液压缸优化设计现状研究
液压缸优化设计现状研究
舒煦朗
(华东理工大学机动学院上海2015121)
液压油缸在现代工程中的使用十分频繁,其工作性能与可靠性直接影响工程的质量与进度;结合液压机设计,分析了CAD技术与有限元法、优化设计方法在液压设备设计中的实际应用,把现代设计理念及方法与传统相结合,改善设计的合理性、提高设计效率、降低设计工作量。
第一章引言
随着现代工业的蓬勃发展,被称为“机械工业之母”的模具行业受到了世界各国越来越多的重视,液压缸作为塑性成形生产中应用最广的设备之一,自19世纪问世以来发展很快,已成为工业生产中必不可少的设备【1】。在国防工业与民用工业中,液压设备占有极其重要的地位,其发展水平、拥有量与构成比,不仅对塑性加工起关键作用,而且在一定程度上反映一个国家的工业水平。
液压传动就是研究以有压流体(液体)为传动介质来实现各种机械的传动控制的学科。液压传动就是根据流体力学的基本原理,利用流体的压力能进行能量的传递与控制各种机械零部件运动。
目前,液压技术已广泛应用于各个工业领域的技术装备上,例如机械制造、工程、建筑、矿山、冶金、船舶等机械,上至航空、航天工业,下至地矿、海洋开发工程,几乎无处不见液压技术的踪迹。液压技术的应用领域大致上可以归纳为以下几个主要方面:
(1)各种举升、搬运作业。尤其在行走机械与较大驱动功率的场
合,液压传动已经成为一种主要方式。如起重机、起锚机等。
(2)各种需要作用力大的推、挤、挖掘等作业装置。例如,各种液压机、塑料注射成型机等。
(3)高响应、高精度的控制。飞机与导弹的姿态控制等装置。
(4)多种工作程序组合的自动操作与控制。如组合机床、机械加工自动线。
(5)特殊工作场合。例如地下水下、防爆等。
第二章液压缸的介绍
2、1液压缸的类型及结构形式
液压缸有多种类型。按作用方式可分为单作用式与双作用式两种;按结构形式可分为活塞式、柱塞式、组合式与摆动式四大类。
其中,单作用液压缸分为:单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸、柱塞式液压缸、差动液压缸与伸缩液压缸。但就是,差动式液压缸与柱塞式液压缸只能单作用而不能双作用。组合液压缸包括:弹簧复位式、齿条式、串联式与增压式四种。摆动液压缸又分为:单叶片式与双叶片式两种。下面以一种典型液压缸为例,说明液压缸的基本组成。
图2-1 空心活塞式液压缸结构
1、15-活塞杆 2-堵头 3-托架 4、7、17-密封圈 5-排气孔 6-导向套 8-活塞 9-锥销
10-缸筒 11-压板 12-钢丝环 13、23-纸垫 14-排气孔 16、25-压盖
18、24-缸盖 19-导向套 20-压板 21-钢丝环 22-锥销
2、2 液压缸的组成
从以上液压缸的结构形式上可知:液压缸可以分为缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置与排气装置五大部分。(1)缸体组件;(2)活塞组件;(3)密封装置;(4)缓冲装置;(5)排气装置
第三章液压缸的设计方法
3、1 简介
液压缸就是液压系统中活塞杆作往复运动的工作机构。其结构形式均为单活塞杆双作用耳环安装式。主要用于工程机械、运输机械、矿山机械及车辆等的液压传动。液压缸结构如下图3-1:
图3-1液压缸结构
3、2液压油缸的一般设计步骤
1)掌握原始资料与设计依据,主要包括:主机的用途与工作条件;工作机构的结构特点、负载状况、行程大小与动作要求;液压系统所选定的工作压力与流量;材料、配件与加工工艺的现实状况;有关的国家标准与技术规范等。
2)根据主机的动作要求选择液压缸的类型与结构形式。
3)根据液压缸所承受的外部载荷作用力,如重力、外部机构运动磨擦力、惯性力与工作载荷,确定液压缸在行程各阶段上负载的变化规律以及必须提供的动力数值。
4)根据液压缸的工作负载与选定的油液工作压力,确定活塞与活塞杆的直径。
5)根据液压缸的运动速度、活塞与活塞杆的直径,确定液压泵的流量。
6)选择缸筒材料,计算外径。
7)选择缸盖的结构形式,计算缸盖与缸筒的连接强度。
8)根据工作行程要求,确定液压缸的最大工作长度L,通常
L>=D,D为活塞杆直径。由于活塞杆细长,应进行纵向弯曲强度校核与液压缸的稳定性计算。
9)必要时设计缓冲、排气与防尘等装置。
10)绘制液压缸装配图与零件图。
11)整理设计计算书,审定图样及其它技术文件。
3、3代设计方法
建立有限元模型
通过UG软件进行实体建模,生成直观可视的三维模型,并对其进行运动仿真分析、装配干涉检查及有限元仿真分析。其功能特点如下【2】:(1)用造型来设计零部件,实现了设计思想的直观描述;(2)充分的设计柔性,使概念设计成为可能;(3)提供了辅助设计与辅助分析的完整解决方案;(4)图形与数据的绝对一致及工程数据的自动更新。
此外,在UG-Structures中进行有限元划分时,可以保留模型的细节,避免在传统有限元软件界面中进行有限元划分时不得不忽略一些有用的细节,从而解决了复杂模型在传统有限元软件经典界面中不能方便进行有限元网格划分的问题,确保了计算的精确度。
在液压机结构设计与分析过程中,大部分工作量都集中在有限元模型的建立与寻优求解两个阶段。如果把各种模块结构与整机结
构模型都以参数化技术进行有限元建模,当需要新产品结构设计时,只需输入必要的、合理的参数值、即可进行自动地建模、分析与优化设计。【3】利用UG的高级仿真模块进行分析,UG的高级仿真就是一个综合性的有限元建模%解算与结果可视化产品。其包括一整套前处理与后处理工具,并支持广泛的产品性能评估解
法,Unigraphics有限元模块分别支持”NX、 Nastran”、”MSC、Nastran”、”ANSYS”与“ABAQUS”4 种类型的解算器【4】。
工作缸就是液压机的关键部件,其设计质量的好坏直接影响主机的工作性能与使用寿命,就是大型液压机的主工作缸,价数 10万元,如果设计不当,过早失效将造成较大的经济损失。因此采用现代设计方法对工作缸进行结构设计,对提高其使用寿命,增加经济效益具有重要
意义【5】。
3、4计液压缸要考虑的问题
1)保证液压缸往复运动的速度、行程需要的牵引力。
2)要尽量缩小液压缸的外形尺寸,使结构紧凑。
3)活塞杆最好受拉不受压,以免产生弯曲变形。
4)保证每个零件有足够的强度、刚度与耐久性。
5)尽量避免液压缸受侧向载荷。
6)长行程液压缸活塞杆伸出时,应尽量避免下垂。
7)能消除活塞、活塞杆与导轨之间的偏斜。
8)根据液压缸的工作条件与具体情况,考虑缓冲、排气与防尘措施。
9)要有可能的密封,防止泄漏。
