改进设计

改进设计（共12篇）

改进设计 篇1

1 引言

随着燃气涡轮发动机的迅速发展,发动机的核心部件涡轮的设计,不仅在叶片结构表达方面,而且在设计周期方面也提出更高的要求。因此,常规的涡轮设计体系已经不能满足涡轮设计的需要。本文在现有设计体系的基础上,利用课题组开发的造型体系、涡轮特征模块化的网格划分体系,改进了常规的涡轮设计方法。并完成了常规涡轮的验证性设计,经过试验表明,改进后的设计体系能够满足工程需要。

2 改进的涡轮设计体系

本设计体系采用NUBURS曲线进行平面叶栅设计,并运用参数化的思想,进行叶片的叶型积叠造型。由于可自由控制叶片计算域,易于完成网格模块和网格的划分。因此获得的网格可直接用于全三维有粘计算分析。

在叶栅造型方面,由于是利用NURBS的14参数法设计思想,方法简单易行。并且在参数控制上有较好的裕度。

在从平面叶栅到三维叶片的积叠控制上,可以选前缘圆弧圆心、尾缘圆弧圆心、最大内切圆圆心、形心或其它点为参考点,沿选用的积叠线进行积叠。因此,能够更好的控制与描述叶片的弯、扭、掠等形状特征。

在计算网格的划分方面,采用涡轮叶片特征部件的专门划分体系,即对叶片前缘、尾缘、主流区采取确定的分块策略,利用开发的网格划分体系完成各个块的网格划分,并且可以直接用于计算。

改进后的涡轮设计体系与原体系相比,能方便的进行平面叶型设计以及叶片造型,尤其是自动网格划分。所以,可以高效的进行设计调整改进,直到获得满足设计要求性能的叶片。

2.1 子午流道设计

设计以两级常规涡轮总体性能参数为基础,通过控制各叶片进口叶片排环量,通过S2流面计算程序可以求的各级的气流速度三角形和其他的气流参数,初步获得设计平面叶栅数据。叶栅通道采用等中径方法,由载荷系数和进口条件可分别确定通道进口内、外半径。

表1列出了设计的两级常规涡轮,通过S2流面计算所得总体性能参数。图2是基元级速度三角形的示意图。

2.2 S2流面设计计算

首先根据发动机总体性能对涡轮的要求,初步给定子午流道尺寸、进口参数及环量分布规律等,预估参考的子午流线速度。然后经过多次S2流面调整,在满足涡轮功率、效率的要求下,获得涡轮各叶片排进出口沿径向截面的速度三角形、气动热力参数、级参数和涡轮性能参数。

在S2流面的计算中,需要求解涡轮叶片排之间流场的径向平衡方程,包括径向分速、流线及熵的径向变化。其子午面流场在轴向间隙中,沿任意方向y的速度梯度方程运动方程为:

式中,

式中为子午分速度,σ为与轴线的夹角,ψ两叶排间轴向间隙与半径方向的夹角,为曲率半径。

2.2.1 环量的确定

良好的环量分布可以提高级性能,包括降低叶栅的二次流损失,减小动叶顶部漏气损失,提高做功能力,改善动叶成型及振动性能。更重要的是它能够提高级的根部反力度,降低根尖反力度差,改善级的变工况性能。

涡轮平均反力度高则效率高,但反力度变化剧烈,功沿径向的变化梯度过大,会带来大的流动损失造成效率降低。本文设计中,采用了接近等反力度的叶片设计,并且沿径向的变化梯度也较小。平均半径处的反力度在0.2～0.4之间,并且符合要求。

2.2.2 损失模型的使用

为了设计出高效率的叶轮机械,必须考虑气流经过叶片排的损失。由于在解径向平衡方程时,熵梯度和焓梯度都要依赖于出口速度,速度对计算结果影响较大。因此由每次迭代速度得到的马赫数和叶片排的气流角为自变量,根据选用的损失模型,获得该马赫数下的损失系数。在此基础上求其它气流参数,循环迭代直到收敛。

所采用的Dunham&Came模型是基于当时的实验研究结果由Dunham&Came从Ainley&Mathieson发展来的。主要考虑的叶型损失、二次流损失和叶尖间隙损失,计算上述三种损失时,需要给定叶片进出口气流角、马赫数和雷诺数,在每次迭代计算时这些参数均可以通过S2流面计算求得。

由于考虑到叶型二次流及间隙损失,可以看出在叶片根部、顶端的恢复系数较小,损失较大。并且可以看出涡轮级第5、7级的损失较大,第4、6级为静叶,第8级流道为损失较小,其余的都为1,与事实符合。

2.3 二维叶型表达

根据S2流面的初步设计,可以获得子午截面参数以及叶型的角度和弦长参数,其他参数要综合考虑才能选取。在14个独立参数确定后,叶型五个关键点C1、K1、C2、K2、S(分别为前、尾缘圆弧起、止点与喉道点,图6(b))及该点型线的斜率即可得出;同时最大内切圆位置亦可确定。其中图6(a)较全面地给出了涡轮叶栅轮廓与涡轮造型参数之间的关系,图6(b)给出了最大内切圆位置,前缘圆弧与最大内切圆之间用相切的圆弧连接,通过迭代计算可以得到最大内切圆上的两个切点Tk和Tp。

在获得图6(b)所示关键点及其对应的切矢量之后,前尾缘、C1与Tp之间及K1与Tk之间采用二次NURBS圆弧曲线连接。对于C2与S、S与Tp以及Tk与K2之间的三段曲线,根据各起始点及其对应切矢量分别求得各交点P1、P2、P3,取各点相应的权因子为1.0,获得三段二次NURBS曲线。最后采用NURBS曲线组合算法对整个叶片截面线进行统一表达。

2.4 三维叶片成型

根据二维成型的叶型,沿径向插值确定积叠所需的叶根、叶中和叶尖叶型参数,插生成多个叶型截面,沿确定的积叠规律和积叠线,生成三维叶片体。

考虑到离心力对其各自的影响的不同,静子叶片采用的是以最大内切圆圆心为积叠参考点的积叠;而转子叶片则采用形心为参考进行积叠的。

2.5 计算网格划分

在常规的涡轮设计体系中,生成实体模块以后,计算前处理过程中,计算域网格的划分会耗费大量的人力、物力,结果也不太理想。并且设计过程中还需反复调整修改,然后再进行计算,工作量会更为繁重。

改进后的设计体系针对涡轮流场计算域采用特征模块的分块方法,将整个流场区域参数化,按照涡轮部件标准的网格划分策略,利用开发的网格划分体系,对流场计算域自动进行网格划分。

通过自动的网格划分体系生成的网格,可以直接进行计算;若有缺陷或不足,可以在网格预处理软件中稍加调整。这样节省了时间,大大缩短了涡轮设计周期。

2.6 计算结果分析

本文针对设计出的一级涡轮叶片,采用商用CFD软件Fluent对生成的该级涡轮模型进行三维粘性数值计算。

涡轮静叶性能见图13和图14。叶片表面几何形状过渡非常光滑,又由于流动是顺压力梯度,整个流场内的流动都很顺畅。静叶出口马赫数接近1.0,工作在堵塞状态,基本达到设计要求;叶背出现了明显的膨胀区和加速区,使得流体在通道内得到很好地加速,并且效果良好。

动叶性能见图15和图16,静叶内流动与动叶进口流动衔接很好,虽然叶背处存在一个不明显的膨胀加速区,但无激波出现。从图20的转子流场总温分布图中可以看出,总温随着流向的变化梯度比较均匀。因此,转子做功效果也比较理想。

在整级性能方面,通道内流动顺畅,没有出现分离和倒流;在静叶尾缘和动叶前缘无激波出现,损失较小;流体在导向器中的加速、在转子中的做功效果亦较好。整级涡轮的效率为0.90,导向器叶片总压恢复系数约0.97,效率和功率都满足了设计要求,达到了预期设计效果。

3 结论

(1)改进了三维成型体系。将NURBS方法用于叶型以及叶片的参数化表达,参数调整方便,并且在该体系下易于指定和划分流动边界、流动区域。

(2)发展了涡轮网格划分方法。根据涡轮叶片流场计算特征建立特征模块,在计算域内自动划分流块,实现网格的自动划分,大大缩短设计周期。

(3)设计方法基于流线曲率法的可控涡设计技术,需要反复调节叶片环量分布与给定参考速度,高压级与低压级等的匹配关系,必须综合考虑这些因素,才能获得较好的结果。

(4)利用改进的设计方法对一级涡轮模型设计经过CFD性能计算验证,与流线曲率法设计结果比较符合并且性能良好。表明该方法能够满足工程需要,可以设计出性能良好的涡轮。

参考文献

[1]孟军强,钟易成.基于NURBS的涡轮叶片设计及其性能分析[C].中国航空学会第六届动力年会论文集(上),2006.11.

[2][俄]B.M.阿洛诺夫,等著.航空燃气涡轮叶片的造型[M].北京:国防工业出版社,1980.

[3]航空发动机设计手册(第10册)[M].北京:航空工业出版社,2001.

[4]航空发动机设计手册(第9册)[M].北京:航空工业出版社,2001.

[5]彭泽琰,刘刚.航空燃气轮机原理(上)[M].北京:国防工业出版社,200.9.

[6]刘高联,王甲升主编.叶轮机气体动力学基础[M].北京:机械工业出版社,1983.6.

[7]张惠民.叶轮机械中的三元流理论及其应用[M].北京:国防工业出版社,1984.5.

[8]苏士甄,等.叶轮机械原理[M].北京:清华大学出版社,1991.10.

