目前包装机械安全设计方法由于两方面原因仍处于雏形阶段:一方面受传统设计方法的影响,安全设计往往在包装机械设计完成之后才开始进行;另一方面安全定义较为狭隘,认为安全问题只涉及对人造成的危害。这些使得包装机械的安全性难以得到保证。为此,本文提出广义安全概念——认为凡是对包装机械或者工人造成危害的问题均是安全问题,以固体颗粒物料装袋系统为研究对象分析其各个开发阶段安全问题,并探讨其安全相关的软硬件设计方法。包装机械安全设计应与其开发流程并发进行,并涉及机械、电气和软件部分。本文采用改进的3+1 Sys ML视图模型机电设备设计方法对所研究项目进行设计,根据需求将系统划分为八个机电设备基本组件(MTC),并针对每个组件进行了详细设计。而安全分析方面,在需求阶段,针对研究项目需求进行解无关安全分析,预测可能发生的危害。在概念设计、初步设计和详细设计阶段进行解相关安全分析,利用故障树定位其可能发生的危害。最后利用风险图对可能发生的危害进行风险评估,得出安全设计需求和安全相关方案。根据安全需求进行了机械和电气方案的改进,同时基于ISO13849标准评估方法,从平均危险失效时间、诊断覆盖率和共因故障等指标对安全电气硬件进行了评估,并达到了所需的性能等级。安全软件设计上,功能安全部分使用PLCopen Safety标准定义的功能块实现,故障处理部分参考PLCopen Safety标准设计了运行状态机。PLCopen Safety标准定义的功能块并没有实现认证,本文基于时间自动机理论,在UPPAAL中建立了仿真模型,并对安全功能块和整个安全软件进行了仿真和认证。

关键词：包装机械;;安全评估;;ISO13849;;PLCopen Safety;;UPPAAL

查看摘要 索取原文[0页]

控制工程在机电工程开发中的实际应用意义重大,有利于适应时代要求,实现机电工程的可持续发展,本文讨论了控制工程在机械电子工程中的实际应用。

关键词：控制工程;;机械电子工程;;应用

查看摘要 索取原文[0页]

《机械制图》不仅是机械专业中一门理论性和实践性都较强的技术基础课程。针对中职学生基础知识较差,空间想象力差,学时相对少的现状,为了提高教学效果进行了教学改革,在《机械制图》教学中应用"测绘"与"模型制作"的教学方法,体现了以学生为主体,以教师为主导,突出训练和自学,实行做中教、做中学。使学生将"要我学"变成"我要学"。

关键词：机械制图;;测绘;;模型制作;;空间概念

查看摘要 索取原文[0页]

南水北调工程旨在缓解中国华北和西北地区水资源短缺问题,是我国的战略性工程。要使南水北调工程有效发挥社会效益,必须综合考量在调水过程中会对水质造成不利影响的各种因素,保证调水质量。近年来,南水北调中线输水渠中污染物越来越多,其中季节性爆发的浮游藻类使水体浑浊,对南水北调渠道中的水质造成较为严重的影响。浮游藻类的种类繁多,处理困难,这不仅会使受水区获得的水质下降,而且还会增加自来水厂的后期处理成本,导致南水北调工程的输水质量和经济效益明显降低,引起社会关注。因此如何保证输水渠水质和有效去清藻类成为亟待解决的突出问题。本文通过整体研究南水北调中线工程实际情况,设计研发了一种南水北调渠道单网式清藻机械设备。设备专门工作于南水北调输水渠闸口,以钢丝绳拖拽方式驱动水下的捕捉水藻的栅网装置,并由电动推杆驱动栅网倾转到清藻水箱上方,由专用冲水装置对拦藻栅网上的水藻进行清除,实现藻类的拦截、清洗与处理一体化的机械自动化设备。应用三维软件SOLIDWORKS建立了清藻系统的三维模型,导入有限元分析软件ANSYS。基于Workbench模块对三维模型中关键零部件进行结构静力学分析,得出了载荷作用下的最大变形和最大等效应力值均满足正常工作条件的结论。将SOLIDWORKS建立的三维模型导入多体系统动力学分析软件ADAMS,通过View模块对倾转机构进行了动力学仿真与分析,得出机构指定点的运动轨迹,并获得机构运动的速度、加速度等曲线,能够满足机械动力需要。本文所设计的清藻机械设备已经用于南水北调中线渠道,经试验验证,设备具有便于操作、效果明显、自动化程度高、绿色环保的特点,满足机构灵活性与制造工艺性要求,对南水北调输水清藻有一定的指导意义。