10)液压缸不能因温度变化时,受限制而产生挠曲。特别就是长液压缸更应注意。
11)液压缸的结构要素应采用标准系列尺寸,尽量选择经常使用的标准件。
12)尽量做到成本低,制造容易,维修方便。
3、5 关于有限元方法小结
UG件在设计分析与制造领域里崭新功能的运用,善了设计人员进行产品开发的虚拟环境,大大提高现代产品开发的能力、而给予设计者一新的产品开发与设计思路、使用UG NX进行设计、优化,大地缩短了设计周期,提高了设计效率降低了前期投入,减小了风险,加快产品开发研制的进程,并且运用优化的设计思路使产品更具安全性及合理性【6】。
参考文献
1.钟明建 3 000 t拉深液压机下横梁有限元分析[期刊论文]
- 天津冶金 2008(01)
2.王洪海 UG到ANSYS有限元模型的转换 2008
3、郑辉;徐燕申;侯亮 ANSYS参数化分析功能及其在液压机
快速设计中的应用[期刊论文] - CAD/CAM计算机辅助设
计与制造 2002(05)
4、席俊杰;夏德伟;曹永刚 Unigraphics NX 4、0中文版机械设
计高级应用实例 2007
5、商跃进;杨晋;李刚 630 t液压机工作缸动态有限元分析[期
刊论文] - 重型机械 2006(01)
6、杜浩明;钮鑫钰现代设计理论在液压设备设计中的应用
上海电机学院学报 2002
液压课程设计
一、液压传动课程设计的目的： 1、综合运用《液压传动》课程及其它先修课程的理论和工程实际知识，以课程设计为载体，通过液压功能原理及液压装置的设计实践，使理论和工程实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展，并培养分析和解决工程实际问题的设计计算能力。 2、使学生掌握根据设计题目搜集有关设计资料和文献的一般方法和途径，提高学生综合利用设计资料的能力，为独立从事液压传动设计建立良好的基础。 3、在设计实践中学习和掌握方案论证及拟定方法，掌握液压回路的组合方法及 液压元件的选用原则、结构形式，深化对液压系统设计特点的认识和了解。二、液压课程设计题目：
设计一台上料机液压系统，要求驱动它的液压传动系统完成快速上升→慢速上升→停留→快速下降的工作循环。其结构示意图如图1所示。其垂直上升工作的重力为N 7000，滑台的重量为N 5000，快速上升的行程为mm 450，其最小速度为s mm /55;慢速上升行程为mm 200，其最小速度为mm/s 13；快速下降行程为 mm 450，速度要求mm/s 55。滑台采用V 型导轨，其导轨面的夹角为 90，滑台 与导轨的最大间隙为mm 2，启动加速与减速时间均为s .50，液压缸的机械效率（考 虑密封阻力）为0.9。
目录 1 前言 (1) 2 负载分析 (2) 2.1 负载与运动分析 (2) 2.2 负载动力分析 (2) 2.3负载图和速度图的绘制 (5) 3 设计方案拟定 (7) 3.1液压系统图的拟定 (7) 3.2 液压系统原理图 (8) 3.3 液压缸的设计 (8) 4 主要参数的计算 (12) 4.1 初选液压缸的工作压力 (12) 4.2 计算液压缸的主要尺寸 (12) 4.3活塞杆稳定性校核 (13) 4.4计算循环中各个工作阶段的液压缸压力，流量和功率 (13) 5 液压元件的选用 (15) 5.1确定液压泵的型号及电动机功率 (15) 5.2选择阀类元件及辅助元件 (16) 1
液压缸常见的失效模式
目前，大部分企业液压缸的维修模式仍停留在简单更换X畴，即仅仅更换密封件以及进行简单的打磨和清洗，甚至对于破损严重的部位也是如此。但经过简单维修过后的液压缸使用周期短，故障率高，维修费用高。可见，更换并不能作为维修管理的核心措施，企业应首先从本质上分析液压系统的失效原因，最大限度地确保设备地有效运行。 据统计，液压系统有70%~80%的故障是由液压油污染引起的，延长液压油洁净度劣化周期的前提就是要分析并控制油污染源。污染物的主要来源有以下几种途径：装配污染物——液压缸等元件在维修过程中产生的污染物，维修的次数越多，污染物产生越多;生成污染物——高摩擦系数零件在运行中产生大量磨损碎屑，同时频繁的维修使得液压缸常处在磨合期，生成大量污染物;吸入污染物——因为密封效果不佳，使外界粉尘等污染物进入系统。 明确污染物的来源是实施具体维修的前提，企业应根据故障原因不断升级维修方式，从而降低企业成本，提高运行效率，实现企业利益最大化。艾志工业生产质量总监IanMoffatt强调说。 液压油缸密封失效的主要因素 作者:hgmifeng2011-04-20 08:54 星期三晴 液压油缸密封失效的主要因素 液压设备的制造厂商为了降低成本往往采用不考虑液压缸密封件的重要性，他们通常会选用价格低廉的产品。由于价格低廉的液压密封件质量参差不齐，质量的稳定性也比较差，往往容易出现液压密封失效的故障，一旦液压缸如果失效，就会立即致使设备出现故障，这不仅生产停止甚至会严重的经济损失。如果液压设备的液压缸密封件出现问题，以下四点可以帮助你找到失效原因所在。 安装不当是液压密封失效的一个主要原因。安装时最需要注意的方面是：(1)清洁度；(2)防止损坏，避免液压密封件被刻痕；(3)适当的润滑。其他方面的问题在于，液压密封件上的密封套随动键的可调节部位密封过紧，或者是安装过程中液压密封唇被折叠。液压密封件的安装倒置也是一种常见的情况。解决这些问题主要是要注重常识并在安装过程中多加谨慎。 系统异物是液压密封失效的另一主要因素。它通常是由一些外部因素，诸如污垢，沙砾，泥土，灰尘，甚至冰，以及一些内部因素诸如金属碎片，乳化液、软管或其他可降解的系统组件的分解物等所引起。在降柱过程中很多外部异物都有可能会进入机器系统中，对此，最好的解决办法便是正确安装防尘圈或刮板。而最好的内部污染的避免办法则在于适当的液体过滤系统。有时很小的金属片会嵌入到密封件中,对于致污物问题需注意刮伤的柱体和缸体的内表面、过度磨损、密封泄漏等方面。 液压密封件材料出现化学性损坏是非常常见的。引起液压油缸密封件化学性损坏的第一要因在于选用了不正确的材料，或液压系统介质的变质。误用或使用不兼容的材料会出现由液体添加物、水解和氧化还原反应等引起的化学腐蚀现象。化学侵蚀可能导致的液压密封接口脱落，削弱密封件强度，过度膨胀或过度收缩致使密封件损坏。密封件发生变色也是化学侵蚀的指标之一。 热降解问题。当失效的液压密封件出现了表面硬，脆的现象，或者是部分液压密封件、密封唇或密封体出现脱离现象，那么就应考虑是否问题出在热降解上。热降解会引起密封唇失效，压缩过度并会腐蚀液压密封材料。这种情况的产生可能是以下原因造成的：使用了不正确的液压密封材料，高动态摩擦，装载过多的液压密封唇，没有远离而是太靠近外部热源等。修正热降解问题可能需要减少液压密封唇的阻碍，增加润滑，或更换另一种材料的液压密封件。在模棱两可的情况下认为，所有液压密封件密封接口处的最高温度