改进设计 篇2

如何改进教学设计，提高教学的有效性，总结十几年来的教学经念，本人认为：

一、以学生为主体设计课堂教学设计

课堂教学有效性设计应该一直致力于营造开放、合作、探究的教学氛围，还课堂于学生。心理学家罗杰斯曾指出，一个人的创造力只有在心理安全自由的条件下才能获得最大限度的表现和发展。教育学研究也表明，人在轻松、自由的心理状态下才可能有丰富的想象，才会迸发出创造性思维的火花。由此看来，数学课堂教学要实现有效教学，营造一个民主、宽松的教学环境必不可少。许多卓有成效的数学教师正是贯彻教学民主原则，给学生充分的自由。魏书生管理班级依靠民主，讨论问题发扬民主，就连每节的教学目标、内容和方法也跟学生共同商量。这样将教师的意愿不知不觉化作了学生自己的意愿，给课堂带来了活力与生机，大大提高了学习时间的利用率。因此，数学教学中要充分发扬民主，让学生始终无拘无束，敢疑敢问，敢说敢为。这样，学生自觉学习的热情就会高涨，课堂教学的效率也就随之提高。

教学设计是否有效，关键在课堂教学的基点是基于教学的学习，还是基于学习的教学。教学的终极目标就是要让学生达到一个应该达到的水平层次。所以学生的学是主要的，教师的教也是为了学生的学。教师应该从学生如何“学”的角度，而不是单纯从如何“教”的角度来思考问题，来进行教学设计。教什么内容，为什么这样教，怎么教，都要根据学生的实际接受水平和理解需要来确定。而现实中，不少老师在设计课堂教学时首先考虑的不是学生“会怎样”或“是怎样”解读的，而是自己应该怎么去“教”，这必然会导致教与学的脱离，而没有成效。

我们常说教学是教与学统一的过程，但我认为，事实上，教师教的过程，学生未必在学，或是在被动地学，低效甚至无效地学。真正有效的教学不是简单地让学习者占有别人的知识，而是要建构自己的知识经验，形成自己的见解。因此，不能单靠教师的积极性，还要努力争取学生参与教学的主动性，使教学成为有效的教学：学生可以参与制定教学目标、选择教学方法、质疑解惑、与他人合作和教学评价等教学的全过程。这样从根本上改变长期以来教师向学生“奉送真理”的状况，把“发现真理”的主动权交给学生，最大限度地提高学生对教学活动的参与程度，从而做到杜威所言“使教育过程成为真正的师生共同参与的过程，成为真正合作的相互作用的过程”。

有效的数学课堂是互动的，要打破传统的“教师独白”，走向师与生的“对话”，学生与文本的“对话”，学生与学生的“对话”，因而教师要根据具体的教学内容，选择恰当的教学方法，在这些对话中使学生的思维能力得到发展。要让学生自己发现问题、解决问题。教师要善于捕捉有利于开展下一个内容教学的信息，或针对学生的问题灵活改变我们的教学设计，使我们的教学真正体现“以学生为本”的精神。

二、以促进学生发展设计学生活动

如果我们不去关注学生活动的有效性，只是将活动停留在表面上，最终是浪费时间，就不能达到“以活动促发展”这一根本目标，就违背了“教育必须有效益观念”这一现代教育的基本要求，并最终会影响到学生素质的提高。如何提高活动的有效性，我以为，首先，让学生乐于活动，获得积极体验，这是提高有效性的前提。然后通过教师悉心指导，让学生善于活动，这是提高有效性的保证。最后，通过评价激励，让学生在活动中发展，这是提高有效性的落脚点。课程改革的基本理念之一是“积极倡导自主、合作、探究的学习方式”，不少老师因此就将课堂活动落脚在了学生合作探究上。合作探究是课堂教学很好的学习方式，切磋琢磨，相互启发，可全班讨论，可小组讨论，可学生之间讨论，也可师生之间讨论。然而，在实际操作中也存在几种耗时低效的讨论现象：一是讨论内容不合理，对没有必要讨论的内容讨论，浪费了课堂宝贵的时间；二是讨论时间不足，没有给学生充分的思考余地；三是讨论没有扣紧目的要求，成了“放羊”，听之任之，老师不作为，名为讨论，实为闲扯；四是由于小组内没有明确分工，没有具体要求，使得一些学生等、靠，自己不动脑，参与度不高。如果合作探究讨论沦为形式，只是追求表面的热闹，而不考虑学生的实际活动效果，那对课堂教学有效性的影响将是致命的，因为学生才是学习的主体，他们在活动中“习得”多少，才是评价课堂有效性的最终参数。一堂课内，合作学习什么内容，在什么时间段内安排合作讨论，小组长、记录员、发言人、都分别是谁，这些事情教师课前都要做到心中有数，并安排到位，合作活动才能真正收到实效。

三、依据内容和学生实际设计课堂作业

如何改进课堂作业设计，提高课堂教学的有效性呢？ 为了及时反馈真实、有效的信息，一般情况下，我都要求学生当堂完成课堂作业。为让学生练习达到预期目标的程度。要使课堂作业有效，我认为应充分考虑学生实际情况和授课内容进行合理设计。

1、准确把握作业的难度和梯度。课堂作业以促进学生的发展为目的，要让每个学生通过作业都得到不同程度的发展，就要根据学生的实际，把握好作业的难度，设置好不同的梯度。在一些老师展示的公开课上，要么担心教学任务完成不了，有意的把课堂作业项目的难度编制得很低，失去了作业的实际意义；要么为了体现自主探究的精神，把课堂作业难度设计在负偏态的难度分布状态，超出学生认知的“最近发展区”，使绝大多数同学失去了一次自我发展的机会和学习的信心；或是作业编制没有梯度，没有考量学生的差异性，致使作业有效性大幅降低。

2、作业内容要立足“文本”。课堂作业设置必须以紧扣文本为前提，以教师和学生的实际情况为参照条件，进行精心编制，尤其是现在伪劣材料泛滥的情况下，教师更要明辨优劣，有选择的借鉴吸收，决不能拿来就用。以文本为立足点，让学生练习到应该练习的东西，这样才能确保课堂作业与课堂教学目标的一致性，从而确保课堂作业内容的有效性。总之，教学有没有效率，并不是指教师有没有完成教学内容或教得认真不认真，而是指学生有没有学到什么或学得好不好。我们的数学要达到有效教学，归根结底就是要从学生的立场出发，从学生的实际情况出发，这样的教学工作才能真正“有效”。为了让每一个学生的学习都能有所得，需要教师精心设计优化数学作业。让学生通过作业练习，巩固课堂教学要求掌握的知识、技能，进一步激发学习兴趣、开发智力、拓展知识面、点燃创造思维的火花、培养独立分析问题和解决问题的能力，促进提高课堂教学的有效性。课堂教学的优化除了从教学设计、学生活动、课堂作业上进行优化设计外，其实还可以有更多的关注角度，比如深研教材，把握教材体系，根据实际重组与延伸教材，比如充分利用网络资源，优选教法、学法等，都有待于我们更深入地探索，更多地去尝试。

四、备好课

1、研读教材。备课除按常规要求之外，在备知识时，要抓住四点，即新知识点，新旧知识连接点、兴奋点、创新点。这四“点”，在备课时要有预见、有对策。在课堂教学中不断地去验证、修改、总结和积累。长此以往，备课就会越来越细、越来越精，心中越有数，上课时就能做到轻车熟路。

2、超越教材。（1）使用好教参课程标准、教材、教参是教学中的三件法宝，在教学中应充分利用好。（2）借鉴好报刊，各具特色的教学报刊很多，内容丰富、信息量大，资料的可读性、指导性和实用性很强，是我们备课和业务进修的“活水”。（3）活用好经验，优秀教师的教学经验，大都是来自于教学一线，不仅经过实践检验是正确的，更主要是这些经验针对性强、操作性强。（4）拓宽好学习教学要做到旁征博引，还必须广泛涉猎本学科以外的知识。这会不断扩大自己的知识面，拓宽自己的思维方法。

总之，千重要，万重要，理解教材最重要；这个法，那个法，不理解教材就没法。提高课堂有效性，首先要注重吃透教材。教材离学生越近发挥作用越好。怎样把学生的学习兴趣激活，关键的是要能把课堂激活；怎样才能把课堂教学激活，重要的秘密武器，那就是在备课中对课程资源的巧妙开发和利用。所以要备好课除了要研读教材外，还要根据教材去找素材。并且利用巧妙的课堂设计，把知识传输给学生。

高中历史课程设计有待改进 篇3

关键词：高中历史；课程设计；问题；改进

一、普通高中课程标准（实验）》存在的不足

现行《普通高中课程标准（实验）》中仍存在着几点不足之处，具体体现在[1]：

（1）在现行《普通高中课程标准（实验）》中，存在着对“基本理念”缺乏明确性、系统性表述，造成在对高中历史课程突破口定位方面存在着误区，过分重视“模块”的重要性。同时，在对高中历史教育与教学、方式与方法定义时相互混用，内容涵盖了课程的开发与实施，进而超出了理念的范畴。《普通高中课程标准（实验）》对于“课程理念”表述的笼统性，使得教师在理解和把握高中历史课程改革中精髓思路方面出现偏差，并且对于深入贯彻教育部出台的一系列课程改革方案与精神产生不利影响。

（2）現行《普通高中课程标准（实验）》在课程设计思路方面，仅注重于“是什么”的描述，而缺乏对“为什么”的分析。同时，在实际教学中教学仍坚持以教科书为中心，只不过教科书内容进行了相应的改革，这在对于指导教师教学实践方面具有一定的局限性。

（3）现行《普通高中课程标准（实验）》中模块设计也存在着一定问题。一方面，在高中历史教材编排中，中国史与世界史相分离，没有实现有效的统一；另一方面，在对全球性历史与区域性历史关系把控方面相对缺失，造成高中历史教学内容缺乏现代化元素；同时，在模块设计中对于模块类型的分类过于零碎，导致各模块内容见缺乏必要的意义关联与认知层次；此外，每一模块贯穿何种线索、思路或宗旨不够清晰，专题缺乏整体性、建构性和时代性。

