機械原理的研究對象精選(九篇)
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第1篇：機械原理的研究對象范文
思維的過程被稱作是“思路”，在機械設計思維的過程中往往會有兩個思維原則：（1）最短路徑原則———設計者得到產(chǎn)品的功能要求后，往往會首先檢索出最佳設計實例，這樣一來便可以迅速接近目標，再運用價值工程方法，找出價值較低的極少數(shù)組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試用最小變動以解決矛盾，如果矛盾還是沒有得到解決，那就將其擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最終得到最優(yōu)結(jié)果。這樣消耗最少能量的途徑便體現(xiàn)了最短路徑的原則；（2）相似性聯(lián)想———根據(jù)湯川秀樹的定同理論，聯(lián)想能力就是找出事物彼此相似性的創(chuàng)造力，相似性就是事物間的內(nèi)在聯(lián)系。
2機械設計中設計人員應該樹立創(chuàng)新的理念
要想突破傳統(tǒng)的模式，在設計上有所創(chuàng)新，對機械人員首先就要要求其具有大膽的創(chuàng)新理念并會將其運用到時間中去。創(chuàng)新就是突破傳統(tǒng)的思維模式，運用現(xiàn)代超前的理念進行問題的思考。對于一個設計者而言，缺少創(chuàng)新意味著他在工作上無法得到肯定。優(yōu)秀的機械設計者要時刻謹記創(chuàng)新理念，要用創(chuàng)新的思維對問題進行深入的思考，再結(jié)合自己的專業(yè)知識將自己的設想轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實。
3機械的優(yōu)化中應該具備的創(chuàng)新方式
（1）智力思維法———這是一種發(fā)揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關(guān)專家人士針對某一目標進行討論，通過相互啟發(fā)、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補短，最終引起創(chuàng)新設計的連鎖反應，為機械設計提供更好的創(chuàng)新成果。
（2）仿生類比法———這是通過仿生學對自然系統(tǒng)生物分析和類比的啟發(fā)創(chuàng)造新方法。自然界的動植物以其精妙絕倫的結(jié)構(gòu)和性能為人類孕育出來新事物和新方法提供了學校的樣板。機械設計者通過對自然界的生物技能分析類比，再對比相似之處得到創(chuàng)新，設計新機械。
（3）列舉創(chuàng)新法———這是指依據(jù)一定規(guī)則，列舉研究對象的各種性質(zhì)，通過對這些性質(zhì)的逐項分析，尋求改變來又發(fā)創(chuàng)新設想的方法。它適合于現(xiàn)有事物的改進及應用型的開發(fā)，一般經(jīng)過的過程如下：列舉特征———改變特征———改變事物。
（4）移植技術(shù)法———這是指將一個技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的先進原理、方法或成果移植到另一個領(lǐng)域中，或把一種產(chǎn)品內(nèi)的先進技術(shù)應用到另一個產(chǎn)品中，從而設計出新產(chǎn)品。在進行移植技術(shù)法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統(tǒng)方法難以找到理想的設計方案或階梯設想，或者利用相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)和知識根本無法找到出路；2）其他技術(shù)領(lǐng)域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結(jié)果能否保證系統(tǒng)整體的新穎性、先進性和實用性沒有定性判斷。技術(shù)移植法可以分為技術(shù)原理式移植、技術(shù)手段式移植和技術(shù)功能式移植。技術(shù)移植法是對科學技術(shù)的發(fā)展，對促進發(fā)明創(chuàng)造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進科學發(fā)展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發(fā)展，至少是重大的發(fā)展有所了解的原因。
（5）反求設計———這是指設計人員以先進的設備軟件為研究對象，應用專業(yè)知識對其進行系統(tǒng)的研究和深入的分析，掌握關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收的基礎上，仿型或開發(fā)出同類型創(chuàng)新產(chǎn)品的設計。反求設計中一要在剖析原產(chǎn)品或技術(shù)中的“求”，二要在“再設計”中的“改”或“創(chuàng)”下功夫。通過反求，進行工程設計，這樣它的起點比較高，更容易得到創(chuàng)新的產(chǎn)品。
第2篇：機械原理的研究對象范文
變式是指在引導學生認識事物屬性的過程中，不斷變更所提供材料或事例的呈現(xiàn)形式，使本質(zhì)屬性保持穩(wěn)定而非本質(zhì)屬性不斷變化，從而產(chǎn)生新的問題情境，誘發(fā)學生用不同的方法去思考問題，克服或弱化思維定勢思維，激發(fā)學習熱情，活躍思維方式，改善思維品質(zhì)（尤其是思維的靈活性），樹立創(chuàng)新意識，發(fā)展創(chuàng)造能力 .運用變式訓練進行物理概念教學，可以在很大程度上揭示概念的共性與個性的統(tǒng)一，加深學生對于概念的理解，從而有效運用.現(xiàn)就物理概念教學中的“子彈打木塊”模型中能量關(guān)系為例，供各位老師參考.
1先給出既定的練習題，供學生思考，通過對個別實例的分析抽象出能量關(guān)系的本質(zhì)特征
例一顆子彈水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中，A、B兩木塊是用一根彈簧連接在一起的，如圖1所示，則在子彈打擊木塊以及彈簧被壓縮到最短的整個過程中，對子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)，判斷其動量和機械能是否守恒.
分析與解以子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，在子彈打擊木塊以及彈簧被壓縮至最短的過程中，不受外力作用影響，因此動量守恒，在子彈射入木塊時，存在劇烈摩擦作用，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機械能不守恒.
2在學生弄清并解決了原問題之后，把問題進行變化，將抽象概念具體化，明確概念的適用范圍，讓學生繼續(xù)討論解決
變式一將題干中“射入置于光滑水平面上”的條件改為“射入置于粗糙水平面上”，其他條件不變，試分析動量和機械能是否守恒.
分析與解以子彈、兩木塊和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，在子彈打擊木塊以及彈簧被壓縮至最短的過程中，木塊受到滑動摩擦力作用，因此動量不守恒，由上例的分析可知，機械能依舊不守恒.
