機(jī)械結(jié)構(gòu)論文范文第1篇

我公司2000年新建的裝置，因?yàn)楹�有易燃、易爆的輕C4介質(zhì)，所以對(duì)機(jī)泵的密封性要求較高�，F(xiàn)在它采用的大都是機(jī)械密封，其中以集裝式盒式密封為主。所謂集裝式盒式密封就是一種把所有零件組裝成為一個(gè)部件，然后把此部件裝于軸上，擰緊螺釘即可工作的一種密封形式。密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。該結(jié)構(gòu)示出其中間開(kāi)口為封液的入口，雙端面和單端面比較，雙端面密封具有兩對(duì)摩擦副，有更好的可靠性，適用范圍更廣，可以完全防止被密封的介質(zhì)的外漏，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜致造價(jià)也較高。（1）它們的動(dòng)環(huán)均采用SIC（或硬質(zhì)合金），具有高的強(qiáng)度及較高的硬度，不易變形；靜環(huán)采用的材質(zhì)是石墨，具有好的耐磨性。（2）較小的端面直徑，降低了磨擦副的滑動(dòng)速度和溫升。適合的端面寬度（3-6mm），既保證了端面的溫度，又保證了端面強(qiáng)度。（3）采用了蝶形彈簧，具有剛度高，彈力均勻，軸向位移小的特點(diǎn)，這樣就使得軸向尺寸減小，從而減小了泵的體積。（4）所有的密封元件通過(guò)軸套與軸結(jié)為一體，節(jié)省了材料，也削弱了軸的強(qiáng)度，更便于統(tǒng)一零件的尺寸。（5）運(yùn)行中密封狀態(tài)穩(wěn)定，泄漏量小，密封性能好，使用壽命長(zhǎng)。（6）密封包括端蓋是統(tǒng)一整體，如有泄漏無(wú)須對(duì)泵進(jìn)行全部解體檢修，只需對(duì)密封進(jìn)行拆卸，整體更換即可。更換下來(lái)的密封可以拿回檢修班更換損壞的元件，這樣就節(jié)省了檢修時(shí)間，同時(shí)也為生產(chǎn)贏得了時(shí)間。（7）集裝式盒式密封不需要對(duì)安裝長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，且安裝簡(jiǎn)便、快捷，同時(shí)也確保了密封安裝的清潔度。

集裝式盒式密封的輔助系統(tǒng)

為改善機(jī)械密封的工作環(huán)境，保證密封的正常運(yùn)行，更好地控制泄漏，防止污染，集裝式盒式密封均采用了密封輔助系統(tǒng)，實(shí)際工作情況示于圖3。密封液的循環(huán)系統(tǒng)中包括封液入口、封液出口、液位開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)等。新建精聯(lián)裝置大多數(shù)機(jī)泵都采用性能好的白油作為密封液，這一密封的輔助循環(huán)系統(tǒng)具有如下的作用：①封液對(duì)密封端面具有良好的作用，從而改善條件；②通過(guò)液體的循環(huán)流動(dòng)，帶走密封因相互摩擦所產(chǎn)生的熱量，以達(dá)到降低密封的工作溫度的作用；③由于密封液壓力一般比工作介質(zhì)壓力高0.05-0.15MPa，可以起到堵封工作介質(zhì)防止其泄漏，尤其對(duì)有毒有害、易燃、易爆放射性的介質(zhì)作用顯得尤為重要；④對(duì)于帶有固體顆粒的介質(zhì)，密封液還可以防止其進(jìn)入，控制了介質(zhì)對(duì)密封元件的磨損；⑤對(duì)于腐蝕性介質(zhì)，密封液可起到保護(hù)密封元件不受腐蝕的作用；⑥封油系統(tǒng)根據(jù)不同的工藝狀況，設(shè)有液位報(bào)警、壓力報(bào)警等保護(hù)設(shè)施，對(duì)密封狀態(tài)起到監(jiān)控作用，是生產(chǎn)安全性的重要保障。