对于历史教育的现代性来说，其既要培养公民对国家的忠诚感，又要培养公民对历史的反省意识，其有效的避免了公民在现代化进程中对传统与历史的遗忘。可见，历史教育尤其是高中的历史课程理应以学科做支撑，承担起“为了中华民族的复兴”的重任[2]。因此，《普通高中课程标准（实验）》作为高中历史课程设计改革的指导性文件，应创设一个良好的平台，以服务好高中历史课程结构、课程设计、课程开发以及课程实施。

二、高中历史课程设计改进建议

结合前面所述现行《普通高中课程标准（实验）》中存在的不足之处，为改进高中历史课程设计，可采取以下几方面建议，具体有[3]：

（1）对《普通高中课程标准（实验）》中有关课程理念、课程性质以及课程设计思路予以明确。其中，对于课程理念来说，通常指的是课程所追求的理想目标和达成目标的主要条件和途径；对于高中历史课程性质来说，其主要指的是实施人文学科的历史课程；对于课程设计思路来说，以尊重和理解人类文化遗产、人文社会科学知识的价值取向和方法为主。

（2）针对现行《普通高中课程标准（实验）》中模块设计问题，应重整高中历史课程中必修模块和选修模块的结构与内容。其中，一方面，应转变原有的孤立的历史教学理念，利用好专题设置优势，将政治、经济、文化等专题充分融合起来，相互关联，相互支撑，最终实现科学、合理的模块化；另一方面，在高中历史课程设计中应加强全球性历史与区域性历史的相互合作、相互依赖关系，结合政治、经济、文化三个必须模块间关联性，采取灵活性设计方法，将各模块有机串联起来，不断提升高中历史课程设计质量；此外，不断增强高中历史课程设计的现代性、整体性及层次性，实现必修模块与选修模块的有机整合，凸显历史学科的学习特色，进而促进高中历史课程的现代化。

（3）不断强化高中历史教科书学生学习心理逻辑。对于高中历史教科书逻辑体系来说，其主要包括教科书编写逻辑、学生学习心理逻辑以及学科体系逻辑三方面[4]。其中，学生学习心理逻辑则主要指的是中学生学习历史知识是由少到多，由浅入深的发展规律。加强高中历史教科书学生学习心理逻辑，不但有利于培养中学生学习高中历史，而且对于优化和完善高中历史课程设计具有显著作用。

三、结语

自2003年教育部颁布《普通高中课程标准（实验）》以来，高中历史课程设计改革取得了显著的成果，有效的促进了高中历史教学质量与效率的提升。但是，由于高中历史课程具有其独特的逻辑性、思维性及理论性特点，在改革过程中一些历史学科所固有的问题仍存在着，例如高中历史学科内容的专业性与基础性、高中历史课程中必修模块与选修模块等。因此，应既要坚持以《普通高中课程标准（实验）》为指导文件，又要充分的结合历史学科自身特点，创新思路与方法，从多视角、多层面、多类型、多形式实现对高中课程设计的优化与完善，进而从整体上提升高中历史教学质量与效率。

参考文献：

[1] 赵亚夫，高中历史课程设计有待改进[J].历史教学，2006年，第5期（总第510期）：44-47

[2] 郭景扬，沈敏华：《面向21世纪的历史教材改革探索一中国80年代后历史教材改革述评》，《历史教学》，1994年第6期

[3] 何成刚：《历史教科书建设的几点思考一基于更宽广视野的分析》，《历史教学》，2003

年第5期

[4] 芮信：《试论中学世界史教科书地图的编制和使用》，《课程.教材。教法》，2002年

改进设计 篇4

关键词：市政道路设计,现状,问题,对策

1 市政道路设计难点

1.1 道路施工环境复杂

进行市政道路设计时要充分考虑道路施工时对周围环境的影响, 再参考具体的施工环境确定整条道路不同环境的设计方案和施工方案, 这对于市政道路设计师的要求是非常高的, 设计质量很难得到控制。

1.2 道路施工涉及范围较广

道路施工过程存在很多不确定性, 比如要施工道路下可能存在居民用供水供电系统等, 如果按照设计照搬进行施工而没有提前对当地情况进行了解, 没有与供水供电公司进行沟通, 那么在施工时如果造成了管道损坏, 首先就会影响周围居民的正常生活, 其次影响施工进度。

1.3 受环境和气候影响较大

市政道路建设施工很容易受到当地环境和气候的影响。如果在施工期间, 施工地遭遇长期的阴雨天气, 不仅施工工作要暂时停止, 另外由于道路建设还未完成, 排水系统还未完善, 施工场地的雨水不能及时排除, 施工场地就会被浸泡在雨水当中, 对施工现场形成很大影响, 尤其对已经施工路段的路基破坏严重, 最严重时可能会使已经施工路段重新返工。

2 市政道路设计现状

市政道路设计与施工由于受到多种因素的影响, 存在着很多问题, 如下为市政道路设计现状:

(1) 路网结构设计不合理

目前我国很多城市的路网结构设计欠合理, 问题频出, 严重时造成市政道路功能的全部丧失, 很长时间后才能得以恢复。城市道路交通生成点与干路交通之间缺乏过渡性的连接设施, 从而导致城市中的大部分交通车辆集中在交通干道, 经常造成干道交通堵塞, 严重影响城市车辆分流系统的建立和完善。另外, 这样的路网设计导致其他功能道路的性能不能发挥, 严重影响人们的日常出行。

(2) 道路交通口不顺畅

市政道路的设计人员由于道理信息与专业知识的缺乏, 再加上没有正确交通工程理论支持, 就会造成道路设计与现实的脱节, 使得道路交通口出现拥堵, 影响着该路口附近路段的交通能力。另外, 有些道路交通口的红绿灯等待时间、车到数量等都和市政道路的相同, 这就严重弱化市政道路交通功能, 路面车量承载能力受到限制。同时, 道路交通口与市政道路上的行人与车辆存在相互让道或抢道现象, 从而造成道路资源的严重浪费, 并且很容易发生交通事故。

(3) 整体布局欠合理

市政道路的整体布局对于道路功能的发挥和资源利用具有重要影响作用。如果市政道路整体布局欠合理, 那么整个市政道路功能的发挥将严重受阻, 同时造成资源的严重浪费。从我国目前市政道路设计来看, 其设计注重道路设计, 将道路设计与交通设计混为一谈, 在市政道路附属结构的设计上存在严重缺陷。比如, 设计者进行市政道路设计之前, 没有对设计路段的车流量及道路需承载的载荷等进行细致分析, 对于道路的交通能力欠缺认识, 对于市政道路的整体布局没有明确定义, 这样就会严重阻碍市政道路设计工作的实际进展。

(4) 特殊道路设计欠考虑

市政道路设计与建设应该面向全体民众, 特殊道路建设也应考虑在内。现代特殊道路主要是指盲道, 但是现代市政道路设计时往往忽略这一点, 设计和布局不合理。

3 市政道路改进设计对策

3.1 重视城市快速路的设计工作

快速路作为市政道路的重要组成部分市市政道路工程中级别最高的道路。在市政道路设计中如果加强快速从路的建设与完善, 能大大减少行人的出行时间, 为人们的出行提供了极大便利。城市快速路的建立要以城市的实际需要为基础, 综合城市的规模和形态布局, 首先对城市对快速路的需要程度进行分析, 确定城市是否需要快速路。如果需要建立快速路则对快速路的建设地点进行科学合理的确定, 然后以经济和安全为原则, 将建立的快速路与城市相融合。在设计过程中, 设计人员要综合考虑城市的自然环境、地理地质环境、经济环境等, 将质量管理工作作为重中之中进行把握。在确定设计与施工图纸时, 要将道路建设的难点考虑在内, 综合考虑各种设计原理, 确定几套设计方案。然后对各个方案进行对比, 最终选择性价比最高的方案作为设计方案。

3.2 完善道路节点设计

道路节点设计作为市政道路设计的重要组成部分, 影响着整条道路的设计与施工。对市政道路的节点进行设计时, 要充分考虑各个节点的功能, 设计时力求将各节点的功能充分发挥出来。进行道路节点设计要遵循针对性原则、协调性原则、以人为本原则以及节约原则。针对性原则即进行道路节点设计时要根据城市的具体实际需要, 根据现有的条件和设施, 确定符合该城市道路实际的设计方案;协调性原则即将各道路交叉路口与主干道进行协调, 合理安排各交叉路口的交通能力, 努力扩大交叉口通行车辆数量的同时, 确保交叉口去主干道的协调;以人为本原则即在道路设计以人的安全为本, 减少行人通行事故的发生;节约原则即进行实证道路设计时, 在保证质量的基础上, 尽可能的减少资源消耗。

3.3 加强道路整体格局设计

加强对市政道路整体格局的设计对做好市政道路建设具有重要影响作用。在市政道路的设计阶段, 首先要对道路的所有组成要素进行规划与整理, 然后再对道路的交通通行能力为设计与施工标准, 以科学技术为基本原理对道路的各种因素进行综合处理与布局, 多方面, 多角度的对道路设计进行思考。

3.4 加强特殊道路设计

进行盲道设计时, 可以利用盲道北向砖为盲人指明方向, 在道路断开的节点处设置盲文指向标, 让盲人明确自己目前所处的位置和具体环境, 明确方向。

4 结语

市政道路工程设计问题的解决主要靠设计人员, 道路设计人员是整个工程的先行者, 指导着整个工程的后期发展与进程, 进行道路设计之前要做好设计人员的选择工作。在市政道路的设计中要牢记经济与质量原则, 既要保证市政道路工程的质量, 也要追求经济原则, 以最少的投入获得最大的产出。市政道路关系着人们的日常生活, 只有将市政道路设计工作做好, 才能方便人们生活, 保障人们生活质量。

参考文献

[1]白雷, 宋子璇.市政道路设计现状与改进措施方案初探[J].城市建筑, 2014 (04) .