3學生在完成變式一之后，繼續(xù)引入變化，從其他條件入手，細化概念，進一步掌握建立概念過程中所使用的邏輯方法，促進概念具體化
變式二如圖2所示裝置中，木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短.現(xiàn)將子彈、彈簧和木塊合在一起作為研究對象（系統(tǒng)），則系統(tǒng)在從子彈開始射入木塊到彈簧壓縮至最短的整個過程中，試分析動量和機械能是否守恒.
分析與解以子彈、彈簧、木塊為研究對象，分析受力.在水平方向，彈簧被壓縮是因為受到外力，所以系統(tǒng)水平方向動量不守恒.由于子彈射入木塊過程，發(fā)生劇烈的摩擦，有摩擦力做功，系統(tǒng)機械能減少，也不守恒.
4應用物理概念解題，完整掌握物理概念
變式三如圖3所示，A、B兩物體的質(zhì)量之比為mA∶mB=3∶2，它們原來都靜止在平板車上，A、B間有一根被壓縮的彈簧，A、B與平板車上表面的動摩擦因數(shù)相同，地面光滑.當燒斷線后
A.A、B組成的系統(tǒng)動量守恒
B.A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒
C.小車向左運動
D.小車向右運動
分析與解A、B兩木塊的質(zhì)量之比為mA∶mB=3∶2，它們與小車上表面間的動摩擦因數(shù)相同，繞斷線后，A、B和小車C的滑動摩擦力不等，所以A、B和彈簧組成的系統(tǒng)受合外力不為零，所以系統(tǒng)動量不守恒，故A錯誤； A、B和彈簧、小車組成的系統(tǒng)受合外力為零，所以系統(tǒng)動量守恒，故B正確；由于A、B兩木塊的質(zhì)量之比為mA∶mB=3∶2，A對C的滑動摩擦力大于B對C的滑動摩擦力，所以在A、B相對小車停止運動之前，小車的合力向左運動，故C正確，D錯誤.故選B、C.
運用變式可以使抽象概念越來越具體，使學生通過對比分析，比較，綜合變式中所體現(xiàn)的物理概念，牢固并完善對所掌握知識的理解.
第3篇：機械原理的研究對象范文
關(guān)鍵詞： 整體法 隔離法 高中物理教學
要學好高中物理，做題是少不了。在解決紛繁復雜的物理問題時，我們所研究的物理問題有的只涉及單一物體或單一變化過程，但更多的是涉及多個物體組成的系統(tǒng)或多個變化過程，因此無論是選擇題還是計算題，都常用到這樣的解題方法：整體法與隔離法。整體法與隔離法不僅適用于靜力學和牛頓運動定律，而且在動量定理、動量守恒定律、動能定理、機械能守恒定律、能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律、熱學、電學、光學中均可應用。它是高中物理中最重要的一種解題方法，具有重要的地位。
整體法是指對物理問題中的整個系統(tǒng)或整個過程進行分析、研究的方法。整體法的思維特點：整體法是從局部到全局的思維過程，是系統(tǒng)論中的整體原理在物理中的應用。整體法的優(yōu)點：通過整體法分析物理問題，可以弄清系統(tǒng)的整體受力情況和全過程的受力情況，從整體上揭示事物的本質(zhì)和變體化規(guī)律，從而避開中間環(huán)節(jié)的繁瑣推算，能夠靈活解決問題。通常在分析外力對系統(tǒng)的作用時用整體法。
隔離法是指對物理問題中的單個物體或單個過程進行分析、研究的方法。隔離法的優(yōu)點：容易看清單個物體的受力情況或單個過程的運動情形，問題處理起來比較方便、簡單，便于初學者使用。在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體（或一個物體的各個部分）間的相互作用時用隔離法。
下面列舉整體法與隔離法在整個高中物理中的應用以揭示其重要地位。
一、在力學中的應用示例
第4篇：機械原理的研究對象范文
關(guān)鍵詞：定律；原理；守恒
【中圖分類號】G633.7
學好力學是學好物理的基礎。深入理解力學中的疑難點，學會分析解決問題的方法是學好力學的關(guān)鍵。形成疑難點的主要原因是同學們在學習物理時沒有深刻理解物理概念、規(guī)律及適用條件，常常將意義相近的概念混為一談，或者亂套公式，要通過對力學中常見疑難點的分析，糾正學生常犯典型錯誤，并給出簡明的分析和解決問題的方法。
一、動能定理和功能原理
功和能的概念及其相互聯(lián)系貫穿在高中物理教學的全部過程，它們是高中物理中最重要最基本的一些概念。
表示功的基本公式W=Fscosθ應從三個方面去理解：a式中的s是指力的作用點的位移，公式中的F為恒力。b正確理解正功和負功的概念。力對物體做正功，力的方向和位移方向一致，表示動力做功；力對物體做負功表示力的方向和位移方向相反，表示物體克服阻力做功。C分清功和做功的意義，功是狀態(tài)量，做功是過程量。
做功的過程就是物體能量發(fā)生變化的過程，合外力對物體做的功，等于物體動能的變化，這一結(jié)論叫做動能定理。
學習動能定理時，應明確下述兩點：a功和能是兩個不同概念，b動能和動量都是描述運動狀態(tài)的物理量，但動量是矢量，而動能是標量；應用范圍不同，動能是標志物體機械運動轉(zhuǎn)化為一定量的其它形式的能力的一種量度，它是力對空間的一種積累，而動量是力對時間的一種積累。
如果物體既受動力作用，又受阻力作用，物體機械能的改變量就是外力所做功的代數(shù)和。即E2-E1=W動-W阻這個結(jié)論叫功能原理。
用功能原理解題的優(yōu)點是，只須確定初、末狀態(tài)機械能的變化，而不必考慮相當復雜的運動過程。
