機械類開題報告

　　在現(xiàn)在社會，我們使用報告的情況越來越多，我們在寫報告的時候要注意涵蓋報告的基本要素。你還在對寫報告感到一籌莫展嗎？以下是小編幫大家整理的機械類開題報告，僅供參考，大家一起來看看吧。

機械類開題報告1

　　院(系)名稱：機電工程系

　　專業(yè)名稱：機電一體化

　　年級：09機電三班

　　學(xué)生姓名：夏xx

　　學(xué)號：xxxxxx

　　指導(dǎo)教師姓名：袁xx

　　設(shè)計題目：電梯控制系統(tǒng)的PLC原理圖及梯形圖設(shè)計

　　電梯的國內(nèi)外研究動向及意義

　　從1887年美國奧的斯公司制造出世界上第一臺電梯，到中國最早的一部電梯在上海出現(xiàn)，電梯行業(yè)在中國迅速發(fā)展，由此電梯變成了高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。隨著社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯也提出了更高的要求。

　　隨著科技的進步，電梯也更加安全、舒適。然而，人們的追求并沒有就此停止下來，仍在不斷地進行研究改進。21世紀開始國際開始強調(diào)“綠色”，綠色和平，綠色天然，綠色和諧。電梯是載人的機電設(shè)備，要實現(xiàn)綠色，也就是強調(diào)電梯更舒適、更安全地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)，強調(diào)電梯與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。

　　目前意義上的“綠色”，一般是強調(diào)“天然”的一面，強調(diào)與環(huán)境的協(xié)調(diào)與和諧。電梯屬于純粹的工業(yè)產(chǎn)品，其天然性應(yīng)表現(xiàn)為對環(huán)境影響的盡可能小，與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，以及電梯本身的人性化。這也應(yīng)是綠色電梯的發(fā)展方向。

　　(1)智能化。我們這所說的智能化電梯是傳統(tǒng)的人工智能是無法勝任的。傳統(tǒng)的智能控制是一種技術(shù)的事先安排，說到底是一種程序控制，是一種周期性的系統(tǒng)自動控制，實際上還算不上智能。而真正的智能電梯應(yīng)更具人性化特點，不僅具有傳統(tǒng)的人工智能的所有優(yōu)點，而且還有傳統(tǒng)的人工智能無法比擬的東西，具有動念和隨機處理各種問題的能力，諸如能根據(jù)轎廂內(nèi)的情況和各層的候梯信息，自動地制定每次最優(yōu)的運動速度和停車政策;自動選擇運動方面;雙向語音交流;到達目的層的語音提示等，讓乘客有更多的主動性，使大樓交通運輸實現(xiàn)真正的人機對話。智能化要求電梯有自動安全檢測功能，讓電梯自己能夠檢測到電梯的故障所在，并及時報警予以排除。

　　(2)安全。運行安全是電梯的根本和關(guān)鍵�？梢哉f，電梯的全部其他工作都是以此為中心展開的，使電梯安全運行更有保障。運行安全不僅要消除電梯啟動時較強的電磁輻射，使用安全材料和運行穩(wěn)定，而且要有一種良好的視覺效果，讓每一位乘客在寬敞、明亮轎廂內(nèi)有安全、舒適的好心情。同時，電梯運行安全也要求電梯在運行中發(fā)生故障時，不但要使乘客容易與外界溝通聯(lián)系，而且電梯本身應(yīng)當能自動播放讓乘客感到放松的音樂，徹底消除產(chǎn)生緊張不安的情緒。當小孩和老人乘坐時，電梯對他們應(yīng)給予一種如同家人般的照顧，不但讓老人和孩子感到方便和舒適，而且更讓其家人感到放心。電梯運行安全還要求電梯有自動休眠功能，使電梯在保證運行效率最高的同時，使電梯能最大限度地得到休眠。