液压缸设计
第一章液压系统设计 1.1液压系统分析 1.1.1 液压缸动作过程 3150KN热压成型机液压系统属于中高压液压系统，涉及快慢速切换、多级调压、保压补压等多个典型的液压回路。工作过程为电机启动滑块快速下行滑块慢速下行保压预卸滑块慢速回程滑块快速回程推拉缸推出推拉缸拉回循环结束。按液压机床类型初选液压缸的工作压力为28Mpa,根据快进和快退速度要求，采用单杆活塞液压缸。1.1.2液压系统设计参数 （1）合模力； （2）最大液压压28Mp； （3）主缸行程700㎜； （4）主缸速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s。 1.1.2分析负载 （一）外负载压制过程中产生的最大压力，即合模力。 （二）惯性负载 设活塞杆的总质量m＝100Kg，取△t＝0.25s (三)阻力负载 活塞杆竖直方向的自重 活塞杆质量m≈1000Kg，同时设活塞杆所受的径向力等于重力。 静摩擦阻力 动摩擦阻力 由此得出液压缸在各个工作阶段的负载如表****所示。
工况负载组成负载值F 工况负载组成负载值F 启动981 保压3150×103加速537 补压3150×103快速491 快退+G 10301 按上表绘制负载图如图***所示。 F/N v/mm s-1 537 491 981 38 4.85 0 l/mm 0 l/mm -491 -981 由已知速度υ 快＝38㎜/s、 υ 慢=4.85㎜/s和液压缸行程s=700mm，绘制简略速度图，如 图***所示。 1.2确定执行元件主要参数 1.2.1 液压缸的计算 （一）液压缸承受的合模力为3150KN，最大压力p1=28Mp。 鉴于整个工作过程要完成快进、快退以及慢进、慢退，因此液压缸选用单活塞杆式的。在液压缸活塞往复运动速度有要求的情况下，活塞杆直径d根据液压缸工作压力选取。 由合模力和负载计算液压缸的面积。 将这些直径按GB/T 2348—2001以及液压缸标准圆整成就近标准值，得:
液压课程设计(理工大学)
目录 0.摘要 (1) 1.设计要求 (2) 2.负载与运动分析 (2) 2.1负载分析 (2) 2.2快进、工进和快退时间 (3) 2.3液压缸F-t图与v-t图 (3) 3.确定液压系统主要参数 (4) 3.1初选液压缸工作压力 (4) 3.2计算液压缸主要尺寸 (4) 3.3绘制液压缸工况图 (5) 4.拟定液压系统的工作原理图 (7) 4.1拟定液压系统原理图 (7) 4.2原理图分析 (8) 5.计算和选择液压件 (8) 5.1液压泵及其驱动电动机 (8) 5.2阀类元件及辅助元件的选 (10) 6.液压系统的性能验算 (10) 6.1系统压力损失验算 (10) 6.2系统发热与温升验算 (11) 7.课设总结 (12)
0．摘要 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为机械制造专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的出发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。 关键词：钻孔组合机床卧式动力滑台液压系统
1.设计要求 设计一台卧式钻孔组合机床的液压系统，要求完成如下工作循环式：快进→工进→快退→停止。机床的切削力为25000N ，工作部件的重量为9800N ，快进与快退速度均为7m/min ，工进速度为0.05m/min ，快进行程为150mm ，工进行程40mm ，加速、减速时间要求不大于0.2s ，动力平台采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1 。要求活塞杆固定，油缸与工作台连接。设计该组合机床的液压传动系统。 2.负载与运动分析 2.1负载分析 （1）工作负载： T F =25000N （2）摩擦负载： 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力：Ffs = 0f ?G=1960N 动摩擦阻力：Ffd =d f ?G=980N （3）惯性负载：Fa = t v g G ??=500N （4）液压缸在个工作阶段的负载。 设液压缸的机械效率cm η =0.9，得出液压缸在各个工作阶段的负载和推力，如表1所示。 表1液压缸各阶段的负载和推力 工况 计算公式 外负载F/N 液压缸推力 F0= F / cm η/N 启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快进 F=Ffd 980 1089 工进 F=Ffd +T F 25980 28867 反向启动 F=Ffs 1960 2178 加速 F=Ffd +Fa 1480 1644 快退 F=Ffd 980 1089
液压缸设计说明书
1 设计课题 1.1设计要求 设计一台铣削专用机床液压系统用液压缸，要求液压系统完成的工作循环是：工件夹紧→工作台快进→工作台工进→工作台快退→工件松开。 1.2原始数据 运动部件的重力为25000N，快进、快退速度为5m/min，工进速度为100～1200mm/min，最大行程为400mm，其中工进行程为180mm，最大切削力为20000N，采用平面导轨，夹紧缸的行程为20mm,夹紧力为30000N，夹紧时间为1s。
2 液压系统的发展概况 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。 由于液压技术广泛应用了高技术成果，如自动控制技术、计算机技术、微电子技术、磨擦磨损技术、可靠性技术及新工艺和新材料，使传统技术有了新的发展，也使液压系统和元件的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向二十一世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。 液压系统在将机械能转换成压力能及反转换方面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。为减少压力能的损失，必须解决下面几个问题：减少元件和系统的部压力损失，以减少功率损失。主要表现在改进元件部流道的
