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減振技術論文優選九篇

時間:2023-03-23 15:21:40

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減振技術論文

第1篇

在發生地震時,地震源向地表傳遞地震波,建筑物受地震波的影響,特別是對民用建筑物影響,會出現建筑物搖動、結構發生振動、變形、甚至倒塌。所以,消能減震技術在建筑物的應用是緩解地震災害沖擊的重要選擇。消能減震技術簡單的來說,就是通過技術手段把地震災害直接與建筑物的能量降低、減弱,把建筑物基礎結構支撐點、剪力墻等構件設計成耗能部件,基礎結構與建筑上部結構分離,通過耗能桿和阻尼器,防止地震能量向建筑物上部輸入,達到保護建筑安全的目的。

2民用建筑結構設計的主要消能減震技術措施

民用建筑的消能減震措施非常之多,有對地基進行特殊處理的,有設置抗震裝置的,也有對建筑結構上層進行設計的等。但在實際運用中,一個建筑物有可能都應用了以上幾種措施,有些會更多。但總的來說,建筑物的消能減震設計關鍵還在于地基采用的特殊減震材料和建筑隔震層的設計。

2.1建筑消能建筑材料的應用

消能減震材料的應用主要作用于建筑的地基,地震對建筑物的直接作用也是地基,所以建筑物要達到消能減震的最佳效果是在地基上做一些主要的設計,這樣也是最能達到效果,也是最直接的處理手段。建筑地基的隔震,通常是通過鋪設一些特殊的材料來削弱地震時的地震波,把地震產生的能量吸收一部分,達到消除地震波對上層建筑的破壞。在民用建筑結構設計中,消能減震措施都使用傳統的施工工藝,主要的材料是粘土和砂子,或者在地基上直接使用粘土和砂子墊層。隨著科學的發展進步,國際上很多建筑物把瀝青作為消能建筑的材料,并且達到很好的效果,現今已經得到了廣泛的應用。

2.2建筑基礎設置減震裝置和隔離層的應用

減震裝置和隔離層這種消能減震措施主要應用于建筑物在地基與建筑上部連接之間,減震裝置的設置可以對地震能量降低2/3左右,通常采用的辦法有摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等,應用比較靈活,對材料沒有局限,可根據具體情況進行選擇。建筑隔離層與隔離裝置相比效果不是非常明顯,它減震的效果在2/10左右,它的作用無法參與到建筑設計的整體中去,因此減震效果明顯差一些。但它適用于舊房的減震改建,施工簡單、易操作。所以兩者都是我們設計者值得關注的,充分體現它們的區別和作用是關鍵。

3對于建筑物消能減震技術的主要措施

3.1消能減震技術應用的加固措施

近年來,自然災害對建筑的損壞受到大部分人的關注,也是大家都關心的問題。隨著這種安全意識的加強,民用建筑抗震加固是人們迫切的需求。消能減震的應用也直接關系到人民生命財產的安全,所以在設計的時候,要在地基部分采用特殊材料處理之外,還需要設計減震裝置甚至是減震層來削弱地震對建筑物的作用力,確保能有效的對抗地震等自然災害。針對建筑物的抗震加固,我們一定要根據建筑物的結構設計和基礎條件等因素來完成相應的工作。

3.2在建筑物性能和需求的消能減震措施

在建筑物的消能建筑設計方法上,我們需要根據建筑物的基本性能和消能需求等作出有效的設計措施。而混合消能支撐系統(VD-BRB系統)是我們選擇的最佳措施,它的主要設計方法是在建筑物的底層配置防屈曲消能支撐,并在其它的建筑層配置粘滯阻尼器。所以在我們對建筑物進行消能減震設計的過程中,要精確進行結構驗算,在保證建筑物變形的最大限度、結構的最大承載力等是否符合規范要求,用最有力的數據來判斷消能減震技術的可行。如果可行,就需要我們確定阻尼器的數量和最大優化它的布置方式,保證結構達到預先驗算的結果;如果不能滿足建筑物性能和需求的,需要我們及時調整方案,增加阻尼器的數量和布置方式進行消能減震加固。所以混合消能支撐系統(VD-BRB系統)是建筑物面對不同的性能和需求時,可以實現有效的管控,因為它的變量只有阻尼器的變化,可以根據實際需要進行設計和應用。所以它的有效主要體現在以下幾個方面;

1)混合消能支撐系統(VD-BRB系統)有比較高的性價比;

2)對地震波能力可以第一時間反應和削弱消耗,降低建筑本身對抗的風險;

3)可配置子阻尼器合理的在各種自然災害中發揮作用;

4)采用改進的基于性能和需求的消能減震方法進行加固設計比較便捷。

5)阻尼器的應用有利于改善結構薄弱層的抗震性能;

第2篇

關鍵詞:衡陽市;蔬菜產業升級;無公害蔬菜基地;問題;對策

1存在的主要問題

近年來,衡陽市專業性蔬菜基地建設有了新起色,區域化種植出現了新亮點,科技興菜取得了新成效,質量安全監管有了新進展。目前衡陽市已建成十多個有一定規模的無公害蔬菜生產基地,祁東縣黃花菜基地10.7千公頃、檳挪芋基地4.0千公頃,三塘鎮前進、龍喚村的絲瓜基地0.3千公頃。湘江鄉、郁湖鄉的辣椒基地0.2千公頃,金甲嶺大白菜、辣椒、土豆、豆角、面薯、蘿卡基地0.53千公頃等,以上基地均已通過無公害產地認定和部分產品認證,同時,基地都在逐步向周邊鄉鎮擴展,規模不斷擴大。采用傳統農業與現代農業技術相結合,形成了一套具有衡陽特色的栽培制度,精耕細作,合理間套輪作,土地利用率較高,一年可達3,4茬以上。逐步重視本地的蔬菜基地的規劃和建設,新建一批專業性蔬菜基地,特別是珠暉區已經建成白鷺湖無公害蔬菜基地、東陽渡鎮的秋豆角基地、夸市芹菜基地、花園無公害蔬菜基地、城壕大棚基地等5個蔬菜基地,主要分布在酃湖鄉、和平鄉和茶山均鎮7蔬菜種植面積3.2萬畝,年蔬菜產量達14萬噸,占全市本地蔬菜60%以上,城區20%的蔬菜由珠暉區提供。雖然取得了不錯的成績,但還應該看到,目前的蔬菜種植在發展中存在的問題也非常突出,主要表現在以下幾個方面:

(1)蔬菜基地面積銳減,專業性蔬菜生產滑坡。如衡陽金甲特色農業有限公司市是衡陽市農業產業化“龍頭”企業,注冊資本178.8萬元,是集開發、種植、加工、銷售出口食品經營于一體的民營企業,其“珠暉”牌食用筍已通過無公害農產品認證、無公害農產品產地認證。公司現有以食用竹筍為主的無公害生產基地10000畝,年產鮮竹筍30000噸,其他無公害蔬菜10000噸,年加工“珠暉”牌干筍1250噸。但目前沒有無公害蔬菜深加工生產線,種植面積處于萎縮狀況,蔬菜大量依靠從外地調進,這些蔬菜的質量達不到標準,農藥殘留量超標,嚴重損害了市民的身體健康。

(2)資金投入不足,蔬菜基地基礎設施老化陳舊。近年來,蔬菜基本設施的建設項目上的不多,加上招商引資難度較大,農民自籌資金困難,農村金融組織對農業投入的扶持力度減弱等因素,使蔬菜生產的資金技入不充足,基地基礎設施建設明顯落后,例如設施栽培建設、水利排灌設施、渠溝、路,都需要投入大量的資金,由于建設投入及設施配套投入不足,大大的影響了蔬菜生產的產出效益和發展后勁。另外還有許多設施是蔬菜生產中的關鍵,如設施環境因子的調控、病蟲害綜合治理、連作障礙的克服等,還有待深入研究。