功能原理是動能定理的延伸和擴展，動能定理是功能原理中一個最簡單的特例。如果物體僅在水平方向上做機械運動，不受靜電場力和彈力作用即無勢能變化那只須用動能定理求解；若運動過程中伴有重力勢能、彈性勢能電勢能的變化，就應考慮用功能原理去求解。
三、動量守恒定律和機械能守恒定律
學習兩條守恒定律，應明確以下五個問題
1、運用動量守恒定律，解決實際問題時應注意下述三點a動量守恒定律的數(shù)學表達公式是一個矢量式，在列式之前首先要規(guī)定正方向；b定律中各速度都必須相對于同一參照系，c定律公式中等號兩邊各動量必須分別是作用前和作用后同一時刻的量。
2、掌握兩個以上的物體所構(gòu)成的系統(tǒng)的研究方法。動量守恒定律所研究的是物體系統(tǒng)間的相互作用。這里所說的物體系統(tǒng)可以是兩個物體組成的系統(tǒng)，也可以是兩個以上物體所組成的系統(tǒng)，對于兩個以上物體所組成的系統(tǒng)，在弄清物理過程以后，可以用隔離法，采取先分析后綜合的方法來分別處理。
3、在深刻理解機械能守恒定律成立的條件及其物理意義的基礎之上，正確選擇研究對象。物體在發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化時，機械能總量保持不變的條件是"沒有摩擦和介質(zhì)阻力"其含義是，我們所選擇的研究對象，從初態(tài)變化到末態(tài)的過程中對外不做功，外界對它也不做功，這樣初末態(tài)機械能總量才能保持不變。
4、把兩條守恒定律成立條件不要混為一談
如圖（1），木塊B與水平面間無摩擦，子彈A沿小平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短，將子彈開始射入木塊到彈簧壓縮到最短的過程中，動量不守恒，機械能不守恒，因為子彈射入木塊的過程中要克服木塊的摩擦阻力做功，轉(zhuǎn)化為熱能。即系統(tǒng)對外做功，故系統(tǒng)機械能不守恒；在彈簧被壓縮的過程中，系統(tǒng)又受到墻壁所施給的外力作用，故動量守恒定律也不成立。如果將圖中的子彈A和木塊B改為兩個彈性球，設A、B相碰的過程中不損失機械能，那么三者所組成的系統(tǒng)的機械能守恒，而動量不守恒。
綜上所述，同學們不難看出，兩條守恒定律各有其嚴格的成立的條件，它們之間相互獨立，不能互相取代，因為二者考慮問題的角度不同，動量守恒定律是從受力的角度去分析；而機械能守恒定律是從做功的角度去分析，兩條守恒定律成立的條件不能混為一談。
5、應用兩條守恒定律解題的基本思路是：①首先要弄清物理過程，弄清整個過程性質(zhì)、細節(jié)和特征，把整個過程分解為幾個較簡單的子過程。②根據(jù)每一個子過程的性質(zhì)、細節(jié)和特征來判斷該過程符合哪一條守恒定律成立的條件，然后列出相應的方程。③運用數(shù)學知識聯(lián)立求解，從這里我們可以看出：思維方法的特點是先分析后綜合，化整為零，各個擊破；解題能力分兩步，先把物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題，再運用數(shù)學知識解決物理問題，解題的關(guān)鍵在于通過弄清物理過程而理出簡明的解題思路。
如圖（2），在光滑小平地面上有一輛質(zhì)量為М的小車，車上裝有一個半徑為R的光滑圓環(huán)，一個質(zhì)量為m的小滑塊
從跟車面等高的平臺上以速度V?；雸A環(huán)，試問，小滑塊的初速度V。應滿足什么條件才能使它運動到環(huán)頂時恰好對環(huán)頂無壓力？
分析：小滑塊在光滑小車運動的過程中，即滑塊與車相互作用的過程中，系統(tǒng)的動量守恒。滑塊至圓環(huán)的最高點恰對環(huán)頂無壓力則mg=m①式中U為滑塊相對圓心O的線速度，設小車此時速度為V，并規(guī)定方向為正方向，則滑塊對地速度為-（u-v）對滑塊和小車組成系統(tǒng)
mV0=MV-m（u-v）②對系統(tǒng)而言機械能守恒 mv02=Mv2+m（u-v）2+2mgR ③
聯(lián)立 ①②③ V0=
參考文獻
第5篇：機械原理的研究對象范文
[關(guān)鍵詞]機械原理 機構(gòu) 虛擬樣機技術(shù) 運動分析
[中圖分類號] TH111-4 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）03-0125-03
應用型職業(yè)人才教育是社會發(fā)展與科技進步的產(chǎn)物，也是社會職業(yè)崗位分化發(fā)展的結(jié)果，它以培養(yǎng)高等技術(shù)應用型人才為目的。機械原理是高校機械類專業(yè)的重要基礎課，是一門以機器和機構(gòu)為主要研究對象的課程。它較理論、材料力學等理論課程更結(jié)合工程實際，同時，它又與專業(yè)的機械課程不同，其不具體研究某種特定機械，而是研究各種機械中的共性問題，并對常用的機械機構(gòu)的工作原理進行深入的探討。對機構(gòu)進行運動學和動力學分析是貫穿于這門課程的主線，具有知識點多而難的特點，在課堂的教學過程中常涉及到較多的理論分析計算以及機械運動方案的設計實現(xiàn)等問題，由于理論教學占用了大量的時間，往往使學生對課堂教學的興趣越來越少，導致教學效果較差。為滿足復合型工程技術(shù)人員培養(yǎng)的需要，需要對傳統(tǒng)的以理論教學為主的機械原理課程教學進行有意的改革探索?，F(xiàn)有的改革成果更多的把重點放在教學體系和內(nèi)容的調(diào)整上，但該課程與工程實際結(jié)合較緊密，具有較強的實踐性，而在校學生往往缺乏工程應用背景，這就要求在課堂理論教學過程中將知識點與實際的機構(gòu)運動相結(jié)合，幫助學生理解機械結(jié)構(gòu)原理以及在工程中的應用。這樣才能提高機械原理課程的教學效果。為此，本文結(jié)合具體案例，借助現(xiàn)代化多媒體教學手段，充分利用機械設計、仿真等軟件，直觀的實現(xiàn)對機構(gòu)運動學和動力學分析，以及機械的綜合性能分析，充分的提高學生的理解力，調(diào)動學生的積極性和主動性。