機(jī)械密封常用材料

對(duì)動(dòng)、靜環(huán)材質(zhì)的性能主要要求：有良好的耐磨性和較高的硬度，導(dǎo)熱性好、有較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，有較大的彈性和較好的抗沖擊性。常用材料有：硬質(zhì)合金、鑄鐵、石墨及陶瓷等。應(yīng)注意合理選擇機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)材料，一般采用軟硬組合或硬硬組合。

技術(shù)借鑒

機(jī)械結(jié)構(gòu)論文范文第2篇

1）要滿足該機(jī)械零件所應(yīng)有的使用要求：首先，其設(shè)計(jì)的結(jié)果應(yīng)能使該機(jī)械零件達(dá)到預(yù)期的使用目的；其次，被設(shè)計(jì)出的機(jī)械零件能夠長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行。綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所制作的機(jī)械零件應(yīng)該滿足基本的功能、壽命、精確度、穩(wěn)定性等要求。

2）要考慮最大經(jīng)濟(jì)性的原則：經(jīng)濟(jì)性原則是人類生產(chǎn)生活中一成不變的原則，其涉及到產(chǎn)品的諸多細(xì)節(jié)方面，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用的整個(gè)過(guò)程中才能綜合體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)。即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果應(yīng)能使產(chǎn)品滿足制造成本較低、使用高效率、維護(hù)費(fèi)用較低等特性。

3）要考慮到機(jī)械零件的使用者的勞動(dòng)需求：機(jī)械零件的安全性能必須要嚴(yán)格把握，以保證勞動(dòng)者及周邊人員的人身安全；另外，還應(yīng)該盡可能地改善勞動(dòng)者的勞動(dòng)條件，為勞動(dòng)者創(chuàng)造安全輕松、省時(shí)省力的勞動(dòng)環(huán)境；最后，對(duì)于機(jī)械零件的外觀設(shè)計(jì)上也應(yīng)最求一定的美觀要求。

4）要滿足機(jī)械零件其他的環(huán)境、功能等上的特殊要求：如大型的機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)設(shè)計(jì)上便于運(yùn)輸?shù)囊�求，機(jī)械機(jī)床精度長(zhǎng)期保證和保持的要求等。

2機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

設(shè)計(jì)是在正確的基本原理和已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上來(lái)創(chuàng)造和發(fā)展新事物或者改造舊事物。對(duì)于機(jī)械零件的設(shè)計(jì)，也應(yīng)與該概念相合，從知識(shí)上的理論原理到實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)都應(yīng)該體現(xiàn)出來(lái)，因此，從理論到實(shí)踐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有以下的幾種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法：

2.1理論設(shè)計(jì)