(3)蔬菜生產淡旺季明顯,市場需求難以平衡。當前衡陽市蔬菜生產以早春和秋冬栽培為主,產品上市集中在4-7月和10月-翌年3月份,品種齊,數量足,大量外銷,常出現季節性過剩,價格暴跌,如黃瓜、茄子、絲瓜、南瓜、豆角、辣椒等,但夏秋蔬菜生產面積偏小,品種較少,產量不足,無法滿足市場需求,只有從廣東、廣西調菜來滿足市場,存在市場供應季節的相對過剩和不足,旺季供應不平衡的問題。秋延蔬菜生產具有很大的市場,有較好的經濟效益和發展潛力,但衡陽市生產規模偏小,其發展受栽培習慣、技術水平和耕作模式等因素的影響較大,不能形成規模開發。

(4)質量監管尚未到位。衡陽市沒有建立無公害蔬菜認證體系,嚴重影響了無公害蔬菜的生產效益,影響了農民的增收。特別是農藥殘留、重金屬、亞硝酸鹽超標等問題,仍制約著衡陽市蔬菜產業的持續健康發展。

(5)產品銷售渠道不暢。產前、產中、產后的服務落后,為產業服務的技術推廣以及產品標準化制定、產品質量認證等尚與產業發展不相適應,目前沒有建立起為蔬菜生產銷售服務的組織和技術隊伍,尚未形成品牌生產,不利于開拓市場:產品與市場需求不能完全接軌,信息渠道不暢,生產滯后,不能迅速搶占市場。

此外,蔬菜產業的發展已嚴重滯后于城鎮發展水平;技術人才嚴重短缺,新技術推廣速度慢,蔬菜生產后勁不足。

2發展對策

(1)加快無公害蔬菜標準化生產基地建設。隨著城鄉居民生活水平的不斷提高、人們健康意識的逐步增強以及國內外蔬菜貿易中各種準入制度的相繼出臺,廣大消費者越來越注重蔬菜產品的質量和安全水平。盡快組織實施“衡陽市蔬菜產業升級工程”,不斷提高衡陽蔬菜產品的質量、衛生和安全水平,積極適應蔬菜產業發展的新形勢,盡快建立符合國際規范和食品安全要求的菜籃子產品生產營銷體制,在大力發展蔬菜標準化生產的基礎上,為更好地適應當前蔬菜產業發展的新形勢,打造衡陽無公害蔬菜名牌,促進蔬菜產業升級,讓廣大消費者吃上衛生、安全的放心菜,讓更多的農民從發展優質無公害蔬菜產業中得到實惠,因此,應加快無公害蔬菜標準化生產基地建設。到2015年之前建成100萬畝無公害蔬菜標準化生產基地,其中春菜30萬畝,越夏菜20萬畝,秋菜30萬畝,越冬菜20萬畝。

(2)無公害蔬菜產品質量檢測體系建設。要積極推行國、省和地方蔬菜種植標準,建設一批標準化蔬菜生產示范區,按標準化操作規程組織蔬菜生產。各級蔬菜行政主管部門要強化產地環境監測,控制源頭污染。要著重完善檢驗檢測體系。進一步完善市、縣檢測機構,并在基地、大型超市、蔬菜批發市場配備檢測設備和人員,加強檢驗檢測,保證上市蔬菜質量安全。要逐步推行蔬菜市場準入制度,構建起質量安全監管體系,保障消費安全。加快市監測中心、區縣檢測站、基地(市場、超市、加工企業)速測點三級監控網絡體系建設,為發展無公害蔬菜生產把關。進一步加強衡陽市菜籃子產品質量監督檢測中心建設,配備檢測儀器,完善檢測項目。積極推進區縣無公害蔬菜檢測站建設,每個區縣建設檢測站1處。在全市20個蔬菜批發市場、30個重點零售集貿市場、40個重點超市、20個加工企業和10個主要蔬菜生產基地建設速測點120處。

(3)優質無公害蔬菜產品營銷體系建設。建設無公害蔬菜重點批發市場20個,重點建設蒸湘區西園無公害蔬菜產地批發市場和珠暉區酃湖南元公害蔬菜銷地批發市場,逐步使之成為全市無公害蔬菜的信息中心、價格指導中心和產品集散中心。建設無公害蔬菜配送站10個,無公害蔬菜專賣點80個。

(4)無公害蔬菜信息網絡體系建設。建設衡陽市無公害蔬菜信息網絡平臺,設立基地、監測、配送、專賣、市場等欄目,涵盞全市蔬菜生產、加工、銷售各個環節,依托信息網無公害蔬菜產業政策、產銷銜接、技術標準、認證辦法、價格查詢、市場檢測等信息,擴大衡陽蔬菜在全國的知名度和影響力。

(5)加快以龍頭企業為載體的無公害蔬菜產業化建設。通過產業化運作,將無公害蔬菜的產前、產中、產后諸環節整合為完整的產業鏈條,實行一體化經營,形成系統內部有機結合、相互促進的利益機制,在更大范圍內實現資源優化配置。各區縣要立足本地實際,突出抓好區域內無公害蔬菜產業化重點項目建設。

(6)加強培訓,確保各項措施落到實處。開展不同層次的技術培訓與指導。一是有計劃地邀請有關高等院校、科研機構專家來衡陽市講課,重點對蔬菜技術骨干、科技帶頭戶進行無公害蔬菜生產技術培訓;二是組織市、區縣兩級技術骨干對主要蔬菜基地的菜農進行全面技術培訓,提高科技素質和科學種菜水平;三是向廣大菜農發放技術規程、明白紙、光盤、書籍等技術資料;四是在蔬菜生產關鍵季節組織開展“專家下鄉送科技”活動,實地指導,解決技術難題。

(7)合理布點,建好市場。市政府要督促西園蔬菜批發市場加快新市場的建設進度,盡快投入使用。同時,要科學選址,在江東、江西規劃建設與蔬菜產業發展相適應的蔬菜綜合批發市場、專業批發市場或季節性批發市場,形成市場網絡。要以搞活蔬菜流通為重點,大力發展蔬菜營銷大戶,培育和建立貿工農、產加銷一體化的蔬菜營銷體系。

(8)以點帶面,示范引導。各區縣要選擇蔬菜栽培基礎條件好、菜農素質高、示范帶動作用強的地區建立無公害蔬菜生產技術示范點,進行蔬菜新品種、新技術的引進、試驗和生產示范。同時要選擇銷售量大、管理規范的超市建立無公害蔬菜專賣示范點。要及時總結經驗,通過定期召開現場觀摩會、報告會、總結會、組織參觀學習等方式及時推廣典型經驗,切實起到以點帶面的作用。

(9)實行市場準入制度。盡快制定出臺衡陽市無公害蔬菜市場準入的規范性文件,實行市場準入制度。對所有上市蔬菜進行質量準入管理,杜絕不合格蔬菜進入市場銷售。市場或超市管理單位負責對上市的蔬菜進行產品質量檢查,市、區縣蔬菜檢測機構要定期或不定期進行市場蔬菜抽檢,確保質量。積極推行蔬菜產地條碼或標簽標識制度,標明產地、生產者姓名和生產時間。發現質最不合格的蔬菜產品,要根據標識追究生產者的責任。

第3篇

從普遍意義上來說,實驗過程中或多或少會遇見一些比較難的實驗,但是要是不進行相關聯系操作會使得技術人員當下無法熟練掌握相關技術,但是要進行成功幾率比較低,再者技術人員需要針對元器件發生故障時候對電路或者其它部分產生什么樣的影響,該采取怎么樣的解決辦法。單方面站在理論方面的角度來說,能夠針對當時存在的問題進行具體分析,甚至是得到比較精確的數據效果,但是將其運用到實際過程中發現,純粹的理論知識并不能夠解決實際問題,相反倘若沒有處理好會使得影響進一步擴大,但是將仿真技術應用到電子專業中能夠有效解決這個問題,技術人員只要依據自身需要對相關參數進行適當調整,就能夠順利解決元器件出現問題的各種情況,從而在后期操作中有效提升工作效率,為其未來獲得更深層次的發展奠定堅實基礎。

