機(jī)械仿真設(shè)計(jì)精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的機(jī)械仿真設(shè)計(jì)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：鍛造機(jī)械手；建模；虛擬裝配；ADAMS仿真

機(jī)械手（機(jī)器人）是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備[1]。機(jī)器人的誕生能夠顯著提高生產(chǎn)率以及改善工作環(huán)境等。因此對(duì)機(jī)械手的研究具有重大的意義。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者已對(duì)機(jī)械手建模、優(yōu)化設(shè)計(jì)、控制、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真等方面做了大量的研究工作[2-6]。其中，張明輝等人[2]對(duì)并聯(lián)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)仿真進(jìn)行了研究并通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真模型，為進(jìn)一步對(duì)機(jī)械手的設(shè)計(jì)與分析奠定了基礎(chǔ)。文獻(xiàn)[3]針對(duì)五自由度機(jī)械手，通過(guò)UG建立實(shí)體仿真模型，然后將模型導(dǎo)入ADAMS中建立了虛擬樣機(jī)，并且進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真，分析了末端機(jī)械手速度對(duì)各關(guān)節(jié)力矩、角速度和角加速度的影響，這對(duì)提高機(jī)械手的設(shè)計(jì)性能及機(jī)械手的控制分析等打下了基礎(chǔ)?？傮w來(lái)說(shuō)，對(duì)機(jī)器人相關(guān)的研究方面取得了一些進(jìn)展，但對(duì)機(jī)械手（機(jī)器人）的研究還有待進(jìn)一步深入下去。文章的研究正是基于某企業(yè)鍛造流水線對(duì)機(jī)械手的功能需求而進(jìn)行開(kāi)展的，首先對(duì)裝配機(jī)械手的總體功能進(jìn)行了分析。然后對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行了三維建模及虛擬裝配，并對(duì)部分關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。最后，運(yùn)用ADAMS進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明所建立模型正確性與合理性，為下一步研究機(jī)械手的智能控制提供了設(shè)計(jì)參數(shù)。

1 應(yīng)用背景及功能分析

根據(jù)某鍛造企業(yè)的需求，鍛造時(shí)，鍛件按特定的位置放在鍛造爐中進(jìn)行加熱；鍛造爐門(mén)通過(guò)PLC控制其開(kāi)放和關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)機(jī)械手臂靠近爐門(mén)時(shí)，通過(guò)PLC控制其打開(kāi)，待機(jī)械手臂抓取鍛件取出后，爐門(mén)被再次被控制而關(guān)閉。取出后的鍛件被機(jī)械手臂夾取而放在鍛臺(tái)固定位置后進(jìn)行鍛造的第一個(gè)沖壓工序。同樣的道理對(duì)爐中的鍛件逐一進(jìn)行工序一的加工過(guò)程；待工序一完成后，再次通過(guò)PLC對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行控制使其進(jìn)行抓取以滿足工序一過(guò)程后進(jìn)行的工序二的模具要求，直至鍛件被加工完成。

2 裝配機(jī)械手的三維建模

鍛造機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮到傳動(dòng)件的定位、零件之間的空間位置等等，同時(shí)還要考慮到裝配和加工工藝的可行性?；谝陨系墓δ芤蟮?，對(duì)各個(gè)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建模分別如圖1-圖5所示。最終建立鍛造機(jī)械的三維裝配模型如圖6所示。

圖1 底座 圖2 轉(zhuǎn)動(dòng)軸 圖3 轉(zhuǎn)向臺(tái)

圖4 轉(zhuǎn)動(dòng)臂 圖5 傳動(dòng)軸 圖6 鍛造機(jī)械手

另外，對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了校核，包括內(nèi)部傳動(dòng)直齒錐齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、圓柱蝸桿傳動(dòng)的齒面接觸疲勞強(qiáng)度、蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、蝸桿的剛度等都滿足強(qiáng)度或剛度的要求。

3 基于ADAMS的鍛造機(jī)械手的仿真

利用UG軟件強(qiáng)大的建模功能對(duì)所設(shè)計(jì)的鍛造機(jī)械手進(jìn)行三維實(shí)體建模，然后通過(guò)UG和ADAMS良好的數(shù)據(jù)接口將模型數(shù)據(jù)直接導(dǎo)人ADAMS，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求添加相關(guān)約束，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，研究機(jī)械手各機(jī)構(gòu)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，測(cè)量各個(gè)關(guān)節(jié)的角位移、角速度和角加速度的變化情況，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。

在保證鍛造機(jī)械實(shí)現(xiàn)功能的前提下，首先對(duì)其三維實(shí)體模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，如圖7所示。

注：1、工件輸入帶；2、鍛造臺(tái)1；3、機(jī)械手；4、鍛造臺(tái)2；5、工件輸出帶

圖7 基于UG軟件的機(jī)械手簡(jiǎn)化三維模型

然后，將三維模型導(dǎo)入到ADAMS中，添加相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)副約束和驅(qū)動(dòng)約束，如圖8所示。

圖8 ADAMS環(huán)境下的鍛造機(jī)械手仿真模型

最后得出各個(gè)關(guān)節(jié)的角位移、角速度和角加速度的變化曲線分別如圖9，圖10和圖11所示。

通過(guò)觀察各個(gè)關(guān)節(jié)的角位移、角速度和角加速度的變化曲線可以看出，各關(guān)節(jié)的角位移、角加速度、角加速度平穩(wěn)，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的五自由度送料機(jī)械手的合理性。

4 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合對(duì)自動(dòng)化工業(yè)鍛造流水線的應(yīng)用對(duì)象，選定了機(jī)械手所要實(shí)現(xiàn)的功能。首先，對(duì)該鍛造機(jī)械手具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模、虛擬裝配，并對(duì)部分關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。然后利用ADAMS軟件對(duì)機(jī)械手模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，并生成各角位移、角速度、角加速度的變化曲線，通過(guò)觀察各曲線，驗(yàn)證了機(jī)械手的合理性。為下一步機(jī)械手的智能控制提供了一定的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]黃金風(fēng).MSRS和ODE環(huán)境下POWERCUBE模塊化機(jī)械手的仿真研究[D].大連：大連交通大學(xué)，2010.

[2]張明輝，禚寶海.Diamond并聯(lián)機(jī)械手動(dòng)力學(xué)仿真的Simulink實(shí)現(xiàn)[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，29（1）：90-94.

[3]劉淑英，張明路，韓慧伶.五自由度機(jī)械手動(dòng)力學(xué)分析與仿真[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，38（2）：32-36.

[4]Menon C，Vertechy R，Markot MC， Parenti-Castelli V. Geometrical optimiza-tion of parallel mechanisms based on natural frequency evaluation： application to a spherical mechanism for future space applications. IEEE Transactions on Robotics， 2009，25（1）：12-24.

[5]Muller A， Hufnagel T. Model-based control of redundantly actuated parallel manipulators in redundant coordinates. Robotics and Autonomous Systems， 2012，60（1）：563-71.

第2篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：虛擬設(shè)計(jì)及仿真；CATIA；ANSYS；有限元分析；數(shù)值分析

1 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱靈境技術(shù)，涉及圖像分析技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)等。通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)的可視化操作，將人“投射”到虛擬環(huán)境之中。美國(guó)于上世紀(jì)80年代將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在“虛擬行星探索”試驗(yàn)計(jì)劃之中。我國(guó)雖然起步較晚，但是隨著各學(xué)科的快速發(fā)展，我國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步。[1]

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要涉及到通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)建立三維仿真的視覺(jué)效果，在電影領(lǐng)域，《阿凡達(dá)》動(dòng)畫(huà)渲染需要的硬盤(pán)存儲(chǔ)空間就超過(guò)1PB，要由500塊2TB的硬盤(pán)搭建這套存儲(chǔ)系統(tǒng)。我們可以看到世博會(huì)的中國(guó)館眉到流動(dòng)的清明上河圖，可以看到最先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。[2]

2 齒輪三維模型的建立與分析

2.1 VB對(duì)CATIA的二次開(kāi)發(fā)

建立齒輪的三維實(shí)體模型的方法有很多，如通過(guò)UG、Pro/E等三維軟件直接建立三維模型，或者通過(guò)利用CAXA電子圖板的繪制高級(jí)曲線中的功能，形成齒輪的端面廓形，然后將其導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中，再利用ANSYS的前處理器的建模功能，由齒輪的漸開(kāi)齒廓線生成三維的齒輪實(shí)體模型。本文是應(yīng)用CATIA的強(qiáng)大三維實(shí)體模型功能以及VB（Visual Basic）友好的人機(jī)交互界面，Visual Basic是一種由微軟公司開(kāi)發(fā)的包含協(xié)助開(kāi)發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動(dòng)編程語(yǔ)言。從任何標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，VB都是世界上使用人數(shù)最多的語(yǔ)言――不僅是盛贊VB的開(kāi)發(fā)者還是抱怨VB的開(kāi)發(fā)者的數(shù)量。它源自于BASIC編程語(yǔ)言。VB擁有圖形用戶界面（GUI）和快速應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)（RAD）系統(tǒng)，可以輕易的使用DAO、RDO、ADO連接數(shù)據(jù)庫(kù)，或者輕松的創(chuàng)建ActiveX控件。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。本文通過(guò)VB對(duì)CATIA進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立齒輪傳動(dòng)的三維模型，然后將建立的齒輪三維模型導(dǎo)入ANSYS中。

