近年來,我國經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)生了很大的變化,在這種情況下,機械電子工程的發(fā)展也有了很大的變化。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關(guān)于機械電子工程畢業(yè)論文范文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　機械電子工程畢業(yè)論文范文篇1

　　淺析機械系統(tǒng)中摩擦模型

　　1引言

　　在大自然界中摩擦無處不在，摩擦作為非線性物理現(xiàn)象的一種并存在于兩運動物體之間，在日常生活中，有些摩擦是有利的，比如人和車輛在路上行走，還有日常生活中的夾持、切割、洗刷等，機械設備中的摩擦壓力機、摩擦離合器、摩擦傳動機、摩擦自動裝置等，但在機械系統(tǒng)中摩擦受各種因素的影響會對機械的精密系統(tǒng)運動帶來不良影響。為了消除摩擦帶來的不良影響，技術(shù)人員也運用了不同的方法來進行改善，也在其中運用了摩擦模型的補償技術(shù)。目前，技術(shù)人員也建立了多種摩擦模型，每種摩擦模型都各具特點，要想在實際使用中發(fā)揮良好的效果，就務必要掌握各種模型的適用范圍、構(gòu)成原理和自身特點。本文就對機械系統(tǒng)中的摩擦模型進行了闡述。

　　2摩擦現(xiàn)象分析

　　摩擦現(xiàn)象是兩個運動物的接觸面之間存在的切向作用力，在現(xiàn)實生活中，有很多的因素都會產(chǎn)生摩擦現(xiàn)象，比如潤滑情況、速度、兩物體表面的接觸情況、滑動速度的情況等。技術(shù)人員也對摩擦現(xiàn)象進行了研究，根據(jù)各種實驗的研究結(jié)果也對摩擦現(xiàn)象的本質(zhì)有了一定的了解，下文對生活中比較常見的摩擦現(xiàn)象進行分析。

　　2.1庫倫摩擦

　　庫倫摩擦是運行摩擦中比較典型的摩擦現(xiàn)象，也是較早進行研究的一種物理運動，庫倫摩擦力的大小是由兩運動物之間的接觸面積來決定的，庫倫摩擦與運動方向是反比的關(guān)系，但庫倫摩擦會隨著法向荷載的變化而發(fā)生改變，速度幅值的變化不會對庫倫摩擦造成任何影響。

　　2.2粘性摩擦

　　兩接觸物之間流性物的粘性大小決定了粘性摩擦力的大小，兩物體的運動速度和粘性摩擦是正比關(guān)系，運動物的速度值和粘性摩擦力的速度值是相等的。

　　2.3Stribeck摩擦

　　Stribeck摩擦也可叫做Stribeck，低速區(qū)域的摩擦行為就是用Stribeck來進行定義的，Stribeck摩擦是穩(wěn)態(tài)速度函數(shù)的一種，Stribeck摩擦和物體運動速度是反比關(guān)系，具體表現(xiàn)是：物體運動速度增加，Stribeck摩擦力會下降。

　　2.4靜摩擦力

　　靜摩擦力是普遍存在自然界之中，靜摩擦力具體是來描述兩物體從靜止到運動這一過程中所需力的大小，靜摩擦力的大小是由兩物體之間的力來決定的，而兩物體之間的相對速度對靜摩擦力沒有任何影響，靜摩擦力與庫倫摩擦力相比，靜摩擦力值要大于庫倫摩擦力值。

　　2.5頂滑動位移

　　頂滑動位移是當兩個物體發(fā)生接觸時，如果兩物體之間的最大靜摩擦力大于兩物體的外力，那么兩物體的接觸面就會出現(xiàn)位移現(xiàn)象，這種位移的變化是很小的。頂滑動位移現(xiàn)象和彈簧是非常相似的，頂滑動位移的摩擦力不能用速度函數(shù)來描述，因為它是一種位移函數(shù)。

　　2.6摩擦滯后

　　摩擦滯后也可叫做摩擦記憶，它是描述摩擦力改變滯后和兩物體相對滑動速度變化的情況，其中兩物體的滑動速度和摩擦力會形成遲滯環(huán)，當滑動速度降低時，摩擦滯后值會小于加速時的摩擦滯后值，其中的遲滯環(huán)的寬度和速度值是正比關(guān)系。