2分析仿真技術的實驗手段和應用實踐

2.1實驗手段

通過仿真技術對即將或者準備進行的實驗的電路進行分析,也就是在這個過程當中需要輸入電路實驗信息,依據先前制定的計劃執行,然后在這個基礎之上進行分析處理,其主要包括很多方面:電路靜態、動態特性以及傳輸特性等諸多部分,也可以依據實際情況進行處理,利用交換操作和合作對話等方式,在整體選擇中選擇最佳工作狀態,最終完成打印和輸出。根據之前制定好的計劃,按照操作步驟進行操作,為實際電路的測量和計算機輸出奠定堅實理論基礎,將兩者進行比較并找出其存在的差異。依據參數對相關設計進行相應的調整,在各方面都完成之后進行仿真設計,這樣能夠確保實驗的順利完成,也能夠確保所獲得的數據具有精確性,并且將所學理論知識更好的運用到實際中,解決更多的問題。

2.2模擬仿真技術的應用實踐

在一些工作環境當中,模擬仿真技術在電子專業中到了的廣泛認可和應用,從某種意義上來說這是對工作方式的創新,而技術人員也更加喜歡這種新型的工作模式,不僅可以提前避免危險和工作當中不正確的操作,能夠將所學知識更好的運用到實際過程中。再加上模擬元器件同設備的相似度比較高,為技術人員進行專業學習提供了方面,且在參與到仿真實驗過程中能夠增強動手能力,自己安插元件,自己設置參數,能夠獨立解決實驗中出現的問題,自己不僅僅在技能方面有了顯著提升,自己對知識的運用能力也得到提高,為其未來更好的適應社會發展需要奠定堅實基礎。

3結語

第4篇

關鍵詞:城鎮規劃建設;協調發展;基礎設施建設

中圖分類號:[F299.22]文獻標識碼: A 文章編號:

一、城鎮規劃建設的重要意義以及實現目標

為了逐步改善城鄉經濟發展的差距,促進城鄉經濟的全面協調發展,進一步全面提升我國經濟發展品質的宏偉目標,農村城鎮化建設是順應社會發展的必然趨勢與要求。自進入21世紀以來,我國加大了農村城鎮化建設的力度,對推動農村經濟快速發展具有重要作用,也為促進我國國民經濟健康發展提供了重要保證。我國城鎮規劃建設主要是為實現以下兩點戰略目標:

以基礎設施建設為中心,實現全面協調發展

實現全面協調發展是城鎮規劃建設要實現的首要目標。城鎮規劃建設必須緊緊圍繞基礎設施建設為中心,用科學的規劃方案有序地開展并推進具有特色經濟的城鎮化建設工作,努力形成整體協調發展的格局。在進行城鎮規劃過程中,必須強調城鎮經濟與區域經濟發展的協調、資源與城鎮發展的協調以及基礎設施與城鎮發展的協調。我國大多數小城鎮的建設缺乏科學的規劃管理,呈現出規模較小、結構分布不合理以及發展水平較低等特點,因此城鎮規劃建設體系中必須重點明確核心城市的發展,科學合理地規劃空間結構分布,提高改善城鄉經濟的發展。同時,要結合自身的實際情況特點,合理利用其各種資源,加強基礎設施建設,促進合理、協調的城鎮化體系的形成。

2、實現科學整合規劃,縮小城鄉經濟發展的差距

城鎮規劃建設必須充分利用其區位條件優勢,著重優先扶持發展核心城鎮,并對其他小城鎮按照自身的地域特征等等進行科學整合,采取以中心城鎮發展帶動小城鎮發展的策略,從整體上提升農村經濟發展的品質,逐步縮小城鄉經濟發展的差距,全面實現小康水平,促進國民經濟的持續快速發展,這也是進行城鎮規劃建設所要達到的最終目標。

我國城鎮規劃建設管理的現狀及存在的問題

1、城鎮規劃建設缺乏長遠科學的規劃

目前我國部分城鎮規劃建設缺乏長遠科學的規劃,主要體現在:第一,有些地區對自身客觀條件沒有全面地加以衡量,不顧及自身的經濟發展水平與建設能力,而盲目地追隨形勢進行大規模地城鎮化重復建設,結果不僅沒有把城鎮規劃建設做好,還造成大量的資源浪費。第二,部分城鎮的建設并不根據當地的實際情況特點來規劃制定適合自己發展的道路,而存在盲目的攀比性,完全照搬別人的經驗,而導致最后的規劃建設具有很多的不合理性,不適合自己的道路不但不能推動當地經濟的發展,相反會一定程度上阻礙其經濟的發展。第三,在城鎮建設規劃過程中,把城鎮的建設脫離了周圍城市建設的體系,使得當地城鎮的發展與周圍大城市甚至周邊的其他城鎮發展出現脫節,以致于城鎮的建設不能借助于大城市建設的帶動作用,進而使得城鎮的發展十分緩慢。

城鎮建設資金短缺,基礎設施建設滯后

財政投入不足,資金嚴重短缺是我國城鎮化建設中存在的一大問題,這也是制約城鎮化建設的主要因素。目前我國城鎮化建設的主要資金來源還是依靠政府,融資體制過于單一,財政投入畢竟有限并不能充分滿足建設的需要,從而使得部分基礎設施建設明顯滯后,很大程度上制約了城鎮經濟的發展。

城鎮化建設規模偏小,缺乏有效的產業帶動

我國農村城鎮化建設的規模普遍較小,人口與產業的聚集力度與強度不夠,在人力、技術等生產要素上對周邊地區的吸引力不夠,城鎮的規模效應不明顯,缺乏有效的產業來帶動當地的經濟增長,使得城鎮的發展后勁不足,放緩了城鎮經濟的發展速度。同時,由于在中國經濟飛速發展的當下,激烈的社會競爭大大增加了人口、技術以及資本等的流動性,給當地經濟的發展帶來了許多不確定因素,從而一定程度上加大了城鎮化建設的規劃難度,使得城鎮規劃建設不能得到充分的落實與發揮作用,進一步阻礙了城鎮經濟的發展。

結語

城鎮規劃建設是我國社會主義市場體制下實現可持續全面協調發展的必然要求,是順應經濟社會發展的必然趨勢。城鎮化建設的過程實質上就是不斷縮小城鄉差距、消除城鄉二元體制結構的過程,推動城鎮規劃建設對我國農村經濟甚至國民經濟的發展都有著十分深遠的意義。但目前我國城鎮規劃建設仍存在著一些問題,其制約著城鎮經濟的發展進程,而如何在明確分析問題的基礎上相應提出合理的解決對策與方案,進一步搞好城鎮規劃建設工作,促進我國經濟全面協調發展,是擺在我們面前十分嚴峻且值得深思的問題。

參考文獻:

第5篇

緩沖材料及其應用

1常用緩沖材料

發泡植物纖維是近幾年來研究的一個熱點,國內外都在努力開發這類材料。國外主要研究不添加化學發泡劑,通過水蒸氣的作用發泡,形成顆粒型發泡紙漿;而國內則是采用發泡劑產生發泡,工藝較簡單,但是生產和使用后對環境具有隱患,該技術還有待改進和提高。順應當代環保及綠色理念,許多新型緩沖材料不斷產生。成培芳等以淀粉/纖維作為原料制備可降解緩沖包裝材料。Shi等和Lu等分別以向日葵莖稈和毛竹竹漿作為開發生物緩沖包裝材料的原料,與發泡聚乙烯材料相比較,其物理特性和緩沖系數表現出更好的防護性能,并且安全無污染,可以替代石化產品作為新型的生物緩沖包裝材料。

2緩沖材料的減振作用

研究各種緩沖材料的減振效果,有助于設計和開發減振包裝。不同緩沖材料類型、緩沖材料的厚度、包裝結構吸收振動沖擊的能量不同,減振效果表現不同。緩沖材料對果蔬振動保護的作用主要在于緩沖襯墊對沖擊能量的吸收、沖擊對緩沖襯墊的壓縮變形,緩沖材料的種類、厚度、包裝結構對其減振效果都有一定的影響。了解各種因素對減振效果的影響對減振包裝設計具有很強的理論指導作用。