一、虛擬樣機技術(shù)在教學中的應用
學生學習水平分為兩個層面，初級層面由基本知識，原理和定律組成，這些知識比較抽象；高級層面是指有關(guān)知識應用的能力，通過一些案例分析和實際問題解決活動過程，分析各知識之間關(guān)系的復雜性，達到靈活應用知識來解決問題。機械原理課程理論性強、內(nèi)容較抽象，僅憑文字說明、理論公式及大腦的想象，學生很難對機械機構(gòu)的原理和運動有清晰地認識。傳統(tǒng)的教學方法是靠教師的講解使機構(gòu)動起來，一些多媒體課件也是停留在預設一些動畫的水平上，缺少互動性。而機構(gòu)是運動著的，在課堂上如何讓分析的機構(gòu)運動起來，是提高學生學習興趣與掌握相關(guān)知識點的關(guān)鍵。虛擬樣機技術(shù)是隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展，形成的一項應用廣泛地計算機輔助工程技術(shù)。虛擬樣機通過計算機技術(shù)實現(xiàn)對機械模型的數(shù)字化建模并進行分析，能夠快速方便的實現(xiàn)機械原理教學中對機構(gòu)的運動學和動力學仿真分析，仿真現(xiàn)實下機械機構(gòu)的工作特性，并能實現(xiàn)多軟件聯(lián)合仿真分析。例如，可利用PROE強大的造型、變參和裝配等功能，幫助學生進行機械結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設計，并導入到動力學分析軟件中進行運動學及動力學分析，再現(xiàn)機構(gòu)的運動。把理論教學和實際的機構(gòu)運動展示結(jié)合起來，提高學生對本門課程的理解，為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下堅實的基礎。
二、虛擬樣機技術(shù)教學應用案例
本文以牛頭刨床為例，在教學過程中靈活運用虛擬樣機技術(shù)來講解其運動特征，直觀再現(xiàn)牛頭刨床的工作過程，同時分析牛頭刨床各從動件的運動規(guī)律，教學效果較好。
（一）牛頭刨床的機構(gòu)運動分析
牛頭刨床是一種靠刀具的往復直線運動及工作臺的間歇運動來完成工件的平面切削加工的機床。牛頭刨床工作時，由導桿機構(gòu)2-3-4-5-6帶動刨刀和刨頭做往復運動，刨頭向左時，刨刀進行切削，此行程稱作工作行程；刨頭右行時，刨刀不切削，稱空回行程，且要求工作行程的移動速度低于空行程速度，即刨刀有急回現(xiàn)象，機構(gòu)簡圖如圖1所示。
根據(jù)如圖1所示的牛頭刨床機構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)較復雜，一般采用解析法對其進行運動分析，為求解各從動件的方位角、角速度和角加速度以及刨頭的運動學參數(shù)，需要建立封閉矢量方程，并列出其投影方程進行求解。課堂教學過程中，理論推算過程較繁瑣，學生較難理解實物的真正運動情況。下面，采用虛擬樣機技術(shù)，運用PROE_ADAMS聯(lián)合仿真技術(shù)直觀的再現(xiàn)機構(gòu)的運動情況，并能輸出各種運動曲線，輔助課堂教學，效果較好。
（二）PROE_ADAMS聯(lián)合仿真技術(shù)
ADAMS軟件在機械系統(tǒng)仿真分析中應用廣泛，包含功能強大的零件庫、約束庫和力庫，其求解器具有的強有力數(shù)值分析功能，并基于多體系統(tǒng)動力學理論的拉格朗日方程，能夠自動建立系統(tǒng)的動力學方程，準確、快速的求解機械系統(tǒng)的各種靜力學、運動學和動力學問題，并能以圖形和曲線等可視化方式顯示計算結(jié)果。
雖然ADAMS / View有零件庫、約束庫、力庫等功能，能夠用于機械系統(tǒng)幾何模型的創(chuàng)建，但它所提供的實體建模能力并不是很強，所以目前常用的方法是用專業(yè)的CAD軟件和專業(yè)的動力學仿真分析軟件進行聯(lián)合建模仿真，即先用專業(yè)的三維建模軟件精確建立機械系統(tǒng)各零件的實體模型和裝配模型，然后把裝配模型導入到動力學仿真分析軟件中，并根據(jù)實際工況添加適當?shù)募s束、驅(qū)動和載荷，最終形成機械系統(tǒng)的動力學仿真模型，再對其進行仿真分析。本文采用MSC公司提供的PRO / E和ADAMS專用接口模塊MECH / PRO實現(xiàn)其兩者之間的數(shù)據(jù)傳遞。
MECH / PRO是美國MSC公司開發(fā)的用來聯(lián)接三維實體建模軟件PRO / E與多體動力學仿真分析軟件ADAMS的專用接口模塊。MECH / PRO允許用戶在PRO / E環(huán)境下定義機械系統(tǒng)剛體、施加約束和驅(qū)動，將裝配體按照設計的運動形式定義為機構(gòu)，并且可以利用ADAMS的求解器進行運動學仿真分析，使PRO / E用戶不必退出其應用環(huán)境，就能對系統(tǒng)進行動力學仿真，并校驗干涉情況、確定運動鎖止位置。
