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第一篇机械设计基础论文范文参考：场路结合并考虑耦合的磁力机械分析与设计方法研究
论文简要回顾了磁力机械的应用和研究现状,提出了现有磁力机械设计方法中存在的局限性和不足,分析了系统研究磁力机械的场量计算和考虑多物理场间耦合效应的设计分析方法的重要意义,并根据现有研究基础给出了本文研究内容和方法.对磁力机械设计涉及的相关数理理论和方法进行提炼,给出了磁力机械设计的基础理论体系.
基于场分析方法,针对常规设计方法计算电磁参数中普遍忽略的(如磁阻、漏磁、涡流和集肤效应等)、假定的(如磁性材料特性的线性化假设等)因素及有关动态问题(如转速对电磁场分布的影响),用数值方法作了较详细的定量计算和讨论,为设计中考虑材料非线性、铁损、漏磁等因素影响提供了依据. 对磁力机械中电磁作用下的温度场问题,论文讨论了现有热分析中沿用低压电器的基于牛顿散热公式的简化算法和等效热路法等方法的局限性,并在给定热源条件下,对电磁轴承-转子系统主要部件用场分析方法进行了热分析,其结果直观地给出了温度场分布和变化规律,较准确地反应了散热体各部分热量的获取和损失、热梯度、热流密度等热参数,可作为优化结构参数设计、合理布置散热形式的参考. 在多场耦合问题中,讨论了磁力机械中多物理场耦合的现象、形式,从宏观耦合机理角度对磁力机械中多场耦合进行了分类,论述了耦合问题分析对磁力机械设计的意义和方法.将磁力机械耦合问题分为单场、两场、三场及多场局部耦合问题及复杂耦合问题分别加以讨论.在单场耦合中,讨论了结构因素引起的耦合和磁场内部的场路耦合分析方法,在两场局部耦合中,给出了电磁、机电、热电、热磁、磁场与结构场、结构与温度场等常见耦合分析方法,对三场及多场耦合问题,讨论了在可列出各场数理方程的情况下采用数值方法分析场间耦合,对不能用耦合方程明确描述的复杂耦合分析,提出了将多物理场、多过程、交互式的全局耦合问题转化为各局部耦合问题和各子系统间的耦联问题而得到求解的耦合分析方法. 在上述分析基础上,论文建立了场路结合并考虑耦合的磁力机械设计方法,提出用“场”和“耦合”的观点指导设计过程,以改进现有磁力机械结构和电磁部分设计中依赖经验参数并被分开设计等缺陷,使结果更接近实际.论文以一个大型转子磁性支承系统为实例,说明了设计中将常规计算与场分析相结合并考虑最典型耦合效应的磁力机械结构电磁参数的设计过程和可行性.第二篇机械设计基础论文样文：基于粘土的木薯块根仿生拔起机构基础理论研究
目前,关于木薯块根收获机械设计理论及方法的研究成果较少.木薯块根收获机械的研究,国内还处于起步阶段,国外,虽然研制出了适合当地使用的木薯块根收获机械,但适合粘性土壤和中国木薯生长状况的未见有报道.木薯块根机械收获机理复杂,作业质量影响因素多,因此,以中国有代表性的木薯品种和粘土作为主要研究对象,采用先进的研究方法和技术,系统建立木薯块根拔起模型和机械拔起速度控制模型,研究块根的拔起机理及块根的损失规律和机理,探索木薯块根收获机械的设计原理和系统参数优化方法,形成木薯块根收获机械设计理论,成为了具有挑战性和重要性的前沿课题.
本文结合国家自然基金项目“丘陵地区木薯块根收获机械基础理论与设计方法”,针对基于粘土的木薯块根仿生拔起机构设计基础理论及难于模拟的土壤大变形和破裂现象,开展木薯块根拔起机理、土壤剪切机理及块根拔起力的力学模型、数学模型和块根拔起速度模型研究,为木薯块根仿生拔起机构设计提供依据.本文主要的研究内容及结论如下：
(1)参考木材力学特性参数的测定方法,通过物理试验,测定了块根、茎秆的径向与轴向剪切、拉压强度和弹性模量.
