汽车维修新技术论文篇二 汽车发动机的维修技术分析 摘 要 作为汽车的心脏部位,发动机在汽车的正常运行和操作中其中至关重要的作用。因此,平时需要加强对发动机的维修和保养。而针对汽车发电机的维修,其需要比较全面的技术知识和实践操作能力。因此,汽车发动机的维修可以说是一个需要技巧和技术的硬活。本文从汽车发动机检查以及汽车发动机的诊断和维修两个方面出发,具体阐述其相关的维修技术,希望对学习汽车发动机维修的人员有所帮助。 关键词 汽车;发动机;维修;技术 中图分类号 U46 文献标识码A 文章 编号 1674-6708(2014)114-0109-02 1 传统的发动机维修工艺 发动机的内部零部件的检查: 由于汽车发动机内部的曲轴和活塞往往是比较容易出故障的地方,如汽车突然无法启动等,很可能是因为汽车发动机内部活塞不能运作造成的。因此当汽车发动机出现故障需要维修的情况下,可以先对其曲轴和活塞进行检查,其具体步骤如下: 1.1 曲轴的检查 对于曲轴容易出现的故障,主要有轴颈处容易磨损,容易出现扭曲变形或者疲劳裂纹,因此需要进行重点检查。1)裂纹的检查:对于曲轴裂纹的检查,其相应的检查 方法 有超声波探伤检查,浸油敲击法检查,磁力探伤检测仪进行检查和X光探伤检查。在用浸油敲击法对曲轴进行检查时,需要先将曲轴在煤油中浸泡一段时间, 然后再将曲轴从煤油中取出来,擦干净后在曲轴上撒一些白粉,再对曲轴的不同部位进行轻敲,如有出现了比较明显的油迹,这说明曲轴的这个部位有裂纹。对于磁力探伤仪检查,其磁力线会穿透曲轴被检查的部分,如果在该部分有裂纹的话,那么这个地方的磁力线就会出现偏散,然后将磁力粉撒在该部位,从会显示出裂纹的具体大小和具体位置;2)弯曲变形的检查:针对曲轴弯曲变形的检查,可以先将整个曲轴的两个顶端用V型版块支承住,如图1所示,然后用在主轴中间用百分表的触头抵着。当曲轴转动一周后,在指针上对出角度的最小值和最大值,并且计算两者之差,这个差值就是曲轴弯曲变形的差值了,如果其值大于0.11mm, 那么曲轴弯曲的比较严重了,为了确保发动机的正常运行,需要及时更换曲轴。 1.2 活塞连杆组的检查。 对应活塞部位的检查,主要是检查其活塞销座的尺寸和裙部直径等是否发生了变化,或者是否在使用过程中发生了堵塞等。其主要的检查方法一般有两种,第一种检查方法是用千分尺进行测量,通过测量裙部直径的大小和活塞汽缸磨损部位值的大小,将这两个测得的数据相减,然后和配缸间隙值进行比较,如果差值大于0.10mm, 则说明活塞磨损比较严重,不能够再使用啦。另一种方法是塞尺进行测量,通过测量配缸间隙来判断其汽车发动机内部活塞是否可以正常使用。首先将塞尺放入安装气环的环槽内,然后以35N的拉力轻轻转动塞尺,当感到轻微的阻力时停止转动,这样就可以用塞尺测量活塞裙部和活塞侧隙差值的大小,当活塞受到磨损越多时,其相应的差值也越大,当该值超过0.12mm时,这该活塞不能再使用啦,需要为汽车发动机配备新的活塞。如图2所示。 图2 图3 图4 2 汽车发电机的诊断和维修 2.1 发动机失速故障 发动机如果出现了失速故障,其一般表现为发动机转速一会低一会高的情况,而这种情况就是常见的发动机失速故障了。出现这种故障的原因主要是因为点火控制系统出现故障,或燃油喷盘系统出现问题,又或者是整个发动机的进气系统出现了问题等。例如,出现了燃油喷盘系统的故障,很有可能是系统线路接触不稳,油管变形或者燃油滤清器灰层太多等。针对不同的原因,可以采取不同的 措施 进行维修。 其相关的故障排除和维修的方法如下:1)如果是喷油系统出现问题,检查是否是线路接触不良,如果是,则可以调整线路或更换导线的方法进行维修,如果是 机油滤清器盖等太多灰层了,则可以采用清洁滤清器盖的方法进行修复;2)如果是进气管出现了问题,则仔细检查是否有各软管或者其相接的地方出现了漏气,也可以检查PVC阀管子等是否通气正常,如果不是,则可以考虑修复或替换相应的管子;3)针对点火控制系统出现的问题,则需要检查各缸火花塞是否正常工作了。例如,火花塞积累的灰层太多,引起发动机转速不正常,则可以通过彻底清洁火花塞来进行维修。 2.2 发动机怠速不良故障 发动机怠速不良故障的现象主要是发动机怠速不稳,停车易熄火。在故障诊断方面,可以先检测发动机燃油压力。将燃油压力表连接到油压检测孔上,起动发动机,油压表指示正常,压力为265kPa,拨掉油压调节器真空管,油压上升到340kPa。上述结果均在标准范围内,说明燃油管路系统无故障。然后再检查气缸压力。预热发动机,温度到85℃,打开节气门,用缸压表测量各缸压力,当压力值均为l1OOkPa左右,各缸压差小干300kPa时,上述情况表明发动机气缸密封性出现了问题。 针对该故障的维修,其方法如下:清洗怠速电动机、节气门体。将怠速电动机、节气门体拆下,彻底清洗各空气通道,并用压缩空气吹净。用万用表测量一下怠速电动机电阻值,电阻为20Ω,在18~24Ω正常范围内。测量节气门位置传感器,输出阻值呈线性变化,且在正常范围内。若发现进气总管内沉积有异物,用缠有麻布的铁线将其清理干净。为彻底根除故障,还可以对喷油器进行清洗、检测。 3 结论 从上面的分析可以看出,本文只是简单的介绍了汽车发动机比较常见的故障以及出现故障的原因和解决的方法。其实,整个汽车发动机的维修覆盖面比较广,其相应的维修技术也比较全面复杂,要熟练的掌握汽车发动机的维修技巧和相关技术,还需要学习和实践很多知识,比如电控燃油系统的检查和维修等,本文就不在此一一赘述。 参考文献 [1]朱鹦文,魏浩,章秦.探究汽车发电机维修和检测技术[J].汽车和科技,2004(1):235-248. [2]__斌,罗洛.关于汽车发电机维修技术的几点思考[J].汽车和科技,2007(2):129-137.看了“汽车维修新技术论文”的人还看:1. 汽车维修论文范文 2. 汽车维修技术论文范文 3. 浅谈汽车维修研究论文范文 4. 2017年汽修技术论文 5. 汽车钣金维修技术论文范文
毕 业 论 文 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意. (一)机电一体化"的发展历程 1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页; 2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础; 4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶. (二)机电一体化"发展趋势 1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势. 2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统。 3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显,智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外,其系统的层次结构,也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。 4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物——系统”,而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体,不可分割。看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋,但有一段漫长的道路要走。 5.微型机电化——微型化。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。 二、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有:数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD/CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 三、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能、节材,提高工效,提高产品质量,把传统工业的技术进步提高一步;二是开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势 1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广,有难度 2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力。 3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、扰民产品的责任重,有意义。在我国工业系统中,能耗、耗水大户,对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整,但由于多种原因,成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题,有企业的“故土难离”“死守故业”问题,但不可否认也有优化不出理想的产业,优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前,这就是发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产。 另外,从市场需求的角度看,由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话:一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。 总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。 四、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排,协调发展计划 目前,我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制,难免只考虑局部利益,各主管部门的有关计划和规划,也有统一考虑不足,统筹安排不够的问题,同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此,建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上,制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车! (二)强化行业管理,发挥“协会”作用 目前,我国“机电一体化”较热,而按目前的行业划分方法和管理体制,“政出多门”是难哆的。因此,我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构,根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神,以及机电一体化行业特点,我们建议,尽快加强北京机电一体化协会的建设,赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面,要加强办公室、秘书处的建设;要通过其精明干练的办事机构、经济实体,组织“行业”发展计划、战略规划的拟制;指导行业布点布局的调整,进行发展突破口的选择,抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围,如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便;尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯;尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展,对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰;大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造,对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造,对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持,对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点,兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广,而我们的财力、人力和物力是有限的,因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙,而应分清主次,大胆取舍,有所为,有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作,即用电子信息技术对传统产业进行改造,在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置,使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作,即在新产品设计之初,就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑,使“机械”与“电子”密不可分,深度结合,生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 结束语:本论文在各位老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间,也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀,我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里,本设计能够顺利的完成,也归功于各位任课老师的认真负责,使我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现。同时我在网上也搜集了不少资料,才使我的毕业论文工作顺利完成。在此向学院工程系的全体老师表示由衷的谢意。 希望我的答案可以帮得上楼主!
我是从90年开始修理汽车的。经过了十三年的刻苦钻研和不断的摸索,实践,在诊断和排除电喷汽车发动机故障方面积累了比较丰富的经验,能够解决实际中遇到的许多疑难问题,下面谈谈自已的一些体会。 一. 汽油压力与喷射状况的检测: 检查汽油压力是一种重要的手段,因为汽油压力直接影响到汽油的输送与喷射。当汽油压力太高时,使汽油与空气的混合比过浓,即喷油过量;而汽油压力太低,也会造成发动机缺油无法运转。汽油压力的检测能帮助我们发现电子油泵,压力调节器,单向阀,滤清器和回油管道等等方面的问题。 在多点喷射系统,可将相应附件与压力表安装在汽油输送的管道接头上,打开快速连接件的开关,检查汽油压力,快速检测诊断压力调节器的方法是:当发动机怠速运转时,如果该调节器工作正常,拔下压力调节器上真空管的瞬间,燃油压力表上的读数值应该升高。 当产生发动机不能起动故障时,首先应把点火开关钥匙转到“ON”的位置,在靠近汽油箱的部位倾听汽油泵有无发出“呜.”的工作响声,如果没有,说明电子油泵电路开通,或电子油泵损坏,声音过响,说明泵内缺油,油箱油位偏低,也可能是油泵磨损严重。 另外,有许多车型,当发动机机油压力过低时,会通过机油压力开关,切断电子油泵断电器电源。有些车辆发生碰撞事故产生的振动,也会将电子油泵电源切断,即安全自保装置起作用。碰撞振动切断电子油泵电源,有人称它为碰撞保护开关。切断电源,阻止汽油供应,造成发动机断油熄火。这种装置往往隐藏在车身的某个部位,有些在行李箱的边测 ;有些在后座边板的内侧等等。我们找到这种安全自保装置的恢复开关,可重新按压或拔动此种开关,使车辆恢复正常工作。 在多点喷射系统,当发动机运转时,我们不能直接观察到汽油喷射状况,可用手指触摸喷油器,感觉到它的工作振动,也可用专用听诊器倾听到喷油器的工作声响,也可用万用表检测到线路上电源与脉冲电压的情况。 注意:1.所有电喷发动机的怠速过低而不能正常运转时,电脑就会发出指令补偿怠速使之升速或降速,从而调控怠速,所以在进行逐缸断火试验使用动力平衡试验时,务必使点火开关钥匙转为“OFF” 或拆卸怠速空气马达的指令电源,以防怠速空气马达在检测时意外地损坏或发生火灾等重性事故。 2.不允许火花塞高压导线拆卸断开后试火的工作持续时间超过10~15秒,绝大多数发动机晶体管高压点火导线是不提倡拆,卸后跳火,这是因为高压点火导线拆卸后跳火,电阻过大,会造成高压点火线圈与晶体管点火横块的损坏。 3.不允许未经燃烧的可燃混合气从缸内排入排气管内,引起燃烧,使三元催化净化装置过热受损。 二.冷起动困难故障排除: 当电喷发动机冷起动困难时,首先应检查冷起动喷油器在发动机冷态时是否工作。现在的许多电控喷射系都有专门的冷起动喷油器装置。当发动机冷态启动,时间继电器使冷起动喷油器有足够的工作时间,提供补充的汽油帮助起动。冷起动困难大多数是该装置的时间继电器及线路的元件故障造成,可使用万用表检测冷起动喷油器的电源接头的电源情况,如果冷起动没有电源,应该检查有关线路与电器,如果有电源,则应清洗冷起动喷油器。 三.怠速工况故障排除 怠速不稳,发动机排气管冒黑烟,是电喷发动机最常见的故障,往往反映出:汽油与空气的混合比不符合要求,以及大真空渗漏等问题上。怠速空气马达按照电脑指令控制空气流量,而喷油器按照电脑指令控制油量。当怠速空气马达工作异常,影响怠速。还有某些部位的泄漏,如进气支管的泄漏,空调系统的开启等,都会产生怠速问题。当进气支管内由于泄漏进入过量的空气造成废气,使得进入缸内的混合气变稀,此时电脑收到氧传感器的反馈,发生指令要求加浓混合气,即通过怠速空气马达关闭怠速时,空气旁控通道,同时,氧传感器的失效,进气温度传感器的损坏,空气流量计,或“ECU”故障码没有清除等,都可能影响怠速,在实际工作中,我们经常会遇到这样的问题。 总之,电喷发动机故障诊断与排除,除实践经验外,最主要是要依靠高科技的“发动机电脑检测仪”熟练撑握和使用,“发动机电脑检测仪”可以迅速诊断,排除各种故障,大大提高汽车维修质量,缩短维修时间,创造更好的经济效益。
