高职外语教学中多模态教学互动的运用论文
伴随着经济的发展,社会对高素质应用型人才需求的不断增加,用人单位对高职毕业生的职业能力也提出了更高的要求,传统的高职外语教育模式已无法满足现阶段外语课堂的教学需要,而多模态教学互动则在课堂教学环节中通过现代信息技术的运用达到对学生听觉、视觉、触觉等多种感觉的充分调动,取得了较好的课堂教学效果,将多模态教学互动应用于高职外语教学有助于实现外语教学的有效性、有助于学生外语应用能力的提高。
一、传统教学模式与多模态教学模式
1.传统教学模式。传统教学模式是指教师在课堂上仅用一支粉笔,一块黑板,一本教材,一张嘴进行的教学活动。教师在课堂教学环节中用大量时间对教学内容进行讲解,学生则是对所学知识被动的听取。在教学过程中教师采用的教学手段单一、扮演的是教学主体的角色,学生则是知识的被动接收者。学生的主观能动性被压制不能有效地调动其自身学习的积极,性导致学习效率低下。部分知识点局限在书本,不能将其实际运用造成了“哑巴外语”这一现象。
2.多模态教学模式。多模态教学模式是指教师在教学过程中恰当、充分使用现代教育技术手段,针对不同的教学内容,灵活组合运用多种教学方法,通过语言、表情、手势、身体动作等配合板书、幻灯片、投影、媒体播放器、网络平台、语音室、同声传译室进行的教学活动。在教学过程中教师采用的教学手段多样、教学方式由以教师为中心转向为学生为中心。能有效地调动学生积极参与学习,让学生成为学习的主体,启发学生积极思维,促进学生学习实际应用能力的发展。
二、多模态教学互动的实际应用
多模态教学互动摆脱了过去单一的教学模态,对于提高高职教育教学质量起着重要作用。现结合多模态教学互动在高职日语教学中的实际应用对其有效性进行分析,从四个教学环节入手就自身如何开展高职外语日语课堂教学做一个较为详细介绍。
1.知识输入环节。本环节包括课前导入、重点单词讲解、课文内容讲解、文法讲解、句型、功能表达讲解。首先课前围绕讲授内容收集相关音频、视频、图片等相关资料,以直观的形式呈现在学生面前,提高学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性。进而对相关知识点进行讲解,包括新单词,语法以及功能表达。单词采取领读或听音频等手段学习发音。词义使用等则通过大量实例讲解、练习,在这一过程中运用多媒体技术进行课堂教学,改变传统教学教学方法和教材中往往只重视词汇和语法的学习,忽视了语言实际运用的弊端。语法以及功能表达部分则通过区别、总结等方法配合大量贴近生活的实例让学生理解。在这一过程中恰当、充分地使用现代教育技术手段针对不同的教学内容,通过多模态教学互动让学生明确学习该部分的学习动机和学习策略,主动地去学习,去理解老师的讲解。有效地调动学生积极参与学习,启发学生积极思维,促进学生学习能力的发展。
2.技能提高环节。本环节包括长句记忆练习、角色扮演对话等。正如大家所知道的那样,学习一门语言的最终目的是运用。本阶段主要采用多种教学形式,融“教、学、说”为一体,培养学生的语言实际运用能力。尽可能使用直观教具或设定动作和场景,使学生通过情景和形象,逐步培养直接用日语进行思维和表达的'能力,将大量贴近实际场景的、真实的语言材料,通过模拟运用和反复练习,让学生的语言运用能力得以提高并逐步转化成学生自身的语言能力。在这一过程中多模态教学互动有助于提高学生学习兴趣和教学效果,从而真正的摆脱过去的“应试教育”,实现“素质教育”。