压力损失,采用集成化回路和铸造流道,可减少管道损失,同时还可减少漏油损失。 减少或消除系统的节流损失，尽量减少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展通径电磁阀以及低功率电磁阀。改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和采用蓄能器回路。为及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于处理不及时而造成损失。 液压系统维护已从过去简单的故障拆修，发展到故障预测，即发现故障苗头时，预先进行维修，清除故障隐患，避免设备恶性事故的发展。 要实现主动维护技术必须要加强液压系统故障诊断方法的研究，当前，凭有经验的维修技术人员的感宫和经验，通过看、听、触、测等判断找故障已不适于现代工业向大型化、连续化和现代化方向发展，必须使液压系统故障诊断现代化，加强专家系统的研究，要总结专家的知识,建立完整的、具有学习功能的专家知识库，并利用计算机根据输入的现象和知识库中知识，用推理机中存在的推理方法，推算出引出故障的原因，提高维修方案和预防措施。要进一步引发液压系统故障诊断专家系统通用工具软件，对于不同的液压系统只需修改和增减少量的规则。 另外，还应开发液压系统自补偿系统，包括自调整、自润滑、自校正，在故障发生之前，进市补偿，这是液压行业努力的方向。 电子技术和液压传动技术相结合，使传统的液压传协与控制技术增加了活力，扩大了应用领域。实现机电一体化可以提高工作可靠性，实现液压系统柔性化、智能化，改变液压系统效率低，漏油、维修性差等缺点，充分发挥液压传动出力大、贯性小、响应快等优点,其主要发展动向如下：[1]
超高层建筑核心筒优化设计研究
超高层建筑核心筒优化设计研究 发表时间：2018-11-05T14:48:18.613Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：詹锐斌 [导读] 核心筒作为超高层建筑的重要功能性空间，对其设计进行合理优化，不仅在结构上起到支撑建筑的效果，也在实用性上发挥重要的基础作用。 珠海市建筑设计院广东省珠海市 519000 摘要：核心筒作为超高层建筑的重要功能性空间，对其设计进行合理优化，不仅在结构上起到支撑建筑的效果，也在实用性上发挥重要的基础作用。文章站在设计的角度，对超高层建筑核心筒中，电梯、消防、卫生、电力、功能五大系统进行分析，供相关研究参考的同时，为优化超高层建筑核心筒设计方案提供方法。 关键词：超高层建筑；建筑设计；核心筒 引言：随着社会水平的不断发展，城市化的进程也在进一步加快，为了有效的缓解城市用地紧张的实际问题，超高层建筑在工程领域的应用逐渐扩大，并呈明显的上升趋势。提升超高层建筑的设计水平，必须从核心筒的设计优化展开，这一点既满足了建筑设计方式升级的需要，也适应时代对于建筑行业发展的要求。 一、电梯系统设计优化方案 在超高层建筑中的核心筒设计中，电梯系统占据着绝对的重要地位，并在比重上有着明显的优势性。在对电梯系统进行设计时，要从电梯井与电梯厅两个方面进行分别说明。 （一）电梯井道 电梯的数量与其具体的分布形式，直接的控制着整体超高层建筑核心筒中，其他功能区域的分布情况。如果电梯的数量较多，需采用群控的方式进行管理时，单面的数量尽量不应超过4部，并尽可能在设计时采取面对面分布的方式，减少使用过程中，可能出现的观看指示信号不及时的情况。 以写字楼为例，在选用电梯时，尽量避免使用载重在1000kg以内的电梯，防止使用过程中由于轿厢狭小而产生的压抑感，尽可能使用1150kg以上的电梯，将使用中的舒适度进行提升[1]。 同时，在设计中对电梯型号进行选择时，由于不同品牌的电梯对于井道的要求不同，在井道尺寸、冲顶高度、底坑深度等系列参数上存在着明显的差异性水平。所以，具体超高层建筑设计中，为了使核心筒中电梯的设计更为合理，应当以自身的实际使用条件为基础，对其进行选择，并至少预留三种不同的品牌，供招标使用，并配以具体的井道方案。 另外，为了保证使用过程中超高层建筑电梯的安全系数，在发生故障时，使梯内人员可以进行有效的逃生与自救，应当以11m为标准，在未停站的位置处设置逃生门。条件允许的工程中，可在每两层的厅门处设置逃生门。 （二）电梯厅 电梯厅的设计，是整个建筑中电梯最为密集的区域，应当对各竖向分区的分布进行合理的控制，并由此作为确定电梯设置形式的基础内容。 “一”字型的设置，是最为常见的设计形式，可以有效的保证各电梯厅之间保持独立的状态（如图 1 所示）。同时，对于停滞使用的电梯厅可以作为其他功能区域被合理的利用起来，实现使用效率的提高。 “T”型设计，在方形的核心筒设计中较为常见，当电梯终止使用时，可以将楼板打开，形成新的挑高前厅。 “十”字型的设计，也是十分常见的设计方案，将电梯设置在“十”字通道的两侧，可以将通道作为电梯厅进行有效的利用。然而在设计过程中，要对其宽度水平进行控制，一般单面梯保持在2.5M-3M，双面电梯尽量在3M-4M左右，以使其空间不至于产生拥挤感。 图 1 “一”字型单侧电梯厅 二、消防系统与楼道间的设计 安全设计在超高层建筑中显得尤为重要，尤其是在发生火灾或是其他突发性事故时，必须保证疏散通道的畅通。所以，消防通道在建筑中位置的布置就成为了关键性的问题，在保证其功能性发挥的同时，还有对其覆盖范围进行设计处理。 一般情况下，消防通道在设计时，应当分置于整体建筑的两端，防止其由于过度集中而产生拥堵的情况。当高层低区的面积较大，需要增加消防通道时，可以在核心筒以外的空间进行加设，以免对整体核心筒结构产生影响[2]。 三、卫生系统的设计 在卫生系统的设计过程中，可以采用男女相邻的设计方案，以此可以将前室的空间进行有效的整合，从而提高空间利用率水平，同时还可在给排水系统上进行设计优化，使得整体的管线设置更加集中，方便后续工作中的维修与管理。由于清理间功能的特殊性，必须设置在卫生间的临近位置，以保证其功能作用的发挥。 在使用过程中，为了对楼层的利用效率进行优化，需不断的对电梯的分区进行变更处理，而这一点，就会对卫生系统中的用水房间位置产生新的要求。虽然在变更过程中，会产生较多的管道，尤其是横管，但为了提高楼层内的空间利用率，进行变更也有着不可替代的现实意义。 四、电力系统下，强弱电间的设计 在超高层建筑中的强电、弱电间，应当进行分开的独立设计，以免较强的磁场对信号的传输产生负面影响，并在空间上保证其面积范围在5m2左右。这样做也可以有效的防止桥架出线的密集化，是体现设计科学性的重要措施。同时，还应当尽量保证强、弱电间与用水房间的隔离，如设计中两者处于临近关系，则必须用双墙或是混凝土墙对其进行分隔处理。 在弱电系统的处理中，复杂度水平较高，与相关的网络、视频、消防等设施息息相关，是实现超高层建筑信息化建设中的重要内容。而弱电系统在设计时展现出的智能化水平，也是体现其设计专业化与系统化的基本内容，因此在弱电间的设计中，应当预留足够的空间，