2.1材料種類

具有高滯后吸收能量的材料,如塑料、紙板、泡沫、植物纖維等,均能夠減少運輸中振動損傷的程度,但是不同的緩沖材料對果蔬減振效果不同。Raghav和Gupta用寬松的水稻秸稈和紙碎片作為水果層之間的緩沖材料,發現沒有緩沖包裹的水果比包裹的水果腐爛速度要快得多,說明水果層之間的緩沖材料有利于減少運輸振動損傷。以竹籃為包裝材料時芒果損傷程度嚴重,以泡沫網包裹的瓦楞紙箱對芒果具有最優的保護作用。紙包裹和泡沫網都能大大減少黃花梨的運輸振動,泡沫網緩沖材料對于保持黃花梨貯運品質效果更好,而紙包裝的黃花梨酶活性比泡沫網箱高出許多,但是硬度反而降低。Jarimopas等發現塑料和紙板均具有降低沖擊損傷作用,但是紙板的減振效果優于塑料板,緩沖能量與蘋果的大小無關。Chonhenchob和Singh認為紙板緩沖和泡沫網緩沖材料具有相似的保護作用,但是紙板包裝更有利于番木瓜的成熟。但是Çakmak等認為在中長期高速運輸過程中,紙板包裝運輸增加了果品內部的溫度,導致果品品質的降低,而聚苯乙烯包裝盒可以減小這種負面反應。李春飛等也發現,采用瓦楞紙板襯墊、發泡塑料網作緩沖包裝時,均可有效地降低蘋果損傷率,發泡塑料網對蘋果的整體保護特性優于瓦楞紙板襯墊。

2.2材料厚度

不同厚度的緩沖材料產生不同的緩沖作用,在一定范圍內,緩沖材料的厚度越大,緩沖吸收能量越大,減振效果好。多層瓦楞紙板能量吸收顯著大于單層,多層瓦楞紙板抗沖擊能力強,雙壁瓦楞紙板箱較單壁有利于減少蘋果的損傷率。當緩沖材料厚度超過一臨界值時,甜羅望子損傷率不再發生變化,以30%5mm大小的泡沫球與甜羅望子混合在15cm直徑、20cm高度的瓦楞紙箱中,甜羅望子的損害率最小。

2.3包裝結構

包裝結構的不同對緩沖性能也有一定的影響,盧立新等研究表明,瓦楞紙板襯墊與隔檔可以減小梨損傷率達15%~25%,瓦楞紙板襯墊、隔檔以及網罩的聯合包裝形式可以使梨損傷率減小35%~45%。實際物流過程中,果品常常堆積多層,研究發現多層蘋果的總損失體積與其吸收總能量存在線性關系,而其中的單個蘋果不存在線性關系,盧立新建立了多層果實跌落沖擊模型。

包裝箱所處堆碼層數對果實的振動損傷有重要的影響,最上層包裝箱內梨果實的損傷最大,最下層梨果實的損傷次之,中間層梨果實的損傷最小;在同一包裝箱內,最上層梨果實損傷最大,中間兩層次之,最下層最小。但是李春飛等研究發現,瓦楞紙板內部隔檔可以減小蘋果的損傷率,同一種緩沖包裝的中間層蘋果的損傷率最大,底層蘋果損失率次之,頂層蘋果損傷率最小。雙壁瓦楞紙板箱較單壁減振效果較好,多層瓦楞紙板作為緩沖介質夾層結構減振效果較好,因為多層波紋夾層結構振動能量吸收顯著大于單層結構,多層瓦楞紙板具有重復抗沖擊能力,減小果實的振動損傷程度。

模擬振動試驗

運輸過程中不同路面造成的沖擊和振動之間的加速度存在明顯差異,在模擬振動損傷時,必須把沖擊和振動分開,達到實際振動隨機性。通過模擬運輸試驗,在實驗室內再現實際運輸環境,通過包裝內果蔬的損傷情況來評定包裝系統的減振效果,是目前開發或改進緩沖包裝,解決果蔬運輸損傷的最有效途徑。康維民等通過模擬運輸振動試驗,確定了運輸模擬試驗的振動頻率、振動加速度、振動時間參數。Thompson等通過模擬振動運輸開發了一套新的水果包裝系統,當結合一個塑料翻蓋或瓦楞紙板控制器時,這套包裝運輸系統幾乎可以防止梨的所有振動損傷。

1振動頻率

通過模擬實際運輸條件,在一定頻率范圍內進行振動掃描,確定共振頻率。黃翔飛等發現,共振頻率隨著包裝箱層數的增加而增大,箱內梨果實的共振頻率隨著激勵源加速度的增加而減小。在相同加速度條件下,振動頻率越小,梨越容易產生損傷。因此,果蔬損傷主要產生在低頻范圍內,Barchi等研究發現,在頻率為13-25Hz范圍內,枇杷損傷從底部到頂部逐漸加強。Shahbazi等模擬卡車運輸西瓜的研究中也發現,在7.49Hz和13.03Hz產生損傷率峰值。但是,Berardinelli等模擬梨運輸振動損傷時發現,振動頻率與振動加速度會產生交互作用,在出現振動加速度峰值的頻率范圍內,不同包裝箱所處位置所受的振動加速度不同,因此在減振包裝設計時,應考慮到多方面的影響因素。

2振動加速度

振動加速度分為穩定振動條件和隨機振動條件下的加速度,隨機振動條件下進行模擬振動試驗,以隨機振動加速度進行實際運輸時間的振動,水果的振動損傷和實際運輸條件下的相同。振動時間和振動加速度具有相關性,為提高試驗效率,縮短試驗時間,在進行模擬振動試驗時,可以通過改變振動加速度來確定振動時間。模擬振動時間越長,梨果實損傷越大。

振動時間對梨果實損傷也受到包裝方式的影響,不同包裝方式條件下,梨果實損傷隨振動時間的變化不同。振動加速度越大,梨越容易受損傷,西瓜振動損傷隨著加速度的增加而增加,而且西瓜肉的損害明顯高于西瓜皮。貨車前后部的振動加速度幅值最高峰分別是0.51和0.83m/s,車廂后部的振動加速度顯著高于車廂前部,使得車廂后部的梨損傷要高于車廂前部同樣高度堆放的。在車廂內同一位置,頂部塑料箱所受的振動加速度高于底部塑料箱,因此,裝載頂部塑料箱內的梨損傷情況顯著高于裝在底部塑料箱的。但是Zeebroeck等研究發現在高峰值加速度時,位置從高往低,擠壓不斷加強,因此蘋果受到的擠壓損傷逐漸增加。

3振動損傷檢測

果蔬模擬損傷運輸過程中往復振動產生的損傷,可以根據Palmgren-Miner理論和S-N曲線來定量評價。果蔬因振動引起的機械損傷會產生一系列生理異常,影響果蔬的貯藏,如表皮腐爛、呼吸加強、乙烯釋放量增多、電導率升高等。Jiang和Shiina研究表明,以表皮破損程度、呼吸和乙烯、電導率和吸光度為指標,可以評價振動引起的果蔬損傷程度。

由于果蔬損傷后能量吸收發生變化,可以通過能量吸收、聲波和超聲波、X射線、熒光、核磁共振等物理方法來檢測振動損傷。通過實驗室模擬公路運輸果蔬所受的振動,可以從振動頻率、振動加速度和振動時間等不同方面來研究果蔬振動損傷模型,有很強的理論指導意義和現實價值,有助于加強貯運中果蔬保鮮和減少果蔬損傷,同時也是減振包裝設計步驟中關鍵的一環。

減振包裝設計

減振包裝,又稱為防振、隔振包裝,它是通過在包裝內設計具有高阻尼特性的隔振墊層,使外界振動傳遞到被包裝產品后,產品被激勵的加速度不超過脆值,減小產品在功能和形態上的損傷。減振包裝設計形式大致可以分為兩類:一類是以防沖擊破損為主的包裝設計,應選擇具有強壓縮能力、高彈性的材料,適用于沖擊破壞強度高于振動破壞強度的產品;另一類是以減振為主的包裝設計,側重強衰減能力、高阻尼特性材料,適用于由于長期運輸振動易產生疲勞損傷、脆值低的產品,例如振動敏感性強的水果和蔬菜,因此果蔬的減振包裝設計常以防振為主要目標。