　　(3)與環(huán)境的協(xié)調(diào)和平衡，包括以下幾個方面：

　�、僖曈X協(xié)調(diào)。有人曾經(jīng)做過環(huán)境色彩是否對人有影響的研究。該研究發(fā)展：視覺不協(xié)調(diào)的環(huán)境色彩對人的情緒、精神影響非常大。色彩宜人，格調(diào)高雅，制作精良的電梯，乘客自然會有一種安全的感覺，有一種視覺上的舒適。用料低廉，款式陳舊，色彩沉悶，甚至破破爛爛的電梯，乘客視覺協(xié)調(diào)無從談起，乘坐電梯的第一感覺就是不安全。國內(nèi)的許多電梯公司對此的重視是遠遠不夠的，甚至不少通過引進國外技術(shù)國產(chǎn)化的電梯也顯露出一副土生土長的容貌。

　�、谙�除電磁輻射。如前所述，由于電梯是大樓里頻繁起制動的大容量電器是電磁干擾的元兇，所以綠色電梯必須是一個達到自身對大樓電磁干擾最小，而又不被其他電磁干擾影響的建筑機電設(shè)備。這樣不僅可以保證乘客的身心健康，而且也可以保證大樓、大廈中的大樓的辦公自動化、樓宇自動化、通訊自動化的正常運轉(zhuǎn)。

　　③舒適感。通過采用高載頻波矢量靜音變頻器，可降低噪聲變換頻率及電壓。以CPU控制電壓及頻率的連續(xù)變換方式，按人體生理適應(yīng)要求，利用計算機優(yōu)化設(shè)計而成的理想運行曲線，實現(xiàn)更穩(wěn)定、更舒適的運行。

　　對現(xiàn)代化電梯性能的衡量，主要著重于可靠性、安全性和乘坐的舒適性。此外，對經(jīng)濟性、能耗、噪聲等級和電磁干擾程度等方面也有相應(yīng)要求。隨著時代的發(fā)展，相信電梯行業(yè)會越來越貼近生活。

　　研究的主要內(nèi)容及所解決的問題

　　目前，在電梯的控制方式上，主要有繼電器控制、PLC控制和微型計算機控制三種。而PlC實際上是一種專用計算機，它采用巡回掃描的方式分時處理各項任務(wù)，而且依靠程序運行，這就保證只有正確的程序才能運行，否則電梯不會工作;又由于PLC中的內(nèi)部輔助繼電器及保持繼電器等實際上是PLC系統(tǒng)內(nèi)存工作單元，即無線圈又無觸點，使用次數(shù)不受限制，屬無觸點運行，因此，它比繼電器控制有著明顯的優(yōu)越性，運行壽命更長，工作更加可靠安全，自動化水平更高。PLC控制是三種控制方式中最具有可靠性、實用性和靈活性的控制方式，它更適合于用在電梯的技術(shù)改造和控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代，是電梯控制系統(tǒng)中理想的控制新技術(shù)。

　　電梯的控制是比較復(fù)雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了廣闊的空間，隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將使得它的體積大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部件有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計算機的功能綜合在一起。它已經(jīng)成為電梯運行中的關(guān)鍵技術(shù)。因此，研究plc技術(shù)更具有了戰(zhàn)略性的意義。

　　Plc的研究內(nèi)容及措施

　　對于電梯的控制，可選用繼電-接觸系統(tǒng)或可編程控制器來完成，但是二者有各自的特點：

　　a:繼電-接觸系統(tǒng)：它的優(yōu)點是線路直觀，大部分電器均為常用電器，更換方便，價格較便宜。但是他觸點繁多，線路復(fù)雜，電器的電磁機構(gòu)及觸點動作較慢，能耗高，機械動作噪音大，而且可靠性差。

　　b:PLC在設(shè)計和制造上采取了許多抗干擾措施，使用方便，擴展容易。它使用了梯形圖和可編程指令，易于掌握�？傊�，PLC取代繼電-接觸系統(tǒng)已經(jīng)成為大的趨勢。

　　基于上述原因，我選擇用可編程控制器來完成對電梯的控制。

　　設(shè)計的內(nèi)容與要求：

　　概述：

　　隨著時代的發(fā)展，工業(yè)自動化程度的不斷提高，PLC行業(yè)已經(jīng)在工業(yè)市場上占有一大片領(lǐng)地。在此次設(shè)計中，我將利用PLC來實現(xiàn)對電梯的控制。其中包括對PLC硬件的設(shè)計，軟件設(shè)計，駐點路的設(shè)計，控制柜的設(shè)計，以及電梯惦記和其他設(shè)備的選擇，還有原理分析等。相信此次設(shè)計后，我對電梯的實際運行能有初步的了解。