课题名称四柱压力机的设计(电子控制) 姓 名 陈晨 学 号 060503350715 专 业 机电一体化 班 级 06机电 指导老师 曹晓冶 2009年 03 月目录1. 课题- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -12. 课题简介 技术要求及设计参数3. 油压机的介绍4.设计前油压机是电机厂的专用设备。5.油压机的总体结构及油压机压制工安全操作规程。6.总体设计对液压缸的要求7.液压缸的密封8.油缸的缓冲和排气9.液压控制原理图及油器和阀类压力顺损失分析10.电控设计11.课程总结12.设计总结13.参考资料14.毕业实习报告 一. 设计课题 四柱液压机二. 课题简介 具体要求及主要参数四柱压力机为中型油压机。一般用于成型压力机针对电机厂压轴的要求进行设计。利用液腔、电控装置采用四轴单缸散梁的 结构,力求工作平稳效率等、操作方便。具体要求、主要参数。1. 四柱式下压结构、活动横梁上下运动,为方便于吊梁起见,有手动小车及卸载导轨。2. 压机公称压。40吨3. 活动横梁行程。600mm4. 活动横梁下行速度。17mm/s5. 电机效率。7.5kw左右6. 活动横梁返回速度。50mm/s7. 油缸公称压力 P=250kgf/cm8. 选用10YcY14-1。柱塞变量泵 三. 油压机的介绍油压机由主机及控制机构两大部分组成。油压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下,通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换,调节和输送,完成各种工艺动作的循环。油压机是电机厂的专用设备,是将转子的轴压进转子中。(1)油压机的分类 利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械,种类很多。当然,用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大,常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具,而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。油压机按结构形式现主要分为:四柱式油压机、单柱式(C型)油压机、卧式油压机、立式框架油压机等。(2) 油压机的用途 主要分为金属成型液压机、折弯液压机、拉伸液压机、冲裁液压机、粉未(金属,非金属)成型液压机、压装液压机、挤压液压机等(3) 油压机工作原理 液压传动是利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式. 液压装置是由液压泵,液压缸(液压马达等执行机构),液压控制阀和液压辅助元件 液压泵:将机械能转换成液压能的转化装置. 液压缸(液压马达等执行机构):将液压能转化为机械能. 控制阀:控制液压油的流量,流向,压力,液压执行机构的工作顺序等及保护液压回路作用.讲的通俗一点就是控制和调节液压介质的流向,压力和流量.从而控制执行机构的运动方向,输出的力或力矩.运动速度.动作顺序,以及限制和调节液压系统的工作压力,防止过载等作用(如单向阀,换向阀,溢流阀,减压阀,顺序阀,节流阀.调速阀等) 辅助元件:1、油箱:用来储油,散热.分离油中空气和杂质作用 2、油管及油管接头 3、滤油器 4、压力表 5、密封元件四. 设计前油压机是电机厂的专用设备。 为了更好的地完成设计课题。我们多次前往南通电机厂实地参观参考仔细了解了工作全过程。1. 活动横梁起动,并以17mm/s速度下行。2. 当活动横梁压入转子时,吨位加大导致转子的轴压入转子。3. 到位后,活动横梁速度为零。瞬间的停止谓之保持状态。4. 活动横梁回程运动,以吨位50mm/s速度上行,完成一个工件的工作过程。另外,我们也对其他压力机有了较为详尽的了解参阅有关情报资料,为设计油压机打下基础。五.油压机的总体结构及油压机压制工安全操作规程。油压机一般有主体(主机)操作系统及泵站等三大部分组成。泵站为动力源,供给液压机各执行结构以及控制机构予以高压液体。操作系统属于控制结构,它通过控制工作液体流向来使各执行机构按工艺要求完成应有的动作,本体为液压机执行机构。总体布局:按照工艺要求,液压机三面须留有1米的观察空间,以观察工件的渗透情况。根据此要求,泵站布置在距主机1米处,油管从上面横跨于主机于液压站之间高度大于2米油管安装应设置支架。液压站上压力表应正对操作者安装,便于观察。外购件油压缸安装时也要避开此空间。在主机的一面安装有工作台等高的相互垂直的输送滚道,用于减轻工人的劳动强度,提高劳动生产率。液压站和邮箱为一体,方便于散热、液压站应安装在通风良好之处。电气控制盒的安装应便于操作工人的操作。 油压机压制工安全操作规程: 1.操作者应熟悉油压机的一般性能和结构,禁止超负荷使用。 2.使用前,应按规定润滑加油,检查高压泵、压力表、各种阀、密封圈等是否正常。 3.开机前,应检查模具是否配套,料重是否符合要求,称料工具是否准确。 4.压制时,摸具必须放在垫板中心位置,禁止偏心使用。每班开机前,试压后,应检查一次模具是否有裂损。 5.多人操作时,要有专人开机,相互协调配合。 6.严禁将手,头置于模具与压头之间。 7.工作完毕,应将压制品、工具、模具整理好并放到指定地方。六.总体设计对液压缸的要求要求油缸竖直放置,并与上横梁固定。活塞杆上下运动。活塞杆行程达600mm。总体设计还要求缸筒与端盖固定。结构尽量减少。这样子以不产生油压机头重脚轻的弊病使其整体结构美观。液压缸的作用在于把液体压力能转换为机械能。液压缸通常分为柱塞式、活塞式盒差动柱塞式三种。按运动方式分为推力油缸,摆动油缸,利用油液压力推动缸中活塞正反方向运动的油缸,称“双作用油缸”其中常用有双活塞式、齿条活塞式及伸缩套简式。根据设计要求,泵用双作用单活塞杆式油缸。这种油缸的特点在于活塞两端的有效面积不等,而构成的密封容积腔的大小不同。如果以相同流量的压力油分别进入左腔盒右腔。活塞移动的速度盒进油腔的有效面积成反比,也就是说油液进入有效面积大的一端速度来得小,而相反,油液进入有效面积小的一端速度却要快些。由此得出结论:活塞上产生的最大推力与进油腔的有效面积成反比。七.液缸的密封油缸中的压力油可能通过固定部件的联接处及相对运动部件的配合处渗漏,渗漏使液压缸的容积效率降低盒油液发热外泄露还会污染工作场所。泄露严重时会影响液压缸的 工作性能,甚至使液压缸不能正常工作。所以必须采用密封装置。而且,密封装置还有防止空气和污染物侵入的作用。密封性能的好坏直接影响油缸的性能和效率。要求密封性能在一定工作压力下具有良好性能。具有能随压力升高自动提高,使泄露不致用压力升高而显著增加,还要求密封装置造成的摩擦阻力小,不使相对运动的零件卡死,或造成运动不均匀现象。此外,还要求密封件有良好的耐磨性,即保证足够使用寿命。密封件与液压缸有良好的相合性,结构简单。对设计的液压缸中,活塞与活塞杆处,上端盖与缸筒导向套与缸筒接触处均导用O型密封圈。因为它与基面油液有良好的相合性,结构简单,密封性能好,摩擦力小,它的摩封性能随压力的增加而提高。缺点是当压力较高时,或者沟槽选择不当时,密封圈易被挤出而造成磨损。因此,在设计中,我在O型密封圈侧面放置挡圈。O型密封圈安装时,要有一定的预压缩量。(本液压缸采用20*机油)对于活塞与缸筒导向套盒活塞杆的密封采用Y型密封还是V型密封圈。从密封圈的摩擦阻力看,V型密封圈的摩擦阻力,比Y型大得多,从密封圈结构看,V型密封圈由支承环、密封环、压环三部分叠合而成。而Y型密封圈结构较简单,因此,本液压缸采用“Y”型密封圈。“Y”型也是随压力增大而域压愈紧。密封圈用聚氨酯浇注模压而成,能耐油、耐磨、耐高压。八.油缸的缓冲盒排气当油缸带动质量较大的移动部件以较快速度运动时。因为惯性力较大。具有很大的动量,使行程终了时,活塞与缸盖发生撞击,造成液压冲击盒噪音,引起破坏性事故或严重影响精度,为此,大型高速高精度的油缸常带有缓冲装置。氧化物。腐蚀液压装置的零件,为了及时排除积存在油缸内的空气,油液最好从油缸的最高点进入和引出。要去高的油缸,常在油缸两端分别装一只排气塞。本油缸,行程较短,速度不太高,它是转子压轴专用,目的是将转子的轴压入转子,靠轴上和压轴肩限位,到位以后,压不动为止。基于以上原因,这台油压机的设计,缓冲装置和排气阀没有采用。 九.液压控制原理图及速回油路和阀类损失分析1. 液压系统工作原理如图(见第 页). 原理简析:液压系统中有两个泵,泵是一个高压,大流量恒功率的变量泵。最高工作压力为315kgf/cm2。其压力通过远程调压阀国定。辅助泵2是一个低压小流量的定量泵,主要用以供给电磁阀,液动的控制压力油,其压力由溢流阀22调整。<1>主缸运动①下行压制按下按钮电磁阀YA通电,电磁阀18处于右座,泵2供油径18至液动阀17,17在液控压力油的作用下处于送至单向阀14,然后送至主缸上腔,而主缸下腔的油径单向顺序阀<11.1>组合从17右位至单向阀15然后回到上腔因滑块自重快速下行而造成的上腔真空。②保压当主缸上腔的油压达到预定值,压力继电器16发出信号,使电磁铁YA1断电,阀18回复中位,于是阀17失去控制,油压力17也回复中位,此时,油缸上,下腔油路都被封闭。③泄压回程保压过程结束时间继电器发生信号使电磁铁YA2通电,<当定程压制时,由行程开关SQ2发信号>使电磁铁18处于左位控制回程由泵2油提供的压力油径18左位送至17,使17处于左位泵与供油径17的右位送至主缸下腔,而上腔的通过液控单向阀14流至17,然后回到油箱。④停止当按下电控系统的停止按钮(定位状态时,挡铁压下行程开关SQ1)电磁铁YA2断电主缸被阀17所紧(17已回复中位)停止运动,回程结束,此时,应将溢流阀的压力值调大,以防止活塞滑块因自重而下滑11.12组成单向顺序阀,此处作为平衡回路。<2>顶处缸① 顶出按下启动按钮YA3通电吸和,电磁阀19处于左位,泵2供油径19的左位至20,使液动阀20处于左位,则泵5供油从20的左位送至顶出缸下腔,而其上腔的油径20的左位回到油箱。② 退回YA3断电YA4吸和,油路换向,顶出缸活塞下降。2. 速回油路和阀类压力损失分析根据液压原理图和速回油路管道及阀类元件的压力损失,液压系统的压力损失是:(1) 管路系统的压力损失因为实际液压系统中,其管道往往是一般一段的直管。通过一定方式连接。此外,为了控制、测量和其他需要,还要在管道上安装控制阀和其他元件。这样除了y沿程损失外。液体流过各接头、阀门等局部时会产生撞击,漩涡流等现象,导致一定的能量损失。(2) 进油路压力损失(3) 阀类的局部压力损失 根据液压系统进行分析,经对此获知总压力损失与原假设总压力损失相差不大。因为液压缸的工作压力与假设最大工作压力相差不大,所以不必对泵设计进行修正。十.电控设计可编程序控制器的设计1.PC的概述 PLC使在传统的继电器—接触器控制的基础上,总结先进的微机技术发展起来的新型工业控制装置。PLC把计算机的功能完善通用,灵活的特点与继电接能控制的简单,直观价格便宜等特点结合起来,形成以微机技术为核心的电子控制设备。 PLC接受由操作面上的按钮开关,选择开关,数字开关等给出的主令输入信号及表示设备状态的限位开关光电开关等。传感器送来的输入信号。去控制如电磁阀,马达,电磁离合器等驱动性负载及指示灯,数字显示器性负荷。 PC使一种小类的可靠性极高的智能控制工具,是各种自动控制系统中的核心部件。小电磁阀,导向阀等小型负载可由可编程控制器直接驱动,而三相马达。大容量电磁阀等大负载则需要通过接能器或中间继电器的驱动。可编程控制器的内部结构。 PC采用以微型计算机为核心的电子线路。它可等效地看成普通继电器定时器计时器等组成的综合件。 PC中的输入继电器由接通输入端的外部开关来驱动。 PC中的输出继电器除提供外部输出接触点外,还有多种内部辅助点供编程使用。 PC的内部部件还有: 定时器(T) 计算器(C) 辅助继电器(M) 状态寄存器(S)功能块线圈(F)等,这些元件都有许多供编器,使用的 常开触头和常闭触头,可在编程控制器内部使用,机型选择:F系列可编程控制器是输入输出点数12~120点的 小型专用,可编程控制器,具有优异的技术性能,尤其突出了容易操作和方便应用的 特点,考虑本设计中将用到将近30个输出接点,我们选择F—30MR(共30个 点)输入输出元件号,输入继电器401—407,410—413,11点500—503,510 5点输出继电器 基本单位430—437 8点450—451 2点 400特殊辅助继电器(本设计所需的)M71 初始化脉冲M574 禁止状态转移2.本设计PC控制的具体运行情况(一)工作方式 1.调整(点,动) 2,手动 3,单循环 4,自动(二)输入输出点安排1,旋钮开关(规范选择)调整*500 手动*501单循环*502 自动*5032.现场器件(按钮)输入点:SQ3(顶缸上限接近开关)*401 SQ4(顶缸下限接近开关)*403 SB6(主缸下行起动开关)*404 SB7(主缸上行启动开关)*404 SP(压力继电器)*407SQ1 (主缸上行接近开关)*410SQ2(主缸上行接近开关)*411SQ8(顶缸顶出起出开关)*412SB9(顶缸退回开关)*413SB3(PC停止开关)*402SB4(PC传动开关)*510 输出点: YA1(电磁铁KA1)Y430 接显示灯 Y434 YA2(电磁铁KA3) Y431 Y435 YA3(电磁铁KA4) Y432 Y436 YA4(电磁铁KA5) Y433 Y437 KT1 T450 KT2 T451三.整体程序机构图 四.操作面板五.各部分程序及说明 1.主控程序的设计(见PC图) 主控程序包括以下程序:(1) 状态的初始化程序。(2) 状态的转移起劲。(3) 状态的转移禁止。(1) 初始化说明当开机第一个扫描周期,MT1即对S600复位,做好状态传递的准备。单循环状态时,X502即对S600复位。当PC处于调整(X500)手动状态(X501)将600复位。当PC位调整及手动状态时或开机后一个工作周期,可利用功能指令将S601~S606全部复位。(2) 转移启动说明当按下启动按钮X405时,中间继电器M100接通、执行转移启动命令,PC运行一个周期,单周期传送停止。 (3) 状态转移禁止说明 当按下停止按钮X402,特殊辅助继电器M574指定用于禁止状态转移。所有状态转移均被禁止。同样在调整手动状态下禁止状态转移。只有当手动,调整复位后再按启动按钮使M101产生脉冲解除禁止。当PC运行单循环和自动时,按停机按钮,M574自锁,停止在当前过程,当按循环启动按钮时,从该过程开始动作。2. 调整及手动程序设计(见PC图纸)说明:(1)无论在调整还是手动状态,程序执行跳转指令CTP700~E3P700间的内容。(2)当手动时,输出Y430~Y433均执行自锁功能。3. 