減振包裝設計的核心在于調節防振襯墊的傳送率來控制產品的共振響應,產品、容器以及高阻尼性材料構成產品包裝系統,可以看作“質量-彈簧系統”模型,當忽略外包裝箱的彈性和緩沖材料的質量時,可視為單自由度線性模型。

果蔬減振包裝設計必須按照一定的要求進行。首先,必須確定果蔬流通環境的條件,了解果蔬自身生理和力學特性,設計襯墊材料的結構和尺寸;然后,進行模擬振動損傷試驗,確定振動環境條件,主要是振動頻率、加速度及最大耐受時間;最后,確定在既定振動環境條件和損傷率下果蔬振動損傷脆值、疲勞損傷閾值,果品允許損傷率的確定要綜合考慮果品自身特性、運輸條件及綜合成本等,確定襯墊材料的種類。在以上基礎上,確定不至于引起果品過度損傷的系統振動傳遞率,選擇合適的襯墊,設計合理的包裝結構,最后進行振動模擬試驗,進行試驗校核。

第6篇

論文關鍵詞 納米技術 刑事偵查 潛指紋鑒定

指紋又稱之為手紋,指的是基于人體手部皮膚的紋理。由于指紋的生理結構及特征體系具有高度的特殊性,因此在刑偵領域中作為一種物證,其優越性十分明顯。就目前而言,傳統的潛指紋鑒定方法還存在一些明顯的缺陷,例如:不具靈敏性、不具準確性以及在信息提取過程中常常受到限制等。近年來,隨著納米技術的日益成熟與完善,相關研究者開始研究納米技術在潛指紋顯現方面的應用。鑒于此,本課題對“納米技術在刑事偵查潛指紋鑒定中的應用”進行分析與探究具有尤為深遠的重要意義。

一、傳統潛指紋顯現方法應用現狀分析

顯現潛指紋只要是采用一種管線或者一種物質,將其作用在基于指紋印痕的汗液等物質中,讓難以發現的汗液指紋變成可以看見的圖像。因為指紋中存在的課題表面物質其種類具有繁多性,所以對于指紋顯現方法的靈活性有了很高的要求。并且,以顯現原理的異同為依據,可將潛指紋顯現方法歸分為三類:物理吸附法、化學顯現法及光學顯現法。

物理吸附法主要是對汗液物質的黏附作用進行利用,并把另一種物質吸附至指紋紋線上面,進而達到顯色的效果。如果潛指紋中殘留的指紋物質大約為750ng的情況下,利用此方法獲取清晰度極高的指紋顯現。化學顯現法主要是對某化學試劑進行利用,然后和潛指紋上的汗液物質作用產生化學反應,讓無色指紋編程有色且可見的指紋。如果基于潛指紋當中的指紋植物質的含量大約在150ng的情況下,利用此方法能夠獲取清晰的可見指紋。光學先憲法主要是利用光線作用在潛指紋上,讓其產生光化學效應,進一步獲取清晰的顯現指紋。

雖然在長期的演變及技術進步之下,傳統潛指紋的顯現方法得到了廣泛的應用;但是,仍舊存在一些問題。首先,很多客觀條件不具理想型的指紋樣品的顯現方法需要進一步完善,如人體皮膚潛指紋。其次,現有的顯現試劑與顯現方法存在一定程度上的安全隱患。如使用刷顯法的情況下懸浮在空氣里的粉塵,這類型的粉塵會對技術人員的身心健康造成極其嚴重的威脅。最后,使用一些有色試劑會對物證的原始狀態遭遇嚴重破壞,還有一些試劑因為價格昂貴,所以在實際應用中不具推廣使用的價值。基于上述問題,進行有效解決是非常有必要的,這樣才能為刑事偵查的時效性與科學性提供基礎與保障。

二、納米技術在潛指紋顯現中的應用分析

將納米技術應用在潛指紋鑒定中,其效果顯著,有多方面的優點,例如:高效、無毒害、無損耗且價格不具昂貴性等。不但能夠使指紋鑒定工作對靈敏度的高要求得到滿足,而且還使現狀之下傳統潛指紋的顯現方法得到了有效解決。下面筆者便從光致發光顯現潛指紋與金屬納米顆粒顯現潛指紋兩大方面對其應用進行分析與探究。

(一)光致發光顯現潛指紋

光致發光顯現潛指紋主要是把物理、化學及光學檢驗三者有機結合的一種方法。利用此方法,靈敏度能夠達到單光子水平。把納米材料和指紋內殘留的氨基酸及油脂等物質相融合,將納米材料的光致發光現象充分利用,進而對幾何指紋物質之后的納米材料發出的熒光進行檢測,最終獲取清晰度高的指紋圖像。該過程便是光致發光顯現潛指紋的基本原理。并且,該方法需同時具備兩大要素:其一,物質需要能夠對激發光進行吸收,這樣才能為后面的熒光發射奠定基礎。其二,發射光波的廠與激發光波的長需不相同,這樣方可在背景情況下對指紋紋線進行識別。現狀之下,此方法在檢測上常應用到的是具備熒光特性的有機物質。但是,此類物質存在一些明顯的缺陷,例如:激發光譜不夠寬、成像很難分辨等。并且,它的熒光性能常受到環境因素的強烈干擾,其物質的抗光漂白能力與熒光穩定性極差。另外,它的成像發光時間短暫,使成像技術存在明顯缺陷。鑒于上述種種缺陷,刑偵技術人員逐步將研究的重點方向轉入了新型光致發光材料的開發及利用上面。

為了使錫箔紙上所留下的潛指紋圖像信息能夠清晰地識別出,澳大利亞有研究者研制出了一種納米復合物粉末,該納米復合物粉末主要是合成殼聚糖包被的硫化鎘量子點。另外,硅納米材料因有很大的負載容量與高比表面積,因此受到了國內外刑偵科學范疇內的廣泛重視。英國有研究者將疏水性硅納米顆粒作為骨架,以離子互相作用為基礎,進而和各類染料及熒光探針有效融合,最終融合成一些摻雜硅納米顆粒。通過實踐表明,該摻雜硅納米顆粒能夠在潛指紋的顯影實驗當中獲得優良的效果。美國有研究者將不相同的二氧化硅納米顆粒摻雜熒光Eu3+感光劑復合物,進一步實施潛指紋顯影測試。結果表明,基于四乙氧基硅烷,把1,10- 鄰二947氮雜菲作為感光劑,其效果最優化的是金屬箔、玻璃以及綠色樹葉中的潛指紋顯影,展現出了基于刑偵范疇內,鑭系元素配體摻雜的干凝膠的應用能力水平。

(二)金屬納米顆粒顯現潛指紋

金屬材料主要是使金屬粉末形式和指紋物質發生物理吸附及靜電吸附。進一步使指紋圖像信息中的非滲透性客體表面展現出較為新鮮的特質。但是對于粗糙客體表面及遺留時間長的潛指紋顯現,其能力是具有局限性的。并且,粉末會致使工作人員的呼吸系統造成極大的威脅性。

隨著納米技術的進步,使得傳統金屬材料的應用范疇得到了進一步的擴大。在潛指紋的顯現中,嘗試應用了各種納米材料,例如二氧化鈦、氧化鐵以及金屬硫化物等。在嘗試過程中也獲取了一些優良的效果。在這其中,金屬納米顆粒因其穩定性及物理、化學性質較為突出,所以成為了現狀之下潛指紋顯現范疇應用最具廣泛性的金屬納米材料。

金屬納米顆粒具有獨特的光學特性,主要體現為以表面為基礎的離子體共振。它的顏色可能跟隨顆粒半徑、形狀及基于表面的修飾分子的改變,進而呈現出寬光譜變化,表現最明顯的寬光譜變化是由藍色轉變為紅色。英國有研究者以金屬納米顆粒的表面為基礎,進而對可替寧抗體構建的納米顆粒進行修飾,采用基于熒光標記中的二抗清晰顯示出潛指紋圖像。與此同時,還可對該指紋遺留者所遺留下來的基于汗液里的尼古丁水平進行檢測,對指紋鑒定中納米材料的功能性應用進行了擴展。