2.2 齒輪傳動(dòng)模型的建立與分析

二十世紀(jì)七十年代以前人們用經(jīng)典的彈性力學(xué)方法求解接觸問(wèn)題[3]。隨著計(jì)算機(jī)的技術(shù)的發(fā)展，各種數(shù)值方法得到廣泛的應(yīng)用。接觸問(wèn)題的數(shù)值方法又稱為非經(jīng)典彈性力學(xué)方法，包括有限元法，邊界元法和數(shù)學(xué)規(guī)劃法，邊界元與有限元的偶合法，邊界元或有限元與數(shù)學(xué)規(guī)劃法的結(jié)合[4]。數(shù)學(xué)規(guī)劃法是將連續(xù)條件、非嵌入條件，引入接觸體的能量泛函中，求解能量最小化序列問(wèn)題。這種方法有時(shí)得不到最優(yōu)解。

有限元法發(fā)展早，有普及廣、功能強(qiáng)的大型標(biāo)準(zhǔn)程序，如：SAP、ADINA、ANSYS等，用的較多。所做的研究有：有大連鐵道學(xué)院[5]做的根據(jù)接觸問(wèn)題的有限元二次規(guī)劃解法，定量分析了影響強(qiáng)度的幾個(gè)因素。本文所分析的齒輪傳動(dòng)的主要數(shù)據(jù)為齒數(shù)51、厚度28mm、分度圓直徑102mm、模數(shù)2mm，運(yùn)行VB開(kāi)發(fā)的齒輪工具箱，生成齒輪模型，然后建立完整分析齒輪模型。

將建立好的三維模型導(dǎo)入ANSYS中，按劃分網(wǎng)格、施加載荷和約束及后處理的步驟對(duì)齒輪進(jìn)行分析，分析結(jié)果如圖1、圖2。要對(duì)齒輪進(jìn)行接觸分析的有限元計(jì)算，劃分網(wǎng)格的質(zhì)量是很關(guān)鍵的。若直接利用ANSYS提供的自由網(wǎng)格劃分功能，對(duì)整個(gè)齒輪劃分網(wǎng)格，劃分出單元是四面體形狀，輪齒上的網(wǎng)格劃分的很細(xì)，輪體上的網(wǎng)格劃分很粗，致使輪齒和輪體上的單元大小相差很大，在計(jì)算時(shí)易形成病態(tài)的剛度矩陣。由于體掃掠網(wǎng)格劃分方法，劃分出的單元形狀是六面體單元，易于控制實(shí)體各部分的網(wǎng)格的大小，故對(duì)兩個(gè)齒輪的三維實(shí)體采用體掃掠網(wǎng)格劃分方法。為能進(jìn)行體掃掠網(wǎng)格劃分，對(duì)兩個(gè)齒輪實(shí)體模型進(jìn)行了合理的分塊，每塊是只包含一個(gè)源面和一個(gè)目標(biāo)面的小實(shí)體，這些小實(shí)體是相互粘接的以保證劃分網(wǎng)格也是相聯(lián)接的。對(duì)每個(gè)小實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)格劃分控制，著重對(duì)齒輪上的輪齒進(jìn)行較細(xì)劃分，使兩個(gè)齒輪在嚙合時(shí)有足夠的單元參與接觸并使輪體與輪齒上的網(wǎng)格劃分盡量均勻。這樣劃分的網(wǎng)格計(jì)算比較精確。同時(shí)要對(duì)齒輪上的軸向上的線和齒輪端面輪廓上的線劃分的單元數(shù)要進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，使輪齒和輪體的網(wǎng)格劃分盡量均勻，必須使用網(wǎng)格劃分工具的功能對(duì)齒輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分的控制。

從應(yīng)力云圖和受力圖可以看出，齒根應(yīng)力最大，最大變形量為位于齒輪頂端，這與理論相符。但是，由于在做齒輪分析時(shí)沒(méi)考慮：齒向載荷分布系數(shù)、齒廓齒輪的應(yīng)力、修正系數(shù)、齒形系數(shù)、重合度系數(shù)等修正因素，所以與實(shí)際有一定的差距，如果綜合考慮以上因素，結(jié)果應(yīng)該更加準(zhǔn)確。由于直接在ANSYS中精確建立齒輪的齒廓很困難，可利用CATIA的強(qiáng)大三維建模功能與VB友好的界面及強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能，建立齒輪的三維模型。并將此三維模型導(dǎo)入ANSYS中，在ANSYS軟件中進(jìn)行分析及處理。

3 結(jié)論

CAD/CAM技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的廣泛應(yīng)用使得其效率得到提高，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則作為它們的擴(kuò)展，使在平面的顯示得到了向空間的發(fā)展，并且人機(jī)交互得到大幅提高，機(jī)械設(shè)計(jì)制造流程變得更加形象簡(jiǎn)單。隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)很可能會(huì)產(chǎn)生像科幻電影《鋼鐵俠》里那樣的設(shè)計(jì)系統(tǒng)：全息投影，直接用手操作，并且數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)智能化存儲(chǔ)，人機(jī)甚至可以用語(yǔ)音直接對(duì)話而不是采用呆板的鍵盤(pán)輸入，設(shè)計(jì)制造智能控制。屆時(shí)，因其強(qiáng)大的互動(dòng)性和及其簡(jiǎn)單的操作，機(jī)械設(shè)計(jì)制造將不是少部分人的專利，而是全民都可以參與其中，整個(gè)制造業(yè)將發(fā)生翻天覆地的變化。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳澤等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的移動(dòng)械臂控制系統(tǒng)分析[J]，山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，2（1）：68-72

[2] 郭朝霞.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)分析[J]，教育教學(xué)論壇，2014，5（20）：197-200

[3] 杜慶華，于壽文.彈性理論[M]，北京：科學(xué)出版社，1992

第3篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；起重機(jī)械；仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.153

0 前言

隨著城市化的進(jìn)展，工程數(shù)量顯著增加，起重機(jī)械的應(yīng)用頻率隨之提高。起重機(jī)械的性能，在很大程度上決定著工程施工效率，且對(duì)工程成本等影響較大，對(duì)其性能進(jìn)行評(píng)估十分重要。鑒于起重機(jī)械龐大的體積，實(shí)際展開(kāi)性能評(píng)估難度較大，在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立相應(yīng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使性能評(píng)估，能夠在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行，對(duì)于評(píng)估效率以及準(zhǔn)確度的提高，具有重要價(jià)值。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，又稱VR技術(shù)，是信息化時(shí)代下的產(chǎn)物，目前已經(jīng)被應(yīng)用到了各領(lǐng)域當(dāng)中，并取得了顯著成果[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所能夠提供的服務(wù)較多，不僅具有計(jì)算機(jī)圖形學(xué)功能，同時(shí)還能夠支持系統(tǒng)仿真以及通信等的實(shí)現(xiàn)，人機(jī)交互水平高。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用，用戶能夠與虛擬世界間的聯(lián)系逐漸增強(qiáng)，用戶甚至能夠產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，體驗(yàn)效果極佳。

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)主要應(yīng)用到航空航天以及工程建模等領(lǐng)域。起重機(jī)械作為工作機(jī)械的一種，其設(shè)計(jì)以及性能評(píng)估，同樣可以采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，以該技術(shù)為基礎(chǔ)，建立相應(yīng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)于傳統(tǒng)起重機(jī)械性能評(píng)估所面臨的難度大的問(wèn)題的解決，具有重要價(jià)值[2]。

2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)的起重機(jī)械仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)需做好如下準(zhǔn)備[3]：（1）準(zhǔn)備起重機(jī)械，作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)原型。在實(shí)際工程中，起重機(jī)械的類型包括很多種，為確保仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有更加廣泛的適應(yīng)性以及使用性，應(yīng)選擇應(yīng)用范圍較廣的起重機(jī)械作為原型展開(kāi)設(shè)計(jì)?？紤]上述問(wèn)題，將平頭塔吊作為了平臺(tái)設(shè)計(jì)原型。（2）建立平頭塔吊三維模型：平頭塔吊三維模型的建立，應(yīng)同時(shí)考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)行原理，以及機(jī)械具體使用場(chǎng)景兩方面問(wèn)題，應(yīng)確保模型能夠與機(jī)械有關(guān)原理相符，同時(shí)，還需模擬工程施工的實(shí)際情況，完成三維建模過(guò)程。（3）虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的選擇：選擇unity 3D作為虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，采用Solidworks完成起重機(jī)械駕駛室的設(shè)計(jì)，將其導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件當(dāng)中，做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。

2.2 三模模型與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合

應(yīng)將三維模型，導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件當(dāng)中，具體方法如下[4]：（1）塔吊分解：將平頭塔吊的各組成部分進(jìn)行解構(gòu)，提高塔吊的簡(jiǎn)化性水平。考慮塔吊各部分的功能，以及虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的要求，將塔吊分解成為了駕駛室、塔身以及載重等不同部分。（2）數(shù)據(jù)采集：分別采集塔吊不同部分的有關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集可以通過(guò)對(duì)獲取塔吊設(shè)計(jì)最初的CAD圖紙的參考來(lái)實(shí)現(xiàn)。（3）數(shù)據(jù)整理與建模：整理出有效數(shù)據(jù)，展開(kāi)建模。采用Solidworks軟件，完成駕駛室的建模，同時(shí)，采用其他件，完成對(duì)塔身等部分的建模。（4）格式轉(zhuǎn)換：采用3DS MAX軟件，對(duì)三維模型的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之成為虛擬現(xiàn)實(shí)軟件所支持的格式，并將其導(dǎo)入到Unity3D當(dāng)中。

2.3 作業(yè)場(chǎng)景設(shè)計(jì)