3.综合素质培养环节。本环节包括仿真情景模拟并点评、课后作业巩固练习等。让学生模拟交际场景,亲身体验场景交际,激发学生求知欲和表现欲。学生通过课堂讲解和自己的准备材料,进行课堂场景模拟讨论。改变“以教师的教为主”为“以学生的学为主”的方法,“以学生为中心”,让学生成为学习的主体,引导学生主动思考和解决问题。在动态教学课堂上,教师用真挚的情感去感染学生,了解学生的基础,包括学生的学习态度、学习兴趣、多数学生的学习习惯及学习方法,灵活把握教学进程,增加师生的双向交流,通过多模态教学互动使课堂氛围活跃起来,进而提高学生的学习兴趣和效果。
4.总结评价环节。在进行学习、练习、模拟之后带领学生及时进行教学反思总结。允许学生发表个性化的观点,引导学生朝着自己拟定的目标学习进步。分析学生学习过程中遇到的困难及其原因,针对这些困难加强对学生的指导例如通过场景模拟,让学生针对模拟过程中哪些表达方式不符合场景的,哪些是汉语式的交际语,哪些表达意义有遗漏等进行讨论总结。通过总结评价以达到理解日语并使用日语做事的目标。通过总结评价指导学生掌握自学方法,研究性学习、协作学习、创造性学习,让学生成为学习的主体,培养终身学习的基本素质。在整个教学过程中采取多模态教学互动,运用多样化教学方式手段,合理调整教学内容,由浅入深、循序渐进,争取少讲多练。增加实践教学内容,通过情景模拟、会话操练等多种形式,提高学生外语实际应用能力。借助课外读物、多媒体设备和网络资源,结合课堂教学和自主学习,提高学生的外语实际运用能力。
三、多模态教学互动的作用
通过多模态教学互动在教学当中的实际运用,我们逐步认识到了合理运用多模态教学互动在高职外语课堂上可以起到以下几点作用:
1.多样性的教学模态可以将相关信息传递的更加完整,避免了因单一教学模态表达不足而产生的信息点的遗漏。通过语言、表情、手势、身体动作等配合多媒体等现代信息手段营造真实语境,完整的向学生传递相关信息,使其更好的更充分的理解、体会、掌握、运用相关知识。
2.多样性的教学模态在课堂上可以更加有效地吸引学生的注意力,避免因单一教学模态而让学生产生的课堂疲劳。教师用语言和肢体动作感染学生,通过声音、视频、图片、教具等配合板书吸引学生、调动学生学习的积极性提高学生的课堂学习效率。
3.多模态教学互动在外语课堂的实际运用,能够更好地使课堂教学活动、教师教学行为、学生学习行为与教学目标相匹配,提高外语课堂的有效性,从而能够起到保证外语课堂教学质量的作用。
4.多模态教学互动更加注重师生之间的情感交流,能进一步改善师生关系,用教师的感召力与学生进行多模态教学互动,更好地完成外语教学进而提高教学质量。
5.多模态教学互动在外语教学过程当中通过师生之间的充分互动能更加突出教师的教学主导作用、学生的认知主体作用。教师在掌握现代教育理论的同时不拘泥于传统外语课堂教学,运用多种教学手段以及多媒体技术服务于外语课堂教学充分发挥其在教学过程中的主导作用。学生通过多模态教学互动能够充分发挥自身的主观能动性,在教师的帮助指导下,课前针对一些课文中涉及的文化、文学、政治、经济等方面的知识利用网络平台主动查询,上课过程中积极配合教师参与教学内容的互动,课后自主学习充分利用网络等资源进行完善丰富课上所学的相关知识,从而做到通过多模态教学互动发挥自身的认知主体作用。
四、结语
总之伴随科学技术的发展,非语言媒体的日益增加,为多模态教学互动提供了更多的选择,能更好地在师生之间传递先关知识信息。多模态教学互动走入高职外语课堂已经成为必然。相信通过我们共同的努力今后多模态教学互动将会更好地服务于高职外语教学。
1,模态分析的发展历史,从上世纪60年代开始。。
2,振动系统的三个问题,模态分析的定义和在其中的意义。
3,模态分析的方法:有限元和实验,实验中又有频域和时域法。
4,模态分析的工程应用,可以举个实例;
随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容,欢迎大家阅读参考!