如何改进教学设计 篇5

我们在教学中会遇到很多的我们有时无法预测的事，在进行教学的过程中如何提高教学的有效性呢，我通过学习，掌握以下几点：

一、互动性平等的互动，就是说老师对任何孩子都不偏爱，不轻视。有些孩子，他们的知识水平，经验，可能是都是不同的，但是老师能够允许他们选择不同的学习方式，方法，用不同的时间来解决这个问题，来达到他们对学习知识的一个共同的认识。老师要民主，营造这样一种和谐的氛围，让学生主动的参与，大胆的表达自己的意见，使多种思想观点共存。不能上课总是提问好学生，或是老是回答问题的那么几个人，不管差生或是学困生，更要帮助那些学习上有困难的学生，让他们体会到学习的乐趣，老师多关注他们，让他们体会到集体的力量。

二、提问题 ．教学生提问题，教师要先会提问题。

教师提问的方向是为了把学生引向深入的思考。学生的提问是深入思考问题中发现的要不太理解的问题。

如果老师的提问和学生的提问有一些不同的话，我想主要是不是在下面的说法，就是老师提问的时候，他的目的是什么，他的方向是为了把学生引向深入的思考。这时候比如说一堂课，一开始通过教师的问题把学生引入到数学课堂里头，先让学生入课，随着课堂教学活动的开展，这时候，把学生引向深入的思考，去思考这些问题，思考关键问题，然后去解决问题，然后再课后的时候，让学生有一个概括提升，有很多时候也是 通过 老师的提问而达到的。

从学生的提问来说，学生提问的时候，基本上都是孩子对他思考的问题，发现有一些东西不理解，或者是说这里头学生觉得有一些重要的问题需要问出来，我们希望学生有一个提问题的好习惯。．教师提问中存在的问题。

在小学数学课堂教学里头，教师在提问中存在的一些主要问题。（1）提问过于频繁。有的老师会在一节课上提问过于的频繁，一堂课，一共才 40 分钟，有的老师提问非常多，也是做过一些统计，有的老师一堂课上能问 100 多个问题。这会带来什么样的效果，那肯定学生他都是回答问题的时候，都是蜻蜓点水，过一下就过去了，学生没有很好的空间，没有很好的机会来思考问题。

（2）问题过于空泛，指向不清晰。提问的这个问题过于的空泛，指向不清晰，就是有时候问的这个问题太空了，孩子他就不明白，很多孩子不会回答，为什么呀？因为他不知道老师问的到底是什么，或者是说他不太容易一下就想起来怎么回答，比如说老师经常问，为什么？有的老师一堂课可能会问很多个为什么，这个地方为什么，那个地方为什么，咱们说关注为什么，关注问题背后的道理是很重要的，可是我们说提问的方式有很多种，不一定非得用简简单单的为什么直接来提问。

（3）提问只针对少量学生，多数学生冷场。有的老师提问的时候只针对少量学生，多数学生冷场。有的老师有这种习惯，就是课堂上特别关注那几个爱回答问题的学生，一堂课上总是那几个孩子，很主动的，把手举得很高很高，老师每堂课上基本都让这几个孩子回答问题，然而有的老师是怎么样，他那个结果会非常好，能回答得挺好的，挺完美的，接近完美，接近于标准答案，这时候多数学生冷场，没有回答问题的机会，当然了，有的老师呢非常关注学困生，学习稍有困难的学生。

（4）提问只求标准答案，对学生的想法一时不好处理。有的老师提问的时候，只求标准答案，对学生的想法一时就不好处理了，咱们说他有时候，比如说关于圆的问题，老师到了这个结骨眼上，特别想让孩子说出来什么呀，一中同长，有的孩子他就不想说这个，他也不知道要说这个，他就说什么，他就说圆里头就是什么呀？圆心和半径，其实我们说圆心和半径不就是定点，定长吗？不就是一中同长吗，那么那么多的表述的方法，其实说的都是一回事，所以呢，我们有的老师看到，在课堂里头，就是他的标准答案的孩子特别鼓励他，只要是答案不一样，就是不理了，让他坐下了，然后这时候很多孩子都坐下了，其实我们老师更好的做法可以怎么样？可以鼓励孩子，让孩子的问题更好的对接到标准答案。

（5）跳转问题很快，不能跟随或有效引领学生的思路。有的老师跳转问题很快，老师问的这一个问题，学生在思考呢，思考完了有一个学生回答了，回答之后那么多孩子还没明白呢，这个孩子答得太好了，没明白那些孩子还是不明白呢，这 时候 老师很快把问题转向了下一个步骤，然后很快的转走了，这时候我们说那么多孩子还没明白呢，老师有时候需要一些重复，在老师重复的时候，很多孩子才能达到真正的理解，把孩子有一个很好的引领，问题不要跳转的太快，有的时候跳得太快了，学生站起来回答了，比如说明明是，老师说 1+1=2 的事了，下一个就 2+3=5 了，那孩子可能站起来就回答 2+3=2，为什么呀？就是因为他还停留在对上一个问题的思考。

（6）提问没有精心设计。有的教师的提问没有精心的设计，随便的，很随意的就把一个问题抛出来了，这时候有的孩子他就不太明白了，这个问题答出来之后，学生对关键的问题，他可能就失去的了一个机会，他就没有办法去回答那个关键问题了，能转化，很多学生都能知道它能转化，可是如果我们问题精心设计，不这么快的把这个问题抛出来，而是让学生有更大的空间去回答问题，我们说这时候孩子他的发展的机会是更大的。

3、教学过程中的提问

数学课堂基本上都是有数学活动的，课堂上首先就是活动之前的提问，然后就会和大家交流活动之中的提问，还会有活动快要结束时候的提问。1> ．入课时的提问。（1）为了解学生而问。

（2）将学生的兴致引入课堂。>．数学活动之中的提问。

（1）问题具体些，结合学生的做法走向重要之处。（2）问题具有挑战性，引领学生由具体走向抽象概括（3）问题指向背后的道理 3 >．活动将结束时的提问

活动快要结束时候的提问，给学生概括提升的机会。

4、关注情感目标的提问

而且要注意，课堂上要聚焦问题，老师的提问要适合学生的思考范围，不要突然地跳转问题，说着这事呢，马上就跳到下一个问题了，如果跳的话，也是为了推出下一个问题。前一个问题是大家已经完全解决的问题，不跳转问题，让问题继续去发展，有时候需要做的是简单地重复学生的回答。

三、反思

课堂上要提问，有很多很多的策略，我们说包括提问这件事，也需要去进行反思，反思之后会有很多的，你的想法出现，你的提问会更加地有效。

（一）、具体材料很重要，反思要有基础

反思的时候，具体材料很重要。反思是要有基础的，也就是要给孩子一些具体的材料，学生才能反思，然后我们老师有一些具体的材料，老师才能反思。．在比较中反思。有了具体材料之后，我们可以在比较中反思，比如说一位老师反思了，三角形分类，干吗都按角来分类，不按边分啊。然后查了大量资料，做了很多的思考，最后自己认识到，为什么三角形分类，重要的是按角分类，还划了那个圈出来，那个图出来。．延伸性反思

然后在反思的时候还要注意，有一种方法是延伸性反思，也就是干吗呀？向这个课的前和后进行反思。我站在这个地方，我往前走一走，我往后走一走，就比如说加减法的计算，这时候这种延伸性的反思，会给老师带来一个什么效果，把问题看得更通透，更好地去解决问题。反思的时候，具体材料很重要，也就是说要有一些具体材料，你得做了事了，然后在这么多事里头进行反思，结合着你的事来反思，特别喜欢苹果公司的史帝夫.乔布斯曾经分享过的他的一个故事，就是要把很多东西串联起来。也就是说我们老师有很多很多的教学经验，我教过这个课、那个课，小学六年，六个年级，我恨不得把一到六年级都教过来了，这么多的教学经验，我怎么就不像专家似的，能说的条条是道呢，（二）、立足自身情况进行反思 ．通过学生的调研进行反思。

小数的初步认识这样一节课，可以通过学生的调研进行反思。就是这样一节课，通过前测可以了解到什么呀，一位老师了解到把五元三角改成以元为单位，用小数来表示的时候，学生的正确率是百分之百，把两分米改成以米为单位，用小数表示的时候，也就变成了 0.2，这时候正确率只有 69%，那学生为什么会有这种结果呢？是因为原来就是学生生活经验里头 5 元 3 角这个事学生非常熟悉，然后两分米这事学生不太熟悉，对这个单位就不太熟悉，这时候进行反思了，通过课前调研的材料进行反思，然后设计自己的教学，通过课前调研反思，这是通过调研学生。．通过他人的启发进行反思。

不愤不启，不悱不发。可以通过他人的启发进行反思。除了学生的启发，还可以有同事的启发，专家的启发，很多其他行业的人的到启发。比如说曾经有一位学教育的专家，和我们一起听了“鸡兔同笼”这么一节课，听课之后，专家说什么呀，这节课为什么上得好啊，它好在哪啊，用这么简单的方式来处理了过去教学里这么困难的问题。专家去看，尤其专家又不是搞数学的，去看的时候，更容易看到我们数学课的特点。．通过阅读受到的启发进行反思。

除了通过那么多具体材料，通过学生的启发，同事的启发，专家的启发，还有的时候，我们是通过阅读受到的启发来进行反思。

调频发射系统的改进与设计 篇6

关鍵词：电视台 调频发射系统 设计 功能指标

中图分类号：TN852文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0079-01

当前调频发射系统通过对线程检查工具的使用来实现对发射程序的全面监控与管理，在混合调频发射程序的引导下多核平台数据竞争面临更加严峻的发展趋势，而由于数据死锁而导致的计算结果不够精确等问题也使得调频发射系统在工作效率方面显得较为低下。从能量求解及其调度策略出发，针对发射系统改进问题需要就发射程序的执行时间和执行效果两个方面进行分析，确实提升发射系统的执行效率，一旦发现其中存在输出功率较低的问题必须及时予以改进。