（1）駕駛室設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)駕駛室大體的結(jié)構(gòu)框架。分別設(shè)計(jì)駕駛室內(nèi)的物品，包括操作臺(tái)等，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在保證設(shè)計(jì)成果的理論功能與其顯示功能相符的情況下，盡可能的將設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔化。操作臺(tái)功能較多，因此設(shè)計(jì)較為困難，應(yīng)將其作為重點(diǎn)加以考慮。計(jì)算駕駛室內(nèi)各個(gè)部門(mén)的長(zhǎng)度寬度等參數(shù)，提高其精確度。設(shè)計(jì)駕駛室窗戶。安裝零件，駕駛室設(shè)計(jì)完成。（2）塔身與塔臂設(shè)計(jì)：可以采用Pro/E軟件，對(duì)塔身與塔臂進(jìn)行設(shè)計(jì)。在起重機(jī)械中，塔身與塔臂的結(jié)夠相對(duì)復(fù)雜，采用Solidworks軟件無(wú)法完成設(shè)計(jì)。Pro/E軟件具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠確保復(fù)雜設(shè)計(jì)有效完成。需注意的是，Pro/E軟件與虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的格式不匹配，設(shè)計(jì)完成的塔身與塔臂的模型，無(wú)法直接導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件中，因此需采用3DS MAX進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，使所建立好的模型，能夠完整的導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)當(dāng)中，避免失真等問(wèn)題的發(fā)生。

2.4 仿真場(chǎng)景

（1）將模型導(dǎo)入到虛擬現(xiàn)實(shí)軟件中，對(duì)起重機(jī)械的實(shí)際工作場(chǎng)景進(jìn)行模擬以及布局。（2）采用JavaScript、C#，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的引擎腳本進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保軟件的功能能夠有效實(shí)現(xiàn)。

3 討論與展望

采用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件設(shè)計(jì)起重機(jī)械仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)效率高，仿真效果好，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，能夠代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)械性能的評(píng)估，能夠有效節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，對(duì)起重機(jī)設(shè)計(jì)成本的降低，具有積極意義。需要注意的是，與仿真實(shí)驗(yàn)相比，真實(shí)作業(yè)過(guò)程中，起重機(jī)械所面臨的風(fēng)險(xiǎn)必定較大，因此，仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須充分考慮到起重機(jī)械在實(shí)際工程中應(yīng)用所需面臨的風(fēng)險(xiǎn)，以最大程度提高仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)水平。

在未來(lái)，應(yīng)將以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的起重機(jī)械仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，應(yīng)用到機(jī)械性能評(píng)估過(guò)程中，在研究中，不斷縮小誤差，促使起重機(jī)械整體使用性能得到進(jìn)一步的提升。

4 結(jié)論

基于虛擬現(xiàn)實(shí)的起重機(jī)械仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，能夠有效解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中存在的執(zhí)行難度大的問(wèn)題，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)重視，提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用水平，為起重機(jī)械性能的提升，以及工程施工的順利開(kāi)展提供保證。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫暉.基于IFIX組態(tài)技術(shù)的港口起重機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[J].港口裝卸，2015（06）：40-43.

[2]崔榮臻，秦華，馮欣欣，許鵬.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的起重機(jī)械仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程，2016（13）：217-221.

[3]王秀萍，程文明，梁曉波，蘇軍朝.基于VR的起重運(yùn)輸機(jī)械培訓(xùn)仿真系統(tǒng)的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2015（07）：223-226.

第4篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】大型搗固機(jī)械 仿真平臺(tái) 多媒體教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）26-0097-01

大型搗固主要用于鐵路新建和維修。為了更加形象地讓學(xué)生了解大型搗固機(jī)械的工作原理，我們?cè)O(shè)計(jì)了大型搗固機(jī)械仿真平臺(tái)。

此教學(xué)仿真平臺(tái)主要是在吸取以往多媒體教學(xué)中的不足和缺陷的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模擬技術(shù)相結(jié)合的方式來(lái)開(kāi)發(fā)的，科技含量高，具有實(shí)用性、直觀性的特點(diǎn)，方便了師生，提高了現(xiàn)代化教學(xué)水平。

一 構(gòu)建仿真平臺(tái)系統(tǒng)

為了讓學(xué)生更加詳細(xì)地了解此設(shè)備和開(kāi)展工作，我們按照大型養(yǎng)路機(jī)械的系統(tǒng)原理和多媒體教學(xué)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)。在早期的大型搗固機(jī)械的仿真平臺(tái)模擬中，由于技術(shù)的缺乏及環(huán)境的限制，設(shè)計(jì)存在缺陷，經(jīng)過(guò)綜合考慮為了達(dá)到更好的教學(xué)目的，仿真平臺(tái)的系統(tǒng)構(gòu)建分為硬件和軟件兩大部分。硬件部分有控制操作、信號(hào)收集、信號(hào)轉(zhuǎn)換、顯示結(jié)果四大部分。軟件部分主要用于教學(xué)，包括文本內(nèi)容靜態(tài)和操作流程動(dòng)態(tài)的顯示。

二 系統(tǒng)功能

1.硬件功能

第一，控制操作?？刂撇僮髦饕梢韵挛宀糠纸M成：端子柜、操縱臺(tái)、電源柜、控制臺(tái)、模擬臺(tái)，主要用于模擬操作臺(tái)，模擬真實(shí)操作。各個(gè)操作柜都安裝了大型搗固車械設(shè)備，都是可見(jiàn)的實(shí)物，保證安裝和真實(shí)搗固裝置一致。當(dāng)老師教學(xué)時(shí)，可以直觀地給學(xué)生講解操作步驟和流程。為了真實(shí)再現(xiàn)搗固裝備，還配置了總電源控制和模擬信號(hào)功能，通過(guò)控制電源來(lái)顯示信號(hào)燈，能直觀地看到當(dāng)時(shí)電器的狀態(tài)。

第二，信號(hào)收集。信號(hào)收集的核心配置是信號(hào)采集柜，主要是通過(guò)信號(hào)采集柜來(lái)采集操作控制的輸入信號(hào)。原理是將操作控制的高電壓轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的低壓信號(hào)，采集各電器接點(diǎn)或線圈的電壓變化，從而來(lái)檢測(cè)操作控制的狀態(tài)。

第三，信號(hào)轉(zhuǎn)換。信號(hào)轉(zhuǎn)換主要由PC機(jī)來(lái)完成，就是把信號(hào)采集柜采集的信息輸入到PC機(jī)，由PC機(jī)來(lái)處理完成，結(jié)果通過(guò)相應(yīng)線路顏色變化來(lái)顯示。假如某一個(gè)電器設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化，可以明顯地看出電路圖也相應(yīng)變化。也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路圖放大、縮小、翻頁(yè)等功能。

第四，顯示結(jié)果。由投影儀、視頻展臺(tái)、電動(dòng)銀幕、音頻系統(tǒng)等來(lái)完成結(jié)果顯示。由PC機(jī)處理的結(jié)果連接上投影儀，然后顯示到視頻展臺(tái)、電動(dòng)銀幕、音頻系統(tǒng)等。

2.軟件功能

軟件部分主要指的是教學(xué)方式，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)教學(xué)方式。靜態(tài)教學(xué)指的是把搗固機(jī)械的線圖或教程內(nèi)容通過(guò)課件或者視頻的方式顯示出來(lái)。動(dòng)態(tài)教學(xué)指的是通過(guò)仿真平臺(tái)真實(shí)地顯示搗固機(jī)械的接點(diǎn)電位變化狀況及監(jiān)測(cè)設(shè)備的變化狀態(tài)等。

3.系統(tǒng)測(cè)試

搭建完成硬件和軟件設(shè)備以后，為方便教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)，需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，查看每個(gè)硬件設(shè)備是否完好以及能否正確地完成操作，測(cè)試軟件設(shè)備是否更加清晰及操作流暢等。系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，主要是檢測(cè)教師端和學(xué)生端的PC機(jī)是否存在問(wèn)題，動(dòng)畫(huà)是否及時(shí)、準(zhǔn)時(shí)地顯示教學(xué)內(nèi)容等。

三 仿真平臺(tái)的教學(xué)特點(diǎn)

1.教學(xué)結(jié)合

仿真平臺(tái)使用動(dòng)態(tài)和靜態(tài)教學(xué)方式相結(jié)合，多媒體教學(xué)一般講的是文本內(nèi)容和圖像及視頻相結(jié)合，使教學(xué)更加形象和直觀。仿真平臺(tái)充分利用計(jì)算機(jī)的信息化空間及可控性和交互性等特點(diǎn)，讓教學(xué)內(nèi)容以多種方式顯示出來(lái)。這種大型機(jī)械仿真平臺(tái)，能真實(shí)模擬實(shí)物的各方面功能。通過(guò)對(duì)模擬平臺(tái)的操作動(dòng)態(tài)地顯示操作的各個(gè)步驟和流程，使學(xué)員清楚和明了地看到與真實(shí)機(jī)械一致的操作動(dòng)作。

2.教學(xué)多樣化

使用仿真平臺(tái)使教學(xué)更加多樣化和形象化：硬件顯示的是操作流程，有了軟件的支持，按照實(shí)物機(jī)械的操作，就能通過(guò)系統(tǒng)顯示出來(lái)；系統(tǒng)將搗固車械按照裝置組成分為白色，有電為紅色，把開(kāi)關(guān)的合閉等設(shè)定為標(biāo)志符號(hào)，詳細(xì)及形象地向?qū)W生講解和展現(xiàn)原理圖；每個(gè)零件的位置、用途、操作方式等通過(guò)仿真平臺(tái)形象地顯示到屏幕上，而且圖像或視頻可以放大或縮小，以便仔細(xì)地觀看。

學(xué)生既可以通過(guò)仿真平臺(tái)形象地判斷故障位置及排除故障，也可以通過(guò)屏幕多方位地觀看故障點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，我們還可以更加方便地更新系統(tǒng)或增添新的功能。

四 總結(jié)

大型搗固車械仿真平臺(tái)的建設(shè)為教學(xué)和設(shè)計(jì)提供了一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，形象地完成了搗固機(jī)械的工作過(guò)程，并且虛擬動(dòng)態(tài)顯示，可以直觀地進(jìn)行三維視圖分析，進(jìn)一步滿足了教學(xué)中的使用要求。