(2)采用SPH和FEM的耦合算法及修正的莫尔-库仑屈服准则,建立了木薯块根拔起过程耦合计算模型,克服块根拔起时产生的土壤大变形和破裂难于进行数值模拟计算问题及有效减少了计算时间.同时,通过数值模拟,在细观层次上探明了块根的拔起过程、土壤破裂过程及块根的应力变化规律,表明在块根拔起过程中,块根对土壤的向上挤压作用表现为逐渐加强和由内向外扩展过程,当这种挤压作用达到一定值时,土壤产生环形剪切破裂；最大拔起力出现时,土壤开始产生明显的环形剪裂面,但块根出现最大有效应力值迟于出现最大拔起力的时刻,在土壤产生环形剪切破裂到土体分离阶段,块根拔起速度不宜过快,否则块根应力过大被拉断,造成机械收获损失.同时,木薯块根可等价成一个圆盘与该圆盘*接-定长度的块根,建立便于分析的块根拔起力力学模型.
(3)采用SPH和FEM相结合的方法及修正的莫尔-库仑屈服准则,建立了土壤直剪试验数值计算模型,进行了4种不同性质土壤的直剪数值模拟试验和回归分析,探明了土壤剪切破裂过程及剪切速度对土壤剪切强度的影响机理,表明土壤被挤压产生变形,土壤粒子连结直接拉裂和土壤粒子间摩擦与挤压引起的土粒拉裂是土壤直剪断裂的主要原因；剪切速度ν增大,瞬间拉裂土粒数增多,剪切强度τ增大.剪切模量小时,τ和ν是三次方关系,剪切模量大时,τ和v是对数关系.土壤的剪切模量大,较难变形,以土粒连结直接拉裂为主,瞬间拉裂粒子数多,τ大；剪切模量小,比较容易变形,拉裂粒子数较少,τ小.
(4)根据土壤动力学和植物根系摩擦理论,建立了块根拔起的力学模型及多因素耦合的块根最大拔起力数学模型,且进行了物理试验验证,表明该数学模型有较高的预测精度,同时,分析了各因素对块根最大拔起力的影响规律.
(5)根据仿生学原理,选择有丰富块根收获经验的薯农,实地测定了其块根拔起加速度的变化过程,采用统计分析和非线性拟合方法,通过研究人拔起块根的速度变化规律,优选出了较优的人的块根拔起速度模型,建立了机械较优的块根拔起速度模型形式,为机械拔起机构拔起速度模型的优化提供了基础.
第三篇机械设计基础论文范文模板：矿用永磁磁力耦合器设计理论及实验研究
本文运用磁力驱动技术、材料技术、电磁场与机械设计等理论,确定了矿用磁力耦合器的基本结构；详细研究了导体盘、永磁体盘间相对运动产生涡流的原因、磁场分布特点、推导出了转矩输出的基本规律；应用Matlab、Ansoft maxwell软件,计算分析了不同参数对磁感应强度、传递转矩、输出功率的影响规律；设计搭建了测试平台,实验得出了气隙、铜盘厚度、磁铁厚度、磁极面积与对数对磁力耦合器机械和工作特性的影响关系,优化确定了40KW矿用永磁磁力耦合器的设计参数；研制出了样机,完成了工况条件下矿用磁力耦合器机械和工作特性的测试,验证了其具备较好的软启动和过载保护性能,完全具有驱动风机类和恒转矩负载能力,为其在煤矿生产中推广应用和更大功率矿用永磁磁力耦合器开发提供了实验设计基础.