理論設(shè)計(jì)是日常生活中已掌握的合乎客觀實(shí)際規(guī)律的理論和實(shí)踐知識(shí)的基礎(chǔ)上，與現(xiàn)代的各種物理力學(xué)理論、機(jī)械與金屬的知識(shí)原理和規(guī)律相結(jié)合，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械零件的最理論的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)零件的整體載荷情況、材料性能、零件工作情況和應(yīng)力分布規(guī)律等方面的條件，運(yùn)用理論知識(shí)下的簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算公式來(lái)確定該機(jī)械零件的幾何尺寸、設(shè)計(jì)要求等。運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)算公式初步建立機(jī)械零件的形狀尺寸后，下一步則是進(jìn)行校核計(jì)算。校核計(jì)算是指運(yùn)用理論的校核計(jì)算方法對(duì)計(jì)算出的機(jī)械零件的危險(xiǎn)剖面的安全系數(shù)數(shù)值進(jìn)行比對(duì)校核。該設(shè)計(jì)步驟多應(yīng)用于機(jī)械內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律比較復(fù)雜，但該規(guī)律又能通過(guò)材料力學(xué)公式表達(dá)出來(lái)的機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，它也適用于在已知零件尺寸的基礎(chǔ)上而又應(yīng)力分布規(guī)律相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況，如軸和彈簧的設(shè)計(jì)。一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)工作者為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，常在進(jìn)行機(jī)械零件制造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在相關(guān)資料數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上先進(jìn)行粗略估算，直接實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行校核計(jì)算。理論設(shè)計(jì)是一種比較科學(xué)和現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法，隨著科技的發(fā)展，該方法正在不斷進(jìn)步和改善，它闡明了機(jī)械零件的材料性能及應(yīng)力分布規(guī)律，是在大量的感性知識(shí)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的一種設(shè)計(jì)規(guī)律，可廣泛適用于絕大部分的機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.2經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指根據(jù)設(shè)計(jì)者本人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合零件已有的設(shè)計(jì)使用經(jīng)驗(yàn)，采用類比的方法來(lái)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在理論設(shè)計(jì)非常困難或者理論欠缺等不適用的情況下，可考慮使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的的方法。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與理論設(shè)計(jì)相比，雖然沒(méi)有足夠多的理論科學(xué)分析作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，但是根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)本身形成的公式與理論就已具備有一定的科學(xué)參考價(jià)值和理論統(tǒng)計(jì)性，所以經(jīng)得起實(shí)踐過(guò)程中的考驗(yàn)，具有很大的實(shí)用性的價(jià)值。并且一般來(lái)說(shuō)，理論設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)在某種意義上是相輔相成的，可以相互應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)適合應(yīng)用于載荷情況不明、無(wú)法用理論分析且外形復(fù)雜的機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，多在機(jī)架、變速箱體的設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，也多應(yīng)用在一些價(jià)值不高的機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。2.3模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是指在對(duì)機(jī)械零件作出已有的初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，再做整體和局部的非特殊處理，形成一體上的模型，并對(duì)提出的模型進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)加以修正完善。該設(shè)計(jì)方法要能制定出復(fù)雜機(jī)械零件的工作應(yīng)力分布和極限承受能力，相對(duì)于經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加合理，更加完善。這也是一種使經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)順利轉(zhuǎn)化為理論設(shè)計(jì)的重要途徑。模型實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，能改善理論設(shè)計(jì)指導(dǎo)上的不足，同時(shí)也彌補(bǔ)了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)中不夠科學(xué)的地方。對(duì)于一些理論知識(shí)不夠完備的大型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)不錯(cuò)的選擇。

3機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要有創(chuàng)新意識(shí)

創(chuàng)新精神是一個(gè)國(guó)家和民族進(jìn)步的前提和不斷源泉，同時(shí)，為了與國(guó)際現(xiàn)代化科技的創(chuàng)新發(fā)展理念相接軌，每一個(gè)機(jī)械零件制造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者都應(yīng)當(dāng)盡力附上自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并能提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。以上的設(shè)計(jì)方法和原有的理論設(shè)計(jì)步驟上設(shè)計(jì)者都可以做出自我的創(chuàng)新改變。如在進(jìn)行機(jī)械零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)分類時(shí)除了按各部分的功能進(jìn)行分類外，還可以根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的不同價(jià)值，進(jìn)行成本優(yōu)化，做出結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)再分類。

4結(jié)語(yǔ)

機(jī)械結(jié)構(gòu)論文范文第3篇

機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中有許多的關(guān)鍵技術(shù)與理論，它們對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展和應(yīng)用起著十分重要的作用。歸結(jié)起來(lái)，其中的主要關(guān)鍵技術(shù)與理論有以下幾個(gè)方面：

機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的思想和理論；優(yōu)化方法；建模技術(shù)；結(jié)構(gòu)分析技術(shù)；結(jié)構(gòu)重分析技術(shù)；敏度分析技術(shù)；軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究與開(kāi)發(fā)主要集中在這幾個(gè)方面，不斷有新的理論、方法與技術(shù)出現(xiàn)，也有一些其他學(xué)科的相關(guān)知識(shí)和新理論被引入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且大大拓寬了該方法的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，為機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展注入了新的活力。

