条件 流量特性、作用型式、调节 仪表输出信号等。 写出规格书 管道连接条件 公称压力、法兰连接型式、 材料等。 （图二） 选型和计算（定尺寸）是选择一个调节阀的两个重要部分。它们是不同的，然而又是互相关联的。以往，各工业部门的自控设计的选阀工作有些基本上没有考虑到它们之间的在联系。对国一般产品来说，用一组工艺参数计算两个不同阀型的流通能力，临界条件下的计算结果最大可相差40％以上。

不同结构的调节阀有其各自的压力恢复特性。此特性用压力恢复系数F L或最大有效压差比X T表示。一般的单、双座阀等属于低压力恢复阀，F L和X T较大；蝶阀和球阀等属于高压力恢复阀，F L和X T较小；偏心旋转阀则介于两者之间。参数F L和X T的引入有助于在计算中根据已知的工艺参数来确定真正有效压差，以计算出精确的流通能力。 F L和X T的数值必须在阀型选定之后才能获得，而阀型的选定不仅与流体的性状、压力、温度、腐蚀性等因素有关，并且与流通能力、可调围、允许压差等参数有关；但是这些参数必须经计算后才能得到，而往往由于这些参数的限制又必须改选阀型；因此问题的关键就在于要设计出一套合理的方法和步骤，把选型和计算作为一个有机的整体综合起来考虑。 气动调节阀选型和计算包括以下几部分。 1.气动调节阀的选型和选材 调节阀的选型按照工艺和自控专业提出的各项要求进行。在选型中主要考虑以下各个方面：流体的性状、静压、温度、压差、腐蚀性、对阀的泄漏要求、阀的动作方式、管道配置、以及流通能力和可调围等。 流体腐蚀性的影响主要体现在阀体和阀芯材料的选择上。由于不能排除某些材料只许在某种特殊的阀型中使用的限制条件，因此并不是每种阀型均可任意选择材料。阀体材料的选取主要考虑流体介质的腐蚀性、静压和材料的许用温度。阀芯材料的选取主要考虑流体介质

48 自转旋翼机桨叶结构设计-钱伟(6)

第二十八届（2012）全国直升机年会论文 自转旋翼机桨叶结构设计 钱伟1朱清华1陈宣友2 (南京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室，南京，210016；中航工业发展中心，北京，100012) 摘要：本文以某一自转旋翼机桨叶结构设计为例，介绍了中小型自转旋翼机复合材料桨叶初步结构设计，包括关键材料的选取，整体结构安排，常用部件布置等。为桨叶后续分析及调整奠定基础。 关键字：自转旋翼机；桨叶；设计 1引言 自转旋翼机的抗风能力较高。一般来说，其抗风能力强于同量级的固定翼飞机，而大体与直升机的抗风能力相当。旋翼机的性价比很高，胜过同量级直升机1/5~1/10。 旋翼系统主要给旋翼机提供升力和俯仰、滚转姿态操纵，桨毂常用的是全铰接式、跷跷板式。由于不需反扭矩装置，主要型式是单旋翼构型。旋翼常采用2片或3片桨叶，由于应用于直升机的负扭桨叶对自转旋翼机来讲并没有多大优势，所以常用无扭转或甚至是正扭转桨叶[1]。 桨叶是旋翼飞行器的关键部件，对旋翼机的性能和飞行安全都有重要影响。因此，桨叶设计直接影响飞行性能、飞行品质和飞行安全性。 2桨叶的气动参数优化选择 对于整个旋翼桨盘，起阻碍转动作用的桨叶段形成了一个阻转区，起驱使转动作用的桨叶段形成了一个驱动区，桨根段形成了一个失速区，这是垂直来流状态下的区域分布。 当有前飞速度时，来流有偏角，为斜流，各方位加上前飞相对速度投影的影响。显然，在后行桨叶侧靠近桨根处有一圆形反流区，反流区位于失速区内，失速区内气动力主要表现为阻力。桨盘升力主要由阻转区和驱动区气动合力的垂直分力合成[1]。本文选取桨叶半径，弦长，负扭度，及翼型配置进行优化设计（该技术方法另文呈现）。 3桨叶结构布置 3.1桨叶结构形式 根据优化设计选择桨叶参数，如下表1： 表1 桨叶的主要设计参数 旋翼形式跷跷板式（带挥舞铰） 旋翼转向右旋(俯视逆时针旋转) 旋翼直径D=12.8m 旋翼转速1（前飞状态）Ω=27.22rad/s (260r/min) 旋翼转速2（起飞状态）Ω=39.79rad/s (380r/min) 桨叶平面形状矩形 桨叶翼型OA212 桨叶扭转角0° 桨叶弦长0.350m