隨著納米技術的進步,潛指紋檢測技術中極其重要的一個發展方向便是熒光檢測。有些納米材料具有優良的光學性質,例如:熒光激發譜較寬、發射譜窄且對稱以及發射波長且可調節等。為此,此類納米材料很好地補充了傳統熒光物質所存在的缺陷性。還存在有些納米材料或者復合材料,具備一系列奇特性能,例如:具有表面效應、小尺寸效應以及宏觀量子隧道效應等。并且可在熒光的產生上增強其效應,使指紋顯現能力的精準度及靈敏度得到很大程度上的提升。另外,潛指紋檢測技術中還有一個重要的發展方向便是多功能集成化與基于設計過程中的一體化。如對抗體等生物分子進行結合,此類雜化納米復合材料不但可以顯現指紋光學圖像,還能夠進一步使基于特征身份的多方面鑒別得到實現。

三、米技術在刑事偵查潛指紋鑒定中應用所存在的問題及策略

就目前而言,對于納米科技人才的培養及研究工作的投入,我國表現的尤為重視。并建立了多個納米研究中心,取得了一系列關于納米科技的科研成果。但是,對于納米技術與潛指紋相幾何的研究工作尚且還處于起始階段,所存在的問題具有明顯性。

一方面,符合指紋顯現要求及條件的納米材料還處于研究階段。適應潛指紋顯現的納米材料需具備三個條件:(1)熒光性能具備優良特性。(2)能夠在水相中穩定分散。(3)與指紋物質結合時快速且穩固。納米晶體的種類及尺寸決定了熒光性能,對于水溶性與同指紋物質的親和力則需要以表面修飾為途徑,進而加以改善。對于理想化的納米材料,需具備以下結構:(1)一個半導體核,例如:CdSe,它的直徑巨額東了熒光的波長。(2)一個具備較大化的且帶隙的半導體外殼,例如ZnS,它可使量子的產率得到提升。(3)一個親水層,例如:巰基乙酸,則需要保證自身的水溶性。

另一方面,全部光致發光法都會面對一個難處,那便是該怎么對背景熒光對于目標物質所產生的熒光干擾進行有效解決。在指紋顯現的情況下,客體物質在受到光線激發之后,極有可能產生具有強烈特性的發射光,進一步致使指紋發射出的微弱熒光被掩蓋。解決此類問題有兩個有效策略:其一,盡可能讓指紋所產生的熒光信號比背景熒光強,利用納米半導體復合材料同指紋物質的選擇性吸附能實現該方法。對納米半導材料實施修飾措施以后,它能夠對指紋物質進行主動識別,即以化學反應為途徑,進而對指紋物質所處的位置有效指出。這樣,當光源照射時,背景和指紋物質間,就能夠很好地區分開來。其二,讓指紋所產生的熒光顏色區別于背景熒光顏色,可以改善量子點的尺寸為有效途徑,讓其所產生和背景差別較大的顏色。這樣,就算背景熒光沒有辦法消除,但通過濾光設備仍然能夠方便地得到指紋物質的信號熒光。

第7篇

關鍵詞:發動機、機器、高科技、性能

Abstract: with the rapid development of national economy, automobile production increased year by year, our country more and more cars, cars are more and more complex. Especially the rapid development of science and technology, the automobile industry competition has changed from single performance competition steering performance, environmental protection, energy saving, comprehensive competition. Only the automobile engine, to cope with the world energy crisis and reducing the environmental pollution, the research and development work has focused on reducing fuel consumption, reduce emissions, lightweight and reduce wear and so on, to optimize the technology will be widely used in these studies.

Keywords: engine, machine, technology, performance

中圖分類號:S219.031文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)

發動機是一部由許多機構和系統組成的是將某一種型式的能量轉換為機械能的復雜機器。其作用是將液體或氣體燃燒的化學能通過燃燒后轉化為熱能,再把熱能通過膨脹轉化為機械能并對外輸出動力。而汽車發動機是汽車的動力裝置。由機體、曲柄連桿機構、配氣機構、冷卻系、系、燃料系和點火系(柴油機沒有點火系)等組成。按燃料分發動機有汽油和柴油發動機兩種。按工作方式有二沖程和四沖程兩種,一般發動機為四沖程發動機。

隨著世界能源問題和環境污染問題的日趨嚴重,飛機及汽車作為污染環境和消耗能源的大戶,備受人們的關注。發動機燃燒過程直接影響節能和環保,對發動機燃燒過程優化的研究越來越受到重視。

發動機設計以結構、熱力、燃燒、強度、振動、流體、傳熱等多個學科為基礎,可變因素多,隨機性大,是一個可變互耦系統的優化問題。多學科設計優化通過充 分利用各個學科之間的相互作用所產生的協同效應,獲得系統的整體最優解,因而在發動機傳統設計流程圖上有很大的應用優勢。

發動機的優化涉及到多個目標,與單目標優化問題不同的是這些目標函數往往耦合在一起,且每一個目標具有不同的物理意義和量綱。它們的關聯性和沖突性使得對其優化變得十分困難。多目標優化方法可以分為如下兩大類并且已在發動機的優化設計中得到了應用。1.基于偏好的多目標優化方法此方法根據工程實際的具體情況,首先選擇一個偏好向量,然后利用偏好向量構造復合函數,使用單目標優化算法優化該復合函數以找到單個協議最優解。如利用線性組合法對發動機的懸置系統進行多目標優化;利用加權法對液體火箭發動機的減損和延壽控制進行多目標優化。2.基于非劣解集的多目標優化方法 此方法首先需要找到盡可能多的協議解,然后根據工程實際情況,獲得決策解。相比基于偏好的多目標方法,該方法更系統、實用和客觀。如通過多目標遺傳算 法,以單位推力、耗油率等為目標函數對航空發動機總體性能進行優化;基于多目標遺傳算法對固體火箭發動機的性能和成本進行優化。在發動機的生產及實際使用中,總是存在著材料特性、制造、裝配及載荷等方面的誤差或不確定性。雖然在多數情況中,誤差或不確定性很小,但這些誤差或不確定性結合在一起可能對發動機的性能和可靠性產生很大的影響。對于此類不確定性問題的優化,傳統的優化方法已無法解決,而必須求助于不確定性優化方法。 隨著發動機質量越來越輕,而其功率和轉速不斷提高,振動和噪聲問題越來越突出。振動不僅影響到發動機自身的強度和性能,而且會給車輛整體壽命和乘客舒適 性造成很大的影響。除了對發動機本身結構進行改進外,對發動機的減振系統進行優化也是一條提高車輛整體振動性能的有效途徑。傳統的彈性減振系統已無法滿足 舒適性要求,未來的趨勢是半主動減振和主動減振控制系統,即能根據發動機激勵、路況、車輛行駛狀態和載荷等自動調節系統參數,優化車輛動力學特性,實現主 動減振。車用發動機的減振系統是一復雜的非線性系統,而神經網絡因其自身的非線性映射能力在未來發動機減振系統的優化設計中具有很大的潛力。另外,由于發 動機動力系統的復雜性,在模型、載荷、激勵等方面都具有很大的不確定性,減振系統的優化不可避免地應考慮系統不確定性的影響,可以利用模糊集或區間數學理 論結合神經網絡進行不確定性優化,以提高減振系統的可靠性和魯棒性。

發動機的燃燒和排放系統直接影響到 發動機的燃油經濟性、噪聲、排放等重要指標,影響到汽車的節能與環保性能。對燃燒與排放系統的優化可從兩個方面進行。一方面是燃料噴射系統的優化,可通過 電控單元精確控制各氣缸的燃油噴射量,自由控制發動機的轉矩,使得發動機具有良好的啟動性能和最佳的輸出響應特性,并使得氣缸達到最佳混合氣狀態,提高燃 油熱效率,降低噪聲;另一方面是優化進氣管系的結構參數,改進發動機燃燒室,優化壓縮比。未來的燃燒與排放系統的設計,應當綜合考慮噴射系統和發動機結 構,同時注重結構、燃燒、流體、噪聲等不同專業領域的性能提高,進行多學科優化設計。汽油發動機的熱效率為 20 %~30 % ,柴油發動機為 30 %~40 %。如能廣泛地使用柴油機 ,將會節約大量燃料。柴油機的優點還在于它可以使用純度比較低、價格比汽油便宜的柴油作燃料。據統計 ,將汽油機轉換為柴油機 ,每升燃料的行程里程平均可增加 35 % ,同樣質量和功率相同的柴油機與汽油機相比 ,油耗可降 15 %~ 25 %。因此 ,各汽車制造商都積極地增加柴油車的比重 ,目前絕大多數商用車都裝備柴油機 ,而各汽車廠商提供的裝有柴油機的轎車、行車也日益增多 ,如寶馬、奔馳、奧迪、豐田、本田、馬自達等都在全力開發并推出環保型柴油車。在歐洲 ,轎車柴油化的比例已高達 40 % ,且有不斷上升之勢。

