近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中發(fā)生了很大的變化,在這種情況下,機(jī)械電子工程的發(fā)展也有了很大的變化。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于機(jī)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(jī)械電子工程畢業(yè)論文范文篇1

　　淺析機(jī)械系統(tǒng)中摩擦模型

　　1引言

　　在大自然界中摩擦無(wú)處不在，摩擦作為非線性物理現(xiàn)象的一種并存在于兩運(yùn)動(dòng)物體之間，在日常生活中，有些摩擦是有利的，比如人和車(chē)輛在路上行走，還有日常生活中的夾持、切割、洗刷等，機(jī)械設(shè)備中的摩擦壓力機(jī)、摩擦離合器、摩擦傳動(dòng)機(jī)、摩擦自動(dòng)裝置等，但在機(jī)械系統(tǒng)中摩擦受各種因素的影響會(huì)對(duì)機(jī)械的精密系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)不良影響。為了消除摩擦帶來(lái)的不良影響，技術(shù)人員也運(yùn)用了不同的方法來(lái)進(jìn)行改善，也在其中運(yùn)用了摩擦模型的補(bǔ)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(diǎn)，要想在實(shí)際使用中發(fā)揮良好的效果，就務(wù)必要掌握各種模型的適用范圍、構(gòu)成原理和自身特點(diǎn)。本文就對(duì)機(jī)械系統(tǒng)中的摩擦模型進(jìn)行了闡述。

　　2摩擦現(xiàn)象分析

　　摩擦現(xiàn)象是兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物的接觸面之間存在的切向作用力，在現(xiàn)實(shí)生活中，有很多的因素都會(huì)產(chǎn)生摩擦現(xiàn)象，比如潤(rùn)滑情況、速度、兩物體表面的接觸情況、滑動(dòng)速度的情況等。技術(shù)人員也對(duì)摩擦現(xiàn)象進(jìn)行了研究，根據(jù)各種實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果也對(duì)摩擦現(xiàn)象的本質(zhì)有了一定的了解，下文對(duì)生活中比較常見(jiàn)的摩擦現(xiàn)象進(jìn)行分析。

　　2.1庫(kù)倫摩擦

　　庫(kù)倫摩擦是運(yùn)行摩擦中比較典型的摩擦現(xiàn)象，也是較早進(jìn)行研究的一種物理運(yùn)動(dòng)，庫(kù)倫摩擦力的大小是由兩運(yùn)動(dòng)物之間的接觸面積來(lái)決定的，庫(kù)倫摩擦與運(yùn)動(dòng)方向是反比的關(guān)系，但庫(kù)倫摩擦?xí)S著法向荷載的變化而發(fā)生改變，速度幅值的變化不會(huì)對(duì)庫(kù)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(yùn)動(dòng)速度和粘性摩擦是正比關(guān)系，運(yùn)動(dòng)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(lái)進(jìn)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(yùn)動(dòng)速度是反比關(guān)系，具體表現(xiàn)是：物體運(yùn)動(dòng)速度增加，Stribeck摩擦力會(huì)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(lái)描述兩物體從靜止到運(yùn)動(dòng)這一過(guò)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(lái)決定的，而兩物體之間的相對(duì)速度對(duì)靜摩擦力沒(méi)有任何影響，靜摩擦力與庫(kù)倫摩擦力相比，靜摩擦力值要大于庫(kù)倫摩擦力值。