（三）機構(gòu)建模
根據(jù)所分析牛頭刨床機構(gòu)的各組成部分建立其三維實體模型并進行虛擬裝配。各構(gòu)件尺寸如下：l1=125mm；l3=600mm；l4=150mm；l6=175mm；lH=575mm。原動件1的方位角θ1=0°～360°，并以等角速度ω1=1rad / s旋轉(zhuǎn)。
（四）施加約束
施加約束就是確定零部件之間的依附關(guān)系及相對運動關(guān)系，這是進行機構(gòu)運動學分析重要的一點，約束施加的正確與否直接影響分析的準確性和仿真結(jié)果。根據(jù)圖1所示牛頭刨床的結(jié)構(gòu)，在曲柄1和地面、曲柄1和滑塊2、連桿3和地面、連桿3和連桿4、以及連桿4和連桿5之間施加旋轉(zhuǎn)副，滑塊2和連桿3之間施加移動副，連桿5與固定坐標系間施加移動副，在曲柄1上施加驅(qū)動，設置角速度為1rad / s，建立的仿真模型如圖2所示。
（五）仿真計算
在軟件界面上設置仿真時間和仿真步數(shù)，設置完成后點擊即可開始仿真。Adams求解器會根據(jù)設定自行求解運算，得到牛頭刨床各從動件的運動學參數(shù)，還能獲得計算過程中每一步的信息，并在窗口上動態(tài)顯示機構(gòu)的運動過程。圖3和圖4分別為連桿3和連桿4的的方位角、角速度和角加速度曲線，圖5為刨頭的位移、速度和加速度曲線。
通過虛擬樣機技術(shù)，直觀模擬了機構(gòu)的真實運動，讓學生真正體會和認識到了理論公式的真正含義，加深了對機構(gòu)工作原理的掌握。同時，通過仿真，還可得到各從動件的運動曲線，了解各從動件的運動情況，使學生能夠在系統(tǒng)的水平上真實預測機械機構(gòu)的工作性能。
三、結(jié)論
為滿足復合型機械應用型人才的培養(yǎng)需要，將虛擬樣機技術(shù)應用于機械原理教學中，可以在授課過程中對各種機構(gòu)的運動特性進行直觀的演示，使學生們觀察到模型的虛擬運動及主要參數(shù)的變化規(guī)律，就像做實際的物理試驗一樣，能夠很好地改善教學效果，提高學生課堂學習的積極性，加深學生對課程的理解，從而提高了教學效果和質(zhì)量。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 陳文華等.ADAMS2007機構(gòu)設計與分析范例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.
[2] 王湘.基于虛擬樣機技術(shù)的機械原理課程設計教學探索[J].廣西大學學報，2007，9：345-347.
第6篇：機械原理的研究對象范文
[關(guān)鍵詞]振動排痰；呼吸機相關(guān)性肺炎；療效；感染
呼吸機相關(guān)性肺炎指機械通氣48h以上或在拔管后48h之內(nèi)出現(xiàn)的肺炎，此種肺炎在插管前并不存在。該病癥屬重癥監(jiān)護病房中最常見的醫(yī)院獲得性肺炎，由于長時間的給予機械通氣，患者上呼吸道出現(xiàn)加溫、濕化，自主咳嗽功能明顯降低，同時伴隨著全身免疫能力下降，痰液無法排出，導致阻塞支氣管，減少通氣量，進而引發(fā)感染。對于重型顱腦損傷患者而言，呼吸機是保證患者正常呼吸的儀器，在長時間給予機械通氣后，患者極易出現(xiàn)呼吸機相關(guān)性肺炎，影響預后恢復。隨著醫(yī)學技術(shù)的發(fā)展，振動排痰是通過儀器產(chǎn)生的高頻振動頻率幫助患者排出痰液，且不會傷及口腔黏膜，在臨床應用中取得較好的療效。本研究分析振動排痰對預防呼吸機相關(guān)性肺炎的臨床療效?，F(xiàn)報道如下。
1資料與方法
1.1一般資料
選取2014年3月～2015年9月在我院住院治療的重型顱腦損傷患者70例作為研究對象，本次研究經(jīng)本院論理委員會批準通過。將所有患者隨機分為兩組。觀察組35例，男17例，女18例，年齡38～67歲，平均（49.7±2.0）歲；對照組35例，男18例，女17例，年齡39～68歲，平均（48.5±2.9）歲。納入標準：所有患者均采用呼吸機輔助呼吸≥48h；自愿參與本研究。排除標準：排除其他器官重大疾病及肺部出血、凝血功能障礙患者；肺部存在創(chuàng)傷，不能忍受振動排痰的患者。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。具有可比性。
1.2方法
對照組患者采用傳統(tǒng)的叩背排痰法，使患者保持側(cè)臥位，護理人員交替叩擊患者的胸壁，根據(jù)由下向上、由外向內(nèi)的方向進行叩擊，注意叩擊的力度，拍背完畢后進行吸痰，在吸痰前給予純氧通氣2min后再進行無菌吸痰，3次/d，15min/次。觀察組采用振動排痰法，根據(jù)患者的病情及對振動排痰儀器的耐受程度調(diào)節(jié)振動頻率，取患者側(cè)臥位，將振動排痰機頻率設置為15～30cap/s，由護理人員雙手緊握排痰機的手柄，并置于叩擊處，每個叩擊部位停留10～20s后易動叩擊頭，整個叩擊過程中按照先右側(cè)背、左側(cè)背、脊柱、側(cè)胸、胸部的順序，與對照組相同，振動排痰儀使用3次/d，15min/次，叩擊完畢后進行吸痰。所有患者在排痰過程中需要注意觀察生命體征變化。