单循环及自动循环程序设计(1) 功能图(2) (3) 程序图(见PC图纸)依照梯形图(见A2图纸PC控制梯形图)设计整体程序如下:1. LD M712. OR X5023. S S6004. LD X5005. OR X5016. R S6007. LD X5008. OR M719. OR M7110. OUT F67111. K 60112. OUT F67213. K 60614. OUT F67015. K 10316. LD X51017. OUT M10018. LD X51019. PLS M10120. LD X40221. OR X50022. OR X50123. OR M7124. OR M57425. ANT M10126. OUT M57427. LDI X50028. ANI X50129. CJP 70030. LD X50131. AND Y43032. OR X40433. ANI X41134. ANI Y43135. OUT Y43036. LD X50137. AND Y43138. OR X40539. ANI Y41040. ANI Y43041. OUT Y43142. LD X50143. AND Y43244. OR X41245. ANI X40146. ANI Y43347. AND X41048. OUT Y43249. LD X50150. AND Y43351. OR X41352. ANI X40353. ANI Y43254. AND X41055. OUT Y43356. EJP 70057. STC S60058. AND X41059. AND X40360. AND M10061. S S60162. STL S60163. OUT Y43064. OUT Y43465. LD X40766. S S60267. LD X41168. S S60369. STC S60270. OUT T45071. K 6072. LD T45073. S S60374. STC S60375. OUT Y43176. OUT Y43577. LD X41078. S S60479. STC S60480. OUT Y43281. OUT Y43682. LD X41083. S S60884. STC S60585. OUT T45186. K 30087. LD T4588. S S60689. STC S60690. OUT Y43391. OUT Y43792. LD X40393. AND X50294. S S60095. LD X40396. AND X50397. S S60198. RET99. END十二.课程总结 通过这次毕业设计。我学到了平时在课堂学不到的知识。培养了我们灵活运用所学知识,时一次综合性的实践过程。不仅提高了 我们的动手实践能力。还使我进一步提高了分析和解决工程技术。问题的能力,进一步掌握了设计程序,规范和方法,树立正确的设计思想(安全第一,制造容易,使用方便,外形美观)。从而巩固、扩大、深化了所学的基本理论。基本知识和基本技能,提高了制图、计算、编写说明书的能力以及正确使用技术资料、标准手册等工具书籍的能力。 在整个设计过程中,我一直保持着严肃认真,一丝不苟和实事求是的工作之风。这次我设计的是油压机中油缸部分,由于对这方面知识掌握得还不十分充足,所以设计中若有错误和不妥之处,务必请指导老师批评指正,以使得我能够进一步完善油缸设计方案。
工作压力不仅影响着的我们的工作,更影响着我们的日常生活。下面是由我整理的工作压力管理论文,谢谢你的阅读。
工作压力的影响及管理
摘要:当今社会工作压力不断提高,人们越来越多的受到工作压力的困扰,工作压力不仅影响着的我们的工作,更影响着我们的日常生活。认清工作压力对我们的影响越发显得重要,本文试图通过探讨工作压力的影响来提出管理压力的策略。
关键词:工作压力;影响;管理
(一)、工作压力的定义
环境变化时个体所出现的反应称为工作压力,环境变化带来的不确定性是产生压力的最大原因,压力会使得个体感到害怕,从而无法妥善处理工作,对于很多员工来说,组织变革就很可能带来压力。学者们因为研究观点不同造成对工作压力的定义不同,缺乏一致性,Caplan(1975)认为工作环境的特性对个人造成胁迫就产生了工作压力。而 Beehr & Newman(1978)则认为是指一种和工作相关的因素与员工交互后,对员工心理与生理造成改变的结果。Parker & DeCotiis(1983)认为一个人在组织中遇到一些有相关的机会、限制及需求的重要的工作结果时,被要求脱离常态或者与自我愿望不符合时的一种感觉。赵杰夫(1988)认为是工作的要求超出了个人的能力,或者个人的需求不能被环境所满足,从而使得个人产生偏离正常状态的心理现象。
(二)、压力源
Martin & Schermerhorn(1983)认为能产生压力状态的刺激物,能够反映压力的潜在来源就是压力源。Hellruegek、Slocum & Woodman(1986)则认为压力源存在于各种工作环境中,并且可以按组织关系、生涯发展、工作本质、组织角色、组织结构进行区分。Robbins (1994)认为外部环境、组织和个人是压力的来源。在工作压力结果上,还有一些潜在压力会不会变成真实压力,就得根据个人的差异对生理症状、心理症状及行为状态进行判断,如工作经验及性格等。台湾劳工卫生所(1995)认为压力源可以从低福利制度、工作不适合、工作紧急、工作地点变动四个维度进行考量。综上所述,造成工作压力的产生非常复杂并且形式多样,同时也可以发现有一定的相似性。工作因素、个人因素、工作之外的因素都可能是工作压力的来源,同时在生理、行为及心理上都会产生因为工作压力而出现的症状。
(三)工作压力带来的影响
1、对组织的影响
(1)工作绩效:工作绩效是不仅是衡量组织和员工个人的一个指标,更是人力资源管理的一个重要依据。工作压力与工作绩效成一个倒U型的关系,压力太小不利于激发员工的动力,压力过大又使员工感到疲劳和压抑,从而不能得到高的绩效,所以要有适当的压力才能有一个好的工作绩效。如图所示:
(2)组织承诺:随着员工对组织投入的增加,会产生的一种甘愿为组织付出和牺牲的感情,这就是组织承诺。学者们大多认为工作压力过大,往往会导致人才流动大、组织承诺下降。台湾学者陈瑞惠 (2002)研究中发现私立高中教师工作压力与组织承诺有显著负相关关系。国内研究者刘勇险 (2005)的研究结论也证明工作压力越大组织承诺就越低。
(3)工作满意度:工作满意度指的是员工对自己工作情况主观感知的满意状况,对组织的稳定和发展有着去足轻重的作用。工作压力过大会使员工对工作产生焦虑、厌烦等情绪,从而产生对工作和组织的抱怨和不满,影响员工的工作满意度。
2、对员工的影响
(1)积极影响
①提高员工工作动力和能力。工作压力可以促使员工和其他同事进行竞争和比较,从而发现自身的不足和缺点,激发他们的工作动力,通过不断努力学习来提升自己。适度的压力还能使员工勇于挑战自我,挖掘潜力,富有效率,激起创造性。让员工可以更清楚的认识自己,使员工可以对自己有一个更准确的定位,不断分析自身工作能力与组织的实际需要之间的差距,从而找到学习的动力和方向,强化自己的工作能力。这使得员工和岗位之间可以更好的匹配,优化了组织的人力资源。
②促进员工之间的合作。任何一个组织都是有很多个个体组成的一个团体,个体之间的相互合作才能推动团体的发展,企业更是这样。在工作压力的影响下,员工首先会主动的寻求与同事合作,通过相互帮助和学习来共同应对压力,有时甚至组成一个相对稳定的合作团队,这对于团队中成员的共同成长很有帮助,同时也有利于工作绩效的提升。其次,可以促进团队的内部结构优化。当团队成员普遍反映压力过大时,那么团队的管理者就会努力通过优化内部结构来削弱工作压力,一般这种优化会提升员工的工作业绩,促进团队的进一步发展。
(2)消极影响
①影响员工积极性。工作压力过量会使员工感觉疲惫和憔悴,否定个人的能力怀疑前途的发展,感到茫然和不安,对自己和组织没信心,从而影响员工的上进心和积极性,工作业绩和绩效也随之下降。他们甚至会觉得不管自己多努力也改变不了这种压力大茫然的现状,也无从下手无从改变,久而久之这种内心的“无奈感”,就会使他们的人生观、价值观发生转变,开始选择堕落,不再追求事业的成功,得过且过,消极度日。
②影响员工身心健康。当工作压力过大时,会对员工的生理和心理都带来一定的负面影响。轻者会产生心跳加快、紧张、焦虑、沮丧、发怒、失眠等情况,重者可能会造成各种生理和心理方面的疾病,如心血管疾病、头痛、抑郁症等,也容易造成工作事故等。工作压力就曾被世界卫生组织誉为是“世界范围的流行病”。
③产生恶性竞争。过大的工作压力也很可能会影响组织的团结,破坏组织和谐的气氛。工作压力大可能会使员工采取不正当竞争的方式,来取得竞争的胜利。长期受到过大的压力影响的员工甚至可能会产生心理扭曲,他们往往通过一些破坏性的行为来使组织和他人变差,以此来减轻自己工作压力。一旦发生这种恶性竞争的行为,不仅会组织的工作绩效更会影响组织的稳定。
(四)工作压力的管理策略
1、员工工作压力情况进行考察。组织的管理者平时要关注员工的工作态度和心理情况,根据不同的压力来源和程度采取不同的措施。可以针对工作压力和其他的一些工作情况制定一个量表来测试员工的心理状态,由心理学方面的专家来对测试结果进行分析,并且对于心理状态不是很好的员工给予及时的帮助,最好是建立一个长效化的测试机制。同时还要结合相关的岗位情况进行动态地观察、全面的了解员工的压力状况以及心理承受情况,尽可能的降低由于压力过大给员工和组织造成的不良影响。
2.建立良好的沟通机制。组织要为员工提供一个良好的沟通环境,鼓励员工在平时的工作中多于同事、领导进行沟通,这样不仅可以创建和谐的工作氛围,更可以弱化员工的工作压力。此外组织还可以定期的邀请心理方面的专家来为员工做心理辅导,有条件的企业甚至可以在企业里设置心理辅导机构,方便及时的为员工提供心理帮助。
3、让员工是参与管理。组织中的发展前景、工作目标、领导的评价等问题会使员工产生一定的不确定感,而这种不确定感又会使员工感到压力从而影响工作的质量。如果让员工参与到组织的管理中来,就可以增强员工的控制感减小不确定性,这不仅可以减小员工的工作压力,还可以提高员工的主人公意识强化组织的管理。
4、完善工作环境。首先,组织内部要营造积极向上、和谐团结的文化氛围,通过良好的文化影响员工的各种行为,鼓励他们积极成长、乐观地面对各种压力,有效地化解各种难题。其次,要建立起有效的绩效考核体系,针对员工的工作压力、工作能力等各个方面都要指定相关的考核指标,工作压力大的员工要加以重视,可以适时地为他们调换一下岗位提供一些关怀。(作者单位:云南民族大学管理学院)
参考文献:
[1]邵爱华.济南IT员工工作压力调查及压力管理研究[D].山东大学硕士论文,2006.03.28
[2]武娜.中小企业工作压力研究[D].山西财经大学硕士学位论文,2011.3.
[3]靳娟.工作压力管理[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[4]黄国荣.企业工作压力研究综述[J]企业导报,2010.11.15
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生物传感器的研究现状及应用摘要:简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物电极是以固定化生物体组成作为分子识别元件的敏感材料,与氧电极、膜电极和燃料电极等构成生物传感器,在发酵工业、环境监测、食品监测、临床医学等方面得到广泛的应用。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。 关键词:生物传感器;发酵工业;环境监测。中图分类号:tp212.3 文献标识码:a 文章编号:1006-883x(2002)10-0001-06一、 引言 从1962年,clark和lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里,生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主,但是由于酶的价格昂贵并不够稳定,因此以酶作为敏感材料的传感器,其应用受到一定的限制。近些年来,微生物固定化技术的不断发展,产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件,与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外,还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前,光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术(pcr)的发展,应用pcr的dna生物传感器也越来越多。二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中,微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质,并且发酵液往往不是清澈透明的,不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰,并且不受发酵液混浊程度的限制。同时,由于发酵工业是大规模的生产,微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。(1). 原材料及代谢产物的测定微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定,代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成,利用微生物的同化作用耗氧,通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量,从而达到测量底物浓度的目的。在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要,用荧光假单胞菌(psoudomonas fluorescens)代谢消耗葡萄糖的作用,通过氧电极进行检测,可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比,测定结果是类似的,而微生物电极灵敏度高,重复实用性好,而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。当乙酸用作碳源进行微生物培养时,乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长,因此需要在线测定。用固定化酵母(trichosporon brassicae),透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。此外,还有用大肠杆菌(e.coli)组合二氧化碳气敏电极,可以构成测定谷氨酸的微生物传感器,将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内,由细菌―胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。(2). 微生物细胞总数的测定在发酵控制方面,一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面,细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定,其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的[1]。(3). 代谢试验的鉴定传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此,可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等[2]。2、 环境监测(1). 生化需氧量的测定生化需氧量(biochemical oxygen demand ?bod)的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的bod测定需要5天的培养期,操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大,不宜现场监测,所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前,有研究人员分离了两种新的酵母菌种spt1和spt2,并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量bod,其重复性在±10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中bod的测定,其测量最小值可达2 mg/l,所用时间为5min[3]。还有一种新的微生物传感器,用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料,在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存,浸泡后即恢复活性,为海水中bod的测定提供了快捷简便的方法[4]。 