1 调频发射系统简介

对于调频发射系统而言，发射机的使用主要是从低频信号处理方面来实现对高频电波的有效传送，而这一过程中显然其中心频率是核定不变的，在一定带宽的影响下来应用无线发射达到对电磁破辐射有效调控的目的。这一系统当中针对音频信号的放大问题着实体现出高频载波的振荡效果，而其中针对某些参数的计算也需要通过调制来得到确切的数值。这其中若是出现信号频率不够的问题则就需要通过上变频的方式来处理其中的数据收集问题，这也是对信道频率的必然要求。但若是输出幅度不够就需要通过输出频率的方式来尽可能扩大信号的延伸距离，以此来保障功率放大器的正常使用，并在此基础上经由天线辐射促进信号的远距离传输。

由于调频发射系统不同系统环节有着截然不同的使用功能，因此在不影响到其性能指标的基本前提之下我们就需要对其中电路设计问题展开探讨。以其中的远距离调频发射器为例，若是其中的振荡环节都是通过稳定频率的石英晶体来实现，则针对高频信号的传播则显然存在着一定局限性，由于调制器一般对于固有线路的损耗都较小，因此在调制器选择方面则往往偏向于工作频率较高的调制器，这不仅能够极大地提升信号的传输效果，同时对于基本线路设计也有积极的指导作用。需要注意的是，若是其中的输出功率问题影响到了实际信号传输效果，则这一途径对于功率放大问题也是极为有利的。通常我们在选择功率放大器时会倾向于C类功率放大器，这也是由于实际的功率影响效果，从系统改进及设计方面研究当前调频发射系统的优化问题至关重要。

2 调频发射系统的改进与设计

2.1 源代码系统优化

调频发射系统站点内的节点一般原子与节电数目是呈现出一定的比例关系的，因此我们在对原始串行程进行循环更替的过程中就需要针对其中的双回路问题进行有效分析，并针对其中的静电相互作用展开明确规划，这主要是因为循环周期内的发射器往往在执行耗时方面表现出诸多局限性，而其中循环颗粒的改善对于源代码系统优化显然有着积极的促进意义。从各自独立的粒子颗粒计算其中的线程，电视台调频发射系统中的序列号问题也是需要在系统优化过程中得到确切落实的重要方面。

2.2 发射任务优化

对于调频发射系统的发射任务优化问题主要表现在内存芯片的优化方面，从相同的线程板块中找寻到其中的线程管理程序，并对其中的数据传输问题展开细致分析，尽可能控制线程对于整体性能的不良影响。在数据复制的过程中我们不难发现系统的核心集群缓存记忆系统在实施处理方法及数据收集方面表现出极大的可控性特征，这也是导致其存储器内存减少的重要原因之一。由于系统存储器与主机内存之间存在着较大差别，因此在系统性能发挥方面显然表现出极大的不稳定性，这对于优化存储器的共享速度显然是极为不利的。针对发射台调频系统中的主题线程同步问题也需要在系统同步功能中得到确切落实，这是提升系统线程运行效果的有效途径。除此之外，针对线程执行问题的解决也同样依赖于线程的执行效果，从基本的数据传输角度出发来达到最佳的数据传送效果，进而实现对系统性能的进一步优化。

2.3 功能指标完善

在调频发射系统的功能指标完善方面我们需要对其中高频载波问题进行必要的研究，这是由于高频振荡对于信号功率有着极大的影响，而其中针对发射机天线问题的解决势必能够从根本上促进系统功能指标的完善。从现有功率放大器的使用过程不难分析，其中针对C类功率放大器的使用往往忽视了对输出功率的考虑，这就使得功能指标实现过程中表现出极大的弊端，因此在对其中的功能指标进行完善时我们除了需要尽可能扩大功率放大器的输出功率之外，还需要就其中的电压电流问题尽量控制在核定范围之内，这对于提升系统输出功率以及优化直流电源的输出效果都有积极的影响。需要注意的是，若是其非线性问题表现出严重的失真状态，那么我们就需要对其中输出功率进行重新调整，输出功率的变化尽可能控制在核定范围之内，合理解决非线性失真与输出功率之间的矛盾。对于电视台调频发射系统的功能指标而言，失真度问题是影响到发射系统性能指标的关键因素，因此针对其中功率消耗问题也需要在集电环节得到充分有效的验证与改进，一旦管壳出现较大的温差变化时我们就需要对其中管耗及输出功率展开精确的计算，及时解决管壳的散热问题，这对于促进调频发射系统系能的优化意义重大。

总之，调频发射系统不同环节对于整体性能的发挥有着重要的影响，因此针对系统工作效率的提升我们不仅需要关注其中的设计与改进环节，还需要从整体性能与功耗之间的关系出发，从系统发射距离以及系统性能改善等方面突出功率放大器的实际使用效果，这对于保证信号的准确性有着极其重要的促进意义。此外，针对发射台调频发射系统的研究问题还需要从输出功率角度研究，切实解决调频发射系统失真度与输出功率之间的关系，这也是当前改进调频发射系统整体设计的关键环节。

参考文献

[1]陈新国，陈耕国，高厚礼.D类功放输出滤波器的优化与仿真[J].电子元件与材料，2004（4）.

[2]王卫东，傅佑麟.高频电子电路[M].北京：电子工业出版社，2004.

消声器的设计改进 篇7

关键词：消声器,设计,改进

1 引言

噪声来源于交通运输、工业生产、建筑施工及社会生活,这些噪音令人烦燥,损害着人的健康。特别是工业生产中的噪音,气动力性噪音、各种强烈机械噪音及振动等,是社会工业发展中产生的必然结果,人们为了生存,既不想忍受,又要忍耐着承受这一切。这些噪音量能令受者感到心动过速,心律不齐、心情烦躁。严重时还会内耳发生器质性病变,给人带来连锁反应的各种疾病。

噪音对人的听力危害与噪音的强度、频率及暴露时间有关。本文对噪音进行分析,以噪音源和噪音的强度、频率及产生时间长短之间的关系为依据,采用各种有效的改进消声器设计理念,逐步将噪音降低或消失。

2 噪声源产生的原因

工业现场的噪声从产生的机理上分析主要有两大类:一类是机械结构振动性噪声,是机械结构件产生强烈振动而辐射的噪声;另一类空气动力性噪声,是由压缩空气在工作中存在的非稳定过程、湍流或其它压力脉动、气体与管壁或其它物体相互作用而产生的管内噪声或进排气口处的辐射噪声。

在本单位空气动力性噪声已严重影响工人健康,它产生于气动元件(如气缸、气动阀、气动电机、三元件等)工作时气体直接从大型气缸(型号380)的阀体中排出,较高的气压差使气体体积急剧膨胀,产生涡流,引起气体的振动,发出强烈的噪声。通常利用吸声材料、阻性消声器来降低噪声。方法是在气体流动的管道口接一个有固定吸声材料阻性消声器,当气流排出时一部分噪声能被吸声材料吸收,起到消声作用。结构如图1所示。

它存在一个缺点:阻性消声器中容积过小,向外扩散排气时速度过慢,减慢了气缸或其它气动性设备工作周期。影响了生产控制速度和可靠性,也降低了生产率。但如果不采用这阻性消声器,工作环境周围会产生高频噪声经测定约在120dB。跟据医学上分析噪声大小对人健康危害声界定,压级低于75dB不会影响人的听力[3]。如果长期暴露在85dB以上的噪声环境中,疲劳的听觉不但不能恢复,可能会造成永久性的听力损失[3]。可见,工作环境噪声量已严重影响人的健康。

3 噪音源分析

在生产现场压缩空气压力约为6~8MPa,供给气缸设备工作,产生噪音过程如图2和图3所示。

当压缩空气要驱使气缸向左移动,在控制信号作用下,压缩空气将由P口进入并与B口接通,压缩空气进入气缸右腔,推动气缸向左动作。同时,气缸左腔的压缩空气要经A口,通过O1口急促地排出。因排泄急促,内外压力差非常大,产生大的冲击和摩擦,发出刺耳噪音。同理,当气缸向右移动时也会发出高尖锐响声。可见,高束气流从高压的气缸腔中向外排泄时在排气口处产生的间歇性尖锐响声。最大流速可达80m/s以上,噪音达110分贝以上[2]。

4 噪声控制过程分析

这些噪声问题可以归纳为三个环节:即声源———传播路径———受者。经过对噪声源本身的测量和分析,我们设定了三种消音的方法。

(1)在噪声源上采取有效控制

提出对声源采用控制的四种方案:1)选用更换为安静型气体换向阀;2)采用动力吸振器,减少气体与阀体的撞击和摩擦,改变撞击力的过程,在接触表面采用软材料以延长力的作用时间,减少摩擦;3)将阀体的排气口改为开孔板或金属网格,使高压气流分流排出;4)改变排气口结构。

(2)对传播路径的控制

也设想过在传播过程中对噪声进行隔离、吸收、阻挡或衰减,主要的方法归纳为三种有:1)改变声源位置;2)吸声;3)隔声装置。

(3)对受者采用安全防护劳动用品

对受者(现场作业工人)采取的防止噪声危害的措施有二种方法:1)减少噪声暴露时间;2)戴耳塞、耳罩或头盔。

主要从客观上及经济上综合考虑,结合本单位的实际情况。采取的防护措施是以消声为主,采用重新计设改进消声设备控制措施,在排气口噪音源处进行消声处理。设计中采用微穿孔板消声,阻力损失小,再生噪声低,在这种高速气流场所,能有效减小设备消声结构尺寸,降低了造价,节省了安装空间,同时它能耐高温,不怕潮湿和蒸气,耐腐蚀,清洁空气,不会污染环境,

5 降低噪声措施

如图2所示,在电磁换向阀O1、O2排气口联接上金属软管,将气流(噪音源)引致一个自行设计改进的消声器中,消声器(如图4所示)开有许多孔板及内置有网格,使高压气流分流排出,使气流在消声器内的管道里膨胀、扩散、反射,相互干涉,将噪音源消除。消声器设备如图4所示。