1.3觀察指標
比較兩組患者住院情況，包括住院時間及機械通氣時間；比較兩組患者吸痰后血氣指標的變化，包括PaCO2、PaO2、SaO2；對患者進行跟蹤隨訪，比較兩組呼吸機相關(guān)性肺炎的發(fā)生率，根據(jù)呼吸機相關(guān)性肺炎的診斷標準判斷患者病情：（1）使用呼吸機后48h發(fā)??；（2）肺部出現(xiàn)濕性音；（3）在與機械通氣前所拍的胸片比較出現(xiàn)肺部陰影或新的炎癥病變的患者；（4）患者體溫>37.5℃，且呼吸道存在膿性分泌物；（5）發(fā)病后經(jīng)病原體檢驗發(fā)現(xiàn)支氣管中存在新的病原體；（6）10.0x109/L
1.4統(tǒng)計學方法
采用SPSS22.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數(shù)資料以百分比表示，采用x2檢驗，P
2結(jié)果
2.1兩組住院情況比較
觀察組住院時間及機械通氣時間均短于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P
2.2兩組吸痰后血氣指標變化比較
經(jīng)過吸痰后，觀察組血氣指標優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P
2.3兩組呼吸機相關(guān)性肺炎的發(fā)生率比較
觀察組發(fā)生率為8.57%，顯著低于對照組34.29%，差異有統(tǒng)計學意義（P
3討論
重型顱腦損傷具有較高的病死率，患者病情危重，針對重型顱腦損傷患者的治療需要注意肺部等其他器官的感染，由于感染會釋放大量的炎癥因子，容易加重患者的病情。對于該病癥患者而言，呼吸機是維持呼吸的最重要的儀器，但由于長時間的借助呼吸機，易引發(fā)肺部感染，導致患者痰液無法排出，利用吸痰器吸引，容易造成口腔粘膜及呼吸道的損傷，造成反復感染，影響患者預后恢復。因此，對于機械通氣患者而言，在日常護理及排痰中采用合理的排痰方式可有效預防呼吸機相關(guān)性肺炎的發(fā)生。
傳統(tǒng)的叩背排痰法是通過單純的人工叩擊胸壁幫助患者排出痰液，但此種方法需要消耗大量的人力，不利于緩解護理人員短缺的現(xiàn)象。振動排痰法則是利用物理定向叩擊的原理設計，通過儀器的振動胸壁，改善支氣管炎中纖毛的相互作用，同時改善纖毛的活動，有利于患者排痰。此外，使用振動排痰機排痰可有效控制患者血氧飽和度指標變化，緩解支氣管平滑肌痙攣，降低肺部感染，減輕肺部水腫。與傳統(tǒng)的叩背排痰相比，振動排痰可有效節(jié)約人力消耗，且療效較好。
第7篇：機械原理的研究對象范文
關(guān)鍵詞：氣動機械手；可編程控制器；控制系統(tǒng)
引言
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，氣動機械手由于有氣源使用方便，沒有環(huán)境污染，工作安全可靠，易于維修，廣泛應用于流水線生產(chǎn)，機械加工，注塑，儀表等工業(yè)中，提高生產(chǎn)效率。本文以三自由度機械手為研究對象，設計了基于PLC的機械手控制系統(tǒng)，并在西門子S7-200的PLC上得到實現(xiàn)。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能介紹
氣動機械手的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
機械手氣動控制回路原理見圖2，主要由升降氣缸、導桿氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸組成。其中升降氣缸、導桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸使用單電控換向閥，通電時氣缸伸出，斷電后氣缸自動縮回。手指夾緊氣缸使用雙電控換向閥。由于雙電控換向閥具有記憶作用，如果在氣缸伸出的途中突然失電，手指夾緊氣缸仍將保持原來的狀態(tài)，可保證夾持工件不會掉下。
機械手的動作過程如下：
（1）檢查機械手是否處于初始位置。初始位置：升降氣缸處于上升位置，旋轉(zhuǎn)氣缸位于左邊位置，導桿氣缸位于縮回位置，夾緊氣缸位于放松位置。若不在初始位置，按下復位按鈕，讓其恢偷匠跏嘉恢謾
（2）按下啟動按鈕，機械手在工位1進行抓取工件過程：手臂伸出手爪夾緊抓取工件提升臺上升手臂縮回。
（3）機械手到達工位2位置進行釋放工件過程：手臂伸出提升臺下降手爪松開放下工件手臂縮回。
（4）放下工件之后，機械手要回到初始位置，自動進行下一個工作周期。
（5）在工作過程中若按下停止按鈕，機械手完成一個工作周期，回到初始位置。
2 PLC控制系統(tǒng)設計
根據(jù)機械手控制要求，有11個輸入信號，6個輸出信號，選用S7-200系列的CPU226 DC/DC/DC型號的PLC，I/O分配表見表1：
根據(jù)其控制要求，可以得到其控制流程圖，見圖3。
其編程實現(xiàn)可以通過三種方法實現(xiàn)：
（1）利用起保停程序?qū)崿F(xiàn)。
（2）步進指令。
（3）左移位指令。
3 結(jié)束語
氣動機械手價格低，動作準確，便于維護，易于控制，可靠性高，能在惡劣的環(huán)境下工作，減輕了人工成本，改善了工作環(huán)境，具有很強的實用價值。
參考文獻
[1]姜繼海，宋錦春，高常識[M].高等教育出版社，2002.