二、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

1.航空航天

航空航天技術(shù)代表著一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)的綜合水平與實(shí)力，大量的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)首先在航空航天領(lǐng)域推廣應(yīng)用或發(fā)明、開(kāi)發(fā)，而機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展最快、應(yīng)用最廣和作用最大的領(lǐng)域也在航空航天。由于該領(lǐng)域的特殊地位，機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)得到了廣泛的應(yīng)用和充分的重視。目前，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的大量研究集中在航空航天領(lǐng)域，同時(shí)也發(fā)表了大量的研究論文和研究報(bào)告。國(guó)內(nèi)進(jìn)行了有關(guān)飛機(jī)機(jī)身、飛機(jī)翼面、飛機(jī)結(jié)構(gòu)整體、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)身承力框架等結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究，發(fā)表了許多論文。而在國(guó)外，有關(guān)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在航空航天工業(yè)中應(yīng)用的研究更是層出不窮，發(fā)表了大量的研究報(bào)告和論文，一些著名的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)專家學(xué)者都在從事該領(lǐng)域的研究等。我國(guó)的航空航天工業(yè)已經(jīng)取得了巨大的成功，其中機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用是其重要的因素之一，而且必將成為越來(lái)越大的角色之一，為我國(guó)航�？蘸教焓聵I(yè)的發(fā)展做出很大的貢獻(xiàn)。

2.船舶工業(yè)

船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究相對(duì)起步較晚，我國(guó)開(kāi)始研究船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)比國(guó)外晚了近十年。但是，我國(guó)的船舶結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)也取得了較大的成果，在潛艇結(jié)構(gòu)、中小型集裝箱結(jié)構(gòu)、油船剖面、潛艇外部液壓艙等結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了研究，提高了相關(guān)研究對(duì)象的性能，為船舶設(shè)計(jì)提供了一種可靠、精確的設(shè)計(jì)方法。

3.通用機(jī)械和機(jī)床

通用機(jī)械和機(jī)床的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)也是一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)成功應(yīng)用的領(lǐng)域，把有限元技術(shù)與優(yōu)化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)大型復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)是一種有效、精確的方法。由于一般的機(jī)械零部件都是連續(xù)體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)分析非常復(fù)雜，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)比較困難。國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究比較突出，發(fā)表了大量的研究論文和報(bào)告，陳立周、孫煥純等根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)中離散設(shè)計(jì)變量較多的情況，提出了離散設(shè)計(jì)變量結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；孫靖民、米成秋對(duì)機(jī)床床身等部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；周濟(jì)等研究了圓柱拉壓彈簧動(dòng)載下的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；鐘毅芳、唐增寶等進(jìn)行了液力傳動(dòng)系和雙級(jí)齒輪減速器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究；方宗德等完成了斜齒輪三維修形的優(yōu)化設(shè)計(jì)；秦東晨、方剛等完成了復(fù)雜箱形梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究等。通過(guò)這些研究工作的開(kāi)展，通用機(jī)械和機(jī)床的設(shè)計(jì)有了一種快速、有效、可靠的設(shè)計(jì)方法，提高機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平。

4.汽車(chē)工業(yè)

汽車(chē)工業(yè)是一個(gè)不斷創(chuàng)新、發(fā)展的重要行業(yè)，各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都十分重視汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。因此，先進(jìn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法也就在此行業(yè)得到推廣和應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了大量的研究成果。馮振東等進(jìn)行了萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)布局的支承動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；田振中研究了特種汽車(chē)車(chē)身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；馮國(guó)勝對(duì)汽車(chē)車(chē)架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究；章一鳴等研究了汽車(chē)懸掛系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；上官文斌等進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；秦東晨等對(duì)汽車(chē)車(chē)身進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等。汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)成為機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域。

三、機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的展望

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)隨著最優(yōu)化方法的不斷發(fā)展和改善，已逐漸得以發(fā)展。