飞机的气动布局与机翼的几何参数资料讲解

飞机的气动布局与机翼的几何参数

飞机的气动布局与机翼的几何参数 人类向往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。但是由于鸟类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。 而真正促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面分开考虑，而发明了固定翼飞机。 飞机是二十世纪人类史最伟大的科学成就。是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。 当年李白受安史之乱蒙冤沦为囚犯，被流放到白帝城后，朝廷大赦天下，他立刻返舟东下，重出三峡，欣喜的心情无法言表： 朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。 如果李白乘飞机，不知如何写佳作。是否同意写成如下： 朝辞白帝彩云间，千里江陵一时还。两耳风声鸣不住，轻机已过万重山。 人类要想自由飞翔，必须做到： 1、必须有良好的气动外形 2、必须有轻巧的结构 3、必须有相当的动力 4、必须达到一定的速度 5、必须有机敏的操纵机构 6、必须有导航系统 与鸟的飞行不同，飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动，而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。如对于水平等速直线飞行而言，从飞机受力条件，有 L＝G L V ￥（升力与重力平衡） F＝D D//V ￥（推力与阻力平衡） M=0 (俯仰力矩保持守恒） 飞机产生升力必须具备的条件： （1）有空气（飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力）。此外，喷气发动机的氧气也是取源于空气。 （2）必须存在一定的飞行速度（飞机和空气之间要有一定的相对运动，产生空气动力）。 （3）要有适当的气动外形、受力大小和飞行姿态。

气动机械手设计说明书

气动机械手－设计说明书

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一、设计要求 为卸码垛机械手臂配制造附件,即夹持工件的手指机构。机构应根据工件的形状、尺寸、工件质量大小、表面性质等因素专门设计。本设计拟搬运宽度尺寸9０～11０mｍ、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。设计手指机构的机械结构，机构自身重量控制在10ｋg以内,手指的动力驱动方式自选。 二、具体设计方案 本次机械手的主要设计构思来源于实验室的机械手模型,通过对实验室机械手的一系列观察研究，开始了如下方案的设计。 首先，我们选择了气动的方式来驱动机械手的运动,而对于气缸的选择，因为在这方面的学习还不够,而且对于我们所设计的机械手结构在气缸方面的要求不高,故在此不作进一步研究。 根据实验室的机械手模型,我们仿照其结构把机械手设计为平行式夹持手爪,接下来是对一些重要尺寸的确定做一较为详细的介绍。 2．1机械手手爪伸缩运动的设计 通过查阅相关资料,对于夹持型手爪进行受力分析如图所示,两个手指总夹持力2μＦ必须大于夹持工件的重力ｍg 故应满足2μF>mg，即F>mg/２μ 式中μ为摩擦系数,本次设计的手指夹持处设有辅助件，材料取为硬质橡胶，一般令μ=0.65； 另外已知m为5kg； 由此可得 F>ｍg／2μ=5×9．8/(2×0.６5)＝38N