　　2.5頂滑動(dòng)位移

　　頂滑動(dòng)位移是當(dāng)兩個(gè)物體發(fā)生接觸時(shí)，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(huì)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，這種位移的變化是很小的。頂滑動(dòng)位移現(xiàn)象和彈簧是非常相似的，頂滑動(dòng)位移的摩擦力不能用速度函數(shù)來(lái)描述，因?yàn)樗且环N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(duì)滑動(dòng)速度變化的情況，其中兩物體的滑動(dòng)速度和摩擦力會(huì)形成遲滯環(huán)，當(dāng)滑動(dòng)速度降低時(shí)，摩擦滯后值會(huì)小于加速時(shí)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(dòng)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(duì)速度的函數(shù)來(lái)進(jìn)行描述，從而對(duì)靜態(tài)模型進(jìn)行了詮釋。而靜摩擦模型的建模在靜摩擦界面中是沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的，單從力學(xué)角度來(lái)分析，靜擦模型在法向和切向上的接觸都是屬于柔性的;動(dòng)態(tài)模型是把摩擦力用兩物體相對(duì)速度和位移函數(shù)來(lái)進(jìn)行描述，這樣一來(lái)不僅能對(duì)摩擦的靜態(tài)特征進(jìn)行描述，還能對(duì)動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行描述，所以動(dòng)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(kù)倫模型

　　技術(shù)人員依據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果印證得出，庫(kù)倫模型的摩擦力會(huì)隨著法向荷載的變化而發(fā)生改變，但與兩物體的運(yùn)動(dòng)方向是呈反比關(guān)系，與兩物體的速度變化值無(wú)關(guān)。庫(kù)倫摩擦模型是較早來(lái)進(jìn)行描述摩擦模型的一種模型，庫(kù)倫模型的摩擦力是用速度方向函數(shù)來(lái)進(jìn)行描述的，所以，庫(kù)倫模型的表達(dá)也在一定程度上受到了限制，并且只能對(duì)兩物體的摩擦力在運(yùn)動(dòng)速度大于零時(shí)進(jìn)行描述，倘若兩物體的運(yùn)動(dòng)速度是零，那么庫(kù)倫模型的摩擦值也會(huì)相對(duì)變化。

　　3.2Dahl模型

　　在Dahl模型中，當(dāng)兩物體界面沒(méi)有達(dá)到最大靜摩擦值之前，其摩擦界面中的接觸峰會(huì)與彈簧相類似，此時(shí)在兩界面中會(huì)出現(xiàn)預(yù)滑動(dòng)位移現(xiàn)象。Dahl對(duì)這一現(xiàn)象用微分方程進(jìn)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(bǔ)靜態(tài)模型中狀態(tài)切換不連續(xù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，并運(yùn)用切向柔順性把預(yù)滑動(dòng)位移帶入到摩擦模型中。在機(jī)械系統(tǒng)中Dahl模型能對(duì)預(yù)滑動(dòng)位移進(jìn)行描述，也能對(duì)摩擦滯后進(jìn)行預(yù)測(cè)，但它不能對(duì)靜態(tài)摩擦力進(jìn)行描述，也沒(méi)有Stribeck效應(yīng)。

　　3.3鬃毛模型

　　鬃毛模型用微觀角度來(lái)對(duì)兩物體表面接觸點(diǎn)的特性進(jìn)行詮釋。如果兩運(yùn)動(dòng)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(shí)兩物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)使鬃毛彈性出現(xiàn)變形，從而產(chǎn)生摩擦力，當(dāng)兩物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度增加時(shí)，鬃毛就會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)。鬃毛模型能對(duì)摩擦模型的隨機(jī)特征進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉，其缺點(diǎn)就是沒(méi)有對(duì)耗時(shí)問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算，鬃毛之間的空間很狹隘，并且鬃毛有突然斷開(kāi)的不連續(xù)性，這也就需要在很短的時(shí)間內(nèi)來(lái)對(duì)鬃毛模型的仿真積分進(jìn)行計(jì)算，這樣的計(jì)算是需要大量時(shí)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(duì)摩擦特性進(jìn)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(kù)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(shí)也能反映出摩擦的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特征，其實(shí)把靜態(tài)摩擦和動(dòng)態(tài)摩擦強(qiáng)硬的結(jié)合在一起，那就會(huì)有兩個(gè)狀態(tài)間的切換問(wèn)題，這樣的切換問(wèn)題從物理角度來(lái)來(lái)分析是不合理的，并且也沒(méi)有較為明確的物理意義，在一定程度上阻礙了模型的實(shí)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(fù)雜，所以，集成模型在工程上的實(shí)用價(jià)值很小。