　　控制要求：

　　1.電梯轎箱的控制要求：

　　a：選向：根據(jù)電梯各層內(nèi)選外呼信號的先后和停止時轎箱所在的樓曾位置決定電梯的運行方向。

　　b：選層換速：指電梯能夠根據(jù)轎內(nèi)所選層而決定運行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原則。并且在每次平層的時候都能夠換速。

　　c：樓層位置的指示：選用了數(shù)碼管顯示的方法。由于FX2N系列已有內(nèi)部計數(shù)-譯碼驅(qū)動模塊，所以只要外部加上LED七段顯示管和電源就可以顯示樓層了。

　　2.電梯門的控制要求：

　　要求當電梯平層的時候，電梯門自動打開，經(jīng)過10秒鐘后電梯門自動關(guān)上。如果遇到有人在門中間的情況，電梯會因為光電開關(guān)的作用而自動開門。

　　3.補充要求：

　　除了上述兩個要求以外，還要注意的一點就是備用電梯電機的使用，一但曳引電機出現(xiàn)故障，備用電機將手動控制轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)，避免因曳引電機出故障而引發(fā)的不必要的麻煩。

機械類開題報告2

　　論文題目：左接頭鍛造工藝分析與模具設(shè)計

　　一、選題意義:

　　1、理論意義:(1)學(xué)習(xí)模具設(shè)計的一般方法，了解和掌握常用模具整體設(shè)計、零部件的設(shè)計過程和計算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計和計算的能力.

　　(2)綜合運用熱鍛模課程和其它有關(guān)選修課程的理論及生產(chǎn)實踐的知識去分析和解決模具設(shè)計問題，并使所學(xué)專業(yè)知識得到進一步鞏固和深化.

　　(3)通過計算和繪圖，學(xué)會運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)模具設(shè)計的基本技能

　　(4)可以掌握鍛造工藝，熟悉各種鍛造各種鍛造設(shè)備，熟悉掌握計算機操作以及了解DEFORM軟件的應(yīng)用，并具有機械設(shè)計及制造等綜合知識.

　　2、現(xiàn)實意義:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)，新工藝，新設(shè)備，新材料不斷涌現(xiàn)，進一步提高鍛件的性能指標;同時縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位.

　　鍛造是一種借助工具或模具在沖擊作用下加工金屬機械零件或零件毛坯的方法.鍛件的最大優(yōu)勢是韌性高、纖維組織合理，件與件之間性能變化小;鍛件內(nèi)部質(zhì)量與加工歷史有關(guān)，不會被任何一種金屬加工工藝超過.

　　鍛件的優(yōu)勢是由于金屬材料通過塑性變形后，消除了內(nèi)部缺陷，如鍛(焊)合空洞，壓實疏松，打碎碳化物，非金屬夾雜并使之沿變形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均勻、細小的低倍和高倍組織.而鑄造工藝得到的鍛件，盡管能獲得較準確的尺寸和比鍛件更為復(fù)雜的形狀，但難以消除疏松、空洞、成分偏析、非金屬夾雜等缺陷;機械加工方法獲得的零件，尺寸精度較高，表面光滑，但金屬內(nèi)部流線往往被切斷，容易造成應(yīng)力腐蝕，承載拉壓交變應(yīng)力的能力較差.

　　這幾年，我國火車不斷提速，動車、高鐵相繼投入運營，這也代表著以后的發(fā)展方向，這要求我們必須保證火車導(dǎo)軌的安全可靠行，為保證高速列車運行的平穩(wěn)性和旅客的舒適性，高速鐵路的平順性是很重要的指標，國外高速鐵路采用斷面尺寸公差和平直度要求很高的長定尺鋼軌并焊接成超長無縫線路.接頭作為連接導(dǎo)軌的關(guān)鍵部件起著至關(guān)重要的作用.

　　模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，性能良好的鍛造設(shè)備是提高鍛造生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的鍛模模需要高精度高自動化的鍛造設(shè)備相匹配.為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前鍛造設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械手乃至機器人的大量使用，使鍛造生產(chǎn)效率得到大幅度的提高，各式各樣的鍛造自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用.