机械手的结构图如下： 此部分为机械手的夹持部分,由图中可知，此结构主要是以齿轮齿条的啮合运动来实现手指的夹紧与放松,而通过两个类似于单缸气缸的腔体充气和放气产生推动力。因此根据公式可得: Ｄ=(4F／(πPη)）? 其中η为负载率,一般取0．4。代入相关数据可得：D=0．017m 又知腔体中受压缩气体作用的面积为一圆环，即 ｓ=π*（R2-r2)=π*D2/4 (其中Ｒ为腔体外半径，r为轴半径) 只要圆环面积s大于π*D2/4即可,现取Ｄ=0.02m=20mｍ r=10mm R＝20mm 则s的面积足够大,能提供足够的推力来满足运动。 之后根据所夹持件尺寸的要求是9０至11０mm,则按照90mm来计算(最小的工件尺寸），若能夹到的话,则110ｍm的也一定能夹到,然后通过一系列的尺寸推导运算(该部分是通过先初步设计尺寸，然后在建模过程中不断修改所得），即可设计出如上所示的机械手结构。其中最主要的就是齿轮齿条的行程大小确定，它是根据所要夹持工件的尺寸要求来设计的。

风力机的翼型与叶片外形设计简介

风力机的翼型与叶片外形设计简介 摘要 关键词：风力机，翼型，叶片 Introduction to aerofoil and blade shape design for wind turbine Abstract Keywords: 引言 叶片是风力机重要的能量转换部件，其设计和制造直接影响风力机发电机组的高效安全运行。风力机的运行效率直接与叶片的空气动力设计有关，包括叶片长度、翼型、沿纵向翼型的分布和安装角。 1、翼型与叶片外形设计的重要性 2、叶片外形设计的大概过程，强调叶片外形设计时翼型的前提作用 3、给出论文的框架 1.1 风力机翼型设计 1.1.1风力机翼型设计发展过程及特点 讲清与飞机翼型的区别 翼型空气动力特性的好坏直接影响风力机的性能，翼型的形状也影响叶片的主体结构形式。在风力机叶片翼型参数的设计过程中，各个参数的变化都会对其他参数的设计产生影响。在设计中本着能够使单位叶素有最大的功率利用系数的原则，来选择翼型参数。 在20世纪七八十年代的风力机设计过程中，很多风力机直接采用了NACA系列中的航空翼型。但风力机的工作条件和飞机有较大的区别，一方面风力机叶片工作时，其攻角变化

范围大；另一方面风力机叶片设计要考虑低雷诺数的影响，风力机和飞机工作的雷诺数范围有所不同，其影响将就也不完全一样，过去在小型风力机设计中考虑雷诺数较少而是直接选 用，以翼弦为特征长度的雷诺数在风轮径向方向是变化的，在大型叶片设计中必须给以考虑。设计实践表明，使用航空翼型虽然可以得到很高的升阻比，但是在低雷诺数环境下，航空翼型易于发生泡式分离，从而使升阻比特性恶化。另外，航空翼型对表面粗糙度比较敏感，在翼型几何形状由于灰尘、结冰等原因发生变化时，翼型的气动特性往往也会迅速恶化，从而不适于直接作为风力机叶片翼型使用。 因此，选择翼型常根据以下原则：对低速风轮，由于叶片数较多，不需要特殊的翼型升阻比；对于高速风轮，叶片数较少，应选择在很宽的风速范围内具有较高的升阻比和平稳失速特性的翼型，对粗糙度不敏感，以便获得较高的功率系数；另外要求翼型的气动噪声低。 1.1.2风力机翼型分类 按风机发电量，按不同实验室; 不同类型的风力发电机对翼型的不同要求 1.1.3风力机翼型设计方法简要介绍 1.1.4风力机翼型小结 创新点在于：对于不同类型的风机翼型应该怎么样选取，在一个叶片上不同翼型的分布。 1.2 叶片外形设计 从轮毂中心到叶尖不同位置处，翼型的选择 从轮毂中心到叶尖不同位置处，相应翼型的弦长长度公式 从轮毂中心到叶尖不同位置处，相应翼型的攻角 失速型叶片与变桨型叶片的区别（安装角的问题） 陆上风机叶片与海上风机叶片的区别 MW风机与小型风机叶片的区别 1.3 金风750KW与1.5MW的翼型与叶片外形特点 提出目前叶片所存在问题