优化设计方法的发展与应用情况
优化设计方法的发展与应用情况 贾瑞芬张翔 （福建农林大学 机电工程学院， 福建 福州 ３５０００２） 摘 要：本文概要地介绍了优化设计方法在国内近年的应用和发展情况，包括传统优化方法、现代优化方法，以及优化软件的应用和发展情况。 关键词：优化 遗传算法 神经网络 ＭＡＴＬＡＢ 优化方法是２０世纪６０年代随着计算机的应用而迅速发展起来的，较早应用于机械工程等领域的设计。８０年代以来，随着国内有关介绍优化设计方法的专著（如《机械优化设计》［１］）的出版和计算机应用的普及，优化设计方法在国内的工程界得到了迅速的推广。本文按传统优化方法、现代优化方法、优化软件应用等三个方面，概要地介绍优化设计方法近年来在国内工程界的应用和发展情况。 １． 传统优化方法的应用与改进情况 １．１传统优化方法的应用 从近10年发表的工程优化设计的论文可以看出，罚函数法、复合形法、约束变尺度法、随机方向法、简约梯度法、可行方向法等，都有较为广泛的应用。对重庆维普信息数据库中的工程技术类刊物做检索，1993年至2003年，这6种约束优化方法应用的文献检出率的比例，依次约为12：10：3：1.5：1.5。 以机械设计为例，传统优化方法主要应用于机构和机械零部件的优化设计，主要对零件或机构的性能、形状和结构进行优化。在结构方面，如对升降天线杆的结构优化设计[2]，采用内点罚函数法优化，在保证天线杆具有足够的刚度和压弯组合强度的前提下所设计出的结构尺寸比按一般的常规设计方法所计算的尺寸要小，自重更轻。在形状方面，赵新海等［３］对一典型的轴对称Ｈ型锻件的毛坯形状进行了优化设计，取得了明显的效果。在性能方面，《凸轮一连杆组合机构的优化设计》［４］一文以最大压力角为最小做为优化目标、并采用坐标轮换法和黄金分割法等优化方法对书本打包机中的推书机构（凸纶—连杆组合机构）进行优化设计，从而使得机构确保运动的平衡性的前提下具有良好的传力性能，使设计结果更加合理。《弹性连杆机构结构和噪声控制一体化设计》［３７］一文，利用改进的约束变尺度法，求解基于噪声控制的弹性连杆机构结构控制同步优化问题，同步优化后机构的声辐射性能指标具有明显改善。由以上的例子可以看出，因此，传统优化方法仍然具有不可忽视的作用。 将优化技术与可靠性理论相结合，形成了可靠性优化设计法。按照可靠性优化设计法设计的产品，既能定量地回答产品在运行中的可靠性，又能使产品的功能参数获得优化解，两种方法相辅相成，是一种非常具有工程实用价值的设计方法。如采用惩罚函数内点法求解齿轮传动的可靠性优化设计的数学模型[5]，以及运用二阶矩法和约束随机方向法对钢板弹簧进行可靠性优化设计[6]。 １．２传统优化方法的一些改进 目前，随着工程问题的日益扩大，优化要面对的问题的规模和复杂程度在逐渐增大，传统的优化方法解决这些问题时，就显露出了其局限性与缺陷。于是就出现了在分析现有算法的基础上，针对方法的不足或应用问题而作出的改进。 1．2．1对传统优化方法应用于离散变量优化的改进 工程设计问题中，经常遇到设计变量必须符合本行业的设计规范和标谁，只能取为限定的离散值或整数值的情况。若应用连续变量优化方法．得到最优解后再作简单的圆整处理，可能造成设计上的不可行解，或得到一个非最优解。为此适用于变量取离散值的优化方法发展起来。朱浩鹏等[7]提出了改进的动态圆整法、拉格朗日松弛法。 惩罚函数优化方法是一种常用的求解约束非线性问题的方法，但它仅限于求解连续变量的优化问题。
液压缸设计
液压缸设计 指导书 河南理工大学机械与动力工程学院 热能与动力工程系
一、设计目的 油缸是液压传动系统中实现往复运动和小于360°回摆运动的液压执行元件。具有结构简单，工作可靠，制造容易以及使用维护方便、低速稳定性好等优点。因此，广泛应用于工业生产各部门，如：工程机械中挖掘机和装载机的铲装机构和提升机构，起重机械中汽车起重机的伸缩臂和支腿机构，矿山机械中的液压支架及采煤机的滚筒调高装置，建筑机械中的打桩机，冶金机械中的压力机，汽车工业中自卸式汽车和高空作业车，智能机械中的模拟驾驶舱、机器人，火箭的发射装置等。它们所用的都是直线往复运动油缸，即推力油缸。所以，研究和改进液压缸的设计制造，提高液压缸的工作寿命及其性能，对于更好的利用液压传动具有十分重要的意义。 通过学生自己独立地完成指定的液压缸设计任务，提高理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，学会查阅参考书和工具书的方法，提高编写技术文件的能力，进一步加强设计计算和制图等基本技能的训练，为毕业后成为一名合格的机械工程师打好基础。 为此，编写了这本“液压缸设计指导书”，供热能专业学生学习液压传动课程及课程设计时参考。 二、设计要求 1、每个参加课程设计的学生，都必须独立按期完成设计任务书所规定的设计任务。 2、设计说明书和设计计算书要层次清楚，文字通顺，书写工整，简明扼要，论据充分。计算公式 不必进行推导，但应注明公式中各符号的意义，代入数据得出结果即可。 3、说明书要有插图，且插图要清晰、工整，并选取适当此例。说明书的最后要附上草图。 4、绘制工作图应遵守机械制图的有关规定，符合国家标准。 5、学生在完成说明书、图纸后，准备进行答辩，最后进行成绩评定。 三、设计任务 设计任务由指导教师根据学生实际情况及所收集资料情况确定。 四、设计依据和设计步骤 油缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对油缸则有不同的工作要求。因此在设计油缸之前，首先应了解下列这些作为设计原始依据的主要内容：主机的用途和工作条件，工作机构的结构特点，负载值，速度，行程大小和动作要求，液压系统所选定的工作压力和流量等。 油缸的设计内容和步骤大致如下： 1、液压缸类型和多部分结构的选择。 2、确定基本参数。主要包括工作负载、工作速度（当有速度要求时）、工作行程、导向长度、缸筒 内径及活塞杆直径等。 3、强度和稳定性计算。其中包括缸筒壁厚、外径和缸底厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性验
2016年液压油缸现状研究及发展趋势