第5篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

1概念

1)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)是識(shí)別機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一門(mén)新的科學(xué)技術(shù)，它主要研究機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中狀態(tài)的變化，以及在診斷信息中的反應(yīng)。

2)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)包括了對(duì)機(jī)械設(shè)備的診斷、預(yù)測(cè)及運(yùn)行時(shí)的監(jiān)測(cè)3個(gè)方面。

3)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)是通過(guò)監(jiān)測(cè)狀態(tài)信號(hào)，對(duì)它所監(jiān)測(cè)出來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分析處理，從而診斷和識(shí)別機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備將來(lái)的狀態(tài)，確定需要控制機(jī)械設(shè)備措施的一門(mén)新技術(shù)。

2控制機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作的幾個(gè)措施

1)定時(shí)監(jiān)測(cè)。定期定時(shí)的為使用中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2)跟蹤監(jiān)測(cè)。跟蹤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常的機(jī)械設(shè)備，了解機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)工作狀態(tài)的變化，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)有變化的趨勢(shì)，就應(yīng)該馬上組織維修。

3)驗(yàn)收監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)維修后的機(jī)械設(shè)備，通過(guò)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷已經(jīng)維修后的機(jī)械設(shè)備的使用狀態(tài)，與專業(yè)的維修人員一起商討維修后的機(jī)械設(shè)備是不是還能夠正常使用或者淘汰。

4)其他監(jiān)測(cè)。在平常對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查時(shí)，一些不太主要的機(jī)械設(shè)備如果也監(jiān)測(cè)出來(lái)問(wèn)題，可以對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，并且分析判斷，解決小問(wèn)題，避免將來(lái)促成大問(wèn)題。

3機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的發(fā)展路程

1)監(jiān)測(cè)出機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，結(jié)合多位專業(yè)人員進(jìn)行分析，通過(guò)縝密研究后，最終確定出可能存在的機(jī)械設(shè)備的故障或者隱患。

2)測(cè)量?jī)x器的出現(xiàn)，為機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)的發(fā)展起到了一定的推進(jìn)作用，用測(cè)量?jī)x器測(cè)量出機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)的參數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算比較，最后確定出故障的原因，或者通過(guò)對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行多次的測(cè)量比較，根據(jù)機(jī)械設(shè)備工作的狀態(tài)確定出是否會(huì)出現(xiàn)故障或者隱患。

3)計(jì)算機(jī)硬件、軟件的快速發(fā)展與開(kāi)發(fā)。計(jì)算機(jī)機(jī)械設(shè)備管理模式已經(jīng)逐漸的代替了原來(lái)老式的管理，機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)也逐漸的發(fā)展到了計(jì)算機(jī)時(shí)代。有些專業(yè)的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀器不僅僅只具有測(cè)量、記錄參數(shù)的功能，甚至還能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)出來(lái)的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析處理。只要將機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)出來(lái)的參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，電腦就能對(duì)這些監(jiān)測(cè)出的數(shù)據(jù)作出簡(jiǎn)單分析，還能夠顯示出相關(guān)的一些圖譜，甚至還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的專業(yè)系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)儀器所測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)。

4)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，使機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)方面的研究進(jìn)入到更深更專業(yè)的階段，研究工作從機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研制進(jìn)入到診斷方法的研究；監(jiān)測(cè)診斷手段由震動(dòng)工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)擴(kuò)大到能量損耗的監(jiān)測(cè)診斷；研究對(duì)象由旋轉(zhuǎn)機(jī)械擴(kuò)展到發(fā)動(dòng)機(jī)、工程施工機(jī)械以及生產(chǎn)線；時(shí)空范圍由當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)診斷擴(kuò)大到異地監(jiān)測(cè)，即監(jiān)測(cè)診斷網(wǎng)絡(luò)。

4發(fā)展趨勢(shì)

4．1不斷引入機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷_的新技術(shù)

1)硬件方面：功能強(qiáng)化—便攜式數(shù)采增加整周期采樣、雙通道；提高機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的可靠性；性能提高——高速多通道并行，DSP器件。

2)軟件方面：功能更加豐富完善、準(zhǔn)確有效；信號(hào)數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)的成果逐漸轉(zhuǎn)為實(shí)際化；計(jì)算技術(shù)中對(duì)分布式方法的運(yùn)用。

4．2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中對(duì)機(jī)械設(shè)備的診斷功能不斷完善

1)診斷分析數(shù)據(jù)的確定系統(tǒng)：針對(duì)有關(guān)的機(jī)械設(shè)備及參數(shù)，給出若干可能故障的說(shuō)明和分析依據(jù)，最后由操作者或分析人員來(lái)確定結(jié)論。

2)診斷技術(shù)的輔助系統(tǒng)：在給出分析處理結(jié)果和故障特征提示的情況下，利用人機(jī)集合的方式進(jìn)行故障分析與判斷。

3)診斷技術(shù)中的專家系統(tǒng)：利用知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)，由計(jì)算機(jī)自主(配合一定的人機(jī)交互)完成故障分析與診斷，并提出相應(yīng)的處理措施。

4．3機(jī)械設(shè)備的管理功能占據(jù)了非常重要地位

機(jī)械設(shè)備中的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)是診斷技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息、決策支持技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它也是建立在分布式或集中式機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之上的。它所應(yīng)用的技術(shù)主要有：獲取機(jī)械設(shè)備的故障信息、互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。而想要使信號(hào)采集、信號(hào)分析處理和診斷技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上遠(yuǎn)程控制操作，就一定要解決下面的問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行的遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)備信號(hào)采集；分析信號(hào)處理軟件的設(shè)計(jì)；現(xiàn)場(chǎng)對(duì)機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)處理；網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試數(shù)據(jù)、診斷分析方法和共享軟件。由此看出，機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)中遠(yuǎn)程協(xié)作診斷已經(jīng)過(guò)試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，但是，因?yàn)樵跈C(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)領(lǐng)域中的信息還沒(méi)有統(tǒng)一，協(xié)作手段和機(jī)制還不夠完善，離建設(shè)機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷醫(yī)院的目標(biāo)還有著很大的距離。在不久的將來(lái)，我們也應(yīng)該吸取國(guó)外同行的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)領(lǐng)域的最前沿的科學(xué)研究技術(shù)。通過(guò)我們自己的努力，在機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)領(lǐng)域中做出一些成績(jī)，讓這門(mén)新理念技術(shù)有更加寬闊的前景。

5機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的應(yīng)用意義

5．1有利于提高人們機(jī)械設(shè)備的管理水平

把機(jī)械設(shè)備管理好，不僅是保證企業(yè)機(jī)械設(shè)備再生產(chǎn)的必要條件，而且還能夠提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)的發(fā)展。因此，通過(guò)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)維修，是提高我們對(duì)機(jī)械設(shè)備管理水平的重要條件。

5．2減少機(jī)械設(shè)備的事故危害性，避免重大機(jī)械設(shè)備事故的發(fā)生

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)很是復(fù)雜，自動(dòng)化的程度也越來(lái)越高，功能也越來(lái)越完善。機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)重大故障或者發(fā)生安全事故所帶來(lái)的影響程度，有時(shí)不僅會(huì)給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)出現(xiàn)重大的安全事故。

5．3可以間接產(chǎn)生社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

生產(chǎn)停機(jī)、停工帶來(lái)的單位損失越來(lái)越大。實(shí)施機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)不僅減低了機(jī)械設(shè)備的周期費(fèi)用，也間接地提高了以生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型為目標(biāo)的設(shè)備管理水平。機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備管理的一個(gè)主要組成部分，機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)是機(jī)械設(shè)備管理與維修不可缺少的技術(shù)思想。尤其當(dāng)今社會(huì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，機(jī)械設(shè)備維修成本的控制和成本降低是企業(yè)應(yīng)該挖掘的途徑之一。所以，機(jī)械設(shè)備應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)，讓預(yù)知維修取代傳統(tǒng)落后的定期維修和定期預(yù)防是歷史進(jìn)步的必然。

第6篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

課程設(shè)計(jì)是對(duì)課程內(nèi)容的應(yīng)用性訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行階段性的專業(yè)訓(xùn)練過(guò)程，也是對(duì)理論教學(xué)效果的檢驗(yàn)。通過(guò)這一環(huán)節(jié)使學(xué)生在查閱資料、理論計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等方面得到基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，樹(shù)立正確的規(guī)劃、設(shè)計(jì)思想。

課程設(shè)計(jì)論文準(zhǔn)備

（1）課程設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始前應(yīng)準(zhǔn)備好教學(xué)大綱、任務(wù)書(shū)和指導(dǎo)書(shū)等必要

的教學(xué)文件，以及教學(xué)參考資料、范例等。

（2）在滿足教學(xué)大綱和教學(xué)基本要求的前提下，課程設(shè)計(jì)選題應(yīng)使學(xué)生得

到較全面的能力訓(xùn)練，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能的目的。題目的深度、廣度和難度要適當(dāng)，使學(xué)生能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。必須明確每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成的部分，做到參數(shù)、指標(biāo)或側(cè)重點(diǎn)不同，避免因工作任務(wù)雷同而出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。

2、課程設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師的配備和職責(zé)

（1）指導(dǎo)教師應(yīng)在課程設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始時(shí)向?qū)W生下達(dá)任務(wù)書(shū)并公布具體

考核方式。

（2）指導(dǎo)教師應(yīng)檢查和監(jiān)督學(xué)生的出勤、工作進(jìn)度，保證足夠的指導(dǎo)時(shí)間，

對(duì)學(xué)生遇到的問(wèn)題要及時(shí)指導(dǎo)，注重啟發(fā)、引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生提出獨(dú)立見(jiàn)解，適當(dāng)組織討論，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。