关键词：南水北调;;单网式清藻设备;;静力学分析;;动力学仿真

查看摘要 索取原文[0页]

随着现代科技的发展和人类文明的进步,各个学科更是朝着融合的趋势发展。机械电子工程便是传统机械工程与现代电子工程交叉融合,所形成的一门学科。近几年伴随着人工智能的发展,机械电子工程开始向着人工智能的方向发展,这样机械电子工程便克服原先柔性差,智能化低的缺点,从而朝柔性化,智能化发展。本文将就机械电子工程和人工智能之间的关系来进行具体分析。

关键词：机械电子工程;;人工智能;;关系

查看摘要 索取原文[0页]

排气歧管是汽车中承温最高的热端部件,最高服役温度可达950 ℃,其主要失效原因是由疲劳、蠕变和氧化等因素共同作用的反相热机械疲劳(OP-TMF)。目前,Nb强化奥氏体耐热铸钢是该部件的主选材料。课题组前人通过调节N/C比控制初生Nb(C,N)形貌建立了三种典型的铸态显微组织模型(草书体型、片块型和块型),并揭示了它们的高温蠕变损伤机理。但是,高温疲劳损伤机理对于该部件的合金设计更为重要。截至目前,有关Nb强化奥氏体耐热铸钢高温疲劳行为和损伤机理的研究报道非常有限。本课题以课题组前人设计的Nb强化奥氏体耐热铸钢为研究对象,通过研究:1)共晶初生Nb(C,N)(以下简称“初生Nb(C,N)”)形貌对于高温性能(组织稳定性、氧化和疲劳)的影响规律,确定了合金筛选准则并遴选出综合性能较优的合金3C2N;2)根据汽车排气歧管的服役条件,系统地研究了合金3C2N在等温低周疲劳(LCF)、反相热机械疲劳(OP-TMF)、高温保载(保持机械应变不变)LCF和高温保载OP-TMF四种条件下的疲劳行为和损伤机制,建立了由简至繁的疲劳相似性准则;3)探索了几种常用高温疲劳寿命预测方法在合金3C2N中的适用性。初生Nb(C,N)形貌对于高温性能(组织稳定性、氧化和疲劳)影响的研究结果表明:与片块状初生Nb(C,N)相比,“草书体”状初生Nb(C,N)因共晶片层间距较小而在枝晶间提供了密度较高的Cr元素快速扩散通道,提高了枝晶间的氧化抗力。其次,“草书体”型合金在铸态和950 ℃/1000 h热暴露后的室温拉伸性能均较高,其初生Nb(C,N)在热暴露后没有明显变化,枝晶间和枝晶干边缘在热暴露后析出的M23C6含量及其粗化程度更低,即高温组织稳定性更好。另外,“草书体”状初生Nb(C,N)在950 ℃、高应变幅LCF条件下的开裂程度更低,明显提高了其模型合金的LCF寿命,但该作用随应变幅的下降而减小。综合课题组前人和以上的研究结果,“草书体”型合金3C2N因综合性能较高而遴选为后续有关疲劳损伤机制等工作的研究对象。“草书体”型合金3C2N在600-950 ℃、等温LCF条件下疲劳行为和损伤机制的研究结果表明:当塑性应变幅大于0.05%时,LCF寿命与塑性应变幅存在明显的线性单调递减关系,且与温度无关。