中国液压油缸行业调查分析及市场前景预测报告（2016-2021年） 报告编号：1629677
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.360docs.net/doc/c26655632.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称：中国液压油缸行业调查分析及市场前景预测报告（2016-2021年） 报告编号：1629677←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7200 元可开具增值税专用发票 网上阅读：https://www.360docs.net/doc/c26655632.html,/R_JiXieDianZi/77/YeYaYouGangShiChangDiaoYanYuQianJ ingYuCe.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 我国液压工业的不断发展，行业供给能力不断增强，中低端产品有供过于求的状况。在2014年液压油缸行业实现工业总产值325.15，同比增长10.3.2011年至今，工程机械行业就增速放缓，受下游需求市场的影响。我国液压油缸行业增速也放缓了脚步。数据显示，2014年我国液压油缸营业收入262.65亿元，同比增长7.4%，增长速度下降2个百分点。 液压油缸，它是一种压力光整加工，是利用金属在常温状态的冷塑性特点，利用滚压工具对工件表面施加一定的压力，使工件表层金属产生塑性流动，填入到原始残留的低凹波谷中，而达到工件表面粗糙值降低。由于被滚压的表层金属塑性变形，使表层组织冷硬化和晶粒变细，形成致密的纤维状，并形成残余应力层，硬度和强度提高，从而改善了工件表面的耐磨性、耐蚀性和配合性。 中国产业调研网发布的中国液压油缸行业调查分析及市场前景预测报告（2016-202 1年）认为，随着经济持续健康快速发展，各种重大基础设施的建设进入新的发展高潮，工程机械需求量大幅度增长。液压油缸产品作为主机的重要配件发展前景十分广阔，仅挖掘机国内年需求量将达到万余台。目前，我国挖掘机液压油缸主要依靠进口，为降低成本，提高国际竞争力，国内挖掘机生产企业急需实现油缸国产化，因此挖掘机液压油缸销售市场十分广阔。 中国液压油缸行业调查分析及市场前景预测报告（2016-2021年）是对液压油缸行业进行全面的阐述和论证，对研究过程中所获取的资料进行全面系统的整理和分析，通过图表、统计结果及文献资料，或以纵向的发展过程，或横向类别分析提出论点、分析论据，进行论证。中国液压油缸行业调查分析及市场前景预测报告（2016-2021年）如
结构优化设计论文
结构优化课程设计 学院土木学院 专业工程力学 班级1001
学号100120118 姓名崔亚超
总结结构优化设计的原理、方法及发展趋势 崔亚超 工程力学1001班学号100120118 摘要：阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点，对优化设计选用的各种算法进行归类，并简述结构优化设计的发展趋势。 关键词：尺寸优化；形状优化；拓扑优化；优化算法 Summary structural optimization design principles, methods and development trends Abstract:The structural optimization of engineering design theory from the initial cross-section to optimize the development of shape optimization, topology optimization of the basic course and its related characteristics, the optimum design on the range of algorithms are classified, and to outline the development trend of structural optimization design . Key words:size optimization; shape optimization; topology optimization; optimization algorithm 0 引言 结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式，而结构形式包括了关于尺寸、形状和拓扑等信息I对于试图产生超出设计者经验的有效的新型结构来说，优化是一种很有价值的工具，优化的目标通常是求解具有最小重量的结构B同时必须满足一定的约束条件，以获得最佳的静力或动力等性态特征。 集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体的结构优化设计是现代构设计领域的重要研究方向。它为人们长期所追求最优的工程结构设计尤其是新型结构设计提供了先进的工具，成为近代设计方法的重要内容之一。 结构优化设计也使得计算力学的任务由被动的分析校核上升为主动的设计与优化，由此结构优化也具有更大的难度和复杂性。它不仅要以有限元等数值方法作为分析手段，而且还要进一步计算结构力学性态的导数值。它要面向工程设计中的各种实际问题建立优化设计模型，根据结构与力学的特点对数学规划方法进行必要的改进。因此，结构优化设计是一综合性、实用性很强的理论和技术。 目前，结构优化设计的应用领域已从航空航天扩展到船舶、桥梁、汽车、机械、水利、建筑等更广泛的工程领域，解决的问题从减轻结构重量扩展到降低应力水平、改进结构性能和提高安全寿命等更多方面。 由于结构优化设计给工程界带来了经济效益及近年来有限元研究和应用的相对成熟，计算机条件的进一步改善和普及，人们对结构优化设计的研究和应用的呼声更高了。无论国内还是国外，对这一现代技术的需求都有增长的趋势。随着设计技术的更新和产品竞争的加剧，结构优化设计将会有更大的发展。
液压缸的设计_毕业论文设计-液压缸的设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 毕 业 设 计 液压缸的设计 姓名：_______________ 学号：_______________ 专业：_______________ 班级：_______________ 指导老师：_______________