消声器结构组成:它是共振腔和吸振相互作用为一体的消声器,密封的空腔经过内管上的小孔与气流通道相连通,小孔径将集中的强气流分散排出,而空腔中的网格的毛毯则起到声弹簧作用,既有阻性吸声材料,又有抗性消声器的干涉等作用。

6 降低噪声过程的分析

(1)第一级消声量确定。本身这种消声器本身并不吸收声能,它的作用是借助管道截面突变,降低激励力幅值。在内部建立一个单节空腔,在消声器中称为扩张室,如图5所示。

从消声器消声原理可知,消声量。可见,消声量大小取决于扩张比m,即是扩张室截面积与入气口截面积之比。消声频率特性则由扩张室长度L决定,sinkL为周期函数,消声量随频率作周期性变化,如图6所示[3]。

从消声量频率图来分析,如果采用了扩张比m=100,周期值取1.0~2.0,消声量达30dB以上,能达到最好的效果。

(2)第二级消声量确定。气流从电磁阀排气口进入第一级扩张室并向各小孔分散排出,分散过程就是降低强气流的撞击。根据亥姆霍兹共振原理,可以确定共振的频率f0为:

c为声速(m/s);V为共振腔容积m3:G为小孔的传导率;G=ns0/(t+0.8d)(m),其中n为孔数;s0为每个小孔面积,t为穿孔板厚度(m),d为小孔直径(m)。这些小孔可以看作为许多亥姆霍兹共振腔并联。当孔的数量达到了各孔心距为孔径5倍以上时,可以认为各孔之间声辐射互不相干涉,当声波频率与共振腔f0一致时系统发生共振,能达到最大消声量。经过现场测试,双层微穿孔板消声能达到25~30dB范围的消声量。

(3)第三级消声量确定。气流从密封的空腔经过内管上的小孔排出,分散和降低强气流的撞击;在中间层接触表面镶上一层网格毛毯材料形成非金属网格,以延长力的作用力时间,降低了气流的正面撞击。改变结构固有频率,防止共振;形成扩张室及吸振腔共同消除高频啸叫声。使其消声量更进一步降低。

从上可得;扩张室与空腔内管上的小孔消声量之和达65dB,而中间层接触表面镶上一层毛毯材料形成非金属网格,降低了气流的正面撞击。经测试,设计改进的消声器能将工业现场中气动设备的噪声控制在50dB以下(45分贝时相当于人比较小声说话的声响),各性能达到设计改造的要求。

7 结论

设计改进的消声器经过生产和试用,产生环境噪声污染的达到《中华人民共和国环境噪声污染防治法》中规定第三类标准65分贝~55分贝[3]。这种有效措施,减轻噪声对周围工作环境的影响。

参考文献

[1]中华人民共和国环境噪声污染防治法[EB/OL].百度文库.

[2]左健民.液压与气压传动[M].北京:机械工业出版社,1998.

施工组织设计的改进 篇8

从施工组织设计编制的特点看:施工组织设计是以单个工程为对象进行编制的, 有很强的技术性和综合性, 需要编制人员有足够的建筑工程理论基础和一定的实践经验。施工组织设计的内容必须适应工程项目和业主、设计、监理的特殊要求, 同时也必须符合国家有关法律、法规、标准及地方规范的要求。施工组织设计编制必须满足最终的一个基本要求即对施工过程起到指导和控制作用, 在一定的资源条件下实现工程项目的技术经济效益, 达到施工效益与经济效益双赢的目的。

施工组织设计编制目前所存在的缺陷:

(1) 目前所累积的施工技术资源得不到有效、充分的应用, 特别是其中的智力资源, 这一方面是编制人员自身素质和经验不足造成的;另一方面是传播渠道不足、不畅通所致。对早已有的成功经验没有进行借鉴, 所编制的内容缺乏新技术、新工艺, 没有起到提高劳动效率、降低资源消耗的作用。

(2) 有的施工组织设计编制人员缺乏技筑工程的大中型项目施工组织设计进行收集, 经过分析和归纳, 整理并发布, 则能使先进的施工组织设计更能发挥效益, 减少编制人员重复劳动, 而且能推广先进经验。

(2) 施工组织设计的内容就是根据不同工程的特点和要求, 根据现有的和可能创造的施工条件, 从事实出发, 决定各种生产要素的结合方式。选择合理的施工方案是施工组织设计的核心, 应根据多年积累的施工技术资源, 同时借鉴国内外先进施工技术, 运用现代科学管理方法并结合工程项目的特殊性, 从技术及经济上互相比较, 从中选出最合理的方案来编制施工组织设计, 使技术上的可行性同经济上的合理性统一起来。

(3) 施工组织设计内容应简明扼要, 突出目标, 结合实际、满足招标文件的需要, 要具有竞争性, 能体现企业的实力和信誉。

(4) 实行施工组织设计的模块化编制, 更多的运用现代化信息技术, 以便进行积累、分组、交流及重复应用, 通过各个技术模块的优化组合, 减少无效劳动。

(5) 努力贯彻国家质量管理体系标准, 走质量效益型发展道路, 建立并完善科学的、规范的质量管理体系。逐项地编制质量保证计划, 与施工组织设计工作同时进行, 并努力使二者有机结合起来。

(6) 施工组织设计应扩大深度和范围, 对设计图纸的合理性和经济性做出评估, 实现设计和施工技术的一体化, 扩大技术积累, 加快技术转化, 使新的技术成果在施工组织设计中得到应用。

一种AdHoc网络优化改进设计 篇9

Ad Hoc网络呈现可以自由和动态自组织的无线节点组成分布式系统的网络拓扑结构, 从而在没有通信基础设施时通信。移动自组网络范式不是一个新概念, 它在20年前已经被提出来, 主要用于战术网络。随着蓝牙和Wi-Fi等技术的引进, 因此产生的研究和开发这种新的网络, 也使得军事以外的商业网络的不断部署。一个Ad Hoc网络是一种暂时性的网络能提供连接中的任意一个无线设备, 即节点, 而不必依赖预先存在网络基础设施 (即路由器, 交换机, 服务器) 。在这样一个网络中, 节点代表基础设施, 因为他们的合作, 提供多条模式的连接功能。

TTL实现洪泛算法的改进

移动自组网络是通过一个公用的无线频道使用移动主机的无线网络自发组织。由于是没有固定援助路由设施, 移动自组网络主机因此被要求转发那些在无线电覆盖地之外的报文, 因此形成了一个多跳的网络。移动自组网络的一些特征可以被概括为没有有线骨干或固定基础设施, 动态变化的拓扑结构由于不受约束的移动性, 由于广播的无线交流的特色而冲突等等。广播是移动自组网络中一种常见的操作, 许多按需的自组路由协议凭借广播来发现任意两个节点之间的路径, 广播同时也是在许多移动自组网络应用中一种非常重要的传播信息的方法。

为了解决这个问题, 引入了TTL字段来限制广播一个数据包所被转发的次数。当一个节点接收并复制一个数据包时, 在他转发数据包之前减小TTL的值。因此, 广播的数据包仅能到达给定数量 (TTL的初始值) 的应用级跳数的对等方。虽然TTL引入能够有效地解决广播风暴的问题, 但是它也存在自身的缺陷, 例如, 当TTL值设置的过小时, 广播包可能没有办法到达目的节点, 降低了网络的可用性;当TTL值过大时, 有可能造成广播包转发的字数过多, 从而失去了它的意义, 造成了大量的广播包, 造成了网络资源的浪费。因此, 应根据网络的大小和节点的密度来适当的设置TTL值的大小。

系统仿真验证

1 仿真程序广播包的设计

在Ad Hoc网络中仿真实验运行时, 对于每个节点说转发的广播包, 我们简单的设置为表1所示, 它包含如下一些信息:

该广播包中源地址用来记录该广播包是从哪个节点所发送出来的, 已经到达过的节点则是用来记录该广播包到达过哪些节点, TTL值则是记录当前TTL的值, 用以判断是否还要对这个包进行重广播。

2 结果分析

我们使用了节点的投递率和重广播次数来衡量洪泛算法在广播中的表现。投递率随着节点个数的变化如图2所示:

由图可知, 随着节点的个数的增加, 在广播中进行洪泛时, 节点的投递率都维持在一个很高的数值。说明了洪泛是移动自组网络中一种简单有效地广播方式, 抛开他明显的缺陷, 通过洪泛能迅速的把广播包传播到网络中的每个节点。如果网络中不存在孤立的节点, 那通过洪泛的方式使广播包到达网络中每个节点, 从而达到百分之百的投递率, 当然这是一种比较理想化的情况。由图可知, 当节点个数到达60个左右时, 节点的投递率到达最高, 而随着节点个数的增加, 它的投递率却有所下降, 这是因为节点的基数增大, 孤立的节点数变多, 从而导致了节点的投递率下降。

网络中的每个节点接收到广播包之后, 都要将这个广播包转发给他的邻居节点, 记录下所有节点的转发次数, 从而随着结点个数的增加, 我们得出了节点数与从广播次数之间的关系, 如图3所示:

由图3可知, 随着节点个数的增加, 重广播次数的增加逐渐变得平滑起来, 节点转发的次数逐渐减少, 使得在一定范围之内增加节点的个数, 节点密度的逐渐增加, 而网络对能量的消耗相对减少, 从而节约了网络资源。

总结

液压尾座的改进设计 篇10

尾座主要用来配合主轴箱支承工件或工具的部件, 还有一个作用就是可以安装各种钻具或镗刀, 对工件进行钻孔或者钻中心孔, 是金属切削机床的零部件。

目前, 在大部分的车床上所使用的尾座还是普通尾座。普通尾座加工过程中, 待加工的工件定位夹紧后需要使用手工控制的方式完成尾座的顶紧动作。因此, 工作效率并不高, 而且工人劳动强度大, 耗时又耗力。在高效率、高质量的加工中, 它已经不能满足使用要求。而液压尾座的顶紧、松开动作由液压系统控制, 只需几秒即可完成, 并且液压控制系统很容易实现快进、工进、快退、碰停、保压等功能, 操作轻松方便。