　　3.5Lugre模型

　　Lugre模型是Dahl模型的擴(kuò)充，同時(shí)也是連續(xù)摩擦模型，該模型運(yùn)用了鬃毛模型的思想，Lugre模型用一階段微分方程就能對(duì)所有動(dòng)態(tài)摩擦和靜態(tài)摩擦進(jìn)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(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)和應(yīng)用。Lugre模型的缺點(diǎn)是不能對(duì)摩擦模型的參數(shù)進(jìn)行識(shí)別。

　　4摩擦補(bǔ)償

　　摩擦?xí)谝欢ǔ潭壬蠈?duì)伺服系統(tǒng)造成較大影響，在不同的系統(tǒng)中，對(duì)摩擦進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪康囊膊槐M相同。摩擦補(bǔ)償分為兩大類，一類是非模型補(bǔ)償，另一類是基于模型補(bǔ)償。非模型的補(bǔ)償在原理上相對(duì)簡(jiǎn)單，在對(duì)兩物體相對(duì)速度是零時(shí)的補(bǔ)償力有限，因?yàn)檠a(bǔ)償能力的提高關(guān)系到機(jī)械系統(tǒng)中的很多因素，所以非模型的補(bǔ)償方法在應(yīng)用方便受到很大的限制;基于模型的補(bǔ)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(duì)于出現(xiàn)在各個(gè)時(shí)段的摩擦力予以抵消。基于模型的補(bǔ)償方法不能確定模型的摩擦參數(shù)，為了解決摩擦問(wèn)題，目前的研究方向是基于智能控制的摩擦補(bǔ)償方法，具體為重復(fù)控制方法、模糊控制方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　摩擦廣泛存在于自然界中，并會(huì)對(duì)機(jī)械中的精密系統(tǒng)產(chǎn)生影響，因此科學(xué)合理地解決機(jī)械系統(tǒng)中的摩擦問(wèn)題是當(dāng)前的研究方向。本文對(duì)各種摩擦模型進(jìn)行了分析，對(duì)于不同的控制要求，要運(yùn)用不同的模型來(lái)對(duì)摩擦進(jìn)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(shí)意義。

　　機(jī)械電子工程畢業(yè)論文范文篇2

　　論新舊混凝土機(jī)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(wèn)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(guó)內(nèi)外工程界著力探討的方向[1]。研究試驗(yàn)和工程實(shí)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(shí)際承載力的需求，因此，提出了利用機(jī)械連接件來(lái)加強(qiáng)新舊混凝土的界面強(qiáng)度。

　　1 新舊混凝土機(jī)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(kuò)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(gè)薄弱環(huán)節(jié)。在新舊混凝土連接處加入機(jī)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(lái)，最常用的機(jī)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(duì)連接效果影響非常大，然而，此類連接件的加固設(shè)計(jì)和參數(shù)選擇方法基本上還停留在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)理論研究更少，混凝土柱更容易由于各種原因而導(dǎo)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(duì)混凝土圓柱的加固，本文提出自鎖錨桿機(jī)械連接件和鋼管自密實(shí)混凝土結(jié)合的復(fù)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(guò)程見(jiàn)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(shí)混凝土填實(shí)空隙。