2013 年11 月28 日
摘要 将液压缸提供的液压能重新转换成机械能的装置称为执行元件。执行元件是直接做功者，从能量转换的观点看，它与液压泵的作用是相反的。根据能量转换的形式，执行元件可分为两类三种：液压马达、液压缸、和摆动液压马达，后者也可称摆动液压缸。液压马达是作连续旋转运动并输出转矩的液压执行元件；而液压缸是作往复直线运动并输出力的液压执行元件。此说明书是针对液压缸的工作环境和工作要求来确定液压缸的工作压力和承载能力，来确定其缸筒内径、壁厚和活塞杆的直径。再根据液压缸的零部件的工作要求确定零件的工艺，根据零件的精度要求确定零件的加工方法，并生成工艺卡片，完成零件的加工。 关键字：液压缸、机械能、转矩、执行元件 Abstract Hydraulic cylinder will be able to provide the device called actuators. Work is a direct implementation of components, from the point of view of energy conversion; it is the role of the in the form of implementation of the three components can be divided into two categories: and the output of the of components
液压油缸课程设计说明书
课程设计说明书（液压油缸的压力和速度控制）
目录 1、设计课题 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3设计参数 (3) 1.4设计方案 (3) 2、设计方案 (4) 2.1工况分析 (4) 2.2拟定液压系统 (6) 3、机械部分计算 (9) 3.1液压缸的设计计算 (9) 3.2液压缸的校核计算 (12) 3.3液压缸结构设计 (15) 3.4选择液压元件 (17) 4 、系统的验算 (20) 4.1.压力损失的验算 (20) 4.2 系统温升的验算 (21) 5、电气部分设计 (23) 5.1控制系统基本组成 (23) 5.2PLC控制系统的流程图 (24)
1 设计课题 1.1设计目的 通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于： 1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。 2、培养学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各种标准和工具书籍以及编写技术文件的能力，提高计算、绘图等基本技能。 3、培养学生掌握机电产品设计的一般程序和方法，进行工程师基本素质的训练。 4、树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。 1.2设计要求 执行元件：液压油缸； 传动方式：电液比例控制； 控制方式：PLC控制； 控制要求：速度控制； 控制精度：0.01 1.3设计参数 油缸工作行程——600 mm； 额定工作油压——6.5MPa； 移动负载质量——1000 kg； 负载移动阻力——5000 N； 移动速度控制——0.2m/s； 1.4设计方案 利用设计参数和控制要求设计出液压油缸，进而设计出液压系统，通过PLC 对液压油缸进行速度控制。
液 压 传 动 的 现 状 及 发 展 趋 势
液压传动的现状及发展趋势 摘要:通过对世界流体传动及控制技术发展趋势的分析,介绍了我国液压行业面临的危机和现状以及和世界水平的差距,并提出我国液压行业的发展方向和对策。 关键词：流体传动，液压控制，元件，仿真 动力传动,以及运动控制依然是21世纪全球经济的重要组成部分,流体传动及控制术也依然是其中极为重要和积极的角色。中国加入W TO ,液压工业在中国的发展将面临空前的挑战和机遇。作为液压元件制造行业中的一员,在工作中,有幸接触了众多既是对手又是朋友的国外知名企业,每年的中国P TC展览会也感触颇深。民族工业的振兴,需要每个人都为之努力。希望中国液压工业能够在世界列强中占有一席之地。 1液压传动技术发展现状 近代液压传动技术是由19 世纪崛起并蓬勃发展的石油工业推动起来的，最早实践成功的液压传动装置是舰船上的炮塔转位器，其后出现了液压六角车床和磨床，一些通用车床到20 世纪30年代末才用上了液压传动。第二次世界大战期间，由于军事上的需要，出现了以电液伺服系统为代表的响应快、精度高的液压元件和控制系统，从而使液压技术得到了迅猛发展。20 世纪50 年代，随着世界各国经济的恢复和发展，生产过程自动化的不断增长，使液压技术很快转入民用工业，在机械制造、起重运输机械及各类施工机械、船舶、航空等领域得到了广泛的发展和应用。20世纪60 年代以来，随着原子能、航空航天技术、微电子技术的发展，液压技术在更深、更广阔的领域得到了发展，在工程机械，数控加工中心，冶金自动线等国民经济的各个方面也都得到了应用。 目前液压技术应用的主要领域是工程机械和冶金机械等，具体来说，液压系统在以下领域中有着广泛的应用。
海洋平台优化设计的研究进展
《海洋与环境》课程论文 海洋平台优化设计的研究进展 课程海洋与环境 学生姓名 学号 所在学院 所在班级 任课教师 提交时间
海洋平台优化设计的研究进展 国内外海洋平台的静力优化设计研究相对较多。目前海上结构的设计规范大多采用的是工作应力 ( WSD) 方法。L RF D( 荷载抗力分项系数设计)方法结合WSD方法和可靠性理论的优点, 既考虑了抗力与各种荷载的随机性又继承了WS D 设计方法。Ma nuel 等在传统设计( WSD/ LR FD) 方法的基础上充分运用了可靠性技术, 对受波浪荷载的海洋平台进行设计。胡云昌等对渤海北部结冰海域海洋平台的LRFD设计表达式的系数进行标定并优化,大大提高了材料的利用率。基于LRF D法海洋平台优化设计简便实用, 但必须根据不同的海域特点进行相关参数的标定。海洋平台优化设计的约束不仅需考虑到结构自身的强度, 刚度和稳定性约束, 还需考虑桩基承载力约束 ( 桩- 土相互作用) 等, 而桩与地基的作用很大程度上主导了结构抗力的不确定性和敏感性。封盛等研究了如何处理应力约束、桩基横向承载力约束和构件长细比约束, 即取构件截面最大Mise s应力, 桩顶侧位移或最大抗力比和受压构件长细比; 基于此对海洋平台优化设计, 减少了约束条件数目, 提高优化模型的求解效率。海洋平台结构优化设计研究主要集中在尺寸优化, 国内外不少学者充分地利用各种优化技术和先进的分析软件对海洋平台结构进行优化设计。鲍国斌等提出张力腿平台的尺寸优化模型, 并以平台造价为目标函数, 考虑尺寸约束, 运动约束和强度约束, 用约束变尺度法进行了优化设计, 为张力腿平台的概念设计提供了一种有效的工具。杨树耕等在建立桶