第四篇机械设计基础论文范例：机械对称的概念、作用及其应用知识获取的研究
对称广泛存在于机械系统中,小至标准件,大至整机系统,具体如几何结构,抽象如功能原理,都有对称的存在.深入系统的研究机械对称,可以指导对称在机械系统中的科学应用,更好的实现机械系统的功能、提高机械系统的性能、满足机械系统的设计约束,提高机械系统的技术性、经济性和社会性,有助于产品创新设计,提高产品的市场竞争力.在综合分析了各领域对称的研究历史和研究现状后,本文针对当前机械对称研究存在的问题,对机械对称的概念、作用及其应用知识获取进行了研究.主要研究内容及成果体现在以下四个方面：
一.机械对称概念体系的建立
在研究了跨学科领域对称和机械对称的存在后,提出了机械对称的概念和层次结构体系.总结和扩展了对称在生物学和物理学中的概念体系,建立了生物对称和物理对称的本体论框架,提出了适用于一般系统的对称本体框架.在此基础上结合对大量机械对称实例的研究,对比研究了对称在机械工程科学中的存在体系,提出了按结构对称、原理对称和功能对称分类的机械对称本体体系.对各种机械对称进行定义并阐明了其在机械中的存在和作用原理.探讨了机械结构对称、原理对称及功能对称在改进和创新产品中的应用方法.揭示了对称在自然和工程系统中的存在模式具有层次结构性、相关性、多体性、多元性、多维性和组合性等共性特征.
二.机械结构对称知识发现方法和比较模式映射关联规则挖掘算法的研究
大量的对称实例中存在着规律性的对称设计知识,将知识发现的方法应用到对称实例的知识挖掘中,采用计算机辅助方法挖掘出深层次的设计知识是促进对称在机械设计中正确应用的基础.提出了基于实例的机械结构对称设计知识发现进程和方法,建立了结构对称设计基础知识库,建立了结构对称实例模型和结构对称设计知识模板.基于机械对称实例库属性数量较大而事务数量不大的特征,建立了基于事务属性合并和比较模式映射关联规则挖掘算法.与经典算法的对比分析表明,该算法对属性数量较大的中小型数据具有较高的求解效率,尤其在求解低支持度频繁模式时效果明显较好.运用机械结构对称知识发现方法和比较模式映射关联规则挖掘算法从对称实例中挖掘出关联知识,对关联知识加以提炼可得到具有普适性的结构对称应用知识.
三.结构对称在机械设计中的应用知识的建立
为指导对称在机械设计过程中的科学、系统的应用,在应用机械结构对称知识发现方法从大量对称实例中挖掘出关联知识的基础上,对关联知识进行整理、总结和提炼,提出了若干机械结构对称的应用知识.建立了设计需求、通用设计原理以及结构对称三者之间的双向关联知识.建立了结构对称在实现功能需求及性能需求中的若干应用知识.恰当的应用机械结构对称应用知识有助于更好地实现机械系统的设计需求,有助于提高机械系统的技术性、经济性和社会性,同时提高设计效率,实现能快速响应需求的产品创新.
四.计算机辅助机械对称实例知识挖掘系统的实现和应用
在上述理论的基础上,研制了机械对称实例知识挖掘系统,构建了由基础知识管理、对称实例管理和对称知识挖掘等模块组成的软件框架体系,将系统应用于机械结构对称实例的知识发现中,挖掘出了大量机械结构对称关联知识.
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第五篇机械设计基础论文范文格式：非正态分布参数的机械构件的可靠性灵敏度与可靠性稳健设计
机械结构的安全可靠是通过设计、生产和管理来实现的,设计决定着产品的固有可靠性,可见设计对产品质量有着重要的贡献率,可赋予产品先天优劣本质特性.在实际工程中,由于结构中存在各种不确定因素,如结构所承受的载荷、结构参数(材料、几何尺寸等)都具有随机性,导致了具有随机参数的随机结构,可见研究随机结构的可靠性问题具有十分重要的意义.另外,可靠性研究可以帮助工程设计人员合理地建立结构的安全容限和控制随机参数对结构安全的影响,使结构的预测工作性能与实际工作性能更加符合,并且可靠性研究能够得到具有足够的可靠性和经济性的优化结构.结构的可靠性作为产品质量的主要指标和最重要的技术指标之一,受到国内外的普遍重视,因此结构可靠性理论和设计方法研究得到了迅速发展.