除了微生物传感器,还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的bod值。该传感器的反应时间是15min,最适工作条件为30°c,ph=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响(在1000mg/l范围内),并且不被重金属(fe3+、cu2+、mn2+、cr3+、zn2+)所影响。该传感器已经应用于河水bod的测定,并且获得了较好的结果[4]。现在有一种将bod生物传感器经过光处理(即以tio2作为半导体,用6 w灯照射约4min)后,灵敏度大大提高,很适用于河水中较低bod的测量[5]。同时,一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的bod值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管,假单胞细菌(pseudomonas fluorescens)用光致交联的树脂固定在反应器的底层,该测量方法既迅速又简便,在4℃下可使用六周,已经用于工厂废水处理的过程中[5]。(2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。测量氨和硝酸盐的微生物传感器,多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(nox-),它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的nox-进行了测量,其效果较好[6]。硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在ph=2.5、31℃时一周测量200余次,活性保持不变,两周后活性降低20%。传感器寿命为7天,其设备简单,成本低,操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量,所用细菌是chromatium.sp,与氢电极连接构成[7]。最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌,此种细菌含有荧光基因,在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白,从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内,制成微生物传感器,用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌(e.coli)中,用来检测砷的有毒化合物[8]。水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前,有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来,以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5 ´10-9mol。该传感器工作的最适条件为:ph=7.4、35℃,连续工作时间为30h[9]。还有一种假单胞菌属(pseudomonas rathonis)制成的测量表面活性剂浓度的电流型生物传感器,将微生物细胞固定在凝胶(琼脂、琼脂糖和海藻酸钙盐)和聚乙醇膜上,可以用层析试纸gf/a,或者是谷氨酸醛引起的微生物细胞在凝胶中的交联,长距离的保持它们在高浓度表面活性剂检测中的活性和生长力。该传感器能在测量结束后很快的恢复敏感元件的活性[10]。还有一种电流式生物传感器,用于测定有机磷杀虫剂,使用的是人造酶。利用有机磷杀虫剂水解酶,对硝基酚和二乙基酚的测量极限为100´10-9mol,在40℃只要4min[11]。还有一种新发展起来的磷酸盐生物传感器,使用丙酮酸氧化酶g,与自动系统cl-fia台式电脑结合,可以检测(32~96)´10-9mol的磷酸盐,在25°c下可以使用两周以上,重复性高[12]。最近,有一种新型的微生物传感器,用细菌细胞作为生物组成部分,测定地表水中壬基酚(nonyl-phenol etoxylate --np-80e)的含量。用一个电流型氧电极作传感器,微生物细胞固定在氧电极上的透析膜上,其测量原理是测量毛孢子菌属(trichosporum grablata)细胞的呼吸活性。该生物传感器的反应时间为15~20min,寿命为7~10天(用于连续测定时)。在浓度范围0.5~6.0mg/l内,电信号与np-80e浓度呈线性关系,很适合于污染的地表水中分子表面活性剂的检测[13]。除此之外,污水中重金属离子浓度的测定也是不容忽视的。目前已经成功设计了一个完整的,基于固定化微生物和生物体发光测量技术上的重金属离子生物有效性测定的监测和分析系统。将弧菌属细菌(vibrio fischeri)体内的一个操纵子在一个铜诱导启动子的控制下导入产碱杆菌属细菌(alcaligenes eutrophus (ae1239))中,细菌在铜离子的诱导下发光,发光程度与离子浓度成正比。将微生物和光纤一起包埋在聚合物基质中,可以获得灵敏度高、选择性好、测量范围广、储藏稳定性强的生物传感器。目前,这种微生物传感器可以达到最低测量浓度1´10-9mol[14]。还有一种专门测量铜离子的电流型微生物传感器。它用酒酿酵母(saccharomyces cerevisiae)重组菌株作为生物元件,这些菌株带有酒酿酵母cup1基因上的铜离子诱导启动子与大肠杆菌lacz基因的融合体。其工作原理,首先是cup1启动子被cu2+诱导,随后乳糖被用作底物进行测量。如果cu2+存在于溶液中,这些重组体细菌就可以利用乳糖作为碳源,这将导致这些好氧细胞需氧量的改变。该生物传感器可以在浓度范围(0.5~2)´10-3mol范围内测定cuso4溶液。目前已经将各类金属离子诱导启动子转入大肠杆菌中,使得大肠杆菌会在含有各种金属离子的的溶液中出现发光反应。根据它发光的强度可以测定重金属离子的浓度,其测量范围可以从纳摩尔到微摩尔,所需时间为60~100min[15][16]。用于测量污水中锌浓度的生物传感器也已经研制成功,使用嗜碱性细菌alcaligenes cutrophus,并用于对污水中锌的浓度和生物有效性进行测量,其结果令人满意[17]。估测河口出水流污染情况的海藻传感器是由一种螺旋藻属蓝细菌( cyanobacterium spirlina subsalsa)和一个气敏电极构成的。通过监测光合作用被抑制的程度来估测由于环境污染物的存在而引起水的毒性变化。以标准天然水为介质,对三种主要污染物(重金属、除草剂、氨基甲酸盐杀虫剂)的不同浓度进行了测定,均可监测到它们的有毒反应,重复性和再生性都很高[18]。近来由于聚合酶链式反应技术(pcr)的迅猛发展及其在环境监测方面的广泛应用,不少科学家开始着手于将它与生物传感器技术结合应用。有一种应用pcr技术的dna压电生物传感器,可以测定一种特殊的细菌毒素。将生物素酰化的探针固定在装有链酶抗生素铂金表面的石英晶体上,用1´10-6mol的盐酸可以使循环式测量在同一晶体表面进行。用细菌中提取的dna样品进行同样的杂交反应并由pcr放大,产物为气单胞菌属(aeromonas hydrophila)的一种特殊基因片断。这种压电生物传感器可以鉴别样品中是否含有这种基因,这为从水样中检测是否含带有这种病原的各种气单胞菌提供了可能[19]。还有一种通道生物传感器可以检测浮游植物和水母等生物体产生的腰鞭毛虫神经毒素等毒性物质,目前已经能够测量在一个浮游生物细胞内含有的极微量的psp毒素[20]。dna传感器也在迅速的得到应用,目前有一种小型化dna生物传感器,能将dna识别信号转换为电信号,用于测量水样中隐孢子和其他水源传染体。该传感器着重于改进核酸的识别作用和加强该传感器的特异性和灵敏性,并寻求将杂交信号转化为有用信号的新方法,目前研究工作为识别装置和转换装置的一体化[21]。微藻素是一种从蓝藻细菌引起的水华中产生的细菌肝毒素,一种固定有表面细胞质粒基因组的生物传感器已经制得,用于测量水中微藻素的含量,它直接的测量范围是50~1000 ´10-6g/l[22]。 一种基于酶的抑制性分析的多重生物传感器用于测量毒性物质的设想也已经提出。在这种多重生物传感器中,应用了两种传导器―对ph敏感的电子晶体管和热敏性的薄膜电极,以及三种酶―尿素酶、乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶。该生物传感器的性能已经得到测试,效果较好[23]。除了发酵工业和环境监测,生物传感器还深入的应用于食品工程、临床医学、军事及军事医学等领域,主要用于测量葡萄糖、乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各种氨基酸,以及各种致癌和致变物质。三、 讨论与展望 美国的harold h.weetal指出,生物传感器商品化要具备以下几个条件:足够的敏感性和准确性、易操作、价格便宜、易于批量生产、生产过程中进行质量监测。其中,价格便宜决定了传感器在市场上有无竞争力。而在各种生物传感器中,微生物传感器最大的优点就是成本低、操作简便、设备简单,因此其在市场上的前景是十分巨大和诱人的。相比起来,酶生物传感器等的价格就比较昂贵。但微生物传感器也有其自身的缺点,主要的缺点就是选择性不够好,这是由于在微生物细胞中含有多种酶引起的。现已有报道加专门抑制剂以解决微生物电极的选择性问题。除此之外,微生物固定化方法也需要进一步完善,首先要尽可能保证细胞的活性,其次细胞与基础膜结合要牢固,以避免细胞的流失。另外,微生物膜的长期保存问题也待进一步的改进,否则难于实现大规模的商品化。 总之,常用的微生物电极和酶电极在各种应用中各有其优越之处。若容易获得稳定、高活性、低成本的游离酶,则酶电极对使用者来说是最理想的。相反的,若生物催化需经过复杂途径,需要辅酶,或所需酶不宜分离或不稳定时,微生物电极则是更理想的选择。而其他各种形式的生物传感器也在蓬勃发展中,其应用也越来越广泛。随着固定化技术的进一步完善,随着人们对生物体认识的不断深入,生物传感器必将在市场上开辟出一片新的天地。--------------------------------------------------------------------------------参考文献[1]韩树波,郭光美,李新等.伏安型细菌总数生物传感器的研究与应用[j].华夏医学,2000,63(2):49-52 [2]蔡豪斌.微生物活细胞检测生物传感器的研究[j]. 华夏医学,2000,13(3):252-256[3] trosok sp, driscoll bt, luong jht mediated microbial biosensor using a novel yeast strain for wastewater bod measurement[j]. applied micreobiology and biotechnology,2001, 56 (3-4): 550-554 [4] 张悦,王建龙,李花子等.生物传感器快速测定bod在海洋监测中的应用[j].海洋环境科学,2001,20(1):50-54[5] yoshida n, mcniven sj, yoshida a,etc.a compact optical system for multi-determination of biochemical oxygen demand using disposable strips[j]. field analytical chemistry and technology,2001,5 (5): 222-227[6] meyer rl, kjaer t, revsbech np. use of nox- microsensors to estimate the activity of sediment nitrification and nox- consumption along an 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《减轻员工的心理压力的思考》
【摘要】国有企业深化改革的一个重要内容,就是精减机构,减人增效,现在好多员工都说,一个人干以前几个人的岗位,工资么不见长多少,加之单位内部同外部一样竞争激烈,考核又过细过严,不少员工都感到工作压力很大,身心疲惫。本文对此现象进行了思考,分析了问题产生的原因,也提出的一些建议。
【关键词】员工;心理压力;原因;建议
一、多数员工感到工作压力大是一个不争的事实
在竞争日趋激烈的情况下,工作和生活节奏逐渐加快,不少人感到难以承受的压力,并出现了明显的心理反应,如:紧张、焦虑、烦燥不安,易发脾气,情绪低落、思维敏捷程度和清晰度下降,记忆力下降,感到头脑里象一盆浆糊,有时还对工作产生了畏惧感。有时还出现了躯体化反应,如:疲乏无力、头痛、头晕、食欲不振、腹胀、便秘、腹泻或便秘腹泻交替,压上升等等。
员工的心理压力,可分为能起积极作用的压力和起消极作用的压力。譬如说,某员工受到了表扬,得到了同事的承认和尊重,或受到了领导的高度期待和信任,这对员工来说既是一种激励,可也能形成一种压力,因为员工担心若不作出成绩来会让领导和同事失望,于是他会努力作出成绩来以证实自己。再如在关键时刻会使人产生一种成败在此一举的压力,而这种压力会使一个人潜在的能力得到充分的发挥,等等。但是,在现实工作中不是每个员工都能得到领导的重视和同事的理解的,相反,许多人往往会感到如工作内容单调乏味,跟不上新的工作节奏或完不成领导交给的任务,等等。起消极作用的压力的产生,不仅损害员工的身心健康和工作情绪,也不利于企业的长期稳定和发展。所以,不可忽视员工消极心理压力的产生。
二、员工工作压力来源于外界与自身
(一)外界压力
产生心理压力的外界因素,有来自工作的压力,来自家庭的压力,来自经济的压力,来自社会的压力等。如:由于自己得不到晋升,或收入不如同龄人以及住房得不到改善,以及工作与职业观不符,因不能满足自己通过工作得到成长的需要也会形成心理压力。
(二)自身原因
员工自身原因引起的心理压力有生理、心理两个方面。
生理方面原因有疾病、疲倦、年龄等。心理方面原因有自我评价不适当、心理缺陷、不能正确对待挫折等。
三、减轻员工压力的建议
减轻员工心理压力的方法,可从自身调节和组织援助两个层面展开。
(一)自我调节的方法有几种
1、设定一个切实可行的目标
要充分考虑到自身的特点,每个人都有长处和短处,在选择目标时要注意扬长避短,充分发挥自己的长处。另外还要考虑到实际的客观条件是否具备,这就像盖房,光有设计蓝图(理想)还不行,还应该有砖、水泥、钢筋等建筑材料(能力、机会等),如果建筑材料有限时,去盖摩天大楼,就必然会半途而废。要根据现有材料,设计建设“具有特色的建筑”,它能让您同样找到“成功的感觉”。
2、心理咨询法,向受过正规训练的专业心理医生寻求帮助。这就像手指被刀割破了,疼痛、流血,如果伤口小,贴上创可贴,过几天自己就长好了,而伤口大,流血不止时,就应该让医生给您缝合止血包扎。在您心理调整不过来时,心理医生通过心理治疗及药物治疗,能帮助您减轻痛苦强度,缩短痛苦时间,修正心理上的偏差,发挥您的潜力,去重新寻求事业的成功。
3、制定实现目标的计划
要达到目标,就像上楼一样,不用梯子,一楼到十楼是绝对蹦不上去的,相反蹦得越高就摔得越狠。必须是一步一个台阶的走上去。制定计划就像设计楼梯一样,将大目标分解为多个易于达到的小目标,那么您一步步实施计划时,每前进一步,达到一个小目标,都能使你体验“成功的感觉”,而这种“感觉”将强化您的自信心,并将推动您发挥稳步发展潜能去达到下一个目标。确立适当的个人发展计划。实事求是的发展计划可减轻外界评价的压力。
4、有意识地培养自己的抗压能力
不同的人对心理压力的感受程度是不同的。原因就在于每个人的抗压能力不同,正确、积极的方法应是有意识地培养自己的抗压能力,并用积极的方法进行心理调整,才能保持信心。
5、适时地转移
如果条件不具备,通过多方面的努力仍不能达到目标,那么您应该分析一下,这个目标,对于您是否合适。如果不合适,再努力下去只能是失败,就像是一楼向十楼蹦一样,再蹦下去只能是多跌几个包,这时您可以说一句“我尽力了”,适时地退出,重新设立新的目标,就像俗话说得好“别在一棵树上吊死”。
(二)组织援助的方法缓解压力可考虑以下几个措施
第一,为员工提供个人发展渠道。第个人都渴望成功,成就一番事业。企业在重视生产经营活动的同时,一定要花大力气来为每一位员工的发展进行分析研究。特别要重骨干员工、青年员工的职业规划。为此可加强与员工的沟通,与员工一起规划。只要有未来,有明天,眼面前的压力就完全可以变为动力,工作压力负面影响就变成了积极因素。这不是再好不过的事情么?