风力发电机叶片气动外形设计方法概述

0 引　言 风力发电是风能利用的主要方式，叶片是用来转换风能的关键部件。风力发电机叶片的外形决定了风能转换的效率，因而风力发电机叶片气动外形设计关系到风力发电机的性能，是风力发电机设计着重考虑的部件之一。 Glauert理论、Schmitz理论和动量—叶素理论是叶片设计的基础理论，现代叶片设计方法都是在这些理论上进一步发展起来的。到目前为止，Glauert理论和动量—叶素理论仍在广泛的使用。分别介绍了三种理论如何求解叶片的弦长和来流角并运用C#语言对以上三种方法进行编程，实现对叶片弦长和来流角的求解，并对这三种方法求解出来的结果进行比较和分析。 1 理论方法介绍 1.1 Glauert理论 G1auert设计方法是考虑风轮后涡流流动的叶素理论(即考虑轴向诱导因子a 和切向诱导因子b )；但在另一方面，该方法忽略了叶片翼型阻力和叶梢损失的作用，这两者对叶片外形设计的影响较小，仅对风轮的效率 影响较大。[4] 由一系列的推导知道[1]，对于在给定半径r 处的尖速比 ，当 时，即 时，P C 有最大值。令 （1）式中： —中间变量 在等式两边同除以 ，得 （2） 风力发电机叶片气动外形设计方法概述 贾娇1 田 德※1，2 王海宽1 李文慧1 谢园奇2 （1.内蒙古农业大学机电工程学院 2.华北电力大学可再生能源学院） 摘　要：该文介绍了目前风力发电机叶片的主要设计理论——Glauert理论、Schmitz理论和动量—叶素理 论。运用以上三种理论，使用c#语言编程分别计算了1000W叶片的弦长和来流角，并对计算出的结 果进行了比较和分析。从设计的结果可以得到，用动量—叶素理论设计出来的弦长和来流角较Glauert 理论和Schmitz理论设计出来的弦长和来流角更小。但是用以上三种理论设计出来的弦长和来流角在 叶根处都偏大。 关键词：风力发电机；叶片；气动外形设计 而 ，则 即 ，由此可得： （3）将上式代入（1），便可求得a 值。 根据 便可求得b ，进而可求出如图1所示给定半径处的来流角 （a）速度 （b）作用力 (4) 便可求出 （5） 1.2 Schmitz理论 很多基本理论是在风力发电机假设叶片无限长的情况下建立的，对于有限长度的叶片当风轮旋转时，升力翼的下表面压力大于大气压力，上表面压力小于大气压 图1 翼型在气流中的运动分析及受力分析 p C

毕业设计_真空吸盘式气动机械手的设计

一绪论 （一）气压传动技术的研究发展动向 随着科学技术的不断进步，目前气压技术正向着高压、高速、大功率、高效、高度集成化的方向发展。虽然气压传动技术方便简洁，但是气压传动中存在着一些亟待解决的问题，如：气压系统工作时的稳定性、工作介质的泄漏、气压冲击对设备可靠性的影响等等，这些问题都是气压传动技术需要研究和解决的。任何技术的改革和创新，都必须以稳定、可靠的工作为前提，这样才具有它的实际意义。 （二）气压传动技术的应用 机械制造业，其中包括机械加工生产线上工件的装夹及搬送，铸造生产线上的造型、捣固、合箱等。在汽车制造中，汽车自动化生产线、车体部件自动搬运与固定、自动焊接等。 电子IC及电器行业，如用于硅片的搬运，元器件的插装与锡焊，家用电器的组装等。 石油、化工业用管道输送介质的自动化流程绝大多数采用气动控制，如石油提炼加工、气体加工、化肥生产等。 轻工食品包装业，其中包括各种半自动或全自动包装生产线，例如：酒类、油类、煤气罐装，各种食品的包装等。 机器人，例如装配机器人，喷漆机器人，搬运机器人以及爬墙、焊接机器人等。 其它，如车辆刹车装置，车门开闭装置，颗粒物质的筛选，鱼雷导弹自动控制装置等。目前各种气动工具的广泛使用，也是气动技术应用的一个组成部分。 （三）气压传动的特点 气压传动的优点：以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道；因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境；与液压传动相比，气压传动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁，不存在介质变质等问题；工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电