当LCF温度分别为600 ℃、800 ℃和950 ℃时,循环应力响应分别为循环硬化-循环应力饱和、循环软化-循环应力饱和和持续的循环应力饱和,对应的主要位错组态分别为胞状位错结构、滑移带和亚晶结构。温度上升或总应变幅增大显著促进表面裂纹数量增加和疲劳裂纹沿晶扩展。该研究结果是理解合金3C2N在此温度范围内OP-TMF行为的基础。“草书体”型合金3C2N在600-950 ℃、OP-TMF条件下疲劳行为和损伤机制的研究结果表明:OP-TMF寿命显著低于相同温度范围内的LCF寿命,表面氧化损伤明显增加。与LCF不同,最大拉应力呈循环硬化,最大压应力呈循环软化。主要位错组态与该合金在950 ℃、LCF条件下的相似,均为亚晶结构,所不同的是枝晶间和枝晶干边缘还存在大量的滑移带和层错,即枝晶间的应变集中程度更高。OP-TMF裂纹在扩展初期沿枝晶干扩展,扩展一定距离后沿枝晶间扩展。该研究发现了合金3C2N在OP-TMF和950 ℃等温LCF条件下的损伤机制存在较高相似性,同时为研究更接近排气歧管服役状态的高温保载疲劳行为奠定了基础。“草书体”型合金3C2N在950 ℃高温保载LCF和600-950 ℃高温保载OP-TMF条件下疲劳行为和损伤机制的研究结果表明:拉伸保载和压缩保载均会降低LCF寿命,OP-TMF寿命与高温压缩保载时间的对数呈线性单调递减的关系。拉伸保载显著提高枝晶间和晶界的蠕变损伤,促进蠕变孔洞或裂纹的形成;压缩保载会加剧表面氧化层开裂,从而促进裂纹萌生。在OP-TMF条件下,高温压缩保载还会造成枝晶间局部区域的应变不均匀性大幅提高,导致枝晶间区域易成为疲劳裂纹扩展路径。以上有关合金3C2N的疲劳性能数据及其损伤机制是进行疲劳寿命预测工作的基础。高温疲劳寿命预测方法在合金3C2N中适用性的研究结果表明:Manson-Coffin法可快速估测600-950 ℃的等温LCF和OP-TMF寿命,不能预测高温保载下的疲劳寿命。Ostergren应变能密度法可快速预测600-950 ℃的OP-TMF寿命和高温保载OP-TMF寿命以及高温保载LCF寿命。Sehitoglu模型是利用LCF数据预测其在OP-TMF等任意复杂波形条件下疲劳寿命的有效方法,结果较为准确且是保守的。根据以上研究结果,本工作揭示了 Nb强化奥氏体耐热铸钢中初生Nb(C,N)形貌与高温性能的关系从而补充了合金筛选准则,阐明了其在LCF和OP-TMF等条件下的疲劳损伤机制,为下一步合金开发和建立基于显微组织的高温疲劳寿命预测模型奠定了坚实的基础。

关键词：热机械疲劳;;低周疲劳;;奥氏体铸钢;;保载时间;;高温氧化

查看摘要 索取原文[0页]