第二,建立双向沟通常态机制。双向沟通,现不少单位都有的,只是一些单位还没形成常态机制。想起来沟通沟通,想不起来或者工作一忙也就不管不顾了。建立常态机制,就能时常与员工沟通,及时了解员工的思想、情绪和喜怒忧悉。常常倾听新员工对自己的工作才能、需要、价值观等等的述说。这对增强思想政治工作针对性,减轻员工压力是很有帮助的。
第三,单位规章制度管理努力做到人性化。企业建立健全规章制度是对的,但一定要认真对待,充分发扬民主,多听员工的意见,不要仅从管理者的角度去思考问题。现一些单位的规章制度定得太细扣得太狠,职工很是反感。这是导致员工心理压力争大的一个生因素。
第四,重视员工培训。在知识经济时代,培训的目的应比以往要广泛得多,除了以前侧重业务培训目的外,还应包括譬如与人沟通的技能、建设团队精神的技能、培养和强化员工的更新知识、发现创意的能力等等。
第五,帮助新员工避免“现实冲击”。如开设新员工培训班,帮助新员工了解企业的创业史、企业文化、企业的目标、企业的价值观、企业的规章制度及如何与第一个上级的和同事相处等等,给新员工一种行动指南并让他树立起自信。
总之,让员工不负心理压力,轻松地投入工作,是保证员工的身心健康和企业发展的最基本的条件之一,所以了解并运用正确的控制方法是进行管理所必要的。
参考文献:
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[2]书编写组 昆钢企业文化学习手册 2005年3月 内部资料
[3]国家安监总局宣教中心 职业卫生管理培训教材(M)2012
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dc指数 是 地层的可钻性指数词对"dc exponent" "dc指数"论文关键词词对:地层压力检测 formation pressure detection;压力预测 pressure prediction;声波时差 interval transit time;DC指数 DC exponent;井史 well history;试油 oil production test;地层测试 formation testing;冀东油田 jidong oilfield;——来源文献(篇名:冀东油田地层压力评价技术研究 刊名:石油钻探技术 作者:管志川,周广陈,王成立,冯京海 出版年:1997)论文关键词词对:岩石性质 rock property;地层压力检测 formation pressure detection;地层压力 formation pressure;dc指数 d c exponent;数学模型 mathmatical model;渤海油田 Bohai Oilfield;塔里木盆地 Tarim Basin;——来源文献(篇名:地层压力随钻检测新方法及其应用 刊名:石油钻探技术 作者:杨进,高德利 出版年:1998)论文关键词词对:录井 drilling fluid logging;自然伽马 nature gamma;dc指数 dc exponent;三次样条函数 tertiary sample plate function;地层对比 formation correlation;岩性识别 lithology distinguishing;——来源文献(篇名:利用dc指数实时模拟自然伽马录井方法探讨 刊名:录井工程 作者:蔡明华; 出版年:2007)
4.1.1 异常地层压力及其形成机理
地层孔隙压力(简称地层压力)的形成,与地层的沉积条件、构造运动、地下水的活动、矿物成分的变化以及地下发生的物理化学过程等因素密切相关。地层压力的形成机理主要包括静水压力的作用、圈闭与压实作用、矿物成分的改变和渗透作用。
由于压实作用主要发生在铅直方向,从力学角度讲,控制压实过程的力实际上是铅直有效应力。孔隙度的变化、孔隙流体高压的形成等过程都与铅直有效应力的变化有关。正常压力环境中,由于沉积颗粒之间的相互接触,岩石基体支撑着上覆岩层载荷,地层压力等于静液压力;而沉积颗粒间铅直有效应力的任何减少,都将使孔隙内流体支撑部分上覆岩层载荷,形成异常高压。
异常高压的成因条件多种多样,一种异常高压现象可能是由多种相互叠加的因素所致,其中包括地质的、物理的、地球化学和动力学的因素。但就一个特定异常高压而言,其成因可能以某一种因素为主,其他因素为辅。
(1)不平衡压实作用
在埋深和压实过程中,流体在机械力的作用下从沉积物中排出,地层被压实。沉积物压实的过程主要受4个方面的因素控制:①沉积速率;②孔隙空间减少速率;③地层渗透率的大小;④流体排除情况。其中最主要的是沉积速率。
若4个方面的因素保持很好的平衡(比如沉积较慢,沉积速率小于排水速率),随着埋深的增加,沉积层有足够的排水时间,沉积颗粒承担了全部的上覆沉积物的载荷,使沉积颗粒排列的更加紧密,于是随着埋深增加,孔隙度很快降低,地层孔隙压力为静压力。这种情况称为平衡压实过程,形成正常压实地层。平衡压实过程中,由于压实与沉积速率及排水速率保持很好的平衡关系,随埋深增加,孔隙度减小,地层密度增加。但是压实情况随深度的变化是不均匀的,开始时较快,以后逐渐减慢,因此孔隙度随埋深的变化不是线性的。
平衡压实地层的孔隙压力为静液压力系统,可以设想为一个动力学开放的地质环境,即可渗透的流体连通的地质环境。在这种开放的地质环境中,排出的流体总是沿着最小阻力的方向流动,或向上流动或向着低压高渗透方向流动。
若某个或某几个因素受到制约,排水能力减弱或停止,继续增加的上覆沉积载荷部分或全部由孔隙流体承担,沉积物进一步压实所需的有效载荷(垂直有效应力)减小或不变,出现地层欠压实及异常高压地层。这种情况称为不平衡压实过程。
快速沉积是造成不平衡压实的主要原因之一,由于沉积速率过快,造成沉积颗粒排列不规则(没有足够的时间),孔隙性变差,排水能力减弱,继续增加的上覆沉积载荷部分或全部由孔隙流体承担,形成异常高压,同时减缓了沉积物的进一步压实,造成地层的欠压实。另外一种常见的欠压实情况是一非渗透致密盖层的快速沉积导致其下地层的欠压实与异常高压,最为典型的例子是“复合盐层”中与盐层伴生的软泥岩地层。
产生不平衡压实应具备如下条件:①巨大的沉积物总厚度;②厚层黏土的存在;③形成互层砂岩;④快速堆积加载;⑤在许多地区,欠压实多发生在海退层序中,而其中快速沉积是最主要的因素。
(2)构造挤压
在构造变形地区,由于地层的剧烈升降,产生构造挤压应力,如果正常的排水速率跟不上附加压力(构造挤压力)所产生的附件压实作用,将会引起地层孔隙压力增加,产生异常高压。在某些情况下,断层可能起着流体通道作用,但在另外一些情况下,却可能起到封闭作用,而引起异常高压。所以,同样是断块盆地,有的可能是异常高压层,有的可能不是。
(3)水热增压
随着埋深增加,地层温度不断升高,由于水的热膨胀系数大于岩石的热膨胀系数,孔隙流体体积增加,如果孔隙水由于存在流体隔层而无法逸出,孔隙压力升高。
(4)生烃作用
在逐渐埋深期间,将有机物转化成烃的反应也产生流体体积的增加,从而产生异常高压。许多研究表明,与烃类生成有关的异常高压产生的地层破裂是烃类从烃源岩中运移出来进入高渗透储集岩的机制,尤其是甲烷的生成已在许多储集层中被引为超压产生的原因。当烃源岩中的有机质或进入储集层中的油转变成甲烷时,引起相当大的体积增加。在良好的封闭条件下,这些体积的增加能产生很强的超高压。烃源岩生气造成的压力很大,足以使气体进入毛细管力很大的岩石中,并且在此过程中驱替出水,甚至在阻碍流体的隔层存在的条件下也能流动。在有效封闭存在的地方,不断产生的甲烷能将压力提高到超过封闭层的破裂压力,从而使封闭层破裂并导致流体的渗漏。甲烷的生成对异常压力的产生是一个潜在的高效机制,尤其是在与烃源岩有密切联系的岩石中。连续的甲烷生成能产生如此巨大的压力以至于封闭层不能永久存在,它们要么连续地渗漏,要么周期性地发生破裂和渗漏。然而,即使封闭层被突破,但在达到常压之前,封闭层将有可能“愈合”(破裂闭合),因此,依然存在异常高压,只是低于渗漏之前的超压而已。另一方面,烃类生成使地下单相流渗流体系转变成多相流渗流体系,大大降低了流体的相渗流率,减缓了流体排出系统的速度,同样能引起压力的增加。
(5)蒙脱石脱水作用
沉积下来的蒙脱石颗粒不断吸附粒间自由水,直至结构晶格膨胀到最大为止,吸附水成为黏土层间束缚水。随埋深增加,温度逐渐升高。当地温达到约123℃时,黏土结构晶格开始破裂,蒙脱石的层间束缚水被排出变为自由水,该过程称为蒙脱石的脱水过程,相应的埋深称为蒙脱石的脱水深度。释放到孔隙中的束缚水因发生膨胀,体积远远超过晶格破坏所减少的体积,使孔隙中自由水的体积大量增加。若排水畅通,地层孔隙压力为静液压力,若有足够的上覆岩层载荷,则地层进一步压实。如果地层是封闭的,增加的流体向外排出受到阻碍,将产生高于静液压力的地层孔隙压力。在这个过程中,如果存在钾离子,这个作用就是蒙脱石向伊利石的转化作用。这一机制也被认为能产生阻碍流体流动的隔层,因为伊利石比蒙脱石更致密。
若地层非封闭,将会导致正常地层孔隙压力,若此时的上覆沉积载荷较小,不足以将岩石进一步压实到正常压实的程度,地层尚保留了较高的孔隙度。在我国许多古近-新近系地层存在这种现象,如南海的莺琼海盆地,有研究者将这样的地层称为“速度稳定段”。
(6)浓差作用
浓差作用是盐度较低的水体通过半透隔膜向盐度较高水体的物质迁移。只要黏土或页岩两侧的盐浓度有明显的差别,黏土或页岩便起着半渗透膜的作用,产生渗透压力。渗透压差与浓度成正比,浓度差越大,渗透压差也越大。黏土沉积物越纯,其渗透作用就越强。浓差流动可以在一个封闭区内产生高压。如果一个封闭区内部的孔隙水比周围孔隙水的含盐度高,浓差流动方向指向封闭区内,致使区内压力升高。浓差作用引起的异常高压远比压实作用和水热作用引起的异常高压小得多,例如,当NaCl含量差为50000mg/L时,渗透压差大约只有4MPa。
4.1.2 地层压力的确定方法
确定地层压力的方法有很多种,由于地下情况的复杂性,到目前为止,没有一种预测方法是唯一可信的。但由于地层压力问题的重要性及严重性,围绕着解决地层压力问题仍然不惜投入大量的人力、物力、财力,包括各种从简单到极其复杂的仪器设备。
按与钻井过程的先后关系,地层压力的确定方法分为四大类(高德利,2004):
(1)钻前预测方法(Prediction of pore pressure)
主要是利用地震层速度资料,并根据它与地层孔隙压力的关系计算出地层孔隙压力。其预测精度主要取决于地震资料的质量、对地质分层及岩性的了解程度以及计算模型的合理性。常用的方法有“直接计算法”和“等效深度法”。
(2)随钻监测方法(Detection of pore pressure)
主要是利用钻孔过程中测量到的随钻信息资料实时监测异常压力带并确定其值。过去常用的有dc指数法、σ法、标准化钻速法、泥页岩密度法。近几年随着石油钻井技术的进步,相继出现了随钻测井(LWD)资料法、随钻地震(SWD)资料法等。
(3)钻后测井检验方法(Evaluation of pore pressure)
利用钻后测井资料评估地层孔隙压力,这是公认的最可靠的方法,精度较高。常用的有泥页岩声波时差法、泥页岩电阻率(电导率)法、泥页岩密度法等。
(4)实测法
通过一定仪器直接测量地层孔隙压力,是最准确的一种方法。常用的方法有:钻杆测试法(DSTS)、重复地层测试法(RFT)、多层位测试器(FMT)测试法等。
力学是研究有关物质宏观运动规律,及其应用的科学。工程给力学提出问题,力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说,工程力学包括:质点及工程力学刚体力学,固体力学,流体力学,流变学,土力学,岩体力学等。 人类对力学的一些基本原理的认识,一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中,已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。 1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作,但他对于梁内应力分布的研究还是很不成熟的。 纳维于1819年提出了关于梁的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日,纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》 ,这被认为是弹性理论的创始。其后,1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。 早在中国春秋战国时期(公元前5~前4世纪),墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了理想流体的运动方程式。物体流变学是研究较广义的力学运动的一个新学科。1929年,美国的宾厄姆倡议设立流变学学会,这门学科才受到了普遍的重视。研究方法 分实验研究和理论分析与计算两个方面。但两者往往是综合运用,互相促进。实验研究 工程力学包括实验力学,结构检验,结构试验分析。模型试验分部分模型和整体模型试验。结构的现场测试包括结构构件的试验及整体结构的试验。实验研究是验证和发展理论分析和计算方法的主要手段。结构的现场测试还有其他的目的: ①验证结构的机能与安全性是否符合结构的计划、设计与施工的要求; ②对结构在使用阶段中的健全性的鉴定,并得到维修及加固的资料。理论分析与计算 结构理论分析的步骤是首先确定计算模型,然后选择计算方法。 土力学在二十世纪初期即逐淅形成,并在40年代以后获得了迅速发展。在其形成以及发展的初期,泰尔扎吉起了重要作用。岩体力学是一门年轻的学科, 二十世纪50年代开始组织专题学术讨沦,其后并已由对具有不连续面的硬岩性质的研究扩展到对软岩性质的研究。岩体力学是以工程力学与工程地质学两门学科的融合而发展的。 从十九世纪到二十世纪前半期,连续体力学的特点是研究各个物体的性质,如梁的刚度与强度,柱的稳定性,变形与力的关系,弹性模量,粘性模量等。这一时期的连续体力学是从宏观的角度,通过实验分析与理论分析,研究物体的各种性质。它是由质点力学的定律推广到连续体力学的定律,因而自然也出现一些矛盾。 于是基于二十世纪前半期物理学的进展 ,并以现代数学为基础,出现了一门新的学科——理性力学。1945年,赖纳提出了关于粘性流体分析的论文,1948年,里夫林提出了关于弹性固体分析的论文,逐步奠定了所谓理性连续体力学的新体系。 随着结构工程技术的进步,工程学家也同力学家和数学家一样对工程力学的进步做出了贡献。如在桁架发展的初期并没有分析方法,到1847年,美国的桥梁工程师惠普尔才发表了正确的桁架分析方法。电子计算机的应用,现代化实验设备的使用,新型材料的研究,新的施工技术和现代数学的应用等,促使工程力学日新月异地发展。 质点、质点系及刚体力学是理论力学的研究对象。所谓刚体是指一种理想化的固体,其大小及形状是固定的,不因外来作用而改变,即质点系各点之间的距离是绝对不变的。理论力学的理论基础是牛顿定律,它是研究工程技术科学的力学基础。 固体力学包括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等。尤其是前三门力学在土木建筑工程上的应用广泛,习惯上把这三门学科统称为建筑力学,以表示这是一门用力学的一般原理研究各种作用对各种形式的土木建筑物的影响的学科。 在二十世纪50年代后期,随着电子计算机和有限元法的出现,逐渐形成了一门交叉学科即计算力学。计算力学又分为基础计算力学及工程计算力学两个分支 ,后者应用于建筑力学时,它的四大支柱是建筑力学、离散化技术、数值分析和计算机软件。其任务是利用离散化技术和工程力学数值分析方法,研究结构分析的计算机程序化方法,结构优化方法和结构分析图像显示等。 如按使结构产生反应的作用性质分类,工程力学的许多分支都可以 再分为静力学与动力学。例如结构静力学与结构动力学,后者主要包括:结构振动理论、波动力学、结构动力稳定性理论。由于施加在结构上的外力几乎都是随机的,而材料强度在本质上也具有非确定性。 随着科学技术的进步,20世纪50年代以来,概率统计理论在工程力学上的应用愈益广泛和深入,并且逐渐形成了新的分支和方法,如可靠性力学、概率有限元法等。编辑本段《工程力学》 《工程力学》是由中国科协主管、中国力学学会主办、清华大学土木系承办的以工程应用为特点的全国性学术刊物。主要报导力学在工程及结构中的应用,刊登力学在科研、设计、施工、教学和生产方面具有学术水平、创造性和实用价值的论文,包括力学在土木建筑、水工港工、公路铁路、桥梁隧道、航海造船、航空航天、矿山冶金、机械化工、国防军工、防灾减灾、能源环保等工程中的应用且具有一定学术水平的研究成果。所以,它是力学刊物中专业覆盖面最宽、行业涉及面最广的期刊之一。《工程力学》 主管单位:中国科学技术协会 主办单位:中国力学学会 承办单位:清华大学土木系 出版单位:《工程力学》杂志社[1] 国际统一刊号:ISSN1000-4750 国内统一刊号:CN11-2595/O3 国际刊名代码:(CODEN)GOLIEB 性质及等级:EI全刊收录的一级学会主办的O3力学类核心期刊。百种中国杰出学术期刊。在各类科技期刊排名中,载文量、被引频次及影响因子均位居前列。其中1999年在力学类期刊中影响因子位居第一位,2002年名列第二 年期数:月刊。每年另有两期正规增刊(审批、Ei收录) 印张及版面:16个印张256页,大16K双栏 邮发代号:82-862编辑本段《工程力学》资料 工程力学 作 者: 宋本超,卞西文 主编《工程力学》 出 版 社: 国防工业出版社[2] 出版时间: 2010-1-1 开 本: 16开 I S B N : 9787118063950 定价:¥29.00内容简介 本书以教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》为指导,以“必需、够用”为原则进行编写。本书共20章,由静力学、材料力学以及运动学与动力学三部分组成。静力学部分包括静力学基本概念、简单力系、平面任意力系、空间力系等内容,主要研究受力分析和刚体的平衡问题,是材料力学的基础。材料力学部分包括轴向拉伸或压缩、扭转、剪切与挤压、弯曲变形、强度理论、组合变形和压杆稳定等内容。运动学与动力学部分包括点的运动、刚体的基本运动、点的运动合成、刚体的平面运动、质点和刚体的动力学基础、动能定理以及动静法等内容。为了便于学习,每章后面均附有思考题和习题,并在附录中给出了答案。 本教材可作为高等职业院校机械类、机电类专业的教材。各院校也可以根据学时的安排和专业需要选讲部分内容。