拓?fù)鋬?yōu)化、材料優(yōu)化和形狀優(yōu)化的集成在機(jī)械結(jié)構(gòu)和部件設(shè)計(jì)中具有重要的實(shí)用價(jià)值，是近年來(lái)出現(xiàn)的并行設(shè)計(jì)的重要組成部分，仍將是下一步研究工作的重點(diǎn)。拓?fù)鋬?yōu)化能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)，使復(fù)雜結(jié)構(gòu)和部件在概念設(shè)計(jì)階段即可靈活地、理性地優(yōu)選方案，有望用于大型實(shí)際結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)求解。拓?fù)鋬?yōu)化研究中提出的均勻化方法等，可以將材料選擇，布局優(yōu)化和形狀優(yōu)化集成一體，為并行地設(shè)計(jì)材料、工藝和結(jié)構(gòu)提供科學(xué)的手段，有關(guān)方法的研究，實(shí)用化軟件開(kāi)發(fā)及應(yīng)用是有意義的。但是要處理龐大的有限元和優(yōu)化模型計(jì)算量增大，應(yīng)力約束處理、對(duì)“多孔狀”材料分布圓整化，單元消失可能會(huì)對(duì)計(jì)算模型造成病態(tài)等問(wèn)題。

機(jī)械結(jié)構(gòu)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：Adams； 機(jī)構(gòu)學(xué)； 機(jī)械原理； 虛擬樣機(jī)

中圖分類號(hào)：G424.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0引言

虛擬樣機(jī)技術(shù)以其高效率和低成本，在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.通過(guò)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的虛擬樣機(jī)建模和仿真分析，可以快速、準(zhǔn)確地獲取機(jī)械產(chǎn)品的性能，從而驗(yàn)證設(shè)計(jì)指標(biāo)并評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)結(jié)果[1].作為目前世界領(lǐng)先的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件，Adams以其公認(rèn)的優(yōu)越性被越來(lái)越多的工程技術(shù)人員和科研人員所應(yīng)用，在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析領(lǐng)域發(fā)揮重要作用.

筆者多年來(lái)一直探索如何使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中了解和掌握Adams這一先進(jìn)軟件.在“機(jī)械原理”課程[2]的教學(xué)中，已有一些教師進(jìn)行有益的探索——將Adams用于機(jī)構(gòu)分析[3-6]，獲得良好的效果.在“機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)”課程中，有些教師也將Adams應(yīng)用其中——學(xué)生在設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案時(shí)，應(yīng)用Adams對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證[7-9].這些嘗試為“機(jī)械原理”課程注入新的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，加深學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)學(xué)知識(shí)的理解.但總體來(lái)看，這些嘗試還停留在個(gè)別教師的教學(xué)改革試點(diǎn)層次，缺少Adams與課程內(nèi)容融合的整體規(guī)劃和實(shí)施方案.本文從本科生課程和研究生課程2個(gè)方面介紹北航在Adams教學(xué)中的一些嘗試.

1Adams在本科生教學(xué)中的應(yīng)用

機(jī)械原理課程的研究對(duì)象為機(jī)器和機(jī)構(gòu)，如何在課堂上將機(jī)器和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，成為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和扎實(shí)掌握相關(guān)理論的關(guān)鍵.傳統(tǒng)的教學(xué)方法只能依靠教師的講解，將靜止的機(jī)器和機(jī)構(gòu)“動(dòng)”起來(lái)，不直觀；一些設(shè)計(jì)分析結(jié)果也無(wú)法實(shí)際展示和驗(yàn)證，在很大程度上影響學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解和對(duì)知識(shí)的掌握；此外，雖然學(xué)生學(xué)習(xí)很多的經(jīng)典理論，但在工作不會(huì)應(yīng)用，導(dǎo)致理論與應(yīng)用脫節(jié).