　　二、課題關(guān)鍵問題及難點

　　本課題以鍛造工序的數(shù)目確定、預(yù)成形設(shè)計為重點，對比不同形狀預(yù)制坯的成形過程，給出了合理的制坯工序布排和設(shè)計，實現(xiàn)了一火鍛造.同時，開發(fā)了封閉飛邊閉式鍛造預(yù)鍛工序，提高了材料利用率.最后，對鍛造過程進行了三維有限元模擬，在40MN熱模鍛壓力機上進行了試驗和試生產(chǎn)，模擬和試驗結(jié)果證明鍛造設(shè)計符合生產(chǎn)要求.該鍛件形狀復(fù)雜，材料分布非常不均勻，其鍛造工序編排和模具設(shè)計難度更大.

　　本課題的難點在于應(yīng)用三維繪圖軟件和deform軟件對其進行應(yīng)力應(yīng)變分析，通過軟件規(guī)范初設(shè)數(shù)據(jù)并反復(fù)進行修改，直到得到最優(yōu)的設(shè)計方案..

　　三、調(diào)研報告(或文獻綜述)

　　我國的經(jīng)濟體制發(fā)生了根本的變化，由過去的計劃經(jīng)濟過度到現(xiàn)在的市場經(jīng)濟.鍛壓生產(chǎn)雖然生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料和機械加工工時;但生產(chǎn)周期較長，成本較高，處于不利的競爭地位.鑄造、焊接、機械加工豆加入了競爭.鍛造生產(chǎn)要跟上當代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需不斷改進技術(shù)，采用新工藝、新技術(shù)，進一步提高鍛件的性能指標;同時要縮短生產(chǎn)周期，降低成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位.模具的技術(shù)水平明顯有了提高，一些國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的性能已接近國外同類產(chǎn)品的先進水平，但由于我國起步晚，許多模具不得不依賴進口，與發(fā)達國家相比差距還非常大.

　　當代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對鍛壓技術(shù)本身的完善和發(fā)展有著重大的影響，這主要表現(xiàn)在一下幾個方面:

　　1. 對機械零件的性能要求更高.現(xiàn)代交通工具如汽車、飛機、機車的速度越來越高，負荷越來越大.出更換強度更高的材料外，研究和開發(fā)新的鍛造技術(shù).挖掘原有材料的潛力也是一條出路.

　　2 .模具計算輔助設(shè)計、制造與分析(CAD/CAM/CAE)的研究和應(yīng)用將極大地提高模具制造效率，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計與制造技術(shù)實現(xiàn)一體化.

　　3. 模具的標準化、商品化、機械化及專業(yè)化自動生產(chǎn).

　　4. 工藝分析計算的現(xiàn)代化.它將與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計算機技術(shù)聯(lián)姻，對加工零件進行計算機模擬和有限元分析，達到預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性與成形過程中可能會發(fā)生的問題，供設(shè)計人員修改和選擇.

　　目前鍛造業(yè)面臨的問題大概可以歸納為一下幾個方面:

　　1.裝備水平低，其主要表現(xiàn)是設(shè)備老化、精確度低.

　　2.管理體制亟待理順，生產(chǎn)廠點過多，力量分散.

　　3.機械制造廠家封閉式經(jīng)營生產(chǎn)，是產(chǎn)品缺乏競爭力.

　　4.科學(xué)研究投入少，接受新技術(shù)新工藝遲緩，其結(jié)果導(dǎo)致搞科研也搞生產(chǎn)，生產(chǎn)廠家的問題無人去解決.

　　四、參考文獻

　　【1】姚澤坤主編. 鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)出版社 20xx.6

　　【2】盧秉恒. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 機械工業(yè)出版社，1999.8

　　【3】王先奎. 機械制造工藝學(xué). 北京:機械工業(yè)出版社，20xx

　　【4】吳宗澤 機械零件設(shè)計手冊. 北京:機械工業(yè)出版社，20xx.4

　　【5】鄭家驤 劉永田. 畫法幾何與機械制圖. 內(nèi)蒙古科技出版社，20xx.8

　　【6】鍛壓手冊(設(shè)備) 北京:機械工業(yè)出版社，20xx

　　【7】鍛模設(shè)計手冊 北京:機械工業(yè)出版社，1991

　　五、研究內(nèi)容及確定方案各步驟

　　1、研究內(nèi)容:

　　(1)模具整體方案設(shè)計，包括零件的工藝分析、設(shè)計繪制鍛件圖、模具類型的確定、確定變形工步及中間坯料尺寸，壓力中心計算、壓力機選擇、計算原坯料尺寸的確定等;

　　(2)模具整裝配圖和模具主要零件的設(shè)計;

　　(3)編寫設(shè)計畢業(yè)論文

　　2、基本設(shè)計方案

　　本零件是屬于大型鍛件，首先根據(jù)相關(guān)尺寸確定其鍛造工步，通過計算/r以及H/d的相關(guān)數(shù)值， 基本步驟設(shè)計如下:

　　1、計算毛坯尺寸

　　2、選擇成型設(shè)備及其參數(shù)

　　3、用DEFORM模擬軟件進行有限元模擬并分析缺陷并加以改進

　　4、模具工作部分尺寸的計算

　　5、模具的總體設(shè)計

　　6、下料

　　7、加熱

　　8、彎曲

　　9、預(yù)鍛

　　10、終鍛

　　11、切邊

　　六、進度安排

　　第5-6周畢業(yè)實習(xí)，撰寫實習(xí)報告

　　第7-8周 寫出不少于3000字的文獻綜述;根據(jù)參考文獻和課題要求，提出自己擬定的可行方案;

　　第9-10周 寫出開題報告，開題;進行總體設(shè)計

　　第11-12周 外文文獻翻譯，完成詳細方案設(shè)計

　　第13-14周 完成結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

　　第15-16周 繪制圖紙，列出論文編寫大綱，設(shè)計計算說明書的編寫

　　第17周，整理設(shè)計資料，進行畢業(yè)答辯

機械類開題報告3

　　一、擬選定學(xué)位論文的題目名稱

　　瀝青攪拌樓的樓架結(jié)構(gòu)分析

　　二、選題的科學(xué)意義和應(yīng)用前景

　　選題的科學(xué)意義：

　　大型機器的支撐基礎(chǔ)，承受著由機器的不平衡擾力引起的振動和機器的自重等，如其振動過大，將會影響機器的加工要求或無法正常運轉(zhuǎn)，甚至損壞機器和影響鄰近的設(shè)備、儀器和人員的工作和生活，嚴重的還會危及建筑物的安全。因此動力機器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分析具有重要的意義。

　　我國對于動力機器基礎(chǔ)正式研究起于上世紀七十年代，在八十年代主要編制成了國家標準《動力機器基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》和《設(shè)計手冊》，這對于動力機器基礎(chǔ)設(shè)計和分析提供了重要依據(jù)和參考。近年來對于動力機器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的研究，往往集中于對壓縮機、壓力機、運輸機、配料機等機器基礎(chǔ)的設(shè)計和結(jié)構(gòu)分析。對于工業(yè)上應(yīng)用的更復(fù)雜的設(shè)備，像由振動篩、攪拌器等多個動力機器組成的大型瀝青攪拌樓，對于這種往往由多個動力機器組合的大型設(shè)備的樓架問題研究的幾乎沒有。另一方面研究人員僅僅采用單一理論計算方法計算擾力值，振動幅值等，計算方法和參數(shù)的選擇并不統(tǒng)一，或考慮不夠全面造成結(jié)果各不相同或不接近實際。

　　針對以上問題，本文擬考慮多臺設(shè)備共同作用時的振動合成，如考慮攪拌機的振動擾力和振動篩的擾力，并考慮如風(fēng)載、靜載、動載多種載荷情況下樓架的承載和振動情況。同時在理論計算的基礎(chǔ)上，采用有限元分析軟件對樓架進行模態(tài)分析，獲得結(jié)構(gòu)的頻率和振型，然后進行分析，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化樓架設(shè)計，并再次進行有限元計算，驗證改進方案的可行性。

　　選題的應(yīng)用前景：

　　瀝青混凝土攪拌設(shè)備是瀝青路面機械化施工的關(guān)鍵設(shè)備，近20年來，我國公路交通事業(yè)發(fā)展迅猛，公路機械化施工因此獲得巨大進步，特別是對參與高速公路瀝青路面工程建設(shè)的企業(yè)來說，擁有大型瀝青混凝土攪拌設(shè)備已是市場準入條件之一。而其樓架部分是攪拌樓的重要承載機構(gòu)，其設(shè)計首先必須保證機器的特定工作要求，滿足振動和抗振的要求。