浅析大型机械驾驶室减振设计
摘要:本文概述了工程机械减振技术的发展概况,并以大型机械的驾驶室减振设计为背景,探讨了发动机悬置设计的基本原则,并对发动机减振的布置的力学特性进行分析,最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。
关键词:机械 驾驶室 减振设计
1、概述
工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用,其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计,设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看,国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题,这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。
由于工程机械的工作环境恶劣,车体结构的振动问题更加明显,直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言,控制车体振动尤其是驾驶室的振动,寻求有效的减震设计方法,对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题,本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上,主要通过发动机悬置位置的优化设计,以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。
早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶,但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅,并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题,已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。
上述几类减振方式都属于被动减振技术,在此基础上,随着发动机减振技术的进步,半主动减振技术开始应用到发动机减振中,这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置,这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术,这一技术能够较好的实现降噪性能,但结构非常复杂,在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。
在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面,主要所依据的是动态舒适性理论,用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看,主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂,跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析,本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。
2、大型工程机械驾驶室的减振设计
如前文所述,驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性,要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢,随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下,大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态,由此产生的激振频率很高,也更容易导致构件的疲劳损坏,实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看,工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架,驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析,将驾驶室的隔振系统进行简化,以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。
2.1发动机的悬置设计
发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩,这类振动不仅会引起车架的的振动,也会形成较强烈的噪声,不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响,采用悬置的设计方式是比较有效的途径,其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论,通过解除发动机六个自由度解耦,改变发动机的支撑位置,从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。
此外,需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数,但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制,可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。
具体到悬置设计的细节方面,主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时,考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言,在实践中一般都会采用四点支撑的方式,本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端,上述两个位置分别设置两个对称的支撑点,采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看,主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式,具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式,因此仍然采用平置式的减振布置方式。
2.2悬置系统的动力学分析
为减少研究成本,在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述,由于采用的是四个平置式的橡胶减震器,因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统,从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。
2.3驾驶室模态试验
在上述基本力学分析的基础上,进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果,其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位,同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配,减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及,测量激振力和振动响应之间的关系,从而得到二者之间的传递函数,而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件,驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。
在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度,以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值,使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内,从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。
参考文献
[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京:北京科技大学硕士学位论文.
[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文.
浅谈机械的可靠性设计
【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容,在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计,以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计,希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。
【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计
引言:20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想,这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论,这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度,相关的理论以及方式也是不断的出现。比如:M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面,对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。
1.机械可靠性设计的概述
在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标,工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性,所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识,这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点,同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展,可靠性技术的不断发展,使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类,但是就具体的实质来说,大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。
数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础,逐渐的划分为两点,第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的,也是就是说因为依据某种规律在时间变动下,疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为,将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性,主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的,都是通过概率可靠性对于随机事件计算的,也会发展为两个方面:第一种是对模型法或者相关扩展方式,这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度,所以说应力概率是低于可靠度强度的,第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。
2.可靠性优化设计
2.1可靠性优化设计的基本理论
无论是什么样的机械产品,在最开始的方案构建到后期的生产制造实施,都是需要经过一个设计过程的,但是现在计算不断发展,新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现,使得机械产品日益在完善,这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短,但是结构确实越来越复杂,这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。
这样的趋势下,对于设计整个过程要加大进度,设计周期要缩短。同时需要注意的是,对于设计是不是能够完善来说,产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的,但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的,所以说,如何将设计质量提升上去,设计理论怎么发展下去,设计技术怎么做到更好,设计过程怎么才能加快嫉妒,都是现在机械设计中所研究的重要问题。
60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候,将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来,计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中,在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。
国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响,通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品,同时这样产品有着一定的可靠性,机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要,通过一种最优化的形式将产品展示处理,在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位,同时不能忽略的是结构参数的随机性,这两点对于产品都有着一定性能的影响。
所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的,将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化,将所出现的问题合理安全性的相结合,这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况,使得产品有了最大化的可靠度。
2.2近年来可靠性优化设计发展
最近的30年内,机械设计领域中,因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现,在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准,但是就单方面来说,无论是可靠性设计或者是优化设计,都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的,在机械产品经过可靠性设计之后,不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点,还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计,机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计,不能保证产品在一定的条件下或者是时间内,能够将所规定的功能很好的完成,有的时候也许会出现一定的事故,这样直接都有着经济损失。
除此之外,因为机械产品有着很多的设计参数,要是对于多个设计参数进行确定的时候,单纯的可靠性设计就不是这样有地位了,所以在进行可靠性优化设计研究的前提下,要将机械产品可靠性要求先保证,同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数,将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起,然后在发展研究设计,才能得出最为优秀的设计方式。
2.2关于可靠性的稳健设计
产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品,它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法,对产 品性能、质量和成本综合考虑,选择出最佳设计,不仅可以提高产品的质量,而且可以降低成本。在机械产 品设计中,正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中,或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。
结束语:总而言之,对于机械的可靠性设计而言,设计人员应该根据实际,做出最优的设计,只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来,将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来,才能达到产品最佳以及最可靠点,这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点,才能最好的达到预定的目标,和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。
【参考文献】
[1]杨为民,盛~兴.系统可靠性数字仿真[M ].北京:北京航空航天大学出版社,1990.