（3）指導(dǎo)教師應(yīng)認(rèn)真審查學(xué)生完成的設(shè)計(jì)論文，客觀公正地評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)；

將課程設(shè)計(jì)論文資料整理齊全，按要求存檔，并填寫(xiě)有關(guān)報(bào)表。

3、課程設(shè)計(jì)論文的任務(wù)書(shū)和指導(dǎo)書(shū)

（1）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)和指導(dǎo)書(shū)由指導(dǎo)教師擬訂、撰寫(xiě)，經(jīng)系主任

審查后，在布置課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)時(shí)印發(fā)給學(xué)生。

（2）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)的內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計(jì)（論文）題目、已知技

術(shù)參數(shù)（題目背景）、設(shè)計(jì)（論證、調(diào)研）要求、設(shè)計(jì)（分析）方法、指導(dǎo)教師與系主任簽字。

（3）課程設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)書(shū)應(yīng)包括設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、主要技術(shù)步驟

和關(guān)鍵分析、方案比較內(nèi)容等。

4、成績(jī)?cè)u(píng)定與資料歸檔

（1）學(xué)生課程設(shè)計(jì)論文完成后，由學(xué)生按要求裝訂成冊(cè)，指導(dǎo)教師應(yīng)組織

評(píng)審。課程設(shè)計(jì)論文成績(jī)根據(jù)學(xué)生的考勤、課程設(shè)計(jì)論文完成質(zhì)量綜合評(píng)定，其權(quán)重由教學(xué)基層單位確定。成績(jī)采用五級(jí)分制評(píng)定。

（2）指導(dǎo)教師在課程設(shè)計(jì)論文工作結(jié)束后填寫(xiě)《內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)

（課程論文）工作總結(jié)表》。

（3）課程設(shè)計(jì)（論文）成果及相關(guān)材料由學(xué)院保留四年。對(duì)于優(yōu)秀課程設(shè)

計(jì)（論文），保管期限可適當(dāng)延長(zhǎng)或移交學(xué)校檔案室存檔。

課程設(shè)計(jì)論文要求

課程設(shè)計(jì)論文的內(nèi)容應(yīng)包括：

1．封面

2．任務(wù)書(shū)

3．目錄

4．正文

（1）．論文題目；

（2）．技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)步驟；

（3）．設(shè)計(jì)理論分析方法

（4）．設(shè)計(jì)結(jié)論及其分析

5．參考文獻(xiàn)

注意：絕不允許課程設(shè)計(jì)論文雷同，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)全部計(jì)為零分！ （即便課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容相同或相近，在文字?jǐn)⑹鲋幸惨凶约邯?dú)有的文字表達(dá)出 來(lái)，所有的圖都要自己畫(huà)，一旦發(fā)現(xiàn)報(bào)告中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)下載的圖片取消成績(jī)） 課程設(shè)計(jì)論文的格式要求：

論文使用A4紙打印，中文字符一律使用宋體，西文字符一律使用Times New Roman字體

一級(jí)標(biāo)題采用小三號(hào)字加粗，兩端對(duì)齊，段后空一行；二級(jí)標(biāo)題采用四號(hào)字加粗，兩端對(duì)齊；三級(jí)標(biāo)題采用小四號(hào)字加粗，兩端對(duì)齊；正文采用小四號(hào)字，兩端對(duì)齊，1.5倍行距，首行縮進(jìn)2字符。題目、目錄、附錄、參考文獻(xiàn)等標(biāo)題采用小三號(hào)字加粗，居中對(duì)齊，段后空一行。

圖標(biāo)題應(yīng)在一級(jí)編號(hào)下順序編號(hào)，如圖1.1、圖1.2、圖2.1、圖2.2??，居中置于圖的正下方，段后空一行。

表標(biāo)題應(yīng)在一級(jí)編號(hào)下順序編號(hào)，如表1.1、表1.2、表2.1、表2.2??，居中置于表的正上方，段前空一行。

頁(yè)眉采用五號(hào)字居中注明“內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文”字樣，頁(yè)腳采用五號(hào)字居中標(biāo)注頁(yè)碼（摘要和目錄采用羅馬數(shù)字，其它采用阿拉伯?dāng)?shù)字）。

（1）篇幅

課程設(shè)計(jì)論文的篇幅為3--4千字左右。

（2）裝訂

論文按封面、任務(wù)書(shū)、目錄、正文、附錄、參考文獻(xiàn)的順序裝訂成冊(cè)。

題目：

第7篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞:諧波平衡法; 射頻功率放大器; 非線性分析; ADS仿真

中圖分類號(hào):TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2010)09-0063-04

Analysis and Simulation of RF Power Amplifier Based on Harmonic Balance Method

YAN Bo, LIU Xi-shun, LIU An-zhi

(National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)

Abstract: In view of the continuous improvement of radio frequency band, nonlinear phenomena of power amplifier is more and more serious. Analysis and simulation method of RF power amplifier named harmonic balance method is introduced for achieving the analysis and design of RF circuit in a high power. In ADS2002 simulation environment, a non-linear parameter of LDMOS device is simulated in the mono and two-tone frequency with a harmonic balance method. Through the analysis of simulation results, the harmonic balance method has advantages in the design and development of RF circuit in a high-power.

Key words:harmonic balance method; RF power amplifier; nonlinear analysis; ADS simulation

0 引 言

近年來(lái),隨著無(wú)線通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,通信頻段已經(jīng)越來(lái)越擁擠。為了在有限的頻率范圍內(nèi)容納更多的通信信道,出現(xiàn)了多種通信體制。頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址已用于現(xiàn)代數(shù)字通信,多載波碼分多址和正交頻分多址體制相繼出現(xiàn)。這些系統(tǒng)都具有共同的特點(diǎn),多載波、大動(dòng)態(tài)范圍,對(duì)射頻輸出功率放大器(PA)的線性度要求非?？量獭９β史糯笃骺偸菓?yīng)用在大信號(hào)狀態(tài),或工作在1 dB壓縮點(diǎn)附近,此時(shí)非線性變得非常嚴(yán)重。功率放大器的AM-AM/AM-PM失真會(huì)導(dǎo)致已調(diào)信號(hào)的幅度和相位出現(xiàn)偏差,交調(diào)失真會(huì)導(dǎo)致頻譜擴(kuò)展對(duì)多載波通信系統(tǒng)的鄰道信號(hào)產(chǎn)生干擾,最終都會(huì)導(dǎo)致通信誤碼率的惡化,影響通信質(zhì)量。因此,在放大器模型的基礎(chǔ)上,如何定量地描述和分析其非線性及其對(duì)通信系統(tǒng)的影響具有相當(dāng)?shù)墓こ虆⒖家饬x。

目前,對(duì)于功率放大器的非線性分析主要有冪級(jí)數(shù)法、Volterra級(jí)數(shù)法、諧波平衡法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。冪級(jí)數(shù)分析和Volterra級(jí)數(shù)分析對(duì)多個(gè)小信號(hào)激勵(lì)的弱非線性電路分析是十分有用的,并可用于解決各種各樣的實(shí)際問(wèn)題,但對(duì)多頻率大信號(hào)激勵(lì)下強(qiáng)非線性電路的大功率放大器卻無(wú)能為力。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法目前還屬于非線性電路研究領(lǐng)域中的前沿課題。諧波平衡法是分析單一頻率信號(hào)激勵(lì)強(qiáng)或弱非線性電路的最有用方法,可用于PA的非線性分析。本文主要用諧波平衡法來(lái)分析功率放大器的非線性特性,并在ADS2002仿真環(huán)境下,用諧波平衡法對(duì)功率放大器進(jìn)行了仿真分析。

1 諧波平衡法的基本原理[1]

諧波平衡法的基本思想是找一組端口電壓波形(或諧波電壓分量),它應(yīng)能使線性子網(wǎng)絡(luò)方程和非線性子網(wǎng)絡(luò)方程得到的電流相同。實(shí)質(zhì)上就是建立諧波平衡方程,然后采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ蠼?。它建立方程?jiǎn)單,但計(jì)算比較復(fù)雜,如圖1所示。

線性子電路部分采用多端口網(wǎng)絡(luò)處理,采用Y或S矩陣表示。非線性子電路采用非線性元件的I/V或Q/V的時(shí)域特性描述,為了表示源和負(fù)載阻抗,在線性部分加入兩個(gè)電壓源,把整個(gè)電路簡(jiǎn)化為N+2個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)。把端口各頻率的電流分量用向量表示,這里INK表示線性子電路中第N端口的第K階諧波分量的向量;NK表示非線性部分向量,由各端口電壓和非線性元件決定。

圖1 一個(gè)非線性射頻電路被分成線性和非線性子電路

線性部分采用線性方法求解為:

NK+NK=0(1)

(N+2)×1=(N+2)×(N+2)•(N+2)×1(2)

In=[In,0In,1…In,k]T(3)

Vn=[Vn,0Vn,1…Vn,k]T(4)

式中:In,Vn向量為第n個(gè)端口上的諧波電流和電壓┫蛄俊

在式(2)中導(dǎo)納矩陣Y的元素多是對(duì)角矩陣。Ym,n=diag[Ym,n(kωP)],k=0,1,2,…,K;ωP為基波激勵(lì)頻率,激勵(lì)電壓向量分別為端口N+1,N+2的直流偏壓,VN+1,VN+2的形式為:

VN+1VN+2=[Vb1VS00…Vb20…0]T(5)

當(dāng)?shù)贜+1端口激勵(lì)時(shí),此端口有一直流偏壓和┮桓齷波偏壓,N+2端口只有一個(gè)直流偏壓,這正對(duì)于FET放大器的情況,把Y矩陣分開(kāi),可得端口1～N的電流向量I的表達(dá)式,即:

I1I2IN=Y1,N+1Y1,N+2Y2,N+1Y2,N+2螃YN,N+1YN,N+2VN+1VN+2+

Y11Y12…Y1NY21Y22…Y2N螃螵鰳YN1YN2…YNN•V1V2VN(6)

I=IS+YN×NV(7)

相當(dāng)于把線性部分等效成N個(gè)電流源,N+1,N+2端口不存在了。

非線性部分可以是非線性電容或非線性電阻、電導(dǎo)等。采用傅里葉反變換就可以得到每個(gè)端口的時(shí)域電導(dǎo):

R-1{Vn}Vn(t)(8)

對(duì)一個(gè)非線性電容,電荷與電壓的關(guān)系為:

qn(t)=fqn[v1(t),v2(t),…,vN(t)](9)

用傅里葉變換,有:

IC=jΩQ(10)

式中:

Q=[Q1,0Q1,1…Q1,KQ2,0…Q2,K…QN,K]T

Ω=diag[0 ωP 2ωP … kωP 0 ωP … kωP]

IC=[IC,1 IC,2 … IC,N]T

把式(7),式(10)代入式(1)有:

F(V)=IS+YN×NV+jΩQ=0(11)

式(11)稱為諧波平衡方程,當(dāng)F(V)=0時(shí),說(shuō)明求解的這組電壓就是正確解。通過(guò)這個(gè)解可以求出任何元件上的電壓、電流,因?yàn)榻Y(jié)果是多諧波的,對(duì)電路的非線性現(xiàn)象就可以利用結(jié)果來(lái)很好的描述。求解諧波平衡方程有多種算法,如:優(yōu)化法、分裂法、牛頓法和反射算法等,算法的優(yōu)劣程度決定了計(jì)算的時(shí)間,實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)具體情況選擇[2]。

2 諧波平衡法仿真原理

諧波平衡法仿真著眼于信號(hào)頻域特征,擅長(zhǎng)處理對(duì)非線性電路的分析。如果調(diào)制的周期性信息可以用簡(jiǎn)單的幾個(gè)單載波及其諧波表示出來(lái),或者說(shuō)如果其傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式很簡(jiǎn)單的話,諧波平衡法仿真是一個(gè)有效的分析工具。

諧波平衡法仿真允許對(duì)電路進(jìn)行多頻聲仿真,可以展示包括諧波間頻率轉(zhuǎn)換的交調(diào)頻率轉(zhuǎn)換。從數(shù)學(xué)方法上來(lái)講,諧波平衡法是一種迭代法,假定對(duì)于一個(gè)給定的正弦激勵(lì)有一個(gè)可以被逼近到滿意精度的穩(wěn)態(tài)解,則采用諧波平衡仿真器可以確定電流或電壓的頻譜成分、計(jì)算參數(shù)(如:三階截取點(diǎn)、總諧波失真及交調(diào)失真分量)、執(zhí)行電源放大器負(fù)載激勵(lì)回路分析、執(zhí)行非線性噪聲分析等功能。

3 ADS仿真[3]

本文仿真了一個(gè)輸出為0.25 W的射頻功率放大器,晶體管選用Motorola的LDMOS功放管(為一款測(cè)試功放管,類似MRF9742),該模型的構(gòu)造是利用導(dǎo)入數(shù)據(jù)文件“Motorola-mosfet-h”實(shí)現(xiàn)的。本仿真利用諧波平衡仿真法來(lái)分析該功放管的非線性表現(xiàn)。1 dB壓縮點(diǎn)的輸入功率為14 dBm,仿真時(shí)用到的雙音頻中心頻率為850 MHz,頻率掃描間隔從10 kHz~10 MHz。在ADS中設(shè)計(jì)的仿真電路圖如圖2所示,圖中的MotorolaPA是一個(gè)封裝模塊的示意圖,如圖3所示。┩4為放大器的增益特性曲線,圖中的標(biāo)識(shí)m2為其1 dB壓縮點(diǎn),圖5為單音諧波仿真的放大器AM/AM,AM/PM特性曲線圖,可以看到輸人為14 dBm時(shí),輸出信號(hào)的功率為27 dBm,輸出相位發(fā)生了122.46°的相移。圖6為其在850 MHz附近的輸出頻譜圖,m2為其輸出三階交調(diào)點(diǎn)[4-5]。

圖2 用于諧波平衡法的仿真電路圖

圖3 MotorolaPA電路符號(hào)的子電路

圖4 電路增益與輸入功率的關(guān)系曲線

如圖7(虛線代表增益),圖8,圖9所示。當(dāng)該款功放管的輸入功率為14 dBm時(shí),當(dāng)輸入頻率增加到1 GHz時(shí),它的轉(zhuǎn)換功率增益,轉(zhuǎn)換效率都會(huì)明顯下降,而且三階交調(diào)分量在900 MHz以上時(shí)也會(huì)明顯增大,因此頻率增大會(huì)影響其非線性參數(shù),要嚴(yán)格控制,以免影響通信質(zhì)量。

圖5 功率放大器AM/AM,AM/PM特性圖

圖6 Vout在850 MHz附近的頻譜圖

圖7 輸出功率和增益隨頻率變化曲線

圖8 轉(zhuǎn)換效率隨頻率變化特性曲線

圖9 IMD3隨頻率的變化曲線

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)查找Freescale提供的有關(guān)Motorola-Mosfet晶體管的特性曲線和實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果,并結(jié)合以上的分析和仿真實(shí)例可知,仿真結(jié)果基本上與廠家的測(cè)量結(jié)果一致,但也有一些微小的差別,這主要是因?yàn)閷?shí)際的器件和仿真模型不完全相同,另外仿真電路有某些理想的元件。在電路仿真中,可以通過(guò)優(yōu)化電路參數(shù)達(dá)到放大器的性能要求,但通過(guò)實(shí)際選用器件并制版后,由于各種原因可能不能達(dá)到性能要求,這時(shí)需要根據(jù)測(cè)試的結(jié)果調(diào)整所選用的器件,最后達(dá)到性能要求。

諧波平衡法在分析和仿真射頻功率放大器方面有很大優(yōu)勢(shì),可以看到它能有效地補(bǔ)充純電路仿真法的不足,并能得到與實(shí)際更接近的仿真結(jié)果,從而有利于進(jìn)行實(shí)際電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試。這項(xiàng)工作對(duì)耗時(shí)長(zhǎng)并難以預(yù)計(jì)結(jié)果的大功率射頻功率放大器的研發(fā)具有特別的益處,雖然仿真不能完全取代實(shí)際調(diào)試,但對(duì)實(shí)際工作具有指導(dǎo)意義[6]。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉興,趙宏飛,向榮,等.非線性電路與系統(tǒng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[2]鄭博仁.射頻/微波放大器非線性特性分析方法比較[J].信息與電子工程,2005(3):203-206.

[3]陳艷華,李朝暉,夏瑋.ADS應(yīng)用詳解――射頻電路設(shè)計(jì)與仿真[M].北京:人民郵電出版社,2008.

[4]梁雅琴.基于記憶效應(yīng)的射頻功放建模和線性化研究[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2007.

[5]曾志斌,智慧川,李棟.非線性功率放大器記憶效應(yīng)仿真分析[J].中國(guó)傳媒大學(xué)學(xué)報(bào),2009,16(1):56-60.

[6]南敬昌,劉元安,高澤華.基于ADS軟件的射頻功率放大器仿真實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2007(9):110-112.

[7]格列別尼科夫.射頻與微波功率放大器設(shè)計(jì)[M].張玉興,趙宏飛,譯.北京:電子工業(yè)出版社,2006.

[8]陳勇,馬洪,黎英云.矩量法在射頻功率放大器仿真設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù),2006(17):144-146.

[9]林強(qiáng).射頻線性功率放大器研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2005.

[10]方偉.800 MHz射頻功率放大器的研制[D].南昌:南昌大學(xué),2007.

第8篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】非地震振動(dòng)；房屋結(jié)構(gòu)；危害；特征；措施

交通系統(tǒng)的公路路政部門(mén)作為公路一線的執(zhí)法隊(duì)伍，其職能發(fā)揮對(duì)公路維護(hù)意義重大。路政基層業(yè)務(wù)用房因其緊鄰公路邊緣因地而建，所以必須解決公路沿線車輛交通振動(dòng)等非地震振動(dòng)的不利影響。

一、 振動(dòng)傳播方式和產(chǎn)生破壞的規(guī)律

要減少車輛交通引發(fā)的振動(dòng)波危害就要先理解振動(dòng)的傳播方式?？紤]到振動(dòng)和地震作用在實(shí)質(zhì)上的相似性可借鑒結(jié)構(gòu)抗震方法進(jìn)行振動(dòng)分析。我們知道振動(dòng)的傳播由徑向、切向和垂直等3個(gè)方向分量組成，根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，振動(dòng)波在多層建筑中自下而上傳播時(shí)，切向和垂直振動(dòng)分量在第2層起就出現(xiàn)較顯著的衰減現(xiàn)象，而徑向分量在第2層以上卻有一定程度的增加，而徑向分量由于持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、主頻與建筑主頻相近的特點(diǎn)使其在結(jié)構(gòu)破壞中起主導(dǎo)作用，因此通常上部樓層結(jié)構(gòu)的振動(dòng)破壞一般先于下部樓層出現(xiàn)。對(duì)于多層以上的建筑物，底層的建筑物的水平振幅，大體接近于地面的水平振幅；而上部隨層數(shù)增加，其振幅會(huì)逐漸增加。由于建筑結(jié)構(gòu)主要承受豎向荷載，在豎向比水平具有更強(qiáng)的抗振能力， 加之水平振動(dòng)對(duì)建筑物有著較大響應(yīng)，因此通常把水平向的最大速度值、最大加速度值作為評(píng)價(jià)非地震振動(dòng)強(qiáng)度的物理標(biāo)準(zhǔn)。而通常振幅增加即意味著速度增加，因?yàn)閺椥阅Ｐ椭薪撬俣炔蛔儠r(shí)，線速度和幅度隨半徑增加而變大。所以房屋結(jié)構(gòu)破壞首先來(lái)自建筑物頂層。