　　樓架作為瀝青攪拌樓的支撐基礎(chǔ)，它在各種工況下承受著巨大的載荷。若局部的應(yīng)力過高會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞，因此需要對樓架結(jié)構(gòu)剛強度和抗振性及穩(wěn)定性進行分析，避免樓架的破壞同時合理選擇樓架鋼材的截面尺寸等，這樣可以保證瀝青攪拌樓的樓架在滿足安全性的前提下節(jié)約材料，因此對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟性具有重大意義。

　　企業(yè)中瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計往往利用技術(shù)人員的經(jīng)驗設(shè)計，即直接采用特定的結(jié)構(gòu)和尺寸進行生產(chǎn)制造。本文的選題來源于企業(yè)，是對現(xiàn)有某型號瀝青攪拌樓的樓架安全性和經(jīng)濟性進行驗算分析或在進一步優(yōu)化設(shè)計，這樣可以有效地降低設(shè)計成本，更具經(jīng)濟性。

　　選題中由于瀝青攪拌樓的`樓架高度較高，所以要考慮多種載荷情況下樓架的承載和振動情況。同時采用有限元軟件進行分析，更好的展現(xiàn)在工作情況下樓架的實際情況，顯現(xiàn)出樓架中的危險部分，可以針對問題對樓架機構(gòu)進行進一步的改進和完善，優(yōu)化樓架，為瀝青攪拌樓樓架的設(shè)計提供有力的依據(jù)。這些對于大型復(fù)雜設(shè)備的支撐基礎(chǔ)設(shè)計都具有一定的參考意義。

　　三、背景科研項目情況簡介

　　此課題來源于工程實際，是以無錫錫通科技集團某瀝青攪拌樓設(shè)計為背景展開的。其樓架結(jié)構(gòu)分析是攪拌樓設(shè)計工作的重要組成部分。此課題的完成將為企業(yè)進行各種型號瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計提供重要依據(jù)。

　　四、學(xué)位論文主要研究內(nèi)容

　　動力機器基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)本身質(zhì)量、剛度的分布、設(shè)備的質(zhì)量和剛度、地基的影響、擾力大小和相位等因素，確定安全可靠、適用、經(jīng)濟合理和技術(shù)先進的方案。

　　本論文是對企業(yè)中已有的樓架安全性與經(jīng)濟性進行分析驗算和優(yōu)化，樓架的結(jié)構(gòu)和選材已定、不進行研究，本論文對于瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計提出必須滿足的三個基本要求：

　　(1)具有良好的抗振性;

　　(2)具有足夠的剛強度;

　　(3)穩(wěn)定性要求。

　　只有滿足了這三個方面的要求才能保證瀝青攪拌樓的正常運行和安全生產(chǎn)。所以在進行瀝青攪拌樓的樓架設(shè)計時需要進行動力特性分析以及強度和穩(wěn)定性的計算。最后就樓架可行性與經(jīng)濟性進行驗算和優(yōu)化。

　　1.關(guān)于樓架抗振性研究：設(shè)計動力機器機架的基本目標是限制其振動幅值和自振頻率，以滿足機器本身和附近設(shè)備、儀器的運轉(zhuǎn)和不影響鄰近工作人員和居民的工作和生活。因此本設(shè)計中動力計算時首先要確定機器的擾力作用方向和擾力值及其作用點的位置，然后按瀝青攪拌設(shè)備的擾力性質(zhì)，采用相應(yīng)的動力計算公式，計算樓架的振動幅值、振動頻率等，使之不超過允許極限值。

　　2.關(guān)于樓架剛強度的研究：要使樓架具有良好的動態(tài)性能必須保證它具有足夠的靜、動態(tài)剛度。靜態(tài)剛度是以滿載靜力作用下的靜位移來表征，動態(tài)剛度是指其動態(tài)特性，是以其系統(tǒng)的滿載自振頻率來表征。對剛度的研究本文從這兩個方面入手分別計算。強度設(shè)計的準則是在機器運轉(zhuǎn)中可能發(fā)生的最大載荷的情況下樓架上任何點的應(yīng)力都不得大于允許應(yīng)力。強度計算時本文主要進行內(nèi)力分析、載荷組合、和承載能力的驗算。其中內(nèi)力分析包括動內(nèi)力、風(fēng)載以及各種靜載荷內(nèi)力的計算。通過這些分析和計算確保瀝青攪拌樓樓架的所有構(gòu)件在各種可能的載荷工況下都不受到損壞，從而使機組能夠安全地運行。此外還需研究樓架在彎扭組合交變應(yīng)力作用下的疲勞強度問題。