汽车电子机械制动系统,其以驱动电机对车辆提供制动力并实施制动,以信号线和传感器等代替液压管路,简化了整车制动系统,结构紧凑易于融入整车电子通讯网络,易于与ABS、ESP等控制方式相结合。由于电子机械制动系统响应迅速,性能稳定,节能环保,已然成为了制动系统研究的新方向。本文主要就汽车制动力如何在线控制动系统汽车的四个轮上进行合理分配做出研究。首先对线控制动系统的整体结构和工作原理进行介绍。针对目标车辆,设计了相匹配的EMB执行器,并对其物理特性进行理论分析,建立了制动器的仿真模型。采用基于PI控制方法的三闭环控制系统,提高制动器的制动性能。利用CarSim软件建立汽车模型,为制动力分配策略仿真做准备。其次,基于车轮制动力正比于车轮垂直载荷,提出汽车在直道上的制动力分配策略。由于垂直载荷估计误差的存在、整车重量的改变,提出了根据轮速的差异来调节制动力的方法,合理分配制动力,使各车轮的轮速接近相等。建立直道制动力分配策略仿真模型,仿真结果表明直道制动力分配策略的效果比较理想。最后,分析汽车弯道制动影响稳定性的原因,以横摆角速度和质心侧偏角为控制量设计了弯道制动稳定性PID控制器,借鉴直道制动力分配方法设计了弯道制动的基准制动力矩分配,通过目标车轮制动力矩控制策略实现弯道制动力分配和稳定性控制。在干沥青路面和湿沥青路面两种行驶工况下进行了仿真,其结果证明了汽车弯道制动力分配和制动稳定性控制策略的有效性。

关键词：电子机械制动系统;;制动力分配;;直道制动;;弯道制动稳定性控制;;PID控制器

查看摘要 索取原文[0页]

对于建筑企业而言,施工安全是占据极其重要地位的,因为一旦发生安全事故则容易导致人身安全伤害和经济损失。随着建筑施工机械化程度的增强,施工机械设备的种类和数量也随着不断增多,在施工现场由于施工机械设备自身原因和多台施工机械设备工作管理不协调等问题易导致安全事故,因此在施工活动中应当尽量消除或减少在移动施工机械工作过程中的危险因素,强化现场移动施工机械的安全管理。本文首先介绍了现阶段施工机械的现场安全管理研究现状,基于本文的研究目的对防碰撞算法的研究进行了简单的介绍,同时阐述了本文的安全预警设计思路和流程。为了防止施工机械驶入风险区域,针对可能出现的风险情况采用AABB包围盒算法,基于施工机械行进特点对包围盒算法进行改进,设计采用无线定位装置获取施工机械位置坐标,针对机械车头和车尾分别设计包围盒、并设计出安全预警算法,结合施工现场安全管理规定设计预警安全距离,构建了基于风险区域的移动施工机械安全预警模型。本文研究通过设计场景,结合施工机械在现场行进过程中与风险区域的不同位置情形,分析得出施工机械各个预警状态,并对各个状态给出判定方法,设计适合机械在施工现场行进过程中进行预警的安全模型算法。并通过MATLAB对预警算法进行实现,验证结果表明针对各个预警情形都可以通过数据模拟得出安全预警的有效结果,证明所设计的安全预警模型算法能够有效地针对施工现场机械行进情形进行安全预警。

关键词：施工安全管理;;AABB包围盒;;碰撞检测;;安全预警模型;;安全距离

查看摘要 索取原文[0页]