二、振動(dòng)造成的房屋破壞裂縫的特征。

（1）在樓面板與墻壁交界處，以及在頂層門(mén)窗過(guò)梁的灰縫處出現(xiàn)水平向張拉裂縫。這是由于在靠近振源處的建筑物，豎向響應(yīng)振動(dòng)的加速度和振速，要大于水平方向的，所以振動(dòng)引發(fā)的屋面板向上最大拉應(yīng)力大于其自身重力和材料的抗拉應(yīng)力時(shí)，就可能產(chǎn)生水平張拉裂縫和斜向裂縫。此種裂縫主要發(fā)生在樓面板與墻壁連接處，或門(mén)窗過(guò)梁位置，并在等結(jié)構(gòu)強(qiáng)度薄弱處有擴(kuò)大趨勢(shì)。（2）頂層抹灰、吊燈等非結(jié)構(gòu)裝飾物松脫、開(kāi)裂。這是因?yàn)轫攲游菝姘逑蛳碌淖畲蠹铀俣纫惨鸬难b飾物的慣性力導(dǎo)致的。（3）框架結(jié)構(gòu)的柱梁節(jié)點(diǎn)交匯處則易產(chǎn)生斜向裂縫，磚混結(jié)構(gòu)底層窗間外墻處較易產(chǎn)生45°交叉斜裂縫。這是因?yàn)樗秸駝?dòng)引底部最大剪力；以及因豎向振動(dòng)引起的房屋底部大豎向拉壓力，結(jié)構(gòu)內(nèi)部在拉壓力和剪切力共同作用下，會(huì)在構(gòu)件剛度最強(qiáng)處首先破壞，如窗間、墻梁柱節(jié)點(diǎn)處等。因?yàn)閯偠却蟮臉?gòu)件，構(gòu)件間的相互位移就越小，也就更不利于能量的散耗，對(duì)振動(dòng)作用就更加敏感。

三、振動(dòng)危害的防治措施

（1）在規(guī)劃選址上，盡量遠(yuǎn)離震源。振動(dòng)在地基中傳播時(shí)，一般隨距離增大發(fā)生逐漸衰減。所以在保證建筑物正常使用的前提下，盡可能讓其遠(yuǎn)離震源。（2）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上：一是采用合理的上部結(jié)構(gòu)形式，目前國(guó)內(nèi)建筑物常用結(jié)構(gòu)形式有磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。鋼筋混凝土本身具有柔性，因而這種結(jié)構(gòu)的建筑物變形能力好，承載能力高，一般的抗震能力較強(qiáng)。從抗震角度來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移程度是選擇結(jié)構(gòu)體系時(shí)要考慮的重要因素，這點(diǎn)在高層建筑中尤為重要。建筑物沿著高度增加，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)作用以及其他水平荷載作用下產(chǎn)生的水平位迅速擴(kuò)大，要求結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度必須隨之增大。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，由于構(gòu)件及其組成方式的不同，以及受力特點(diǎn)不同，產(chǎn)生出不同類型。其抗側(cè)移剛度能力千差萬(wàn)別，使其具有各自不同的合理使用高度。因此，為了滿足結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度要求，避免不合理的設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)不同類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的建筑物總高度進(jìn)行不同的限制，這是設(shè)計(jì)選擇結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要前提。在選擇多層磚混結(jié)構(gòu)體系時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用橫墻承重或縱橫墻共同承重的方案。二是采用輕質(zhì)材料，減少結(jié)構(gòu)自重。在同等條件下，建筑物的重量越大，受到振動(dòng)力也越大，因此減小結(jié)構(gòu)自重不僅可以節(jié)省材料，而且有利于減少振動(dòng)影響。三是采取構(gòu)造措施，在構(gòu)造上多采用抗震縫、圈梁和構(gòu)造柱等構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)整體性。減少振動(dòng)作用因結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生破壞。四是采用合理的基礎(chǔ)形式。對(duì)地基基礎(chǔ)的振動(dòng)影響，為避免因地基液化出現(xiàn)的基礎(chǔ)嚴(yán)重不均勻沉降現(xiàn)象，而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)破壞，應(yīng)減少柱下條形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等淺基礎(chǔ)的使用。有條件宜采用樁基礎(chǔ)甚至是端承樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。此外還需要保證施工質(zhì)量，對(duì)房屋振動(dòng)受損進(jìn)行評(píng)估檢測(cè)。及時(shí)對(duì)損傷進(jìn)行加固修繕。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]林中龍.《非地震振動(dòng)下房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)探討》.廣東土木與

第9篇：機(jī)械仿真設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞] 代謝綜合征；病因；護(hù)理方法

[中圖分類號(hào)] R47 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-4721（2016）05（c）-0191-03

Study on the causes and nursing methods of metabolic syndromes among community residents in Shenzhen

SUN Xiao-ling SUN Shi-hua LUO Xia

Dongyuan Community Center，F(xiàn)utian People′s Hospital of Shenzhen City，Shenzhen 518033，China

[Abstract] Objective To investigate the risk factors of metabolic syndromes （MS） in community residents in Shenzhen，and to explore the nursing methods accordingly. Methods With adoption of the sampling method，2000 residents in Futian community over the age of 30 from March 2014 to June 2015 were involved as the research object and divided into Healthy Group and MS Group according to the Metabolic Syndrome Diagnostic Criteria.Then，the single factor and multi-factor were utilized to analyze the general factors of patients and explore the pathogenes is factors of MS.Based on the risk factors，relevant nursing measures were discussed. Results Among 2000 samples involved in this study，386 patients were diagnosed as MS，and the incidence rate was 19.30%.The single-factor analysis result showed that male with increasing ages，low educational background，high labor intensity，high psychological pressure，bad living habits and related genetic genes had higher incidence of MS （P

[Key words] Metabolic syndrome；Causes of disease；Nursing method

代謝綜合征（MS）為糖脂代謝紊亂、胰島素抵抗、高血壓、肥胖等聚集的臨床綜合征，隨著生活水平提高和人們生活習(xí)慣的改變，發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)[1]。統(tǒng)計(jì)指出，MS在西方人群中發(fā)病率為25%，而在我國(guó)城市地區(qū)20歲以上人群中發(fā)病率為14%～16%[2]。MS為心腦血管疾病、2型糖尿病發(fā)生獨(dú)立危險(xiǎn)因素，危及人群健康，為目前備受關(guān)注公共衛(wèi)生問(wèn)題[3]。深圳市為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，MS發(fā)病較高，臨床中針對(duì)MS發(fā)病相關(guān)因素實(shí)施護(hù)理，對(duì)預(yù)防、治療MS有重要意義。為此，筆者隨機(jī)選取深圳市福田社區(qū)30歲以上居民2000例作為研究對(duì)象，分析影響MS發(fā)病因素，并探討護(hù)理方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采用抽樣方法抽取2014年3月～2015年6月深圳市福田社區(qū)30歲以上2000例居民作為研究對(duì)象，其中男1123例，女977例；年齡30～82歲，平均（48.3±8.2）歲。所有研究對(duì)象均為深圳市福田社區(qū)常住居民，排除合并有嚴(yán)重心肺肝腎功能不全、惡性腫瘤、精神疾病患者。將符合MS診斷標(biāo)準(zhǔn)人群分為MS組（n=384），其余歸為正常組（n=1614），采用單因素和多因素研究?jī)山M一般資料，包括性別、年齡、文化程度、經(jīng)濟(jì)收入、勞動(dòng)強(qiáng)度、心理壓力、生活習(xí)慣、遺傳等，探討影響深圳市居民MS發(fā)病危險(xiǎn)因素，并針對(duì)發(fā)病危險(xiǎn)因素提出針對(duì)性護(hù)理措施。

1.2 方法

檢測(cè)所有研究對(duì)象一般項(xiàng)目和血液學(xué)指標(biāo)，包括身高、體重、腰圍、血壓、心率、體重指數(shù)（BMI）、空腹血糖（FPG）、總膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、尿酸（UA）、γ-谷氨酸轉(zhuǎn)肽酶（GGT），參照《代謝綜合征診斷標(biāo)準(zhǔn)》（中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì)）[4]，具備以下4項(xiàng)中的3項(xiàng)或全部。①肥胖或超重：BMI≥25 kg/m2；②血糖升高：FPG≥6.1 mmol/L及（或）2 h PG≥7.8 mmol/L及（或）已確診為糖尿病并治療者；③血壓升高：SBP/DBP≥140/90 mmHg及（或）已確認(rèn)為高血壓并治療者；④血脂紊亂：空腹血TG≥1.7 mmol/L及（或）空腹血HDL-C

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，兩組研究對(duì)象一般臨床資料采用單因素分析（χ2檢驗(yàn)）及多因素分析（Logistic回歸分析），以P

2 結(jié)果

2.1 單因素分析

本次研究選取2000例居民作為研究對(duì)象，386例患者明確診斷為MS，發(fā)病率為19.30%。單因素分析得出男性、年齡增加、文化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度低、心理壓力大、生活習(xí)慣差及有遺傳人群MS發(fā)病率較高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P

表1 單因素分析（n）

2.2 多因素分析

經(jīng)Logistic回歸分析得出，性別、年齡、文化程度、勞動(dòng)強(qiáng)度、心理壓力、生活習(xí)慣及遺傳均為深圳市居民MS發(fā)病危險(xiǎn)因素（表2）。