　　自鎖錨桿是由武漢武大巨成加固實(shí)業(yè)有限公司研制的一種新型錨桿，在施工中先擴(kuò)孔后灌注無(wú)機(jī)材料，由于軸向壓力作用端部有自鎖力，這種錨桿將機(jī)械自鎖與無(wú)機(jī)粘結(jié)材料結(jié)合起來(lái)，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(shì)。在新舊混凝土結(jié)合中，自密實(shí)混凝土充當(dāng)“新”混凝土材料，其自重作用下的流動(dòng)密實(shí)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(guò)程中的相互作用，最終使混凝土的強(qiáng)度得以提高，塑性和韌性得到改善。因此，自鎖錨桿機(jī)械連接件和鋼管自密實(shí)混凝土結(jié)合的復(fù)合型加固法，通過(guò)自鎖錨桿和鋼管的連接，具有較好的安全性、經(jīng)濟(jì)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(jī)械連接件和鋼管自密實(shí)混凝土結(jié)合的復(fù)合型加固方法。在修復(fù)后結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，本文運(yùn)用ANSYS大型有限元軟件對(duì)該橋墩柱進(jìn)行了數(shù)值仿真模擬，將仿真計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)作綜合對(duì)比，從而進(jìn)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(zhǔn)確性。

　　2.1 有限元模型的建立

　　仿真模型的建立采用實(shí)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(shí)體帶筋單元，自鎖錨桿采用beam188梁?jiǎn)卧?，鋼板套采用solid45實(shí)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(dòng)強(qiáng)化的彈塑性模型，通過(guò)考慮計(jì)算單元?jiǎng)偠群蛻?yīng)力時(shí)的拉伸強(qiáng)化效應(yīng)，反映單元開(kāi)裂后混凝土與鋼筋的共同工作性能。破壞準(zhǔn)則采用ANSYS默認(rèn)的拉應(yīng)力準(zhǔn)則和W―W準(zhǔn)則。輸入的單軸受壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線采用我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jí)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(qiáng)度由橋墩柱抽芯檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)取39MPa;填實(shí)的微膨脹混凝土等級(jí)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(qiáng)度取48MPa;橋墩柱縱筋均為II級(jí)鋼筋，箍筋均為I級(jí)鋼筋，經(jīng)過(guò)計(jì)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(duì)整個(gè)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(yàn)證模型的正確性，由ANSYS輸出的理論結(jié)果與檢測(cè)報(bào)告的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作對(duì)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(jì)算結(jié)果與工程實(shí)際的檢測(cè)結(jié)果基本相符，說(shuō)明本文仿真模型的正確性，利用有限元軟件ANSYS可以較為準(zhǔn)確地模擬分析實(shí)際工程。在不同的工況下，橋墩柱的順?biāo)绊槝虻乃椒较蛭灰谱兓仍?mm-5mm之間，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有呈現(xiàn)一定的規(guī)律變化，原因是測(cè)量誤差導(dǎo)致，傾斜度近似為0，說(shuō)明在橋面上通過(guò)汽―20級(jí)車(chē)輛荷載時(shí)沒(méi)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(yīng)力也較小，均無(wú)拉應(yīng)力出現(xiàn)，說(shuō)明墩柱安全，新舊混凝土界面剪應(yīng)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(jī)械連接件和鋼管自密實(shí)混凝土結(jié)合的復(fù)合型加固方法。通過(guò)工程實(shí)例檢測(cè)數(shù)據(jù)分析新舊混凝土機(jī)械連接的整體受力性能，運(yùn)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(qiáng)新舊混凝土共同工作性能的計(jì)算模型，通過(guò)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，理論研究和檢測(cè)的數(shù)據(jù)相近，說(shuō)明了本文研究的加固圓柱模型的正確性。而通過(guò)數(shù)值仿真計(jì)算可以迅速地得到橋墩柱構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)和變形以及更多詳細(xì)的信息，可以大大減少工作人員現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的工作量，提高工作效率和節(jié)省加固費(fèi)用。因此，自鎖錨桿機(jī)械連接件和鋼管自密實(shí)混凝土結(jié)合的加固法可以有效增強(qiáng)新舊混凝土結(jié)合面的承載力，從而提高了整體的剛度達(dá)到良好的加固效果。