另外, 液压传动是以流体作为工作介质, 对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言, 液压传动具有输出力大、重量轻、惯性小、调速方便、易于控制等优点。使用液压尾座可以提高自动化程度和设备的加工效率。

2 尾座简介

普通车床上的尾座, 是通过手动方式旋转手轮带动尾座套筒使尾座上的顶尖伸出, 以顶紧工件实现对工件的定位, 再扳动手柄实现锁紧。随着数控机床的出现, 液压尾座也应运而生。如今, 液压尾座的应用更加广泛。

大部分数控车床上所用的液压尾座结构如图1所示。它主要是由套筒、锁紧油缸、顶紧油缸和行程开关组成。用顶紧油缸代替了旋转手柄, 用锁紧油缸取代了锁紧扳手。顶紧油缸工作时推动尾座套筒移动, 带动行程开关一起向前运动, 到达位置后行程开关接通, 顶紧油缸保压。与螺纹传动相比, 缩短了顶紧时间, 提高了工作效率, 同时顶紧力可控。锁紧油缸的作用是将尾座固定在导轨的某一特定位置。

然而, 此液压尾座的结构和控制系统相对比较复杂, 成本相对较高, 在普通小型专用机床上不太实用, 另外, 顶紧力易受影响, 不稳定。为了克服以上不足, 满足专用机床的实用要求, 对其结构进行改进。

3 液压尾座的结构改进

改进后的结构如图2所示, 由尾座体、尾座套筒、活塞、缸口盖、尾座前后盖、锁紧环、卸装螺母、润滑油杯以及多种密封圈组成。根据尾座总体尺寸选择莫氏5号锥度的尾座顶尖, 利用莫氏锥度自身的结构特性来卡紧尾座顶尖, 解决了顶尖在工作时会出现松动或转动现象。在尾座套筒中设计了滑键槽, 在尾座体上设计了螺纹孔, 通过螺栓伸入滑键槽中起导向作用从而解决在工作时套筒转动而影响工件的加工精度。

3.1 套筒结构的改进

与原先的结构相比, 最大的不同是将尾座套筒设计成液压缸, 也就是将普通尾座的螺纹螺杆结构直接设计成一个液压缸结构, 不需在尾座的尾部单独安装一个顶紧油缸来推动尾座套筒, 从而缩小尾座总体尺寸, 使尾座结构更加紧凑。专用机床是用来加工一种或一类零件, 尾座的位置基本是不需要调整的, 所以在改进的尾座中省去锁紧油缸, 而保留普通尾座的锁紧扳手锁紧机构, 可以简化液压控制系统, 从而减小成本。

套筒是液压尾座最主要的功能单元, 其中活塞的结构如图3所示, 此活塞为一体式。活塞通过螺栓固定在尾座后盖上, 尾座后盖再通过螺栓连接在尾座体上。在活塞轴向开有两条油路, 当油路1进油、油路2回油时, 由于活塞固定不动, 尾座套筒在高压油的作用下被推出, 带动顶尖向前运动;反之, 尾座套筒缩回, 带动顶尖向后运动。

3.2 卸装螺母结构

为了使顶尖方便拆卸, 对尾座套筒的前段也作了相应的改变。设计了螺纹阶梯结构, 装上卸装螺母 (螺母的厚度略小于阶梯长度) 。在安装顶尖时, 先装上卸装螺母, 再将顶尖装在尾座套筒上;当要卸下顶尖时, 松动卸装螺母, 通过卸装螺母的端面顶出顶尖。

3.3 锁紧和润滑

因为尾座在工作时, 是尾座套筒在尾座体上来回运动, 所以, 润滑是不可或缺的。润滑有脂润滑和油润滑两种, 脂润滑要定期添加润滑脂, 对于此液压尾座而言, 每次添加润滑脂都要将尾座拆卸, 显然不太实际, 因此采用油润滑。在尾座体上开出润滑油环。结构如图5所示, 润滑油可以在润滑油环上暂储, 油环上钻有小孔, 润滑油可以通过这些小孔流到尾座套筒上, 起润滑效果。

即使润滑效果再好, 磨损也是不可避免的, 尾座体和套筒的间隙会随着使用时间的加长而不断变大, 使尾座的精度下降。为此, 设计了如图5的调节方法, 它是通过锁紧环和调节垫片来实现的, 当间隙变大时, 减小调节垫片的厚度, 通过前盖压紧锁紧环, 使内环发生微量变形实现调节。

4 液压控制系统设计

液压传动系统的设计是液压尾座设计的一部分, 除应满足使用要求的功能外, 还应考虑体积小、结构简单、成本低、效率高、使用维修方便等一般要求。

4.1 控制方案设计

此液压尾座的动作非常简单, 只有顶紧、回程两个动作。本系统压力、流量和功率都较小, 可选用单定量泵和溢流阀组成供油源, 调速系统可采用调速阀出口调速回路, 以满足顶尖运动速度的控制, 换向阀可用三位四通电磁换向阀换向。根据上述基本回路再加上必要的辅助设备可组成如图6所示的液压系统。

4.2 溢流阀压力设定

液压尾座液压缸承受的负载F有工作负载F1、摩擦阻力负载Ff、惯性负载Fa、背压负载Fb和液压缸自身的密封阻力Faf五部分。

根据《金属切削原理与刀具》切削时产生的轴向分力:

Fx= (0.1-0.6) FC

因此得:Fx=0.6×2489N=1493N

为了满足加工后的工件的精度要求, 在工件重量较大和切削力较大的情况下机床不发生共振, 取轴向力Fx=1800N。液压尾座的工作负载FL=1800N。由于尾座的质量和系统压力都较小, 因此摩擦阻力负载Ff、惯性负载Fa和液压缸自身的密封阻力Faf都比较小, 取安全系数Ka=1.2。回路直接连向油缸, 所以背压为零。

液压缸承受的负载:F=KaFL=1.2×1800N=2160N

液压回路的工作油压:

所以溢流阀的工作压力设定为1.1MPa。当顶尖接触工件时, 液压系统的压力从0MPa开始增加, 当到达1.1MPa时, 溢流阀卸压, 使顶紧力一直保持在2160N。

原来的结构是利用行程开关控制, 因为工件一定存在形状尺寸偏差, 所以顶紧力不可能稳定。此外, 装夹误差也会对顶紧力产生影响。而改进后的液压尾座的顶紧力是可在一定范围内预先设定的。

5 结语

本文主要针对液压尾座进行了改进设计, 使其结构更加简单、紧凑, 操作更加方便, 大幅度降低成本, 克服了顶紧力不稳定的缺陷。液压尾座旨在降低工人的劳动强度, 大幅度挺高机床工作效率, 保证产品的加工精度。因而可以广泛应用于专用机床和数控设备上。

摘要：文中对液压尾座进行了改进设计, 直接将尾座套筒设计成液压缸。在尾座套筒中设计了滑键槽从而解决套筒转动而影响工件的加工精度。通过卸装螺母卸下顶尖或者其它专用的夹具。用液压系统实现套筒伸出和缩回, 因此结构更加简单紧凑。

关键词：液压尾座,液压系统,液压缸

参考文献

[1]成大先.机械设计手册.液压传动[M].北京:化学工业出版社, 2004.

[2]濮良贵, 纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[3]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[4]戴曙.金属切削机床[M].北京:机械工业出版社, 1993.

[5]郭荣第.金属切削原理与刀具[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2007.

锤式破碎机的改进设计 篇11

关键词：锤式破碎机；改进设计；使用寿命

中图分类号：TD451 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）22-0023-02

1 锤式破碎机概况

锤式破碎机由箱体、转子、锤头、反击衬板、筛板等组成。

锤式破碎机工作原理：主要是靠冲击能来完成破碎物料作业的。锤式破碎机工作时，电机带动转子作高速旋转，物料均匀地进入破碎机腔中，高速回转的锤头冲击、剪切撕裂物料致物料被破碎，同时，物料自身的重力作用使物料从高速旋转的锤头冲向架体内挡板、筛条，在转子下部，设有筛板、粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的物料阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，直到破碎至所需出料粒度最后通过筛板排出机外。

锤式破碎机特点：首先，它具有很高的粉碎比，一般为10～25，个别可达到50。其次，它结构简单，体型紧凑，机体重量轻，操作维修容易。最后，它的产品粒径小而均匀，过粉碎少，生产能力大，单位产品的能量消耗低。

锤式破碎机用途：通常用于破碎矿石、煤、盐、石膏、砖瓦、石灰石等。还用于破碎纤维结构、弹性和韧性较强的木头、纸张或破碎石棉水泥的废料以回收石棉纤维等等。此外，锤式破碎机不仅可用于破碎生产线、制砂生产线，也可用在选矿生产线中替代圆锥式破碎机。

锤式破碎机缺点：工作零件（如锤头、筛条等）易磨损，需经常进行更换，因此需要消耗较多的金属和检修时间。另外，筛条或筛网孔容易堵塞，尤其是破碎湿度大、含有粘土质的物料，会引起生产能力的显著下降。当破碎机用于破碎锋利质的矿石如石英石制石英砂时，除锤头、筛条或筛网磨损异常快之外，其他内部零部件也磨损得非常快，如锤轴、锤板、衬板、轴套、机体主轴孔、轴承等。当破碎机用于破碎粉尘大物料时，最大缺点就是粉尘很容易跑到轴承里去，润滑脂与粉尘混合造成润滑不良，轴承很快也被损坏。

基于破碎机的以上缺点，本人根据多年工作经验对物料特性及市场上现有破碎机的设计结构分析和原因分析，对破碎机进行了改进设计，并经实践使用证明，其效果相当显著，同样条件下使用寿命是原来的好几倍。下面就其缺点原因、改进设计的方法做详细阐述。