為此，自2003年以來(lái)，北航機(jī)械原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)以Adams為平臺(tái)，將虛擬樣機(jī)技術(shù)與課程的機(jī)構(gòu)以及機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，不僅使靜止的機(jī)構(gòu)圖形運(yùn)動(dòng)起來(lái)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)對(duì)問(wèn)題的深刻理解，而且使學(xué)生初步掌握虛擬樣機(jī)這一先進(jìn)技術(shù)，為持續(xù)、快速地進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與分析奠定基礎(chǔ).在課堂教學(xué)過(guò)程中，以教師為主導(dǎo)，通過(guò)虛擬樣機(jī)的建立和仿真，對(duì)涉及的機(jī)構(gòu)學(xué)問(wèn)題給予直觀、生動(dòng)的詮釋.學(xué)生則利用課余時(shí)間，通過(guò)上機(jī)練習(xí)來(lái)熟悉和掌握虛擬樣機(jī)技術(shù).

1.1課堂教學(xué)

3結(jié)束語(yǔ)

探索和總結(jié)本科生的“機(jī)械原理”課程與Adams有機(jī)結(jié)合的內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)方法，進(jìn)一步探討在研究生階段開(kāi)設(shè)針對(duì)學(xué)習(xí)Adams的“產(chǎn)品設(shè)計(jì)與虛擬樣機(jī)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)成果等.在高校開(kāi)展Adams的學(xué)習(xí)和應(yīng)用教學(xué)，雖然取得一定的成果，但總體來(lái)看，仍處于探索階段，希望通過(guò)同行的共同努力，在相關(guān)行業(yè)的支持下，不斷地深入和推廣下去.

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機(jī)械結(jié)構(gòu)論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)；動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2023.10.256

當(dāng)前，機(jī)械領(lǐng)域不斷持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)需求，為了提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)要求，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用合適的技術(shù)，從多角度、多方面進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，科學(xué)修正機(jī)械結(jié)構(gòu)，完善機(jī)械結(jié)構(gòu)性能。

1 機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)要求

近年來(lái)，機(jī)械產(chǎn)品逐漸朝著輕量化、高精度、高速方向發(fā)展，噪聲、振動(dòng)等問(wèn)題越來(lái)越突出，設(shè)計(jì)人員越來(lái)越重視機(jī)械產(chǎn)品的性能，為了提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，應(yīng)加強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的試驗(yàn)?zāi)�態(tài)分析，全面了解機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)特性，考慮到原動(dòng)機(jī)激勵(lì)影響、輸入速度波動(dòng)、運(yùn)動(dòng)副間隙、構(gòu)件彈性變形等因素，機(jī)械產(chǎn)品具有獨(dú)特的阻尼特性和固有頻率，分析機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)行情況下的振動(dòng)狀況。機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)主要是結(jié)合機(jī)械產(chǎn)品的性能要求和使用特性，構(gòu)建科學(xué)合理的動(dòng)力模型，優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)流程，受到動(dòng)態(tài)載荷作用影響，改進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的彈性系數(shù)、阻尼系數(shù)、構(gòu)件尺寸、結(jié)構(gòu)形式等，在實(shí)際的動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)仔細(xì)分析機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)模型模擬狀態(tài)，有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)過(guò)程中要積極完善各種參數(shù)，選擇合適的變量信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的最優(yōu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，做好機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)踐設(shè)計(jì)，并且動(dòng)態(tài)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足精細(xì)化設(shè)計(jì)要求，構(gòu)建穩(wěn)定、高效的機(jī)械結(jié)構(gòu)模型，采用合理的設(shè)計(jì)方法，不斷提高機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)水平。

2 機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法

2.1 常用技術(shù)

2.1.1 ANSYS技術(shù)

機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)中采用ANSYS技術(shù)，這種軟件提供簡(jiǎn)單的計(jì)算程序和穩(wěn)定操作，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，分析機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，以此為基礎(chǔ)，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程和步驟，構(gòu)建有限元。在使用ANSYS軟件系統(tǒng)時(shí)，結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體需求，然后配合應(yīng)用CAD軟件，準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。當(dāng)前，ANSYS軟件在家電、交通等領(lǐng)域機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，及時(shí)反饋機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果，分析機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)非線性變化，消除機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤差，全面提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和準(zhǔn)確性。