目录 第一篇 静力学 引言 第1章 静力学基本概念和物体受力分析 1.1 静力学的基本概念 1.1.1 刚体的概念 1.1.2 力的概念 1.1.3 集中力与均布载荷 1.1.4 力系 1.1.5 平衡 1.2 静力学公理 1.2.1 力的平行四边形法则(公理一) 1.2.2 二力平衡公理(公理二) 1.2.3 加减平衡力系公理(公理三) 1.2.4 作用和反作用定律(公理四) 1.3 约束和约束反力 1.3.1 约束相关概念 1.3.2 常见的约束类型 1.4 物体的受力分析和受力图 思考题 习题 第2章 简单力系 2.1 汇交力系合成与平衡的几何法 2.1.1 汇交力系合成的几何法 2.1.2 平面汇交力系平衡的几何条件 2.2 平面汇交力系合成与平衡的解析法 2.2.1 力在坐标轴上的投影 2.2.2 合力投影定理 2.2.3 平面汇交力系合成的解析法 2.2.4 平面汇交力系平衡的解析条件 2.3 力对点之矩与合力矩定理 2.3.1 力对点之矩的概念 2.3.2 合力矩定理 2.4 平面力偶理论 2.4.1 力偶的概念 2.4.2 力偶的性质 2.4.3 平面力偶系的合成 2.4.4 平面力偶系的平衡条件 思考题 习题 第3章 平面任意力系 3.1 力的平移定理 3.2 平面任意力系向一点简化 3.2.1 平面任意力系向一点简化 3.2.2 平面一般力系简化结果 3.3 平面任意力系的平衡条件 3.3.1 平面一般力系的平衡条件和平衡方程 3.3.2 平面平行力系的平衡方程¨ 3.4 静定与超静定问题的概念及物体系统的平衡 3.4.1 静定与超静定问题 3.4.2 物体系统的平衡 3.5 考虑摩擦时的平衡问题 思考题 习题 第4章 空间力系 4.1 力在空间直角坐标轴上的投影 4.1.1 力在空间直角坐标轴上的投影 4.1.2 合力投影定理 4.2 力对轴的矩 4.2.1 力对轴之矩 4.2.2 合力矩定理 4.3 空间力系的平衡及其应用 4.3.1 空间力系的简化 4.3.2 空间力系的平衡方程 4.3.3 空间任意力系的平衡问题转化为平面问题的解法 4.4 重心与形心 4.4.1 物体的重心 4.4.2 平面图形的形心 4.4.3 用组合法确定平面组合图形的形心 思考题 习题 第二篇 材料力学 引言 第5章 轴向拉伸和压缩 第6章 剪切与挤压 第7章 圆轴扭转 第8章 弯曲内力 第9章 弯曲应力 第10章 弯曲变形 第11章 应力状态分析和强度理论 第12章 组合变形 第13章 压杆稳定 第三篇 运动学与动力学 引言 第14章 点的运动 第15章 刚体的基本运动 第16章 点的合成运动 第17章 刚体的平面运动 第18章 质点和刚体动力学基础 第19章 动能定理 第20章 动静法 附录Ⅰ 常用图形的几何性质 附录Ⅱ 型钢表 附录Ⅲ 习题答案 参考文献编辑本段《工程力学》资料 书 名: 工程力学 《工程力学》作 者:赵晴 出版社: 机械工业出版社 出版时间: 2009-6-1 ISBN: 9787111266075 开本: 16开 定价: 32.00元内容简介 本教材适用于工科非机类各专业本科生,机械类各专业自学考试本科生,机类各专业专科生,参考学时40-90学时。学时安排可分为三种:少学时(40学时)讲授静力学基础、平面力系平衡方程、杆件四种基本变形强度设计和压杆稳定设计;中学时(65学时)讲授静力学、材料力学全部内容;多学时(90学时)讲授静力学、材料力学、运动力学全部内容。 本教材内容编排以够用为度,兼顾理论体系完整;注重与工程实际问题的联系,重点突出,难点分散;全部插图具有三维效果。为了方便学生的学习,每章配有附录,对本章的知识点进行小结;选择典型问题进行讨论、讲解;总结解题方法;设置思考题供学生学习。为降低学生购书成本,此部分附于随书光盘中。图书目录 序 前言 绪论 第一篇 静力学 第一章 静力学基础 第一节 力的概念及其性质 第二节 力矩的计算 第三节 力偶的计算 第四节 约束与约束力 第五节 物体的受力分析 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第二章 平面力系的简化 第一节 平面汇交力系的简化 第二节 平面力偶系的简化 第三节 平面一般力系的简化 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第三章 静力学平衡问题 第一节 平面力系的平衡条件和平衡方程 第二节 物体系统的平衡问题 第三节 考虑摩擦的平衡问题 第四节 空间一般力系的平衡问题 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第四章 重心及平面图形的几何性质 第一节 物体的重心坐标公式 第二节 平面图形的几何性质 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第二篇 材料学 第五章 材料力学的基本概念 第一节 变形固体的概念 第二节 杆件的内力和应力 第三节 杆件的基本变形和应变 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第六章 杆件的内力和内力图 第一节 直杆轴向拉伸(压缩)时的轴力与轴力图 第二节 轴扭转时的内力及内力图 第三节 梁弯曲时的内力及内力图 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第七章 拉(压)杆件的应力、变形分析与强度设计 第一节 拉伸与压缩杆件的应力与强度设计 第二节 拉伸与压缩杆件的变形 第三节 拉(压)杆超静定问题 第四节 材料受拉伸与压缩时的力学性能 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第八章 剪切挤压实用计算 第一节 剪切与挤压 第二节 剪切与挤压的强度计算 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第九章 圆轴的扭转应力、变形分析与强度、刚度设计 第一节 圆轴扭转时的切应力分析 第二节 圆轴扭转强度设计 第三节 圆轴扭转变形与相对扭转角 第四节 扭转时圆轴的剐度设计 习题 本章小结及扩展练习(见随书光盘) 第十章 梁的强度 第一节 弯曲梁横截面上的正应力 …… 第三篇 运动力学 附录 参考文献 [3]编辑本段《工程力学》资料 《工程力学》 武昭晖 张淑娟 葛序风 主编 16开 2008年8月出版 定价:25.00元 ISBN 978-7-301-13653-9 出版社:北京大学出版社内容简介 本书是依据教育部最新制定的高职高专教育机械类及近机械类专业工程力学课程教学基本要求编写而成的。全书共分3篇12章,第1篇为静力学部分,第2篇为材料力学部分,第3篇为运动学和动力学部分。 本书文字简明,内容精练,简化理论推导,注重理论应用。本书可作为高职高专机械类及近机械类专业60~70学时工程力学课程的教学用书,也可供有关技术人员参考。目录 第1篇 静力学 第1章 静力学的基本概念和物体的 受力分析 第2章 平面力系 第3章 空间力系 第2篇 材料力学 第4章 轴向拉伸与压缩 第5章 剪切与挤压 第6章 圆轴扭转 第7章 平面弯曲 第8 章 强度理论与组合 变形时的强度计算 第3篇 运动学和动力学 第9章 点的运动 第10章 刚体的运动 第11章 动能定理 第12章 动静法编辑本段相关院校 很多理工科学校都开设工程力学这个专业。 研究生专业排名前十的学校分别是(排名依据中国研究生院分专业排名): 1、大连理工大学 2、上海交通大学 3、同济大学 4、南京航空航天大学 5、哈尔滨工业大学 6、清华大学 7、北京理工大学 8、浙江大学 9、西安交通大学 10、重庆大学
也是因为只有惯三律被大多数人接受后,才会完成它的历史使命,再改变为"惯性"一词。牛顿第一第二定律(以下简称牛二律)是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律,是其推论,不再是惯性力学的核心公设性质的命题。 (一)广义惯性使牛顿力学进化 爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性",或表现为"重性"([3]第55页)。这个同一性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以,广义惯性的发现,其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性,所以,又是其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈"弯"路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性([3]第十五版说明),由此"广延性"再往前走一步,就是[2]文说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此"压强梯度"表现为"胁强"),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质([4]第六章)。于是,"万事俱备",只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把"重性"也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在"重力"方面。"引力"是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有"力"的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变)有"能"的关系(见此文的"ρ空间与能"一节)。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是,广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性(也就是"自圆其说")。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然,更没有质量的第三个属性--产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间,也有其对应的经验事实,即具有重力场的质量部分的天体,一般都具有密度及压强(也有温度及磁场因素)与中心距离近似反比分布(中聚度)的现象。同时,其现象也表明了这个天体(中心物体)的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。 (二)再看牛顿力学 为什么人们回避牛顿第二定律中的"力"(外力)的反作用力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力--惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能"自圆其说"的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其"外力"担当"广义"的力的重任。"力是物体加速运动的原因"这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是"绝对"的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体"自由"或有阻力的"不自由"的加速运动,也当作有外力(不包括阻力)正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力,是说明牛顿力学中还有第二个观念:"力是物体对物体的直接作用"--这是作用方式力,但有的教材除了摩擦力外,把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时,真的不存在另一个物体来表现之,只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时,发现确实有另一个物体(中心物体)与之对应,这可是"真实"的外力了。麻烦又出现了,这个引力是超距作用性质的力,从作用方式力的观念角度来看时,又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性,又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种"微粒子",以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力,还要为这虚构的"东西"再虚构一些东西,麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性,也可以说是"万有"惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位,而其他属性(如弹性与磁性等)力学占次要地位,且以"惯性力"作为力的物理单位,也是由于其"万有"的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间(重力场)及场源物体(整体天体)可不"万有"。这两个角度分不开,还会认为重力(引力)"万有",这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索"引力作用机制"的研究方向成为毫无意义的方向,是徒劳无功的方向,因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。 (三)再看广义相对论 爱因斯坦特有的知识结构(马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何),决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷,就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同,于是,作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了(相对性)。不得已,马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性(保持性)与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发,又发现了等效原理,但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空,只不过是用"运动"(还是光运动)角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法,其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了"光速"的弯曲时空还有力学意义的话,与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述:一个是以广义惯性"运动"的角度的描述;一个是以广义惯性"力"的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义,正是中心结构的ρ非均匀空间(重力场)的经验性的描述。终究是"描述",都不能代替核心命题性质的"表述"。没有明确的命题表述,其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由"思维"实验得来的,且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象,爱因斯坦在具体计算其偏转角度时,实际上是"非常谨慎地用惠更斯原理"([5]第23页)。而惯三律所依据的"低速"等效原理,连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别,因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以,任何脱离与回避"低速"等效原理的力学理论,肯定是不会成功的理论,因为其现象普遍存在于客观世界,且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对"光"情有独钟,也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾:"产生"引力场的中心质量(中心物体)必须很大,而体现弯曲时空(引力场)作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要,这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而"光子"正好是最小的物体,也就回避了这个矛盾。只有"整体天体才产生重力场"的结论,才可以解决这个矛盾。 引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题,来源于爱因斯坦。引力已经不存在了,当然"引力"波也不存在了;如果重力场有边界,重力场就与电磁场不同,当然引力"波"也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的"黑洞",黑洞不存在,因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于"引力";如果是由于"弯曲时空"原理而导出的"黑洞",黑洞也不存在,因为本来弯曲时空是由光线的弯曲(光子的广义惯性运动)而规定出来的,反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的,这是什么逻辑?如果光线在重力场中有红移效应,那么,由此原理而导出的黑洞,黑洞有可能存在。引力都不存在了,也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的"大统一理论"仅剩下"引力"没有被统一进去,也正说明了这个问题。 经归纳的现象)再变为抽象层次的基本概念的过程,是人们最不习惯的过程,总不容易摆脱"具象"。之所以不习惯,其原因之一也是因为人们先有了原来理论的抽象及已经习惯了的思维方式,即使有了"具象"也看不到其抽象意义。而由抽象变为"具象"的过程,那可容易多了,但也往往"具象"出来客观世界不存在的东西。 从逻辑学角度,基本概念是不能被其它概念来定义的概念,其内涵具有一定的模糊性。ρ空间也是如此,只能用"感觉"到的物体质量部分的压强梯度现象来说明之,但又不是压强梯度本身。"真空"是具象空间,真空里照样存在"重力场"的ρ梯度值的有否,可用具象的压强梯度来检验之。但不能认为真空是ρ均匀空间。ρ空间与压强梯度的关系可类比铁粉末直观表现磁场结构的关系。摆脱不了具象,不能变为一个基本概念,也是爱因斯坦的"一无所有"的空间怎能分出两种空间的困惑原因之一,而用"运动"规定出来的弯曲时空又不能区分出是表述了物体的广义惯性还是表述了场的属性。特别强调的是:物体内部空间只能指物体质量部分所占据的空间,也是爱因斯坦晚年醒悟的"物体具有空间广延性"的涵义;而重力场空间不仅包含质量部分(整体天体)的空间,也包含没有质量部分的空间。这样就避免了变为"一无所有"的无边界的抽象参考系而带来的"相对"不清的问题。总的说来,ρ空间仅在数学形式上是标量场(其梯度为矢量场),但在物理意义上,则包含了表述广义惯性、可变为物体内部空间及重力场的本体性场、势、能、熵与质量部分的压强梯度等涵义。