　　3.關(guān)于樓架桿件穩(wěn)定性的研究：對于細長的或薄壁的受壓機構(gòu)及彎-壓結(jié)構(gòu)存在失穩(wěn)問題，失穩(wěn)對結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生很大的破壞，設(shè)計時需要校核。本文研究的瀝青攪拌樓的樓架由于立柱高度大承受的豎直方向的載荷較大，為避免立柱失穩(wěn)，需要校核計算。研究時由于樓架受力情況復(fù)雜，需要對立柱所受外力簡化、近似處理等從而計算出立柱所能承受的臨界壓力。

　　4.關(guān)于樓架安全性與經(jīng)濟性進行驗算和優(yōu)化：將理論計算結(jié)果與有限元軟件運算的結(jié)果進行比較，通過對結(jié)果的分析來得出結(jié)論或進一步的優(yōu)化，這也是本文的最終目的。

　　五、預(yù)期解決的主要問題

　　問題1：如何進行瀝青攪拌樓樓架振動位移的計算問題：

　　以前對機器基礎(chǔ)的設(shè)計的方法有兩自由度法和空間多自由度法，在計算機普及以前只能采用兩自由度法。這種方法從基礎(chǔ)中逐一抽出單榀橫向框架，把它們簡化成兩自由度的質(zhì)量、彈簧體系，然后進行動力分析。這種分析忽略了縱向框架的作用，只能求解單品框架的頻率、振型和動力響應(yīng)，其精度和空間框架的實測結(jié)果相差較大;對于不能分解成平面框架的復(fù)雜結(jié)構(gòu)該方法更無能為力。空間多自由度體系往往更接近實際的幾何、物理模型，其精度更高，但空間多自由度法計算復(fù)雜，需要求解問題較多。

　　本論文擬采用空間多自由度法計算，但利用空間多自由度進行分析時難點主要是：建立計算模型與動力平衡方程并進一步進行動位移的計算。樓架動力計算時將振動位移分成水平振動位移和豎向振動位移的計算：

　　(1)進行水平振動位移計算時，首先建立模型，方法是采用凝聚質(zhì)量和忽略轉(zhuǎn)動慣量假定，將所有桿件的質(zhì)量向兩端的質(zhì)點集中。體系的附加質(zhì)量也向質(zhì)點積聚不考慮橫梁和樓板的變形進行計算。然后運用達朗貝爾原理建立動力平衡方程，利用公式求出所有的水平自振圓頻率和振型，進一步計算各振型的折算質(zhì)量和載荷，最后求出動位移;

　　(2)進行豎向振動位移計算時，考慮橫梁的變形，把單跨梁的鉸支座改成彈簧支座，建立模型，建立剛度方程，求出自振頻率，最后計算結(jié)構(gòu)動位移。

　　問題2：如何在多種載荷及其組合載荷下進行強度計算的問題：

　　本問題的難度在于涉及的載荷非常多，如工作情況下的動載、設(shè)備自重、風(fēng)載、地震載荷等，應(yīng)該選取何種情況下的載荷或組合載荷進行強度計算。此外還要研究樓架在彎扭組合交變應(yīng)力作用下的疲勞強度問題。

　　本文首先將載荷分類：

　　a.永久載荷組合由設(shè)備自重、樓架自重組成

　　b.可變載荷由動載荷組成

　　c.偶然組合由風(fēng)載荷組成。在樓架承載力計算時進行載荷的組合，并取較大值作為控制值：

　　1)基本組合可由永久載荷與可變載荷組合，可變載荷中的各項動力載荷只考慮單向作用;

　　2)偶然組合可由永久載荷，可變載荷及偶然載荷組合。再進行計算時，計算簡圖按下列規(guī)定確定：

　　1)柱和頂板橫梁按橫向平面剛架計算，當量載荷考慮豎向和橫向的作用;