第8篇：機械原理的研究對象范文
[關(guān)鍵詞] 機械輔助排痰；人工氣道；氣囊壓力
[中圖分類號] R472.2 [文獻標識碼] B [文章編號] 1674-4721（2014）12（c）-0157-03
人工氣道包括氣管插管和氣管切開，是ICU搶救危重患者的重要措施。人工氣道建立后需保持氣道的密閉性，而導管氣囊壓力對人工氣道密閉性起著決定性作用[1]，充氣過多，氣囊壓力過高可導致氣管黏膜受壓缺血、壞死；充氣不足，氣囊壓力過低時氣道不能完全密閉。當氣道不能完全密閉時，一方面會使上呼吸道分泌物及胃內(nèi)容物反流至下呼吸道導致肺部感染發(fā)生[2]，另一方面在機械通氣時漏氣，導致有效通氣不足，因此需將氣囊壓力維持在一個合理的范圍，使氣囊壓力既能阻斷氣囊和氣道黏膜間漏氣，又不對氣管黏膜的血液循環(huán)造成影響，臨床研究顯示，理想的氣囊壓力應維持在25～30 cm H2O（1 cm H2O=98 Pa）[3]。機械輔助排痰是通過對人體叩擊、震顫使呼吸道黏膜表面的黏液和代謝物松弛、液化，使其變小變松，另一方面通過對人體產(chǎn)生定向擠推、震顫使已液化的痰液逐步排出體外[4]。機械輔助排痰能夠很好地提高患者的排痰效果，有效清除氣道分泌物，減少肺部感染發(fā)生。本研究主要通過測量和比較機械輔助排痰前后氣囊壓力的變化，了解機械輔助排痰對氣囊壓力的影響，為臨床更好地管理氣囊壓力提供依據(jù)。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2013年5月～2014年5月本院ICU收治的50例危重患者作為研究對象，所有患者均建立人工氣道。其中男40例，女10例；年齡為18～50歲，平均34歲；氣管插管35例，氣管切開15例，型號7～9 mm；機械通氣22例，非機械通氣28例；重型顱腦損傷10例，COPD 10例，嚴重多發(fā)傷15例，腦出血15例。排除標準：①胸部接觸皮膚不完整者，胸肺部腫瘤；②凝血功能差者；③急性心力衰竭、心肌梗死等心臟病患者；④生命體征不穩(wěn)定及肋骨骨折患者。
1.2 方法
本研究主要采用自身對照設計方案，機械輔助排痰主要選用YS8001TC震動排痰機，測壓表采用PORTEX專用氣囊壓力表，分別記錄機械輔助排痰前后氣囊壓力的數(shù)值。在測壓時要排除各種干擾因素的影響，如改變、咳嗽、呃逆、躁動及吸痰等影響胸內(nèi)壓的因素。機械輔助排痰和測量氣囊壓力均由同一名資深護士完成，由另一名護士協(xié)助，選擇在餐后2 h進行機械輔助排痰，共3次。機械輔助排痰前，患者應處于平靜狀態(tài)，測量并記錄氣囊壓力的數(shù)值。每次輔助排痰完成后，需待患者平靜后再測量并記錄氣囊壓力的數(shù)值，然后應用PORTEX專用氣囊壓力表將氣囊壓力調(diào)整至正常范圍，即25～30 cm H2O之間。
1.2.1 機械輔助排痰的具體方法 根據(jù)患者的選取不同叩擊頭，以一定的壓力作用于患者前胸或背部，避開心臟部位。將叩擊頭放于患者肺下葉處，按由外向內(nèi)、從下向上的順序進行震動叩擊，震動頻率為20～30 Hz，每個部位叩擊30 s，直至整個肺部，總時間為5～10 min。治療過程中注意觀察患者的反應和生命體征變化，做好管道固定，防止管道脫出。
1.2.2 氣囊壓力測量的具體方法 將氣囊壓力表的測壓連接管與人工氣道導管的氣囊接口相連接，觀察并記錄所測得的數(shù)值，壓力
1.3 觀察指標
比較振動排痰前后的人工導管氣囊壓力、呼吸次數(shù)、SpO2、PaO2以及不良反應發(fā)生情況，不良反應主要表現(xiàn)為咳嗽、痰多、呼吸困難等。
1.4 統(tǒng)計學處理
采用SPSS 12.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行處理，計量資料以x±s表示，采用t檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，以P
2 結(jié)果
2.1 機械輔助排痰前后氣囊壓力的比較
排痰后的氣囊壓力顯著低于排痰前，差異有統(tǒng)計學意義（P
2.2 機械輔助排痰前后呼吸次數(shù)、SpO2、PaO2以及不良反應發(fā)生率的比較
排痰后的呼吸次數(shù)和不良反應發(fā)生率顯著低于排痰前，差異有統(tǒng)計學意義（P
3 結(jié)論
人工氣道包括氣管插管或氣管切開，是臨床上救治危重患者的重要手段，其主要目的是預防和解除呼吸道梗阻，保證呼吸道通暢。對于意識不清、尤其昏迷的患者，人工氣道可預防嘔吐物和口鼻腔分泌物誤吸入下呼吸道，便于呼吸道分泌物的清除，能夠為機械通氣提供封閉的通道[5]。導管氣囊在人工氣道中起著非常重要的作用[6]，正常范圍的氣囊壓力可使氣管插管或氣管切開與氣管壁之間嚴密無隙，避免了機械通氣時出現(xiàn)漏氣，可以防止嘔吐物、口鼻腔分泌物流入下呼吸道內(nèi)，另外還能起到固定導管在相應部位的作用。當氣囊壓力低于正常時，可引起嘔吐物或口咽部、鼻腔內(nèi)分泌物流入肺內(nèi)，導致誤吸，甚至出現(xiàn)吸入性肺炎[7]。如果機械通氣時出現(xiàn)漏氣，可導致通氣不足，引起低氧血癥及二氧化碳潴留，進而影響機械通氣的效果。建立人工氣道后必須密切監(jiān)測人工氣道氣囊壓力，將人工氣道氣囊壓力維持在合理范圍（25～30 cm H2O）。當監(jiān)測到氣囊壓力不足時，應及時補氣至正常范圍。
機械輔助排痰通過排痰機將體表機械振動能量傳導至肺部，使淤積在氣管、支氣管和肺泡表面的痰液或黏液栓子松動或刺激咳嗽將其排除。排痰過程中會產(chǎn)生振動和叩擊兩種作用[8]，振動會使支氣管擴張，淋巴管擴張，從而使呼吸道通過性增強，分泌物吸收增加[9]；叩擊所具有的垂直力可松弛、擊碎脫落黏性分泌物，水平力可推動分泌物定向移動[10]。叩擊作用可刺激漿細胞分泌，稀釋痰液，刺激神經(jīng)末梢，加強纖毛蠕動，排出痰液，刺激咳嗽，從而使痰液咳出。機械輔助排痰主要有促進患者分泌物及痰液排出、清除支氣管平滑肌痙攣、消除水腫、減輕阻塞、改善呼吸音、提高血氧濃度、減輕患者肺部感染等作用，使患者感到舒適[11]。機械振動排痰在肺部感染和呼吸衰竭以及機械通氣患者中有較好的排痰效果，能改善患者的呼吸功能，提高SpO2和PaO2，且優(yōu)于人工叩擊[12]。本研究結(jié)果顯示，機械輔助排痰能有效改善患者的呼吸功能，清除呼吸道分泌物，減少不良反應發(fā)生率，從而降低肺炎的發(fā)生，排痰后能有效預防肺部感染和肺不張的發(fā)生，進而減輕患者痛苦，同時還能緩解支氣管平滑肌痙攣，改善肺部血液循環(huán)，提高血氧濃度。值得廣大臨床護理工作者注意的是，在本研究中，機械輔助排痰后氣囊壓力會出現(xiàn)降低，因此機械輔助排痰后必須采用專用氣囊壓力表監(jiān)測氣囊壓力，當壓力不足時，及時調(diào)整至正常范圍。
[參考文獻]
[1] 馬艷華，劉影新.重癥監(jiān)護室人工氣道氣囊壓力的監(jiān)測及護理[J].浙江臨床醫(yī)學，2012，9（14）：1165-1166.