2 常见锤式破碎机缺点的原因分析和改进设计的方法

锤头、筛条的磨损属于自然的、不可避免的磨损，减少磨损的方法主要是从制造材料上加以考虑，如选用高锰钢、铬钢等耐磨材料。而锤轴、锤盘板孔的磨损，可以从其设计结构上稍做些改进，轴承的磨损和失效，也可以从其结构做些改进。下面首先就一些传统设计中的缺点做原因分析。我们常用锤式破碎机一般设计结构如下图1所示：

它是当今许多专业生产厂家的设计方式，也是传统的设计方式，似乎很成熟。如图中A处锤轴端部边锤盘板为半腹板式结构，锤轴端部穿过边锤盘板后放入垫片，然后插入开口销，这样锤轴相对锤盘是可转动的，并可一定的轴向窜动。在使用中，破碎机是有振动的，而且挺大。这样必然造成锤轴和锤轴孔的磨损，锤轴磨损更换较方便，而锤盘板锤轴孔的磨损是不好修复的，且对机器造成振动大，是很大的伤害。再看图中A箭号指向处是一个腔型结构，转子转动中，物料是免不了要进入这个腔的，进入后的物料颗粒便一直在腔中做离心运动和落体运动，因为径向外部被挡。这样自然加剧了边锤盘板的磨损和机器箱体侧板的磨损，经过一定时间，锤轴相对箱体侧板的位置上便被磨出一道凹道。B处是转子轴伸与机箱侧板间动与静之间的间隙配合，其缝隙漏料是不可避免的。B处（或C处）机器箱体外端面与轴承座内端面距离较近，一般只有8～20mm左右。料漏出后便堆积在C处，如不及时处理，便很快逐渐堆满它们之间的缝隙空间，这样就给物料进一步进入轴承创造了条件。不用多久轴承内部就挤满了物料，轴承也随即发热、卡死或烧毁损坏。传统专业生产厂家轴承端盖的密封多设计成槽口放毛毡的密封方式，此方式效果是相当差的，毛毡弹性本来就差，失去弹性后或被磨掉后，就完全没有密封效果。D处轴承3传统设计中常选用可自动调心的双列向心短圆柱滚子轴承，如22316（旧型号3616）等，轴承接触角和承载能力虽然满足使用要求，但是这类轴承使用磨损后是不能进行预紧调节的，轴承游隙一大，运行中必然造成振动大，而振动大又加快了轴承的快速失效、轴承发热、发蓝变色、滚动体保持架断裂、滚动体变成横向运行等，这样轴承也就彻底失效了。至于其具有的自动调心功能，我认为是没必要的，因为主轴是一根整体的，一次性加工完全能满足其同心度要求的，其次就是箱体轴承座和安装，也能达到要求的。

针对以上原因分析，改进设计和解决方案，以下进行阐述。改进后结构如图2所示。

如图2中A处的边锤盘板采用整体式，没有积料腔，从锤盘的径向中部加工一个沉头螺孔，锤轴上也铣一个孔，内六角螺栓锁下后，既限制了锤轴的转动，又限制了其的轴向窜动，这样避免了锤盘锤轴孔的磨损，减小了边锤盘板因空腔积料造成的磨损，也避免了箱体在锤轴对应部位磨出一道凹道。图2的B处相对图1的B、C处，轴承座距箱体外壁距离大大增加，设计增加60mm，即主轴设计时相应加长120mm，且轴承机座面板设计出一个落料空间，如图2右下图，这样机箱体与转子轴伸出的漏料不再如图1C处堆积，也就不易进入轴承了。再有，如图2的C处轴承密封不再用毛毡密封，而是设计了一个嵌入式密封盒，盒内舌口朝向机箱安装两只骨架油封，因是防止物料进入轴承，故必须舌口朝向机箱安装。图2的D处，即轴承设计不再选用双列向心短圆柱滚子轴承，因为其磨损间隙大后不能进行预紧。而选用圆锥滚子轴承，如32316（旧型号7616E），需按图2设计方式安装（圆锥滚子轴承小头背向机箱），轴承外侧端盖（靠飞轮或皮带轮侧）设计成螺栓锁紧式，外侧端盖把圆锥滚子轴承的外圈压得越进去，轴承游隙也就越小。这样在轴承使用磨损游隙变大后，可在图2的E处加入调整垫片，这样通过调整垫片可把轴承外圈继续往里压，也就可调整磨损后的轴承游隙，使轴承又恢复原来精度。这里还需说明，轴承座必须设计成剖分式结构，这样维修才方便，维修时只需拆卸轴承座上盖固定螺栓和外侧端盖的下半部分螺栓，便可提升转子。

3 结语

以上改进设计的方案，是本人工作经验的总结，按上述方法改进后的破碎机经实践使用证明效果是相当显著的。例如专业生产厂家生产的传统图1型式破碎机，用于加工石英砂，其轴承只能使用1～2个月，而改进后的轴承能使用6～12个月。锤盘锤轴孔的磨损、箱体壁的磨损等大大减小，各部件的使用寿命和性能都得到大大提升。是行之有效的办法，具有应用和推广的价值。

参考文献

[1] 王少怀.机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，1989.

散装水泥运输车设计改进 篇12

1 原理介绍

图1为散装水泥运输车基本结构示意图。发动机动力经过变速箱、取力器、传动轴输入空压机4,空压机开始工作,输出压缩空气,压缩空气经单向阀3、进气管1路进入气室,观察压力表6显示的罐体内压力,当压力达到0.19MPa时,气体穿过流化元件流速到达一定v,水泥开始悬浮流化,打开卸料蝶阀8,流化状水泥物料经排料管路排出。当压力大于0.22 MPa时,安全阀2自动开启,使仓内压力保持低于0.22MPa。

1.进气管2.安全阀3.单向阀4.空压机5.蝶阀6.压力表

2 普通散装水泥运输车内部结构

如图2所示,散装水泥运输车罐体内部主要由侧滑料板、多孔板、流化元件(气体分布板)组成,并由滑料板、多孔板、流化元件将罐体分为气室和料室两个部分。料室用来存储散装水泥,气室存储压缩空气,多孔板和流化元件是让气室压缩空气能够进入料室,并同时使空气达到一定速度。滑料板一般与水平面成4 2度角,使水泥能够自然下滑,滑料板一般为5 m m钢板,为整体式。

3 工况分析

3.1 装料

将散装水泥运输车停于水泥存储塔下,并使车辆进料口与存储塔出料口对正,打开车辆进料口进料,随着罐体内水泥量的增加,水泥对罐体滑料板的压力渐渐增大,当罐体装满水泥,压力增加到最大,然后压力保持不变(压强约为0.14 MPa)。如图3所示(红线表示侧滑板受到压力,黑线表示侧滑板变形量)。罐体滑料板的变形也随着压力的增大不断增大,当压力达到最大时,变形量也达到最大,并保持不变。

3.2 运输过程

水泥运输时,汽车车轮与地面间的相互作用力在不断地变化着,这些变化与路面形状及其不平度的尺寸、汽车零部件的惯性和弹性特征有关,导致了汽车在行使过程中,发生震动,最终使得罐体中水泥对侧滑板的冲击力不断变化,如图4。由于受力变化,引起了侧滑板形变的不断变化,易导致焊劳缝疲失效。

3.3 卸料

空压机工作,向气室内加入压缩气体,气室压力不断增大,当压力达到一定值时,侧滑板、流化床因受到气体压力而向上变形。当压力达到0.19 MPa时,打开蝶阀,开始卸料,在此过程,气体压力、货物重力不断变化,侧滑板、流化床变形方向、变形量也不断发生变化(如图5),导致侧滑板、流化床振动和异响。

4 故障分析

散装水泥运输车总是在上述工况中使用,侧滑板、流化床变形和抖动会导致滑料板与罐体连接焊缝、滑料板与多孔板连接焊缝发生疲劳失效,焊缝开裂。焊缝材料的疲劳寿命特性曲线(S-N曲线)如图6所示。利用UG软件对该结构进行分析。先对散装水泥运输车罐体建模,然后进入U G分析模块,对罐体及内部各部分材料进行设置,再对罐体及内部各部分进行网格划分,设置约束及载荷相关参数,最后进行计算分析。图7为计算分析报告的一部分(滑料板强度分析),可以看出,滑料板与罐体焊接部位,为危险区域,焊缝或滑料板的母材易发生开裂现象。焊缝开裂会导致气体不通过多孔板、流化元件而直接进入料室,不能使水泥悬浮流化,水泥输送困难,出料速度减慢,剩余率增大,情况严重的会使车辆失去输送功能。在散装水泥运输车实际使用过程中,罐体内部焊缝开裂也是该类车主要易发生故障之一。

5 解决措施

为了有效的解决焊缝开裂问题,我们必须消除侧滑板、流化床的变形和抖动。从结构设计的角度考虑,侧滑板、流化床的变形和抖动是因为在同等压力情况下,整体式侧滑板受力面积过大,易发生变形。要消除变形和抖动,必须减小受力面积。故而,将滑料板设计为分体式,由滑料板1、滑料板2、滑料板3组成,如图8、图9所示,滑料板2是“[”形折弯件,先将它定位于罐体内,并焊接,滑料板3是“﹂”形折弯件,将短边与多孔板配合焊接,另一边搭焊于滑料板2上,滑料板1是平板,搭焊于滑料板2、罐体之间。这样,虽然滑料板总受力面积没有变化,但是单个滑料板零件受力面积减小了,不再发生变形,抖动也就消除了,进而解决了罐体内部焊缝开裂的问题。同样利用U G软件对该结构进行分析。步骤同上。图1 0为计算分析报告的一部分,可以看出,整个罐体内部结构是安全的,焊缝或滑料板的母材不会发生开裂。

摘要：针对散装水泥运输车常出现质量问题(本文指罐体内部焊缝开裂),从结构原理的角度进行分析,找出解决问题的方法。