表2 多因素分析

3 討論

本次研究得出，深圳市社區(qū)30歲以上居民MS發(fā)病率為19.30%，高于我國(guó)人群MS發(fā)病率，可能與本次研究對(duì)象年齡選擇及深圳市地區(qū)差異有關(guān)。同時(shí)分析得出，影響深圳市居民MS發(fā)病危險(xiǎn)因素較多，包括性別、年齡、文化程度、勞動(dòng)強(qiáng)度、心理壓力、生活習(xí)慣及遺傳。MS為代謝性疾病，其發(fā)生與多因素有關(guān)，男性人群代謝較女性有顯著差異，加之男性人群吸煙、酗酒比例大于女性，同時(shí)男性人群在心理壓力、生活習(xí)慣等方面較女性人群危險(xiǎn)程度更高[5-7]。影響MS發(fā)生危險(xiǎn)因素中，除遺傳和性別外均為可控制因素，臨床中通過(guò)危險(xiǎn)因素控制可有效降低MS發(fā)生率，進(jìn)而保障人群生活質(zhì)量和健康。護(hù)理工作在健康教育方面有重要發(fā)揮價(jià)值，通過(guò)護(hù)理措施、健康教育協(xié)助患者養(yǎng)成良好生活習(xí)慣，避免危險(xiǎn)因素可有效預(yù)防MS發(fā)生。學(xué)者研究指出，MS重點(diǎn)在于預(yù)防，通過(guò)社區(qū)、臨床中健康知識(shí)講解、生活習(xí)慣干預(yù)、飲食指導(dǎo)等多種方式干預(yù)可降低發(fā)病率[8-10]。臨床護(hù)理工作中針對(duì)影響MS發(fā)病危險(xiǎn)因素實(shí)施護(hù)理，可獲得滿意的預(yù)防、治療效果。

針對(duì)本次研究影響深圳市社區(qū)居民MS發(fā)病危險(xiǎn)因素提出相應(yīng)的護(hù)理措施，具體如下。①加強(qiáng)健康知識(shí)宣傳：提高人群對(duì)MS相關(guān)知識(shí)了解、掌握，為提高人群自我預(yù)防、依從性，降低MS發(fā)病率做好基礎(chǔ)。以社區(qū)為單位，通過(guò)張貼宣傳海報(bào)、發(fā)放宣傳手冊(cè)、舉辦講座、一對(duì)一講解等多種形式向居民宣傳MS相關(guān)健康知識(shí)，提高社區(qū)居民對(duì)MS發(fā)病、發(fā)展及危險(xiǎn)程度等健康知識(shí)掌握度，讓居民從自身健康出發(fā)進(jìn)行自我預(yù)防，自覺(jué)養(yǎng)成良好生活習(xí)慣，避免危險(xiǎn)因素，從而獲得良好預(yù)防效果，特別對(duì)于男性人群應(yīng)加強(qiáng)管理和宣傳，評(píng)定患者發(fā)生MS危險(xiǎn)程度，及時(shí)消除危險(xiǎn)因素。建立管理檔案，將人群一般情況、合并疾病、用藥情況、體檢狀況進(jìn)行登記，通過(guò)動(dòng)態(tài)觀察和評(píng)定，便于系統(tǒng)管理人群。②養(yǎng)成良好生活習(xí)慣：指導(dǎo)社區(qū)居民科學(xué)、合理膳食，養(yǎng)成低鹽、低脂、高蛋白、高維生素，少食多餐的良好飲食習(xí)慣，根據(jù)不同人群合理搭配三餐飲食[11-12]；根據(jù)運(yùn)動(dòng)喜好，指導(dǎo)居民進(jìn)行體育鍛煉，每日應(yīng)堅(jiān)持鍛煉30 min以上，包括散步、跑步、游泳等有氧運(yùn)動(dòng)；對(duì)吸煙、酗酒人群應(yīng)指導(dǎo)其盡早戒煙、戒酒，同時(shí)列入高危人群行列，鼓勵(lì)每年堅(jiān)持體檢；對(duì)于肥胖、超重人群，應(yīng)根據(jù)患者自身特點(diǎn)實(shí)施減肥計(jì)劃，控制體重。③減輕精神壓力：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們生活節(jié)奏加快，精神壓力隨之增加[13-14]。本次研究得出，心理壓力同樣為MS發(fā)病危險(xiǎn)因素，對(duì)于精神、心理壓力較大的應(yīng)列入重點(diǎn)人群監(jiān)測(cè)對(duì)象，通過(guò)組織娛樂(lè)項(xiàng)目、心理疏導(dǎo)等多種方式減輕心理、精神壓力。④高危人群管理：以社區(qū)為單位將符合MS發(fā)病高危人群建立檔案進(jìn)行統(tǒng)一管理，定期進(jìn)行電話、上門(mén)隨訪等形式了解高危人群生活習(xí)慣、飲食、運(yùn)動(dòng)等改變情況，對(duì)高危人群實(shí)施監(jiān)督、管理。上述護(hù)理措施均根據(jù)影響MS發(fā)病危險(xiǎn)因素制定和實(shí)施，將護(hù)理方法和措施有針對(duì)性地實(shí)施可有效避免患者接觸危險(xiǎn)因素，從而更有效地降低MS發(fā)病率，保障患者健康和生活質(zhì)量。學(xué)者研究指出，MS發(fā)病主要與日常生活方式有關(guān)，通過(guò)健康教育、宣教等方式提高人群健康知識(shí)掌握度，在生活中積極避免危險(xiǎn)因素為降低MS發(fā)病，保障人群健康提供保障[15]。另有學(xué)者研究指出，MS發(fā)病呈逐年上升趨勢(shì)，不僅與生活水平提高、不良生活習(xí)慣有關(guān)，還與疾病健康知識(shí)在人群中推廣和講解有關(guān)，臨床中應(yīng)加強(qiáng)健康知識(shí)宣講，為預(yù)防和降低MS發(fā)生提供保障[16]。

綜上所述，深圳市社區(qū)居民MS發(fā)病危險(xiǎn)因素較多，包括性別、年齡、文化程度、勞動(dòng)強(qiáng)度、心理壓力、生活習(xí)慣及遺傳等多因素，臨床中針對(duì)危險(xiǎn)因素實(shí)施針對(duì)性護(hù)理，對(duì)避免影響MS發(fā)生危險(xiǎn)因素，降低MS發(fā)生率，提高人群生活和健康有至關(guān)重要的意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 曹男，林連捷，鄭長(zhǎng)青，等.脂肪肝相關(guān)危險(xiǎn)因素的研究[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2013，16（10）：1115-1119.

[2] 陳星，郭劍明，王國(guó)民，等.代謝綜合征與泌尿系結(jié)石尿液危險(xiǎn)因素的相關(guān)性[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2015，42（5）：596-600.

[3] Ucero AC，Sabban B，Benito-Martin A，et al.Laser therapy in metabolic syndrome-related kidney injury[J].Photochem Photobiol，2013，89（4）：953-960.

[4] 徐芳華，霍亞南，吳明斌，等.南昌社區(qū)中老年女性產(chǎn)次等因素與代謝綜合征的相關(guān)性研究[J].中華內(nèi)分泌代謝雜志，2014，30（6）：460-463.

[5] 胡浙芳，丁鋼強(qiáng)，章榮華，等.浙江省城市居民膳食營(yíng)養(yǎng)素與代謝綜合征關(guān)系研究[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2014，36（1）：17-21.

[6] 雷鳴，周權(quán)，夏先考，等.膳食因素與常德市城區(qū)居民代謝綜合征關(guān)系的研究[J].實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2015，22（6）：682-685.

[7] 王娟，馬秀玲，張崴，等.既往妊娠糖尿病患者代謝綜合征患病情況及與炎性因子和其他因素的相關(guān)性分析[J].國(guó)際內(nèi)分泌代謝雜志，2013，33（4）：229-233.

[8] 李津，石一鳴，嚴(yán)晉華，等.廣東和江蘇兩省成年居民代謝綜合征患病率和危險(xiǎn)因素分析[J].中華內(nèi)科雜志，2013， 52（8）：659-663.

[9] 袁越，季紅，胡淑春，等.老年代謝綜合征病人針對(duì)性護(hù)理干預(yù)效果分析[J].護(hù)理研究，2014，28（10）：1216-1217.

[10] 陳馮梅，陸宏虹，郭志榮，等.老年代謝綜合征、非代謝綜合征人群血尿酸水平與2型糖尿病的相關(guān)性[J].中國(guó)老年學(xué)雜志，2013，33（24）：6082-6084.

[11] 陳麗，劉紅，葉麗梅，等.對(duì)215例代謝綜合癥患者進(jìn)行健康教育指導(dǎo)及其效果觀察[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2013， 13（23）：4492-4494.

[12] 張金惠，呂陽(yáng)梅，繆艷霞，等.能量計(jì)算模型對(duì)代謝綜合征患者的臨床護(hù)理效果研究[J].中華護(hù)理雜志，2013， 48（1）：10-13.

[13] Lin Z，Vicente Goncalves CM，Dai L，et al.Exploring metabolic syndrome serum profiling based on gas chromatography mass spectrometry and random forest models[J].Anal Chim Acta，2014，827：22-27.

[14] Jeong S，Jo YM，Shim SO，et al.A novel model for metabolic syndrome risk quantification based on areal similarity degree[J].IEEE Trans Biomed Eng，2014，61（3）：665-679.

[15] 牛建民，雷瓊，呂莉娟，等.妊娠期代謝綜合征診斷標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)及危險(xiǎn)因素分析[J].中華婦產(chǎn)科雜志，2013，48（2）：92-97.