在汽车行业的气动外形优化混合方法

在汽车行业的气动外形优化混合方法 摘要 复杂的工业气动外形优化工具的发展，是基于一个混合的过程。随机优化方法、夫妇遗传算法和确定性的BFGS方法。Navier-Stokes方程、K - ε湍流模型对于每个优化所需要的评估能解决与商业CFD代码的非结构化网格周围的形状优化。经过各种验证测试的，该方法被成功地应用于优化一个简化的汽车的后部形状，使计算加速阻力系数的时间的最小化。 1.介绍 由于环境和销售参数的原因，降低道路车辆的耗油量与汽车制造商有关。因此，，更精确地降低车辆的空气动力学阻力系数成为汽车研究中心的主要议题之一。因为它已被证明的阻力系数是40％，依赖于外部形状和它的后部几何形状。一个数值优化方法在这里提出，以寻求得到创新的低阻力的汽车的形状。这项研究的主要目的是利用流体力学分析优化策略建立一个单一学科的设计问题。本文开发的自动优化方法是基于两种类型的算法耦合而形成的。 随机选择的算法是一种遗传算法（GA）。为了减少公司漫长的模拟时间，同时保持它的优点，已加上一个基于梯度的确定性方法，该方法具有快速收敛到一个现有的解决方案的优势。即以下的方法：首先，提高随机人群的解决方案。然后，基于梯度的方法的几个步骤通过以下方式获得对GA的最优个体，重新注入高原人口和GA重新启动，直到得到新的个人。方法稳定后该混合算法就将停止。遗传过程只是轻微扰动，但在同一时间，梯度法允许更快的下降得到最优解。 在工业应用中，基于梯度的方法的困难之一是成本函数的灵敏度相对于它的参数的计算。在有限差分近似的梯度试验中，其作为一个商业CFD代码已被用来解决的不可压缩的Navier-Stokes和K-ε方程。 论文被分为三个部分。首先，对一些特殊性的优化方法进行了介绍。然后通过分析优化对新型混合方法进行了验证。最后，把第一次的3D形状优化呈现出来。

乘波体气动外形设计与计算_杨海江

中图分类号 V211.3 论文编号 1028701 08-0061 学科分类号 080103 硕士学位论文 乘波体气动外形设计与计算 研究生姓名杨海江 学科、专业流体力学 研究方向计算流体力学 指导教师王同光教授 南京航空航天大学 研究生院 航空宇航学院 二ОО八年三月

Nanjing University of Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Aerospace Engineering Waverider Aerodynamic Configuration Design and Aerodynamic Performance Calculation A Thesis in Mechanics by Yang Haijiang Advised by Professor Wang Tongguang Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering March , 2008

承诺书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名： 日 期：

气动机械手的设计设计

毕业设计（论文）题目：气动机械手的设计 系部：机电工程系 专业：数控技术 班级： 姓名： 学号：

目录 摘要 (3) 第一章前言 1.1机械手概述 (4) 1.2机械手的组成和分类 (4) 1.2.1机械手的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 1.2.2机械手的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 第二章机械手的设计方案 2.1机械手的坐标型式与自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 2.2机械手的手部结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 2.3机械手的手腕结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 2.4机械手的手臂结构方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.5机械手的驱动方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.6机械手的控制方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.7机械手的主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 2.8机械手的技术参数列表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第三章手部结构设计 3.1夹持式手部结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1.1手指的形状和分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.1.2设计时考虑的几个问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 3.1.3手部夹紧气缸的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 第四章手腕结构设计 4.1手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 4.2手腕的驱动力矩的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 4.2.2回转气缸的驱动力矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 第五章手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核 5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 5.1.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 5.1.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 5 .1 .3导向装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 5 .1 .4平衡装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17 5.2手臂升降部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 5.2.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18． 5.2.2尺寸校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18 5.3手臂回转部分尺寸设计与校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 5.3.1尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