目的:急性肺损伤是各种直接或间接致伤因素如严重感染、中毒、休克、创伤等导致的急性弥漫性炎症性肺损伤。机械通风是临床上治疗急性肺损伤和控制症状的重要措施之一,但与之有关的并发症也显著影响急性肺损伤患者的预后,甚至导致死亡。透明质酸(HA)是一种内源性大分子酸性粘多醣,具有保湿、免疫调节等作用。高分子量透明质酸(1600 kDa)具有抗炎作用,但相关研究比较少见,因而,本文利用脂多糖协同机械通风建立急性肺损伤大鼠模型和NR8383细胞模型,在体内和体外模型上研究HA对急性肺损伤的抗炎作用,并初步探究它的作用机制。方法:(1)动物实验:SD大鼠随机分为对照组、LPS(1mg/kg)+MV组、LPS+MV+HA(3.5mg/mL)组。大鼠行左支气管肺泡灌洗,进行白细胞计数及中性粒细胞计数,取右肺做石蜡切片,HE染色后病理学观察,进行MPO活性检测,通过qPCR检测炎症因子TNF-α,IL-1β,IL-8,iNOS的mRNA表达量,通过ELISA法检测TNF-α,IL-1β的蛋白表达量,探索HA对LPS诱导的急性肺损伤大鼠的治疗作用。(2)细胞实验:免疫荧光观察肺组织中NLRP3炎性小体表达情况,通过免疫沉淀及Western Blot检测NR8383细胞中NLRP3、ASC、caspase-1蛋白表达情况,探究HA通过NLRP3炎性小体缓解LPS诱导的急性肺损伤的机制。结果:(1)与LPS协同机械通风诱导的急性肺损伤模型组相比,高分子量HA治疗组大鼠BALF中白细胞及中性粒细胞显示下降,肺组织结构清晰完整,中性粒细胞、单核细胞浸润减少,数量下降,说明高分子量HA治疗减轻LPS诱导产生的炎症。(2)MPO活性,qPCR和ELISA检测结果显示高分子量HA治疗后,大鼠肺部组织MPO活性下降,TNF-α、IL-1β等炎性因子的表达量显著下降,该结果进一步表明高分子量HA缓解LPS诱导产生的炎症。(3)肺组织免疫荧光结果显示高分子量HA抑制大鼠肺组织中NLRP3炎性小体的表达,免疫沉淀和Western Blot结果显示高分子量HA抑制NLRP3、ASC、caspase-1蛋白的表达,表明高分子量HA缓解LPS诱导炎症的干预机制与NLRP3炎性小体有一定联系。结论:体内外实验结果表明特定高分子量透明质酸对LPS协同机械通风诱导的急性肺损伤具有治疗效果,其通过NLRP3炎性小体干预LPS诱导的NR8383细胞炎症反应。

关键词：急性肺损伤;;脂多糖;;透明质酸;;NLRP3炎性小体

查看摘要 索取原文[0页]

最近几年来,仿生机械狗的发展不断受到关注,因为他在抗震救灾、山地抢险、科学研究、军事运输等危险领域不断地创造了辉煌的成绩,这都得益于其高效的周围地理适应性、较高的物资承载能力、分散式的落地点等都展现出其广阔的应用前景,所以各个国家、高校等科研机构都在不断地增加在这一领域的投入,但同时对仿生机械狗的运动控制的算法实时性、鲁棒性、准确性等性能提出了越来越苛刻的需求。本文主要内容如下,具体如下所示:1、首先对国内、外仿生机械狗的现状进行分析研究,设计并研究了仿生机械狗的总体研究方案。2、建立仿生机械狗的Solidworks几何模型并生成ANSYS有限元模型以对机械狗各关节的应力应变进行有限元分析。3、建立仿生机械狗运动控制系统的正运动学方程、逆运动学方程、动力学方程及位置控制框图。4、利用Simulink/Simscape搭建仿生机械狗控制系统的整体仿真模型,并根据仿真波形结果进行控制的稳定性研究,如根据质心坐标在x,y,z轴的位移等进行分析。5、分别对运动控制系统的硬件和软件进行设计,硬件系统包括电源模块、电流采样模块等,其中软件应用层采用Model Based Design的方式进行开发,也就是基于模型的开发方式,并利用Embedded Coder进行自动代码生成,然后与底层集成,主控芯片采用的是飞思卡尔的ZVM系列。6、研究并设计了CAN总线的数据传输方案,并在CAN总线的基础上基于UDS设计开发了Bootloader进行数据更新。7、最后利用静态代码检查工具PolySpace进行代码规范及安全性的检查,使得最终代码质量得到保证。经过仿真实验,本文所设计的仿生运动控制系统鲁棒性较强,可实现仿生机械狗的运动爬行步态控制,并分别进行控制系统的硬件和软件模块设计。

关键词：ANSYS;;Simulink;;机械狗;;仿生运动控制

查看摘要 索取原文[0页]