　　3摩擦模型

　　摩擦模型一般分為靜態(tài)摩擦模型和動態(tài)摩擦模型兩大類，其中的靜態(tài)摩擦模型把摩擦力用兩物體相對速度的函數(shù)來進行描述，從而對靜態(tài)模型進行了詮釋。而靜摩擦模型的建模在靜摩擦界面中是沒有運動的，單從力學角度來分析，靜擦模型在法向和切向上的接觸都是屬于柔性的;動態(tài)模型是把摩擦力用兩物體相對速度和位移函數(shù)來進行描述，這樣一來不僅能對摩擦的靜態(tài)特征進行描述，還能對動態(tài)特征進行描述，所以動態(tài)摩擦模型能較為全面的描述兩物體界面中的摩擦狀態(tài)。

　　3.1庫倫模型

　　技術(shù)人員依據(jù)大量的實驗結(jié)果印證得出，庫倫模型的摩擦力會隨著法向荷載的變化而發(fā)生改變，但與兩物體的運動方向是呈反比關(guān)系，與兩物體的速度變化值無關(guān)。庫倫摩擦模型是較早來進行描述摩擦模型的一種模型，庫倫模型的摩擦力是用速度方向函數(shù)來進行描述的，所以，庫倫模型的表達也在一定程度上受到了限制，并且只能對兩物體的摩擦力在運動速度大于零時進行描述，倘若兩物體的運動速度是零，那么庫倫模型的摩擦值也會相對變化。

　　3.2Dahl模型

　　在Dahl模型中，當兩物體界面沒有達到最大靜摩擦值之前，其摩擦界面中的接觸峰會與彈簧相類似，此時在兩界面中會出現(xiàn)預滑動位移現(xiàn)象。Dahl對這一現(xiàn)象用微分方程進行了描述，主要是描述摩擦力和位移關(guān)系之間的變化曲線。Dahl模型是一種連續(xù)模型，它能彌補靜態(tài)模型中狀態(tài)切換不連續(xù)問題的缺點，并運用切向柔順性把預滑動位移帶入到摩擦模型中。在機械系統(tǒng)中Dahl模型能對預滑動位移進行描述，也能對摩擦滯后進行預測，但它不能對靜態(tài)摩擦力進行描述，也沒有Stribeck效應。

　　3.3鬃毛模型

　　鬃毛模型用微觀角度來對兩物體表面接觸點的特性進行詮釋。如果兩運動物體的摩擦表面是彈性的鬃毛接觸，其上表面的剛度小于下表面，此時兩物體的運動會使鬃毛彈性出現(xiàn)變形，從而產(chǎn)生摩擦力，當兩物體相對運動速度增加時，鬃毛就會出現(xiàn)滑動。鬃毛模型能對摩擦模型的隨機特征進行準確捕捉，其缺點就是沒有對耗時問題進行計算，鬃毛之間的空間很狹隘，并且鬃毛有突然斷開的不連續(xù)性，這也就需要在很短的時間內(nèi)來對鬃毛模型的仿真積分進行計算，這樣的計算是需要大量時間的，所以，鬃毛模型在數(shù)值效果上不是很好，也因此不用于仿真。 　　3.4集成模型

　　集成模型是把摩擦在所有階段內(nèi)表現(xiàn)出的不同特征連接在一起，從而對摩擦特性進行全面的描述，它是一種較完善的摩擦模型。集成模型能充分反映出庫倫摩擦、粘性摩擦、靜摩擦力、Stribeck摩擦及摩擦滯后的摩擦現(xiàn)象，同時也能反映出摩擦的動態(tài)和靜態(tài)特征，其實把靜態(tài)摩擦和動態(tài)摩擦強硬的結(jié)合在一起，那就會有兩個狀態(tài)間的切換問題，這樣的切換問題從物理角度來來分析是不合理的，并且也沒有較為明確的物理意義，在一定程度上阻礙了模型的實際執(zhí)行，再加上此模型還有冗余參數(shù)，且模型結(jié)構(gòu)復雜，所以，集成模型在工程上的實用價值很小。

　　3.5Lugre模型

　　Lugre模型是Dahl模型的擴充，同時也是連續(xù)摩擦模型，該模型運用了鬃毛模型的思想，Lugre模型用一階段微分方程就能對所有動態(tài)摩擦和靜態(tài)摩擦進行了描述，比其它模型更能描述摩擦現(xiàn)象，它也比較適用于摩擦力補償?shù)脑O計和應用。Lugre模型的缺點是不能對摩擦模型的參數(shù)進行識別。