綜上所述,優化技術在發動機的設計 制造中占有非常重要的地位。包括常規優化方法和智能優化方法在內的優化技術已被應用于發動機設計。考慮到能源的短缺和環境問題的重要性,未來的車用發動機 優化設計的研究將是以節能和環保為重點的綜合最優,應當建立并應用多種不確定多目標多學科優化理論方法、策略及算法;并應大力開發在一個優化平臺上集成各 個學科設計要求的多學科多目標優化設計系統,該系統將具有更高的優化效率和較好的開放性,可以更好地適應未來汽車個性化設計的趨勢。

摘要:

[1]汽車行業一體化 (質量、境、業健康安全)管理體系認證的研究 .吉林大學 . 2007中國優秀碩士學位論文全文數據庫 .

[2 ]汽車駕駛員前方視野測量系統軟件開發 .吉林大學 . 2007中國優秀碩士學位論文全文數據庫 .

第8篇

關鍵詞:橋梁結構,風振,控制

 

1引言

隨著大跨度橋梁的普遍興建和高效能建橋材料的廣泛應用,現代橋梁的結構形態逐漸向大跨、輕、柔方向發展。雖然這對于美觀及經濟性方面是有益的,但是卻給結構設計、施工甚至運營提出了更高更嚴格的要求。大跨度橋梁作為生命線工程的重要組成部分,在政治、經濟領域占據著重要的地位,對于它們的安全性應給予格外的重視。現代橋梁結構趨于輕、柔的特點給結構本身抗風抗震性能提出了考驗。隨著大跨度柔性橋梁的出現,風荷載往往成為結構上的支配性荷載。風是空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動而形成的。風在行進中遇到結構,就形成風壓力,使結構產生振動和變形。橋梁受風力的作用后,結構物振動與風場間產生的互制現象―空氣彈力效應所引起的氣動力不穩定現象機率大為增加,強風、弱風都有可能使之整體或局部產生損壞。例如,1940年11月7日,美國華盛頓州建成才4個月的老塔科馬(Tacoma)懸索橋(主跨853m)僅在8級大風作用下就發生強烈的風致振動而破壞的嚴重事故。該事件促使了橋梁工程界對結構風致振動的研究,并由此發展了一門新的學科―橋梁風工程學。近幾年來,隨著我國大跨度橋梁的建設,橋梁風害也時有發生,江西九江長江公鐵兩用鋼拱橋吊桿的渦激共振;上海楊浦大橋斜拉索的渦振和雨振損壞套索等。由此可見,通過對大跨度橋梁的抗風問題進行理論研究,采取有效的措施把風對橋梁的危害控制在容許范圍內,具有十分重要的理論價值和實際意義。

2橋梁結構的風致振動

橋梁結構風致振動可分為兩大類:一類為限幅振動,主要包括抖振和渦激振;另一類為發散性振動,主要包括馳振和顫振。

橋梁的抖振是指橋梁結構在紊流場作用下的隨機性強迫振動。根據現有研究成果,抖振雖然并不像顫振那樣引起災難性的失穩破壞,但是過大的抖振響應在橋梁施工期間可能危及施工人員和機械的安全,在成橋運營階段則會帶來結構剛度問題而影響行人和車輛的舒適性以及引起交變應力縮短構件的疲勞壽命。

氣流繞過物體時,在物體兩側會形成不對稱脫落的漩渦,從而形成交替作用在物體上的橫風向的渦激力或力矩,結構在這種類似簡諧力的作用下,就會發生橫風向或扭轉的渦激振動,并且在漩渦脫落頻率與結構的自振頻率一致時將發生渦激共振。對橋梁結構而言,除透風率大于50%的桁架主梁可以不考慮渦激振動外,一般均需對主梁整體的渦激振動。此外,大跨度系桿拱橋的吊桿、斜拉橋的斜拉索、懸索橋和斜拉橋在施工階段的獨塔等也易于發生渦激振動。論文參考網。

浸沒在氣流中的彈性體本身會發生變形或振動,這種變形或振動相當于氣體邊界條件的改變,從而引起氣流力的變化,氣流力的變化又會使彈性體產生新的變形或振動,這種氣流力與結構相互作用的現象稱為氣動彈性現象。氣動力不穩定是一種典型的氣動彈性現象。氣流中的結構在某種力的作用下撓曲振動,這種初始撓曲又相繼引起一系列具有振蕩或發散特點的撓曲,這就是氣動彈性不穩定。一切氣動彈性不穩定現象都必含有因物體運動而作用在物體上的氣動力,這種氣動力就是自激力。橋梁結構的馳振與顫振是兩種最主要的氣動彈性不穩定現象,并可能造成嚴重的災難性后果。

3橋梁風振的控制方法

對于大跨徑橋梁,風致振動的形式多種多樣,各種風致振動的機理也不同。單純采用空氣動力學措施并不能兼顧各個方面。理想的做法是選擇適當的空氣動力學措施,同時采用適當的振動控制措施(如增加阻尼器)來進一步抑制和減小橋梁結構風致振動。1972年Yao提出了結構控制的概念,將控制論引入了土木工程結構之中,從而開辟了嶄新的研究領域。論文參考網。上世紀80年代以來,橋梁風振控制理論研究發展迅速,并且得到了實際應用。就目前技術水平而言,結構振動控制技術主要包括基礎隔震、被動耗能減振、主動控制、半主動控制、混合控制及智能控制等。

基礎隔震是在上部結構和基礎之間設置水平柔性層,延長結構側向振動的基本周期,使基礎隔震結構的基本周期遠離地震動的卓越周期,使上部結構的地震作用、橫向剪力大幅度減小。同時,結構在地震反應過程中大變形主要集中在基礎隔震層處,而結構本身的相對變形很少,此時可近似認為上部結構是一個剛體,從而為建筑物的提供良好的安全保障。

結構耗能減振就是把結構的某些非承重構件(如支撐、剪力墻、連接件等)設計成耗能元件,或在結構的某些部位(層間空間、節點、連接縫等)裝設耗能裝置。在小幅振動時,這些耗能元件或耗能裝置具有足夠的初始剛度,處于彈性狀態,結構仍具有足夠的側向剛度以滿足使用要求。當出現大幅振動時,隨著結構側向變形的增大,耗能元件或耗能裝置率先進入非彈性狀態,產生較大阻尼,大量消耗輸入結構的地震或風振能量。

結構主動控制是在結構受到外部激勵而發生振動的過程中,利用外部能源瞬時施加控制力或瞬時改變結構的動力特性,以迅速衰減和控制結構振動反應的一種減振控制技術。結構主動控制需要實時測量結構反應或環境干擾,采用現代控制理論的主動控制算法在精確的結構模型上運算和決策最優控制力,最后作動器在很大的外部能量輸入下實現最優控制力。在結構反應觀測基礎上實現的主動控制成為反饋控制,而結構環境干擾觀測基礎上實現的主動控制則稱為前饋控制。

結構半主動控制是在主動控制的基礎上提出的,是一種以參數控制為主的結構控制技術。它是根據控制系統的輸入輸出要求,利用控制機構來實時調節結構內部的參數,使結構參數處于最優狀態。結構半主動控制的原理與結構主動控制的基本相同,只是實施控制力的作動器需要少量的能量調節以便使其主動地甚至可以說是巧妙地利用結構振動的往復相對變形或相對速度,盡可能地實現主動最優控制力。因此,半主動控制作動器通常是被動的剛度或阻尼裝置與機械式主動調節器復合的控制系統。