古代人无法理解地球下面的人为什么不会掉下去,此困惑是由于以自己为参考系而产生的。今天的人们无法理解自由落体运动及天体的公转运动也是惯性运动,此困惑是由于以牛顿惯性为"参考系"而产生的。惯性的实质就是:物体通过某种运动状态来保持或主动改变某种运动状态来达到其内部的熵状态的一种属性。整体科学体系是研究自然整体的整体性质与功能、有序内部结构及其起源与演化过程的科学理论系统。惯性力学严格说来:牛顿第三定律(互为作用力定律)应该是力学"体系"定律,是在各种作用方式力以及各种属性力之间建立关系的定律;去掉牛顿第三定律后的广义力学核心四定律(见[2]文),应该称为"惯性力学"核心三定律(以下简称"惯三律")。"广义"是相对牛顿力学及牛顿惯性而言的。之所以还保留"广义惯性"一词,也是因为只有惯三律被大多数人接受后,才会完成它的历史使命,再改变为"惯性"一词。牛顿第一第二定律(以下简称牛二律)是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律,是其推论,不再是惯性力学的核心公设性质的命题。(一)广义惯性使牛顿力学进化爱因斯坦独具慧眼,从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实,总结出了等效原理,且明确与准确地说:物体的同一性质按照不同的处境或表现为"惯性",或表现为"重性"([3]第55页)。这个同一性就是广义惯性,这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以,广义惯性的发现,其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性,所以,又是其进化。同时,也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生,走了一大圈"弯"路后,在他晚年时,才看到了解决这个问题的曙光--物体具有空间的广延性([3]第十五版说明),由此"广延性"再往前走一步,就是[2]文说的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实:物体质量部分的压强梯度现象(注:在固态的具体物体内部,此"压强梯度"表现为"胁强"),也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质([4]第六章)。于是,"万事俱备",只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说,惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把"重性"也归于同牛顿惯性一样的物体属性,所以,其革命意义也主要体现在"重力"方面。"引力"是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来:一个是仅表现广义惯性的一般(非整体)物体;另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有"力"的关系了。但通过重力场(原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变)有"能"的关系(见此文的"ρ空间与能"一节)。到此为止,广义惯性已经完成了其逻辑任务,即取消了引力及导出了中心物体的特殊性(当然也具有广义惯性的一般性)。这个特殊性的中心物体就是整体天体。于是,广义惯性与整体天体就构成了理论的内部逻辑性(也就是"自圆其说")。广义惯性取消了惯性质量与引力质量的区别。当然,更没有质量的第三个属性--产生引力场。说重力场是特殊的ρ空间,也有其对应的经验事实,即具有重力场的质量部分的天体,一般都具有密度及压强(也有温度及磁场因素)与中心距离近似反比分布(中聚度)的现象。同时,其现象也表明了这个天体(中心物体)的特殊性。中聚度现象已经是整体性的一种体现。(二)再看牛顿力学为什么人们回避牛顿第二定律中的"力"(外力)的反作用力就是物体的惯性力的道理呢?就是因为把重力也当作外力(引力)时,物体本身没有反作用力--惯性力(重力加速度与物体质量的大小无关),这正是牛顿力学理论内部的不能"自圆其说"的地方,这也正是爱因斯坦所注意的地方。为了回避这矛盾性(无意识的),不得不让其"外力"担当"广义"的力的重任。"力是物体加速运动的原因"这一没有条件限制的观念,是牛顿力学最主要的思维定势。不管是相对的加速运动还是"绝对"的加速运动,人们都在头脑中马上反映出来要乘上物体的质量,使力成为其运动的原因。于是,其直接错误后果就是把非牛顿惯性系内或重力场内的物体"自由"或有阻力的"不自由"的加速运动,也当作有外力(不包括阻力)正在作用之。之所以把非牛顿惯性系中的外力惯性力叫做虚构力,是说明牛顿力学中还有第二个观念:"力是物体对物体的直接作用"--这是作用方式力,但有的教材除了摩擦力外,把作用方式力几乎都归结于弹性力则是错误的。又从这第二个观念来看其外力惯性力时,真的不存在另一个物体来表现之,只得权宜称为虚构力。当把重力也当作外力时,发现确实有另一个物体(中心物体)与之对应,这可是"真实"的外力了。麻烦又出现了,这个引力是超距作用性质的力,从作用方式力的观念角度来看时,又难理解了。为了让引力回复到可理解的直接作用性,又引起了从牛顿时代起至今的许多人去虚构在两个超距的物体之间飞来飞去的各种"微粒子",以此物来担当引力成为直接作用性的重任。引力本来也是虚构力,还要为这虚构的"东西"再虚构一些东西,麻烦可就大了。因为凡是具有质量的物体都具有广义惯性,也可以说是"万有"惯性。之所以惯性力学在力学体系中占有主要及重要的地位,而其他属性(如弹性与磁性等)力学占次要地位,且以"惯性力"作为力的物理单位,也是由于其"万有"的原因。但作为表现广义惯性力的重力的空间(重力场)及场源物体(整体天体)可不"万有"。这两个角度分不开,还会认为重力(引力)"万有",这又会回到为什么会超距作用的难理解的怪圈。广义惯性使探索"引力作用机制"的研究方向成为毫无意义的方向,是徒劳无功的方向,因为引力本身是由牛二律的局限性而派生出来的虚构的力。(三)再看广义相对论爱因斯坦特有的知识结构(马赫哲学、狭义相对论、四维时空、光、场及黎曼几何),决定了他走上了一条充满荆棘的理论之路。马赫的功绩是看到了牛顿力学体系中有一个缺陷,就是物体的运动状态依参考系的不同而有所不同,于是,作为判断牛顿惯性运动的前提也就成为不确定的了(相对性)。不得已,马赫把现象世界的远处的恒星当作其绝对参考系了。马赫的错误就是把牛顿惯性定律中的物体的属性(保持性)与其运动状态问题混在一起了。爱因斯坦受马赫哲学的启发,又发现了等效原理,但同时又继承了马赫的错误。被夸大为改变人们时空观念意义的四维时空,只不过是用"运动"(还是光运动)角度来规定空间的一种方法。规定有结构的空间可有各种方法,其各种方法是平权的。用什么方法来规定空间则取决于理论与实践的需要。如果去掉了"光速"的弯曲时空还有力学意义的话,与牛顿引力定律正是互为补充的关系本体性的场的描述:一个是以广义惯性"运动"的角度的描述;一个是以广义惯性"力"的角度的描述。而牛顿引力势所包含的空间意义,正是中心结构的ρ非均匀空间(重力场)的经验性的描述。终究是"描述",都不能代替核心命题性质的"表述"。没有明确的命题表述,其描述也就没有明确的理解前提。惯三律与广义相对论都以等效原理为其经验基础。只不过爱因斯坦又走上了光速的等效原理之路。而光速的等效原理是由"思维"实验得来的,且唯一能验证其理论的星光在太阳附近偏转现象,爱因斯坦在具体计算其偏转角度时,实际上是"非常谨慎地用惠更斯原理"([5]第23页)。而惯三律所依据的"低速"等效原理,连幼儿园里的儿童都可以感觉到坐滑梯时的加速度与坐汽车时的汽车加速度的区别,因其身体内有胁强的有否或大小之区别。战斗机飞行员已经体验了低速等效原理的所有内涵。所以,任何脱离与回避"低速"等效原理的力学理论,肯定是不会成功的理论,因为其现象普遍存在于客观世界,且与力学密切相关。爱因斯坦之所以对"光"情有独钟,也许是无意识的回避其理论中的一个内在矛盾:"产生"引力场的中心质量(中心物体)必须很大,而体现弯曲时空(引力场)作用的物体必须很小且产生与不产生引力场无关紧要,这与引力中的两个平权的物体涵义是矛盾的。而"光子"正好是最小的物体,也就回避了这个矛盾。只有"整体天体才产生重力场"的结论,才可以解决这个矛盾。引力波、黑洞与四种相互作用力的统一的课题,来源于爱因斯坦。引力已经不存在了,当然"引力"波也不存在了;如果重力场有边界,重力场就与电磁场不同,当然引力"波"也不存在了。如果以光线在重力场中弯曲的角度而导出的"黑洞",黑洞不存在,因为光线在重力场中弯曲的原理不是由于"引力";如果是由于"弯曲时空"原理而导出的"黑洞",黑洞也不存在,因为本来弯曲时空是由光线的弯曲(光子的广义惯性运动)而规定出来的,反过来又认为光线的弯曲是由弯曲时空所造成的,这是什么逻辑?如果光线在重力场中有红移效应,那么,由此原理而导出的黑洞,黑洞有可能存在。引力都不存在了,也就无所谓四种相互作用力的统一的问题。目前的"大统一理论"仅剩下"引力"没有被统一进去,也正说明了这个问题。经归纳的现象)再变为抽象层次的基本概念的过程,是人们最不习惯的过程,总不容易摆脱"具象"。之所以不习惯,其原因之一也是因为人们先有了原来理论的抽象及已经习惯了的思维方式,即使有了"具象"也看不到其抽象意义。而由抽象变为"具象"的过程,那可容易多了,但也往往"具象"出来客观世界不存在的东西。从逻辑学角度,基本概念是不能被其它概念来定义的概念,其内涵具有一定的模糊性。ρ空间也是如此,只能用"感觉"到的物体质量部分的压强梯度现象来说明之,但又不是压强梯度本身。"真空"是具象空间,真空里照样存在"重力场"的ρ梯度值的有否,可用具象的压强梯度来检验之。但不能认为真空是ρ均匀空间。ρ空间与压强梯度的关系可类比铁粉末直观表现磁场结构的关系。摆脱不了具象,不能变为一个基本概念,也是爱因斯坦的"一无所有"的空间怎能分出两种空间的困惑原因之一,而用"运动"规定出来的弯曲时空又不能区分出是表述了物体的广义惯性还是表述了场的属性。特别强调的是:物体内部空间只能指物体质量部分所占据的空间,也是爱因斯坦晚年醒悟的"物体具有空间广延性"的涵义;而重力场空间不仅包含质量部分(整体天体)的空间,也包含没有质量部分的空间。这样就避免了变为"一无所有"的无边界的抽象参考系而带来的"相对"不清的问题。总的说来,ρ空间仅在数学形式上是标量场(其梯度为矢量场),但在物理意义上,则包含了表述广义惯性、可变为物体内部空间及重力场的本体性场、势、能、熵与质量部分的压强梯度等涵义。
力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。下文是我为大家整理的关于物理学力学论文的范文,欢迎大家阅读参考!
浅析物理力学的产生及其发展
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
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[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
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[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
浅析力学在机械中的应用
[摘 要]力学是力与运动的科学,它既是一门基础科学, 又是一门应用众多且广泛的科学。本文立足于力学,简要论述了力学的内涵及其发展历程,并对力学在机械中的应用进行了较为深入的探讨与分析。
[关键词]力学 弹性力学 断裂力学 工程力学 机械
力学是力与运动的科学,它的研究对象主要是物质的宏观机械运动,它既是一门基础科学,又是一门应用众多且广泛的科学。力学与天文学和微积分学几乎同时诞生,在经典物理的发展中起关键作用,推动了地球科学的发展进步,如大气物理、海洋科学等,同时力学也在机械中起着越来越重要的作用,且应用广泛。
一、力学
力学是一门独立的基础学科,主要研究能量和力以及它们与固体、液体及气体的平衡、变形或运动的关系,可粗分为静力学、运动学和动力学三部分。
力学的发展历史悠久,古希腊时代力学附属于自然哲学,后来成为物理学的一个大分支,1687年,牛顿三大定律的提出标志着力学作为一门独立的学科开始形成。此后,随着资本主义生产的发展,到18世纪末,以动力学和运动学为主要特征的经典力学日益完善。19世纪,大机器生产促进了力学在工程技术和应用方面的发展,推动了结构力学、弹性固体力学和流体力学等主要分支的建立。19世纪末,力学已是一门相当发展并自成体系的独立学科。
二、力学在机械中的应用
力学在机械中的应用广泛,其典型应用主要有以下几种:
1.弹性力学在机械设计中的应用
弹性力学也称弹性理论,是固体力学的重要分支,主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移,从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。机械运动当中,许多机械运转速度较高、承载很大,机械的弹性变形对系统的影响不容忽视,必须将机械系统按弹性系统进行分析和设计。由此可见,弹性力学在机械设计中应用广泛。一般情况下,弹性力学在凸轮机构设计、齿轮机构设计、轴设计中应用较为广泛。
齿轮机构在设计时运用了弹性力学的知识,渐开线作为齿廓曲线存在诸多优点,但用弹性力学知识加以分析便可得出它存在的一些固有缺陷,即当两齿轮啮合传动时,根据弹性力学中的赫兹公式分析可得,在其它条件相同的情况下,要想降低两齿轮在接触处的最大接触力,就必须增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,对于渐开线齿轮传动来说,由于要增大两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径,就需要增大齿轮机构的尺寸,而两轮齿廓在接触点处的综合曲率半径增大的范围是有限的,所以难以进一步达到齿轮机构尺寸小、而承载能力大幅度提高的目的。同时,弹性力学在轴设计中也有众多应用。为避免共振现象,对高转速的轴,如汽轮机主轴、发动机曲轴等设计时振动计算尤其重要,此时必须运用弹性力学知识。
2.断裂力学在机械工程中的应用
断裂力学,是固体力学的一门新分支,主要研究含裂纹构件的强度与寿命,是结构损伤容限设计的理论基础。断裂力学主要可分为线弹性断裂力学与弹塑性断裂力学两大类,前者适用于裂纹尖端附近小范围屈服的情况;而后者适用于裂纹尖端附近大范围屈服的情况。断裂力学发展迅速,在机械工程中应用广泛,并占据重要地位。断裂力学在机械工程中的有效应用,不仅可以提高机械的性能与功效,更能防止工程设备发生灾难性的断裂事故,以确保机械、设备的安全可靠与良好运行。
首先,我国在采用断裂力学方法制订结构缺陷评定标准及安全设计规范方面已取得了较好的成绩,如压力容器、小型但用量大的液化石油气钢瓶及汽轮一发电机组等。
其次,概率断裂力学在可靠性设计中应用较多。概率断裂力学在可靠性设计中的广泛应用推动了可靠性设计的快速发展。运用参量的分布及安全余度来反映常规设计中不能准确反映的客观实际和常规设计安全评定中用安全系数不能准确反映的真实安全性。由于安全余度考虑了应力和强度的二阶矩,较好地反映了结构可靠度的实质,既考虑了变异特性又考虑了平均值,因而与失效分布有较直接的关系,使安全设计更可靠。国外已较完整地应用于飞机结构,如概率损伤容限分析、飞机结构可靠性和事故分析、飞机结构的耐久性分析等方面。我国在这方面开展的典型性研究则是海洋石油平台导管架焊接管节点的疲劳强度分析。
再者,可用断裂力学方法进行机械产品的失效分析。失效分析是指事故或故障发生后所进行的检侧和分析,目的在于找到失效的部位、失效原因和机理,从而掌握产品应当改进的方向及修复的方法,防止同类问题再次发生,以推进技术不断前进。因此,失效分析技术受到了社会各界的重视。断裂力学在机械产品失效分析中具有着重要作用。机械产品的主要失效模式有: 断裂、蠕变、疲劳、腐蚀、磨损及热损伤等,它们都可以借助断裂力学方法及断裂分析技术予以解决,断裂力学方法是失效分析的有力工具。
最后,运用断裂力学可以指导改进工艺及合理选材,如模具、焊接工艺等方面,可以减少工人的劳动量。
3.工程力学在机械修理中的应用
工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域,是一门理论性较强、与工程技术联系极为密切的技术基础学科,工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中,是解决工程实际问题的重要基础。处理机械工程出现的大量破坏问题,绝大多数是根据力学方面的知识作出判断和分析的。例如,汽车修理中汽车零部件的破坏分析与修理也是如此,其中,判断汽车半轴套管断裂的原因与确定修复方案等,全部流程无一不体现着工程力学知识在汽修中的应用。
三、结语
当今社会,科学技术迅猛发展,作为一门基础学科,力学也一定会得到进一步的发展与进步,且在机械中获得更广更深的应用。
参考文献
[1]林同骥,浦群.现代力学的发展[J].力学进展,1990,(1).