[2]谢里阳,何雪法,李佳.机电系统可靠性与安全性设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2006.
[3]阎楚良,杨方飞.机械数字化设计新技术[M ].北京:机械工业 出版.2007.
[4]张义民,刘巧伶.多随机参数结构可靠性分析的随机有限元法[J] 东北工学院学报,2012,13(增刊):97.99
[5] 金雅娟,张义民,张艳林,等.任意分布参数的涡轮盘裂纹扩展寿命可靠性分析[J].工程设计学报,2009,l6(3):196-199 .
研究生毕业论文提纲模板
导语:掌握全篇论文的基本骨架,使论文的结构完整统一;就能分清层次,明确重点,周密地谋篇布局,使总论点和分论点有机地统一起来;也就能够按照各部分的要求安排、组织、利用资料,决定取舍,最大限度地发挥资料的作用。下面我整理了研究生毕业论文提纲模板,欢迎参考借鉴!
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状分析
1.3 课题来源及选题意义
1.4 本文主要内容及章节安排
第2章 伸缩臂参数化建模
2.1 伸缩臂的结构特点
2.2 伸缩臂三维实体建模
第3章 伸缩臂、转臂的强度校核
3.1 工况一伸缩臂伸出4节
3.1.1 验算第四伸缩臂危险截面强度
3.1.2 验算第三伸缩臂危险截面强度
3.1.3 验算第二伸缩臂危险截面强度
3.1.4 验算第一伸缩臂危险截面强度
3.1.5 验算基本臂危险截面强度
3.1.6 验算转臂的强度
3.2 工况二伸缩臂伸出3节
3.2.1 验算第三伸缩臂危险截面强度
3.2.2 验算第二伸缩臂危险截面强度
3.2.3 验算第一伸缩臂危险截面强度
3.2.4 验算基本臂危险截面强度
3.2.5 验算转臂强度
3.3 工况三伸缩臂伸出2节
3.3.1 验算第二伸缩臂危险截面的强度
3.3.2 验算第一伸缩臂危险截面强度
3.3.3 验算基本臂危险截面强度
3.3.4 验算转臂强度
3.4 工况四伸缩臂伸出1节
3.4.1 验算危险截面D的强度
3.4.2 验算基本臂危险截面强度
3.4.3 验算转臂强度
3.5 工况五伸缩臂全部缩回
3.5.1 验算基本臂强度
3.5.2 验算转臂强度
第4章 伸缩臂、转臂的静力学分析与实验
4.1 各工况下伸缩臂的强度和刚度分析
4.1.1 工况1(伸缩臂全部伸出)分析
4.1.2 工况2(伸出三节伸缩臂)分析
4.1.3 工况3(伸出两节伸缩臂)分析
4.1.4 工况4(伸出一节伸缩臂)分析
4.1.5 工况5(伸缩臂全缩回)分析
4.2 各工况下转臂的强度和刚度分析
4.2.1 转臂简化图形
4.2.2 材料定义和边界条件设置
4.2.3 网格划分和单元选取
4.2.4 计算结果分析
4.3 伸缩臂的静力学实验
4.3.1 静力学实验的目的'
4.3.2 试验方案
4.3.3 试验数据的记录与处理
4.3.4 试验数据与有限元仿真模型的对比分析
第5章 伸缩臂疲劳寿命评估与动态性能分析
5.1 评估分析的目的和意义