混合控制是主動控制和被動控制的聯合應用,使其協調起來共同工作。這種控制系統充分利用了被動控制與主動控制各自的優點,它既可以通過被動控制系統大量耗散振動能量,又可以利用主動控制系統來保證控制效果,比單純的主動控制能節省大量的能量,因此有著良好的工程應用價值。

把經驗和直覺推理、綜合判斷等人類生物技能應用于一般控制之中,使結構具有感知、辨識、優化和自我控制等功能的控制稱為智能控制。論文參考網。結構振動的智能控制是國際振動控制研究的前沿領域,主要涉及智能材料、人工智能、自動控制、力學、電學、機械和計算機等多門學科。結構智能控制主要包括兩類:一類是利用智能材料研制的智能減振控制裝置對結構實施的局部振動控制;另一類是將模糊邏輯控制、神經網絡控制和遺傳算法等智能控制算法應用于結構的振動控制。由智能材料制成的智能可調阻尼器和智能材料驅動器等智能減振控制裝置構造簡單、調節驅動容易、能耗小、反應迅速、時滯小,在結構主動控制、半主動控制、被動控制中有廣闊的應用前景。

對于橋梁結構的風振控制,應依據不同的部位,采取響應的振動控制措施。例如,對于橋梁主體的風振控制目前主要采用減振技術。比較成熟的控制裝置有調諧質量阻尼器(TMD)、調諧液體阻尼器(TLD)等,其中以TMD應用最為廣泛。對于斜拉橋、懸索橋的索塔風振控制裝置多采用主動質量驅動器(AMD)及懸掛式TMD。對于拉索振動控制,由于其振動機理比較復雜,因而拉索控制方式的探索也較活躍。大致有三種:其一,耗能減振方式,即采用高阻尼橡膠做成膠圈,安裝在拉索的鋼導管中。其二,采用專門的阻尼減振器,即在拉索與橋面相交處設置一對阻尼器,用以減小拉索自由長度,反饋拉索振動時的相對位移和相對速度。其三,采用減振副索,即用不銹鋼絲繩將斜拉索連起來,借以增強拉索間的互相約束,增大附加阻尼。

4重點研究方向

鑒于橋梁風致振動控制當前存在的不足,應對其成橋后和施工狀態下的風振理論及控制進行進一步的研究,主要有:空氣振動的控制理論、控制措施、裝置及相應的試驗研究;數值模擬風洞及空氣的動力穩定性計算的計算機仿真技術研究;大跨度橋梁結構體系的空氣動力穩定性研究及相應的全橋模型實驗;施工階段空氣動力穩定性研究及相應試驗;空氣動力參數的識別方法、評價及相應的風洞試驗。以上問題的研究和解決勢必為橋梁的建造產生直接的指導作用,使橋梁的振動控制研究更加科學、經濟、可靠。

5結語

經過國內外學者、工程界人士的不斷探索和實踐,橋梁結構風振控制取得了豐富的研究成果和巨大的進展。雖然目前橋梁風振控制技術在工程中的應用還剛剛起步,還有許多問題尚未解決。但是相信隨著科學技術的進步,有關各種技術難題會逐步得到完善,橋梁結構風振控制技術必將會被更廣泛的應用到實際工程當中。

第9篇

關鍵詞:元器件;電子設備;抗振加固;設計

1 引言

為確保電子設備的可靠性,在進行力學環境試驗前,一般應用有限元仿真手段對結構進行設計驗證。通過有限元分析驗證的電子設備,其結構及PCB在環境試驗驗證一般均不會出現強度破壞及剛度不夠等問題。振動試驗表明當前最易出現問題的是設備中的電子元器件。如DIP雙列直插式封裝、BGA球陣列封裝、鉭電容器件管腳由于疲勞而斷裂、焊點脫落等[1]。綜合考慮振動失效模式和產品特點、可靠性和成本等因素,電子設備中往往采用振動被動控制技術。其應用的振動控制的主要技術有隔振、去諧與去耦、振減振、結構剛化設計等[2]。而隨著新型粘彈性(寬溫域、寬頻段、高阻尼)材料的研制成功,用粘彈性高阻尼材料制成的高阻尼減振器在電子設備上廣泛使用[3]。

文章將以某印制板組件為對象提出減振措施,從結構剛化設計和阻尼減振兩個方面提出兩個抗振加固方案;通過力學實驗比較措施的有效性,驗證器件級抗振加固的效果,以達到元器件在電子設備中能夠得到可靠應用的目的。

2 研究對象介紹

某印制板組件經簡化后,由鋁合金框架、印制板以及4個螺裝器件組成,如圖1。各零件之間連接均為螺釘緊固連接,印制板的外形尺寸為237mm×160mm×2mm。

圖1 印制板組件示意圖

2.1 方案一(結構剛化設計方案)

結構剛化設計,是通過提高結構剛度,達到提高設備諧振頻率和提高機械強度的目的。方案一通過改變原有鋁合金框架樣式,將螺裝器件從原有的安裝在印制電路板上改為安裝在鋁合金框架上,實現提高結構剛度的目的。

圖2 結構剛化設計組件示意圖

2.2 方案二(阻尼減振設計方案)

T型阻尼減振器結構簡單、使用方便,已廣泛應用于多種設備中。方案二將螺裝器件加裝該減振系統后固定在印制板上,詳圖3。其中阻尼減振器主體部分選用某系列粘彈性阻尼材料制成。該材料是一種高分子聚合物,既有彈性固體性質,又表現出粘性流體特性。由于粘彈性材料兼具二者特性,在力的往復作用下既可以儲存能量又可以耗散能量,起到阻尼減振的作用[4]。

3 減振措施有效性研究

3.1 隨機振動試驗

測點位置的確定及傳感器的安裝:將各方案中螺裝器件頂面中心位置和印制板上表面中心位置定義為測點,并在每個測點安裝一個加速度傳感器,用于測量該點的加速度響應,如圖4所示。對三種印制板組件方案進行相同條件的隨機振動試驗,得到頻響曲線如圖5。

圖4 測點安裝示意圖及實物圖

圖5 螺裝器件測點頻響曲線圖

圖6 PCB中心區域測點頻響曲線圖

3.2 實驗結果分析

通過綜合分析頻響曲線和響應數據,可以得到以下結論:

表1 試驗數據統計

3.2.1 從表1可以看出方案二與原方案組件的諧振頻率相同,均在118Hz附近,方案一的的諧振頻率在在178Hz附近,這說改變鋁合金框架樣式對于提高組件諧振頻率比較明顯。而方案二采取的阻尼減振結構措施,僅在螺裝器件處88Hz有尖峰出現,但響應峰值仍在118Hz處,并未影響整個組件的固有頻率。

3.2.2 與原方案相比,方案一器件處均方根加速度降低8%,功率譜密度降低16.4%;PCB中心區域均方根加速度提高了25.4%,功率譜密度峰值降低9.9%。方案二器件處均方根加速度降低73.5%,功率譜密度降低80.1%;PCB中心區域均方根加速度提高了6.5%,功率譜密度降低41.3%。

4 結束語

綜上所述,結構剛性化設計能夠提高一階諧振頻率以及響應峰值下降,對于器件處抗振加固能夠起到一定作用。但在寬帶隨機振動中,其它頻段響應卻因為結構動態特性變化而升高,因此整體效果并不明顯。而采用阻尼結構抗振加固措施,器件處均方根加速度下降明顯,其對功率譜密度峰值也起到了抑制作用,尤其是對高頻部分作用非常明顯。因此阻尼減振方案可以作為更為有效的抗振加固措施,提高電子設備中元器件及其組件的抗振性能。

參考文獻

[1]葉松林.航天計算機的振動分析與減振技術研究[D].西安電子科技大學.

[2]張天琳.電子設備硬振設計的模態與分析成都電子科技大學碩士論文2007.

[3]李曉顏,等.某電子設備的阻尼減振設計[J].宇航材料工藝,2013年第1期.

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