[2] 琚文匯，侯鳳娟，張鳳霞.氣管導管氣囊的護理體會[J].中原醫(yī)刊，2005，32（4）：56-57.
[3] 洪躍玲，楊相梅.機械通氣患者人工氣道管理的研究進展[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生，2014，30（6）：845-847.
[4] 胡靜，田勛燕.振動排痰機結(jié)合引流在慢性阻塞性肺疾病患者中的應用及護理[J].護理雜志，2008， 25（4）：42-43.
[5] 王維惟，謝萍.拍背對COPD患者人工氣道患者氣囊壓力的影響[J].中國醫(yī)藥學指南，2012，10（29）：97-98.
[6] 趙靜月，趙向琴，蔣方琴，等.重癥監(jiān)護病房人工氣道氣囊壓力連續(xù)監(jiān)測的方法探究[J].護士進修雜志，2007，22（5）：397-398.
[7] 楊靈霞，陳淑琴.氣管切開術(shù)后肺部感染的因素及護理對策[J].中國實用醫(yī)藥，2013，8（22）：227.
[8] 曾嘉濤，王曉波，張俊，等.機械排痰法與傳統(tǒng)叩擊排痰法排痰效果的比較[J].護理雜志，2009，26（8）：12-13，16.
[9] 郭玉軍，游寶英.美國G5振動排痰機的工作原理及主要功能[J].醫(yī)療裝備，2005，18（12）：59.
[10] 曾定芬，劉真君，李曉霞.機械輔助排痰在預防人工氣道患者肺部感染中的應用[J].中華現(xiàn)代護理雜志，2012， 18（32）：3939-3942.
[11] 孫明珠，阮桂榮，王彬.振動排痰機在胸部物理治療中的應用及護理[J].中國康復，2005，20（2）：85-86.
第9篇：機械原理的研究對象范文
隨著計算機的發(fā)展，人們目前已普遍采用計算機進行工程設計，其中計算機輔助設計(cAD)已被廣泛推廣，而計算機輔助工程(cAE)在近幾年也正逐步被人們所接受。本文主要論述了CAE方法中的動態(tài)仿真。以往的產(chǎn)品設計，往往是根據(jù)設計經(jīng)驗，確定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式，待樣機產(chǎn)生后再根據(jù)環(huán)境試驗的要求做各種例行試驗，試驗過程中，機械振動常常會由于設計不當，出現(xiàn)多種多樣的問題，這樣只好重新設計。而采用CAE方法后，可以在設計的初期，樣機出來之前，在計算機上模擬出樣機的結(jié)構(gòu)形式，并在計算機上進行動態(tài)模擬，這樣就可事先了解樣機在機械振動中可能會出現(xiàn)的問題，并于設計的初期進行修改，使樣機一次設計成功，縮短產(chǎn)品的研制周期。
二、基本原理
1.有限元的基本概念
有限元單元是把連續(xù)彈性體看作有限個單元體，在有限個結(jié)點處聯(lián)結(jié)而成的結(jié)構(gòu)，而每個單元又是一個彈性體，它具有合法的某些特征。有限單元法的特點在于其分析對象不是整個結(jié)構(gòu)或子結(jié)構(gòu)，而是以單元的特點位移，作為系統(tǒng)的廣義坐標，結(jié)點力一般則表示為結(jié)點位移的函數(shù)，由于各單元可根據(jù)需要取得很小，所以它們的函數(shù)關(guān)系可表達得非常簡單。有限單元法，原則上適用于各種不同的結(jié)構(gòu)問題，是一種適應性很強的數(shù)值方法，這種方法可將各種問題的分析結(jié)果歸結(jié)為求解線性代數(shù)方程組，就為利用計算機解題提供了便利條件。
2.虛功原理
在固體力學中，有限元法一般采用虛功原理。虛功原理具體表述為:如果質(zhì)點系在外力作用下是平衡的，則全部主動力和約束力在平衡位置算起的任何虛位移上所作虛功的總和等于零。
三、SAP軟件簡介
SAP是一個專門用于有限元分析的CAE系統(tǒng)，目前已發(fā)展到SAPg.O，它提供了一個人機對話的圖形一菜單一提示一命令環(huán)境，使人們可以用多種方法自動或半自動地構(gòu)造復雜的有限元模型，并且可以用各種方式觀看、檢驗構(gòu)成的有限元模型。此外，它可以把自動或半自動生成的有限元模型的圖像對應的二進制碼文件自動轉(zhuǎn)換為ASCll碼，以供有限元分析之用。在分析過程中，它提供不同的求解工具，以滿足是靜態(tài)分析還是動態(tài)分析，是線性分析還是非線性分析。該軟件的運行結(jié)果已被工程驗證。此外，該軟件還提供了后處理系統(tǒng)，可以在屏幕上直觀地觀看運行的結(jié)果。