5.2 伸缩臂疲劳寿命的评估
5.2.1 疲劳寿命评估的基本方法
5.2.2 伸缩臂的疲劳载荷谱
5.2.3 伸缩臂材料的疲劳特性
5.2.4 伸缩臂疲劳寿命的估算结果
5.3 伸缩臂结构的有限元模态分析
5.3.1 模态分析的目的
5.3.2 模态分析的基本原理和方法
5.3.3 伸缩臂结构的模态分析结果
第6章 结论
本文结论
本文采用三维设计软件对SQ200ZB4起重机伸缩臂结构进行了参数化建模,并运用ANSYS有限元分析软件,完成了对起重机伸缩臂动静态力学性能的分析计算和疲劳寿命值的估测,现将全文的工作总结如下:
(1)起重机整机中单独提取伸缩臂结构,在参数化设计原则的指导下,利用PRO/E软件绘制了伸缩臂的三维实体模型。
(2)采用经验公式,对伸缩臂各工况危险截面的应力值进行计算和校核,以验证SQ200ZB4随车起重机伸缩臂结构设计的安全性。
(3)基于接触算法,将伸缩臂三维实体模型导入ANSYS Workbench有限元分析与仿真软件里,根据实际工作要求加载约束类型和工作载荷,生成伸缩臂各工况的应力应变分布云图,并将有限元静力学分析的结果与实测数据进行了比对分析,验证了有限元力学模型的合理性。
(4)借助动力学分析软件MSC.Adams对起重机各工况的使用情况进行分析,生成伸缩臂的疲劳载荷谱,并修正了其平均应力等寿命曲线。基于名义应力法和线性累计算法的基本原理,利用伸缩臂的有限元力学模型对其疲劳寿命进行了估测。对编制SQ200ZB4随车起重机的使用、维护、保养等工艺文件提供参考。
(5)根据动力学模态分析的相关算法,运用有限元分析软件,提取伸缩臂前四阶模态的固有频率和振型进行分析,能够为伸缩臂结构的优化改进提供科学的指导,以提高其工作的稳定性。
本文应用ANSYS有限元分析软件对SQ200ZB4随车起重机伸缩臂结构的动静态力学特性和疲劳失效规律进行了一定的研究,对起重机类产品数字样机的建立提供理论指导,大大缩短了产品研发周期。然而,在设计过程中仍然存在一些问题,例如针对大变形和各臂之间接触摩擦问题,不能采用线性有限元法进行分析,随之引发诸如解的稳定性、收敛性及收敛率的问题,还有待进一步的深入研究。
模态分析就求特征值和特征向量的问题,特征值就是要知道结构振动的一些基本振型对应的频率,在实际中,有时为了避开这这些基本频率,防止共振,有时要加强振动,看实际需要,基本自然频率可以给我们一个准则,可知道我们的结构变形是算快还是算慢,基本自然频率也可以代表结构整体的刚度:频率低表示结构的刚度很低(结构很柔软),相反的频率高表示结构的刚度很高(结构很坚硬)。结构的软硬程度视需求而有不同的设计,譬如刚性的高楼设计虽然比较不会摇动的太厉害,但是却不容易吸收地震能量;相反的柔性的高楼设计虽然会摇动比较大,但是往往可以吸收很大的地震能量。
振型有何实用上的价值呢?从振态的形状我们可以知道在某个自然共振频率下,结构的变形趋势。若要加强结构的刚性,你可以从这些较弱的部分来加强。比如说一个高楼的设计,如果经过模态分析后会发现,最低频的振态是在整个高楼的扭转方向,那表示这个方向的刚度是首先需加强的部分。