　　4摩擦補償

　　摩擦會在一定程度上對伺服系統(tǒng)造成較大影響，在不同的系統(tǒng)中，對摩擦進行補償?shù)哪康囊膊槐M相同。摩擦補償分為兩大類，一類是非模型補償，另一類是基于模型補償。非模型的補償在原理上相對簡單，在對兩物體相對速度是零時的補償力有限，因為補償能力的提高關(guān)系到機械系統(tǒng)中的很多因素，所以非模型的補償方法在應用方便受到很大的限制;基于模型的補償是要根據(jù)現(xiàn)有的模型，并在系統(tǒng)中施加控制作用，對于出現(xiàn)在各個時段的摩擦力予以抵消。基于模型的補償方法不能確定模型的摩擦參數(shù)，為了解決摩擦問題，目前的研究方向是基于智能控制的摩擦補償方法，具體為重復控制方法、模糊控制方法、神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法。

　　5結(jié)語

　　摩擦廣泛存在于自然界中，并會對機械中的精密系統(tǒng)產(chǎn)生影響，因此科學合理地解決機械系統(tǒng)中的摩擦問題是當前的研究方向。本文對各種摩擦模型進行了分析，對于不同的控制要求，要運用不同的模型來對摩擦進行描述。摩擦模型的建立和研究是具有很大的理論和現(xiàn)實意義。

　　機械電子工程畢業(yè)論文范文篇2

　　論新舊混凝土機械連接的方法和受力性能

　　0 引言

　　新舊混凝土界面的連接質(zhì)量是結(jié)構(gòu)加固工程的關(guān)鍵問題，界面的粘結(jié)滑移情況、受力性能分析、界面處理和界面劑的研究等都是國內(nèi)外工程界著力探討的方向[1]。研究試驗和工程實踐表明，僅僅依靠新舊混凝土界面處理和有效粘結(jié)，難以滿足混凝土耐久性和實際承載力的需求，因此，提出了利用機械連接件來加強新舊混凝土的界面強度。

　　1 新舊混凝土機械連接方法初探

　　在結(jié)構(gòu)加固工程中，最基本的加固方法是擴大截面法，在原有的舊混凝土表面增加新的混凝土和配筋，新舊混凝土的結(jié)合面受力始終是一個薄弱環(huán)節(jié)。在新舊混凝土連接處加入機械連接件，不僅可以提高界面承載力，還可以減少新混凝土和配筋量，降低工程加固成本。近年來，最常用的機械連接件有植筋、錨桿、螺栓和射入式螺釘，連接件的形式、數(shù)量、分布及孔深等對連接效果影響非常大，然而，此類連接件的加固設計和參數(shù)選擇方法基本上還停留在經(jīng)驗設計和數(shù)據(jù)參考階段，而作為承受豎向荷載的主要受力構(gòu)件，受壓構(gòu)件的加固設計理論研究更少，混凝土柱更容易由于各種原因而導致承載力不足，新舊混凝土結(jié)合面的剪力不能有效傳遞。針對混凝土圓柱的加固，本文提出自鎖錨桿機械連接件和鋼管自密實混凝土結(jié)合的復合型加固方法，在原柱周邊按一定間距布置自鎖錨桿(自鎖錨桿施工過程見圖1)，使外包壓型鋼板套與原受壓構(gòu)件表面留有一定的空隙，自鎖錨桿與鋼板焊接固定后，利用自密實混凝土填實空隙。

　　自鎖錨桿是由武漢武大巨成加固實業(yè)有限公司研制的一種新型錨桿，在施工中先擴孔后灌注無機材料，由于軸向壓力作用端部有自鎖力，這種錨桿將機械自鎖與無機粘結(jié)材料結(jié)合起來，形成了耐熱、耐水、高效的錨固新技術(shù)，比較起普通的植筋技術(shù)，具有明顯的優(yōu)勢。在新舊混凝土結(jié)合中，自密實混凝土充當“新”混凝土材料，其自重作用下的流動密實性可以很好地填充鋼管和原混凝土柱之間的空隙，其微膨脹作用使得“新”混凝土和鋼管以及“新舊”混凝土之間的結(jié)合更加緊密。此外，新舊混凝土作為鋼管混凝土柱的核心部分，處于三向受壓狀態(tài)，該種加固技術(shù)利用鋼管和混凝土兩種不同材料在受力過程中的相互作用，最終使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性得到改善。因此，自鎖錨桿機械連接件和鋼管自密實混凝土結(jié)合的復合型加固法，通過自鎖錨桿和鋼管的連接，具有較好的安全性、經(jīng)濟性和可靠性。