课题 初中数学作业优化设计的研究研究报告
莱阳市2014年小课题研究 《初中数学作业优化设计研究》 研究报告 工作单位：莱阳市姜疃中心初级中学 课题编号：LYXKT14072 课题主持人：赵纯纯 课题组成员：姜国臣辛德飞吴庆龙 报告执笔人：赵纯纯 【序言】 “数学作业优化设计”是指教师在设计作业时，根据不同层次学生的情况，设计出不同的、适合各类学生的作业；设计出为学生所喜闻乐见的作业；设计出对提高教学质量、发展学生数学思维有用的作业。其目的是帮助、促使不同层次的学生都能有效地完成作业，从而达到良好的学习效果。 《初中数学作业优化设计研究》是莱阳市姜疃中心初级中学赵纯纯老师承担的莱阳市级2014年度小课题，2014年4月获准立项并开始研究，经过课题组和实验学校教师近一年的努力，已经达到了课题研究的基本目标，此报告即课题研究的总结。 一、课题的提出 《数学课程标准》（实验稿）明确指出：“义务教育阶段的数学课程应突出体现基础性、普及性和发展性，使数学教育面向全体学生，实现：人人学有价值的数学；人人都能获得必需的数学；不同的人在数学上得到不同的发展。 这是数学新课程标准对数学教育提出的要求。从农村学校现状分析，学生大多存在着基础知识及基本能力之间差异。面向全体学生就不能无视这种差异，而应因人定标、因材施教。发展性教学理论认为“差异是一种资源”，而承认差异，尊重差异，更是我们实行素质的
一个重要理念。在“让每个学生都能得到最优发展”教育观下，我们必须认清应试教育下作业中存在的问题，并提出符合素质教育标准的形式多样的数学作业形式。素质教育要求下的教师，设计作业不应仅停留在知识的层面，而应蕴含丰富的教育因素，应有利于调动学生的积极性，着眼于全体学生的可持续发展，力争让每个学生在适合自己的作业中都取得成功，获得轻松、愉快、满足的心理体验。 当前的数学课堂教学存在诸多不尽如人意的地方，如：部分教师数学课堂练习的设计缺乏层次性，量也偏少，课堂时效性不高；很多老师没有习惯进行当堂检测，学生学习紧张度不够，效率不高；每个班级都存在一定数量后进生，他们甚至无法独立完成当堂知识巩固练习，令老师头疼不已。 因此，我们考虑通过对数学作业的最优化设计研究，提高学生的学习主动性和课堂效率，解决后进生问题。 二、课题的设计 （一）课题的界定 “数学作业优化设计”是指教师在设计、布置作业时，根据不同层次学生的各种情况，如课堂表现、掌握程度、已有水平等，设计出不同的、适合各类学生的作业，从而帮助、促使不同层次的学生都能有效地完成作业，通过不同层次的练习达到良好的学习效果。作业的设计要有利于学生在完成适合自己的作业中都取得成功，获得轻松、愉快、满足的心理体验，有利于优化学生的思维品质。 （二）研究内容与目标 1.研究目标 本课题实验试图探索在现行的数学授课中，更好的因材施教，制定科学合理的作业设计策略，建立科学的适合学生身心发展规律的作业评价体系，最大限度的提高学生学习的主动性和积极性，让学生在快乐中学习，充分体会到学习的喜悦，使不同层次的学生学有所得、学有所获。 在实验研究过程中，我们力求体现如下目标： （1）解决学习差异，给每一个学生平等的机会，让好、中、差学生都能实现自己的价值，以适应未来社会不同层次人才的需要。 （2）通过作业的优化设计，提高课堂效率。
液压缸的机械锁紧装置理论分析和优化设计
目录 第1章绪论 (4) 1.1课题背景及研究的目的和意义 (4) 1.2诸多可行性方案的比较以及局限性分析 (5) 1.2.1钢球式锁紧液压缸 (5) 1.2.2滚子式锁紧液压缸 (6) 1.2.3套筒式锁紧液压缸 (7) 1.3国内外技术研究现状 (8) 1.3.1国内研究现状 (8) 1.3.2国外有关科研成果 (8) 1.4本文的主要研究内容 (11) 1.4.1本设计的工作原理及技术参数 (11) 1.4.2本设计相对前文几种可行性方案的优势 (12) 1.5本设计的主要内容 (13) 1.5.1内锥套内外表面摩擦副的摩擦磨损试验 (13) 1.5.2锁紧装置理论设计计算 (13) 1.5.3锁紧装置简化模型的静力学有限元分析及参数优化 (13) 1.5.4锁紧装置的样机试验 (13) 第2章摩擦副材料的选用及其摩擦磨损试验的设计 (14) 2.1引言 (14) 2.2 内锥套内表面材料的选择 (14) 2.2.1 铜或铜合金材料作对偶件 (15) 2.2.2铸铁材料作对偶件 (16) 2.2.3钢材料作对偶件 (17) 2.2.4其他材料作对偶件 (17) 2.3内锥套外表面摩擦副材料选择 (17) 2.4试验方案 (19) 2.4.1试验器材及用品 (19) 2.4.2试验方案 (20) 2.4.3试验数据处理 (21) 2.5本章小结 (24) 第3章液压缸锁紧装置的理论计算和设计 (25)
3.1 引言 (25) 3.2 核心零件的关键尺寸及基本算法 (25) 3.2.1假设条件的提出 (26) 3.2.2简化模型力学求解方程的建立 (27) 3.3.1弹簧弹力—内锥套斜角函数关系 (29) 3.4内锥套厚度的设计计算 (31) 3.5 碟形弹簧的设计计算 (33) 3.6 MATLAB计算程序 (36) 3.7本章小结 (37) 第4章锁紧装置的ANSYS有限元仿真优化试验 (38) 4.1引言 (38) 4.2简化模型的建立 (39) 4.3接触组设置 (39) 4.4约束设置 (40) 4.5外部载荷设置 (41) 4.5.1加载碟簧弹力F K (41) 4.5.2加载活塞杆负载F (41) 4.5.1负载施加时序 (42) 4.6网格划分 (42) 4.7 计算结果处理 (43) 4.7.1内锥套应力分布 (44) 4.7.2外锥套应力分布 (44) 4.7.3 活塞杆应力分布 (45) 4.7.4 内锥套-活塞杆接触压应力 (45) 4.7.5 内锥套-活塞杆接触摩擦应力 (46) 4.8 数据分析处理 (47) 4.8.1 各因素对根部圆弧槽最大应力的影响关系 (48) 4.8.2 综合评估 (50) 4.9 活塞杆负载力作用方向对内锥套应力分布的影响 (52) 4.10本章小结 (54) 第5章液压缸锁紧装置试验台设计 (55) 5.1引言 (55) 5.2样机试验主要内容 (56)