机械结构的可靠性灵敏度设计,是在可靠性基础上进行结构的灵敏度设计,可以评价设计参数的改变对结构可靠性的影响,即结构可靠性对设计参数变异的敏感性.可靠性灵敏度分析在可靠性设计和修改、可靠性优化设计、可靠性维护等方面均有重要的应用.目前可靠性灵敏度的计算方法很多,通常在可靠性的分析方法基础上都可以进行可靠性灵敏度设计.
机械结构的可靠性稳健设计是在可靠性优化设计理论的基础上的一种低成本和高质量的设计方法,是把可靠性优化设计与可靠性灵敏度设计相融合的一种工程设计方法.它的基本思想是当设计参数发生微小的变差时,在制造或使用中都能保证产品质量的稳健性要求.因此,可靠性稳健设计方法的研究在机械结构的可靠性设计领域具有非常重要的意义.
本文针对非正态分布参数的机械构件的可靠性灵敏度与可靠性稳健设计进行了研究,采用随机摄动方法、四阶矩技术、灵敏度分析方法,建立以四阶矩技术为基础的可靠性灵敏度分析方法,并通过数值算例与Edgeworth级数法、Monte Carlo方法进行比较,证明了所研究方法的设计实用性,给出了可靠性灵敏度的变化规律,研究了设计参数的改变对机械构件的可靠性的影响.
本文共分为八章,主要研究内容如下：
第1章,对课题来源、选题依据和背景、主要研究内容、课题的学术理论意义和实际应用价值等进行了论述,阐述了可靠性的发展历程以及可靠性灵敏度、可靠性稳健设计的研究现状.
第2章,主要概述了机械构件可靠性设计的常用方法,列举了可靠性设计所涉及的基本数学理论,针对随机参数服从任意分布的情况进行研究,采用随机摄动方法和四阶矩技术等,提出了以四阶矩技术为基础的可靠性设计方法,并通过数值算例与Monte Carlo方法、Edgeworth级数法进行比较,证明了所研究方法的有效性与实用性.
第3章,阐述了目前可靠性灵敏度的设计方法,在本文所提出的四阶矩可靠性设计方法的基础上,提出了基于四阶矩技术的可靠性灵敏度设计方法,通过数值算例结果与Edgeworth级数法结果进行比较,证明了所提方法的有效性,得到了机械构件的随机参数对可靠性的影响规律,研究了设计参数的改变对机械构件的可靠性的影响.
第4章,基于机械构件的工程优化模型、可靠性优化方法、灵敏度分析方法和稳健设计理论,研究了基于四阶矩技术的非正态分布参数的机械构件的可靠性稳健设计方法,并与一般优化设计方法进行比较,证明了通过本文提出的可靠性稳健设计方法的实用有效性.
第5章,论述了相关系数可靠性灵敏度设计方法,提出了相关系数量值的选取原则,给出了随机参数之间相关程度的判别依据,并且通过数值算例说明,根据此理论原则是获取随机参数的相关系数量值既简便又有效的途径.
第6章,对航空发动机涡*进行可靠性灵敏度设计,利用ISIGHT集成PRO/E、PATRAN/NASTRAN进行应力应变的分析.采用三维建模软件PRO/E和有限元软件PATRAN对涡*进行了确定性静应力分析.利用结构可靠性分析软件NESSUS建立与PRO/E和PATRAN的接口技术,进行可靠度和可靠性灵敏度的计算与分析.再者,采用神经网络拟合技术,得到应力极限状态方程的显式表达式,而后应用摄动可靠性方法进行了发动机涡*的可靠度和可靠性灵敏度的计算与分析,并与NESSUS可靠度和可靠性灵敏度分析结果进行了对比,对两种方法的分析结果进行了有效的相互验证.
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第7章,对两类可靠性实用软件库(①车辆零部件可靠性设计实用软件库(登记号：2009SR06661)②机械基础件可靠性设计实用软件库(登记号：2009SR06662))的研制开发做了简述,对软件的使用操作做了简单介绍.
第8章,对本文的研究内容做了概括总结,并对课题的今后工作做了进一步的展望.
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