　　2 新舊混凝土加固后受力性能分析

　　廣西梧州市云龍西江特大橋某橋墩采用了自鎖錨桿機械連接件和鋼管自密實混凝土結(jié)合的復合型加固方法。在修復后結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測的基礎(chǔ)上，本文運用ANSYS大型有限元軟件對該橋墩柱進行了數(shù)值仿真模擬，將仿真計算結(jié)果與現(xiàn)場檢測報告的數(shù)據(jù)作綜合對比，從而進一步研究圓形橋墩柱的加固后的受力性能及仿真模型的準確性。

　　2.1 有限元模型的建立

　　仿真模型的建立采用實體建模，六面體網(wǎng)格劃分，鋼筋與混凝土采用整體式模型，錨桿和鋼板采用分離式模型。

　　2.1.1 單元類型

　　新舊混凝土采用Solid65三維實體帶筋單元，自鎖錨桿采用beam188梁單元，鋼板套采用solid45實體單元。

　　2.1.2 本構(gòu)關(guān)系

　　混凝土本構(gòu)模型采用多線性隨動強化的彈塑性模型，通過考慮計算單元剛度和應力時的拉伸強化效應，反映單元開裂后混凝土與鋼筋的共同工作性能。破壞準則采用ANSYS默認的拉應力準則和W―W準則。輸入的單軸受壓下的應力應變曲線采用我國《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》中的公式，并且不考慮下降段。

　　2.1.3 材料參數(shù)

　　原柱混凝土等級為C25，取其重度為2600kg/立方米，彈性模量為2.8E+4MPa，泊松比0.18，抗壓強度由橋墩柱抽芯檢測報告的數(shù)據(jù)取39MPa;填實的微膨脹混凝土等級為C30，取其重度為2600kg/立方米，彈性模量為3.0E4MPa，泊松比0.2，抗壓強度取48MPa;橋墩柱縱筋均為II級鋼筋，箍筋均為I級鋼筋，經(jīng)過計算，墩柱縱向配筋率為0.49%，環(huán)向配筋率為0.078%。 　　2.1.4 模型的建立

　　對整個加固后的橋墩B柱建模如圖2所示，模型包括原柱混凝土單元、新混凝土單元、鋼筋單元、自鎖錨桿單元及鋼板套單元。

　　2.2 結(jié)果分析

　　為了驗證模型的正確性，由ANSYS輸出的理論結(jié)果與檢測報告的實測數(shù)據(jù)作對比。如表1、表2所示。

　　由表1和表2可知，該橋墩柱的有限元理論模擬計算結(jié)果與工程實際的檢測結(jié)果基本相符，說明本文仿真模型的正確性，利用有限元軟件ANSYS可以較為準確地模擬分析實際工程。在不同的工況下，橋墩柱的順水及順橋的水平方向位移變化幅度在3mm-5mm之間，實測數(shù)據(jù)沒有呈現(xiàn)一定的規(guī)律變化，原因是測量誤差導致，傾斜度近似為0，說明在橋面上通過汽―20級車輛荷載時沒有增加墩柱的水平位移和傾斜度，因此，加固后的橋墩剛度良好。而各種工況下的最大豎向壓應力也較小，均無拉應力出現(xiàn)，說明墩柱安全，新舊混凝土界面剪應力傳遞可靠，新舊混凝土和鋼套之間粘結(jié)良好，可以共同受力。

　　3 小結(jié)

　　本文提出了采用自鎖錨桿機械連接件和鋼管自密實混凝土結(jié)合的復合型加固方法。通過工程實例檢測數(shù)據(jù)分析新舊混凝土機械連接的整體受力性能，運用大型有限元軟件ANSYS模擬加固的橋墩柱構(gòu)件，建立了自鎖錨桿連接增強新舊混凝土共同工作性能的計算模型，通過和現(xiàn)場檢測報告的數(shù)據(jù)對比分析，理論研究和檢測的數(shù)據(jù)相近，說明了本文研究的加固圓柱模型的正確性。而通過數(shù)值仿真計算可以迅速地得到橋墩柱構(gòu)件的應力應變狀態(tài)和變形以及更多詳細的信息，可以大大減少工作人員現(xiàn)場檢測的工作量，提高工作效率和節(jié)省加固費用。因此，自鎖錨桿機械連接件和鋼管自密實混凝土結(jié)合的加固法可以有效增強新舊混凝土結(jié)合面的承載力，從而提高了整體的剛度達到良好的加固效果。