[2]李彦军.工程力学在汽修中的应用与对策[J].科技向导,2012,(32).
[3]侯岩滨.弹性力学在机械设计中的应用[J].辽宁师专学报,2005,(1).
[4]吴清可,刘元杰,张毓槐.断裂力学在机械工程中的应用[J].机械强度,1988,(6).
基于PID的锅炉温度控制系统设计 摘要:利用BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,将神经网络PID与LabVIEW友好地人 机交互结合,实现对锅炉温度的控制.仿真结果表明,该系统具有更小的超调量,并且更快地到达需要的控制温 度. 关键词:BP神经网络;PID控制;温度控制 温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一,也是保证锅炉设备安全的重要参数.同时,温度是影响锅 炉传热过程和设备效率的主要因素.例如,在利用烟化炉对锌、铝冶炼过程中,如果温度过低,则还原速度 和挥发速度都会降低;但温度也不宜过高,否则在温度超过1 250℃时,可能形成Zn-Fe合金,有害于烟 化炉的作业,因此温度的精确测量和控制是十分必要的.作为工业控制系统中的基本方式,PID控制对于 动态反应较缓慢的工业过程是非常好的控制规律[1].但是,当工业过程复杂,负荷变化很多,对象的纯滞 后又较大时常规PID控制达不到要求,为了解决上述问题系统采用PLC作为下位机,PC作为上位机,利 用labVIEW构造人机交互界面,应用神经网络PID对系统进行控制,设计锅炉温度的监制电路. 1 系统总体设计 系统通过热电偶传感器检测出锅炉的温度,采集的信号经过A/D电路转换后传给PLC控制器.PLC 根据数据做出判断,当锅炉处在升温阶段时对锅炉进行加热,当锅炉处于保温段时调用PID算法控制温 度满足输出要求.同时PLC把数据传给PC机,PC机做出显示和报警.具体电路如图1所示. 1·1 主控芯片 S7-300PLC是西门子生产的模块式中小型PLC,提供了大量可以选择的模块,包括:PS 电源模块、CPU模块、IM接口模块、SM信号模块、FM功能模块和CP通信模块.其中FM模块可实现高 速级数、定位控制、闭环控制功能;CP模块是组态网使用的接口模块常用的网络有PROFIBUS,工业以太 网及点对点连接网络.这些模块可以通过U形总线紧密地固定在轨道上,一条导轨共有11个槽号:1号槽 至3号槽分别放置电源、CPU、IM模块4号槽至11号槽 可以随意放置其他模块. 1·2 通信网络 一般的自动化系统都是以单元生产设备 为中心进行检测和控制,不同单元的生产设备间缺乏信息 交流,难以满足生产过程的统一管理.西门子全集成自动 化解决方案顺应了当今自动化的需求,TIA从统一的组态 和编程、统一的数据管理及统一的通信三方面集成在一 起,从现场级到管理级,可以使用如工业以太网、PROFIB- BUS,MPI,EIB等通信网络.根据设计的需要可以自由选择通信网络的配置[2]. 1·3 温度传感器 热电偶是将2种不同的导体焊接起来组成闭合回路,当两端节点有温度差时,两端点 之间产生电动势,回路中会产生电流,这种现象称为热电效应.热电偶温度传感器就是利用这一效应来工 作的.在工业生产过程中被测点与基准节点之间的距离常常过远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采 用补偿导线的方式进行补偿[3]. 1·4 显示界面 LabVIEW是美国NI公司推出的图形化工业控制测控开发平台,是目前应用最广、发展 最快、功能最强的图形软件集成开发环境.LabVIEW具有界面友好、开发周期短等优点,广泛应用于仪器 控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域.所以,我们可以在计算机上采用它来实现对设备运行状态的 监控,同时也可以对各种数据进行采集显示.系统的温度显示界面如图2所示. 2 系统控制算法设计 PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法, 但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时,如锅 炉的温度控制,不仅具有较大的纯延迟,而且模型也不确 定时,对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神 经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,通过神 经网络自身的学习,找到最佳组合的PID控制参数,以满 足控制系统的要求.具体的神经网络PID控制系统框图如 图3所示. 设PID神经元网络是一个3层BP网络,包括2个输入节点,3个隐含层节点,1个输出接点.输入节 点对应所选的系统运行状态量,如系统不同时刻的输入量和输出量等,必要时要进行归一化处理.输出节 点分别对应PID控制的3个可调参数KP,KI,KD.输入层的2个神经元在构成控制系统可分别输入系统 被调量的给定值和实际值.由文献[4]和[5]中的前向算法可得到输出层的权系数计算公式为: 3结论 PID控制算法是一种易于实现而且经济实用的方法,具有很强的灵活性,但在被控制对象具有复杂的 非线性时,难以满足控制要求,而神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,神经网络PID与 LabVIEW结合实现对锅炉温度的数据采集、控制和显示,提高了锅炉监控系统的效率. 参考文献: [1] 邓洪伟.供暖锅炉温度和压力的PLC控制[J].动力与电力工程,2008(18):93-94. [2] 张运刚.西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2007. [3] 何希才.传感器及其应用实例[M].北京:机械工业出版社,2004. [4] 何离庆.过程控制系统与装置[M].北京:重庆大学出版社,2003. [5] 舒怀林.PID神经元网络及其控制系统[M].北京:国防工业出版社,2006.
仪表自动化论文
古典文学常见论文一词,谓交谈辞章或交流思想。当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。以下是我整理的仪表自动化论文,欢迎阅读!
摘要: 工业自动化仪表是指在工业生产过程中对工艺参数进行检测、显示、记录或控制的仪表,是化工自动化系统的重要组成部分。在实际生产中,自动化仪表一旦出现故障,化工生产往往就无法正常进行。本文阐述了对自动化系统、自动化仪表的认识,对化工自动化仪表进行了分类,并列举了化工生产中自动化仪表系统常见的故障,并对故障进行了详细分析,希望能够为相关领域的技术研究人员提供一定的参考。
关键词: 自动化系统;自动化仪表;仪表系统;常见故障;分析
一、对化工自动化仪表的认识及分类
随着现代科技的进步,自动化控制系统得到了越来越广泛的应用,自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。自动化检测仪表系统是自动化控制系统中重要子系统之一,一般的自动化检测仪表主要由传感器、变送器、显示器三个部分组成,这三个部分有机地结合在一起,缺少其中的任何一部分,都不能称为完整的仪表。
化工自动化仪表分类方法很多,根据不同原则可以进行相应的分类。按仪表所使用的能源分类可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪表;按仪表组合形式可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置;按仪表安装形式可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表;根据仪表有否引入微处理机器可分为自动化仪表与非自动化仪表;根据仪表信号的形式可分为模拟仪表和数字仪表等。仪表覆盖面比较广,任何一种分类方法均不能将所有仪表分门别类地划分开来。
二、 化工生产过程中自动化仪表系统故障的判断思路。
自动化仪表常见故障从大的方面主要可以分为以下几类:第一,化工自动化仪表自身质量问题。第二,化工自动化仪表安装问题。 第三,化工自动化仪表的操作问题。由于化工生产操作具有管道化、流程化、全封闭等特点,尤其是现代化的企业自动化水平很高,工艺操作与检测仪表密切相关,操作人员通过检测仪表显示的各类工艺参数,诸如温度、物料流量、容器压力和液位、原料的成分等来判断工艺生产是否正常以及产品的'质量是否合格,根据仪表指示进行加量或减产,甚至停车。
仪表指示出现异常现象(指示偏高、偏低、不变化、不稳定等)本身包含两种因素:一是工艺因素,仪表正确地反映出工艺异常情况;二是仪表因素,由于仪表(测量系统) 某一环节出现故障而导致工艺参数指示与实际不符。这两种因素总是混淆在一起,很难马上判断出故障到底出现在哪里。仪表维护人员要提高仪表故障判断能力,除了对仪表工作原理、结构、性能特点熟悉外,还需熟悉测量系统中每一个环节,同时,应对工艺流程及工艺介质的特性、设备的特性有所了解。
总之,分析现场仪表故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因,所以,要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑,仔细分析,检查原因所在。
三、常见故障实例分析
1.微差压变送器零点漂移严重
当多台微差压变送器出现严重零点漂移,有些出现分时段的规律性时,造成这种现象的主要原因有以下几点:1)变送器质量不好;2)导压管路不畅通;3)温度影响;4)机械位移影响。
为了解决这一问题,我们首先要检查导压管路,检测是否有应力的存在,如果发现有较大应力,就要进行应力消除工作。其次,变送器安装不牢固就会产生机械位移,造成变送器零点漂移,因此需要检查变送器安装情况,检查各变送器支架安装是否牢固,如发现部分变送器支架安装不牢固,就需要进行变送器紧固工作,此时故障基本可以被排除。
2.数字温度(K型)仪显示随室温变化
补偿回路故障是导致数字仪表随控制室温度变化而变化的主要原因,当出现这一现象时,首先要将仪表通入标准信号判断是否时数显仪出现故障,如数显仪显示与标准信号存在较大误差,可以判定数显仪存在故障,对数显仪进行维修排除故障后,如数显仪显示依旧随室内温度发生变化,则此时需要检测补偿导线是否存在故障,如通过测试现场冷端和控制室温差发现与仪表显示误差相当,则可初步判断补偿导线没有补偿作用,此时需要更换补偿进行故障排除。
3.双法兰液位变送器显示偏高并分时段波动。
对于安装在常压储罐上的双法兰液位变送器,若在仪表设置好后初期显示正常,液位变化时会出现较大误差,静液面时分时段显示波动,此时往往会造成溢液或空罐而造成浪费或影响生产。产生这一故障的原因主要有以下三方面:1)导压管(毛细管)可能泄露;2)介质过于粘稠;3)罐体排气不畅。进行故障分析时首先要考虑到要液位计不可能堵塞,需要着重分析液位计本身和介质性质,另外还需要考虑环境因素的影响。从液位计分时段波动的现象可以判断出其对温度敏感,可初步判断可能是罐装的导压介质不正常,毛细管有空隙,然后将负压法兰移至下方观察一段时间,如果情况有所改善,则可以判断出为负压毛细管有气隙,将毛细管拆除后故障即可排除。
4.流量计不显示。
流量计不显示故障处理思路及处理措施:
第一,检查电源接线、电源等级,确保电源等级及接线正确;
第二,检查显示器插键是否松动,若松动,便需要重新插紧显示器插件。
第三,检查内部变压器或保险管是否烧坏,如烧坏则需要更换变压器或保险。
同时要注意转换器向下安装会造成管道中液体向转换器渗漏,造成绝缘下降,甚至短路,因此一定要严格按照转换器安装规程进行正确安装。
5 调节阀出现故障
调节阀现场常见问题是阀不动作、震荡、振动、动作迟缓、泄漏量大,下面逐个对这些故障进行分析:
(1)阀不动作
第一种现象是无气源、无信号,造成这种现象的原因主要有一下3个方面:气源未打开或气源压力太少;气源含有杂质导致气源管或过滤器、减压阀堵塞;过滤器减压阀堵塞或故障。
第二种现象有气源、无法动作,此时需要根据故障现象进行相应的检修处理:
1)现象:DCS 指令信号无输出,此时需要检查相应的指令线;
2)现象:定位器无显示、无输出:此时需要更换定位器;
3)定位器气路输出泄露:则需要进行焊接工作消除泄露现象;
4)现象:阀杆或阀芯卡涩、变形:此时需根据实际损坏情况进行处理或更换;
5)现象:手轮位置不对:此时需要将手轮调节到释放位置。
(2)调节阀震荡
当气源压力满足要求,指令信号也稳定,但调节阀的动作仍不稳定时,首先需要检查定位器位置是否正确,并进行相应处理;其次检查定位器自身是否发生故障:若定位器发生故障需要检修或者更换定位器;此外,检查定位器输出管路是否漏气,消除漏气现象;最后检查阀杆运动与接触部分是否顺畅,若不顺畅则需要加润滑剂或重新安装阀杆。
(3)调节阀振动
此时可按照故障现象进行相应处理:安装底座不稳:加固底座;附近有振动设备引起:消除振源;阀芯与衬套磨损严重:更换衬套;调节阀选型不对:更换合适的阀门;阀门介质流向与关闭方向相反:改变阀安装方向。
(4)调节阀动作迟缓
此时可按照故障现象进行相应处理:气动薄膜执行机构中膜片破损泄漏:更换膜片;执行机构中O型圈破损:更换O 型密封圈;阀体内有粘物堵塞:消除堵塞;阀杆不直导致摩擦阻力大:处理阀杆。
(5)调节阀泄漏量大
此时可按照故障现象进行相应处理:阀芯被磨损,内漏严重:消除内漏;阀杠长短不合适,阀未调好关不严:调整阀杆,调整阀;阀体内密封环坏:更换密封环;介质压差太大,执行机构关不严:增大气源,改进执行机构;阀内有异物:清除异物;气源压力低或接头气管漏气:调整气源,消除泄漏。
四、总结
文章探讨了如何在化工自动化生产过程中检查和处理自动化仪表的故障,为处理和判断自动化仪表常见故障提供了一些有效的工作方法和思路。化工自动仪表作为化工生产中的重要设备,分析其常见故障并制定故障排除计划,配合后续维护、校检工作可显著降低故障发生率。
现代社会科技技术发展日新月异,新型自动化仪表不断涌现,自动化仪表系统不断升级,作为自动化控制方面的工作人员只有坚持不断学习、与时俱进,深刻了解和掌握各种仪表的工作原理,熟悉和掌握相关工艺流程,全面分析故障原因,不断积累维修经验,才能在自动化仪表出现故障时做到准确快速判别及妥善处理,迅速恢复生产。