飞机的气动布局与机翼的几何参数

飞机的气动布局与机翼 的几何参数 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

飞机的气动布局与机翼的几何参数 ??? 人类向往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。但是由于鸟类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。 ??? 而真正促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面分开考虑，而发明了固定翼飞机。 ??? 飞机是二十世纪人类史最伟大的科学成就。是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。 当年李白受安史之乱蒙冤沦为囚犯，被流放到白帝城后，朝廷大赦天下，他立刻返舟东下，重出三峡，欣喜的心情无法言表： ?? ?朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。 ??? 如果李白乘飞机，不知如何写佳作。是否同意写成如下： ??? 朝辞白帝彩云间，千里江陵一时还。两耳风声鸣不住，轻机已过万重山。 人类要想自由飞翔，必须做到： 1、必须有良好的气动外形 2、必须有轻巧的结构 3、必须有相当的动力 4、必须达到一定的速度 5、必须有机敏的操纵机构 6、必须有导航系统 与鸟的飞行不同，飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动，而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。如对于水平等速直线飞行而言，从飞机受力条件，有 ? L＝G??? L?V ?? （升力与重力平衡） ￥ ? （推力与阻力平衡） ? F＝D??? D//V ￥ ? M=0????????????? (俯仰力矩保持守恒）

飞机产生升力必须具备的条件： （1）有空气（飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力）。此外，喷气发动机的氧气也是取源于空气。 （2）必须存在一定的飞行速度（飞机和空气之间要有一定的相对运动，产生空气动力）。 （3）要有适当的气动外形、受力大小和飞行姿态。 （4）必须存在保持和改变飞行状态的能力。 1、飞机的气动布局 ??? 不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的气动布局是不同的。 ??? 何为飞机的气动布局 广义而言：指飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相互位置。 飞机的主要部件有：推进系统、机翼、机身、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。 按机翼和机身连接的相互位置分为：

运载火箭芯一级贮箱浮板式防晃结构设计及性能分析

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 目录 摘要................................................................................................................................I ABSTRACT......................................................................................................................II 第1章绪论.. (1) 1.1课题的背景和意义 (1) 1.2国内外研究进展 (3) 1.2.1国外对液体防晃技术的研究 (3) 1.2.2国内在液体防晃领域的研究 (6) 1.3论文主要研究的内容 (7) 第2章Cassini贮箱防晃浮板设计 (8) 2.1引言 (8) 2.2长征系列运载火箭贮箱结构及推进剂分布 (8) 2.3新型浮板式防晃结构设计 (10) 2.3.1橡塑复合半膜防晃与泡沫防晃 (10) 2.3.2浮板防晃结构设计 (12) 2.4本章小结 (13) 第3章浮板结构的Cassini贮箱液体晃动频率分析 (14) 3.1引言 (14) 3.2“半人马座”液氧箱晃动频率验证 (14) 3.3不同重力环境下浮板结构FLOW-3D仿真 (17) 3.3.1仿真模型的建立及参数设定 (17) 3.3.2不同重力环境下液体的晃动频率 (21) 3.3.3浮板结构参数分析 (25) 3.4本章小结 (27) 第4章浮板结构对液体晃动的抑制 (28) 4.1引言 (28) 4.2浮板模型压力验证 (28) 4.3不同激励下带浮板装置的Cassini贮箱晃动压力研究 (31) 4.3.1瞬时角速度激励下的晃动压力 (31) 4.3.2“Bang-Bang”加速度激励下的晃动压力 (42) 4.3.3浮板弹簧刚度与浮板面积对晃动的影响 (61) 4.4本章小结 (63) -IV- 万方数据