2.1.2 有限元建模技術(shù)

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程非常繁瑣、復(fù)雜，在具體設(shè)計(jì)中基于有限元建模理論，優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，通過(guò)運(yùn)用有限元建模，完善機(jī)械結(jié)構(gòu)，將機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元建模趨于真實(shí)區(qū)域，把機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)合理劃分為不同單元體，在同一個(gè)求解區(qū)域中組合不同單元體，合理規(guī)劃?rùn)C(jī)械結(jié)構(gòu)，結(jié)合幾類常見(jiàn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，應(yīng)用有限元技術(shù)模擬機(jī)械結(jié)構(gòu)幾何形狀，分析不同結(jié)構(gòu)數(shù)值設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，在機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)中運(yùn)用有限元建模技術(shù)，合理求解單元函數(shù)，計(jì)算出機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未知函數(shù)表達(dá)式。

2.2 動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)

2.2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

由于機(jī)械產(chǎn)品的多樣化，機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)也越來(lái)越復(fù)雜，在整個(gè)設(shè)計(jì)工作中需要使用復(fù)雜的工藝和技術(shù)，這使得機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加了很大難度，為了改善機(jī)械產(chǎn)品性能，應(yīng)優(yōu)化和修改機(jī)械結(jié)構(gòu)，從多方面改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)，提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和靈敏度。在設(shè)計(jì)中仔細(xì)分析機(jī)械結(jié)構(gòu)的特征向量，改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)計(jì)算，全面考慮影響機(jī)械產(chǎn)品使用性能的影響因素，機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)過(guò)程中若變量比較小，應(yīng)根據(jù)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，結(jié)合機(jī)械產(chǎn)品動(dòng)態(tài)特性，模擬相關(guān)設(shè)計(jì)特征，注意機(jī)械產(chǎn)品局部近似分析。若機(jī)械產(chǎn)品的變量較大，可以采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，全面分析機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性，提高機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的牢固性和穩(wěn)定性。

2.2.2 認(rèn)真解決逆向型問(wèn)題

逆向問(wèn)題是機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中面臨的主要問(wèn)題，有些機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)雖然符合動(dòng)態(tài)特征要求，然而機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛度矩陣和相關(guān)參數(shù)無(wú)法有效結(jié)合起來(lái)，所以在機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以將機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)轉(zhuǎn)換為逆特征值，分析機(jī)械產(chǎn)品特征信息，其中最重要的是求解有限元逆特征值，分析機(jī)械結(jié)構(gòu)使用特性和設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)線性方程進(jìn)行求解，準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)械結(jié)構(gòu)各構(gòu)件尺寸。設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意解決機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的逆向問(wèn)題，應(yīng)用模糊理論，通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證機(jī)械結(jié)構(gòu)的可行性，構(gòu)建合適的有限元模型，使機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)越來(lái)越準(zhǔn)確，不斷提高設(shè)計(jì)水平。

2.2.3 運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)

機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中要積極運(yùn)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，如仿真技術(shù)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息化建模，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在分析機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用機(jī)械動(dòng)力技術(shù)、虛擬技術(shù)等學(xué)科知識(shí)，從整體角度出發(fā)，滿足機(jī)械產(chǎn)品的性能需求，在虛擬環(huán)境中消除機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)誤差，不斷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，減少機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算量，提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，完善機(jī)械產(chǎn)品的使用性能。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜、專業(yè)的過(guò)程，其涉及動(dòng)力、電子等學(xué)科知識(shí)，仔細(xì)分析機(jī)械結(jié)構(gòu)使用性能和動(dòng)態(tài)特性，結(jié)合相關(guān)技術(shù)應(yīng)用和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，積極采用多項(xiàng)優(yōu)化措施，提高機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，充分體現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的價(jià)值。

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