　　2)柱和頂板縱梁按縱向平面剛架計算，當量載荷考慮豎向和縱向的作用。計算縱橫梁在水平載荷的作用下產(chǎn)生的彎矩，可近似的假定梁的兩端為固定支座來計算。

　　問題3：對樓架進行有限元分析時如何建模及如何進行模態(tài)分析的問題：

　　利用有限元可以進行靜態(tài)分析、剛框架結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)分析和模態(tài)分析。

　　在進行有限元分析時首先需要進行有限元軟件的建模，本文在建立瀝青攪拌樓樓架的有限元模型時，不能瀝青攪拌樓樓架及設(shè)備的全部導(dǎo)入ANSYS中進行建模，因為那樣可能會導(dǎo)致運算量過大而使軟件無法運行，可根據(jù)需要，建立樓架的有限元模型，然后選擇所采用的有限元單元類型，劃分網(wǎng)格，最后對其進行計算分析。采用這樣的方法，建立樓架的有限元模型，可以減少運算量，但必須能夠分析出樓架所達到的最大變形量。

　　對于模態(tài)分析，用于確定設(shè)計結(jié)構(gòu)或機器部件的振動特性，即結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，它們是承受動態(tài)載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要參數(shù)。模態(tài)分析的好處：

　　(1)使結(jié)構(gòu)設(shè)計避免共振或以特定頻率進行振動;

　　(2)使工程師可以認識到結(jié)構(gòu)對于不同類型的動力載荷是如何響應(yīng)的;

　　(3)有助于在其它動力分析中估算求解控制參數(shù)進行模態(tài)分析需要清楚模態(tài)分析的基本理論。

　　本文進行樓架的模態(tài)分析的主要分析思路：首先，進行理論分析計算系統(tǒng)的固有頻率，然后在ANSYS中用實體建模的方法建立樓架模型，通過網(wǎng)格劃分和加載求解來得到系統(tǒng)的固有頻率。最后，將理論計算結(jié)果與軟件運算的結(jié)果進行比較，通過對結(jié)果的分析來得出結(jié)論。

　　六、開題條件

　　學(xué)術(shù)條件：本人在經(jīng)過本科階段和研究生階段的學(xué)習(xí)，掌握了材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、高等動力學(xué)、機械振動、建筑振動理論及有限元分析理論等多方面的知識，這是論文開展的理論基礎(chǔ)。然后又參考了相關(guān)領(lǐng)域的研究成果和實踐狀況，為論文的完成有很大的實際意義。同時還有我的導(dǎo)師和同學(xué)都將為我的論文提供指導(dǎo)和幫助，這些都是我完成課題的重要保證。

　　設(shè)備條件：分析用計算機與軟件均具備。

　　七、文獻綜述

　　20世紀80年代以來，隨著有限元法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，利用有限元方法分析機架或樓架應(yīng)力、變形分布等情況，來解決其存在的問題，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的目的，已在我國有了應(yīng)用[1]。本課題利用理論計算與有限元相合的方法對瀝青攪拌樓的樓架進行結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化，解決在實際使用過程中樓架因為強度問題的斷裂和振動破壞，在滿足抗振性、剛強度的要求下減輕樓架的質(zhì)量，降低成本。

　　動力機器支撐基礎(chǔ)設(shè)計一般要求應(yīng)保證抗振性、剛強度及穩(wěn)定性。

　　本文正是從這三個方面進行分析進行樓架結(jié)構(gòu)的分析。設(shè)計前需要弄清設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理，文獻[2][3]介紹兩種瀝青攪拌站的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。為個人提供了一定的專業(yè)知識。由于剛度分析主要考慮變形問題，在進行動力分析時顯然要最終求出樓架的最大的振幅，振動頻率。

　　對于樓架抗振性的研究：抗振性即動力分析，是本文的難點。在進行動力分析時需要知道瀝青攪拌樓的擾力產(chǎn)生來源，及擾力的作用方向和作用點的位置，然后本文在進行樓架的動位移計算時采用了空間多自由度法計算�？臻g多自由度體系往往更接近實際的幾何、物理模型，其精度更高，應(yīng)用也越來越廣泛。

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