工业设计毕业论文关于工业设计的毕业论文

工业设计毕业论文关于工业设计的毕业论文 关于工业设计的毕业论文怎么写?下面是的关于工业设计的毕业论文范文，欢迎阅读参考! 关于工业设计的毕业论文一：探析热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用 引言 在现代工业生产中，金属零件的制造是一个重要的环节，具有举足轻重的作用，因此提高金属零件的制造水平成为一项不可缺少的工作。而在金属零件的制造过程中，热处理工作又是提高其制造水平的重要措施。在设计工作中，正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。而不合理的热处理条件，不仅不会提高材料的机械性能，反而会破坏材料原有的性能。因此，设计人员应根据金属材料成分，准确分析金属材料与热处理工艺的关系，制订合理的热处理的工艺，合理安排工艺流程，才能得到理想的效果，提高金属零件的制造水平。 在现代工业生产中，广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。但用得更多的是它们的合金。金属和合金的内部结构包含两个方面:其一是金属原子之间的结合方式;其二是原子在空间的排列方式。金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系，原子排列方式不同，金属的性能就出现差异。 为了得到更好的金属性能，满足制造和使用要求，我们将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能，这就是金属材料热处理过程。 不同的热处理条件会产生不同的材料性能改变效果，下面从3个方面来说明热处理工艺在提高金属零件的制造水平中的作用。 一、提高金属材料的切削性能和加工精度 在各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品金属材料的切削过程中，由于被加工材料、切削刀具和切削条件的不同，金属的变形程度也不同，从而产生不同程度的光洁度。各种材料的最佳切削性能都对应有一定的硬度范围和金相组织。为了得到最佳切削性能，就要求被加工材料具有合适的组织状态，这就要用到预先热处理。 通过预先热处理，可以消除或减少冶金及热加工过程产生的材料缺陷，并为以后切削加工及热处理准备良好的组织状态，从而保证材料的切削性能、加工精度和减少变形。 举例1:齿坯材料在切削加工中，当齿坯硬度偏低时会产生粘刀现象，在前倾面上形成积屑瘤，使被加工零件的表面光洁度降低。而对齿坯材料进行正火+不完全淬火处理，切屑容易碎裂，形成粘刀的倾向性减少。并随着齿坯硬度的提高，切屑从带状向挤裂状过渡，从而减少了粘刀现象，提高了切削性能。 举例2:铝合金在加工过程中，通常都是先经强化处理(固溶处理+时效;时效)，这样可以得到晶粒细小、均匀的组织，比铸态或压力加工状态的切削性能好，不仅改善了切削性能，而且同时提高了机械加工精度。 二、提高金属材料的断裂韧性 金属材料的断裂韧性指含有裂纹的材料在外力作用下抵抗裂纹扩展的性能。提高金属断裂韧性的关键是要减少金属晶体中位错，使金属材料中的位错密度下降，从而提高金属强度，而减少金属晶体中位错的一种重要方法，就是细晶强化，其原理是通过细化晶粒使晶界所占比例增高而阻碍位错滑移从而提高材料强韧性。而金属组织的细晶强化的过程实际上就是金属热处理。 在金属热处理过程中，当冷变形金属加热到足够高的温度以后，在一定的应力和变形温度的条件下，材料在变形过程中积累到足够高的局部位错密度级别，会在变形最剧烈的区域产生新的等轴晶粒来代替原来的变形晶粒，这个过程称为再结晶。再结晶晶核的形成与长大都需要原子的扩散，因此必须将变形金属加热到一定温度之上，足以激活原子，使其能进行迁移时，再结晶过程才能进行。 那么，对于不同的金属材料，我们就可以通过控制不同的热处理的温度，来提高金属材料的断裂韧性。 举例:在SY钢坯料上线切割适当的小圆柱，机加工后，选择在700，800，900、1000和1100在Cleeble-1500型热模拟试验机上以510-1的变形速率保温30s压缩变形50%，然后在空气中冷至室温，再进行6806hAC(空冷)的退火处理，再将压缩后的试样沿轴向线切割剖开，研磨抛光后用化学物质显示晶粒形貌。实验现象为:在700时，扁平的晶粒开始逐渐向等轴晶粒的形状变化。800变形的晶粒中等轴晶粒已经有少量出现，但仍然以变形拉长的晶粒为主。在900变形开始，晶粒突然变得细小，几乎全部为等轴晶粒，晶粒度达到YBl2级。在900以上.晶粒开始长大。因此，对此种钢来说，900左右温度进行热处理，可以提高其断裂韧性。 三、减少金属材料的应力腐蚀开裂 金属材料在拉伸应力和特定腐蚀环境共同作用下发生的脆性断裂破坏称为应力腐蚀开裂。大部分引起应力腐蚀开裂的应力是由残余拉应力引起的。残余应力是金属在焊接过程中产生的。金属在加热时，以及加热后冷却处理时，改变了材料内部的组织和性能，同时伴随产生了金属热应力和相变应力。 金属材料在加热和冷却过程中，表层和心部的加热及冷却速度(或时间)不一致，由于温差导致材料体积膨胀和收缩不均而产生应力，即热应力。在热应力的作用下，由于冷却时金属表层温度低于心部，收缩表面大于心部而使心部受拉应力:另一方面材料在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时，因比容的增大会伴随材料体积的膨胀，材料各部位先后相变，造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力，心部受压应力，恰好与拉应力相反。金属热处理的热应力和相变应力叠加的结果就是材料中的残余应力，正是其存在造成了应力腐蚀开裂。 举例:金属热处理中，通过控制淬火冷却速度，可以显著地控制淬火裂纹，为了达到淬火的目的，通常必须加速材料在高温段内的冷却速度，并使之超过材料的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论，这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值，故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。 3、结论 金属材料的热处理在机械零件制造中占有十分重要的地位，在金属材料加工的整个工艺流程中，如果将切削加工工艺与热处理工艺进行密切配合，将有效地提高金属零件的制造水平。 参 考 文 献 1 雷声，齿轮热处理变形的控制.机械工程师.xx年5期. 2 王斌武，周晓艳.浅谈金属零件的设计、切削加工及热处理的关系，桂林航天工业高等专科学校学报，xx(4) 3 魏强、刘晓清，热处理淬火变形的控制.汽车工艺与材料.xx年7期 关于工业设计的毕业论文二：论工业厂房抗震概念设计 摘要:抗震设计是工业厂房建筑结构设计的重要组成部分，在工业厂房的抗震设计时，合理的结构布置、保证结构的延性、减轻结构上部的重量、考虑到支撑系统的布置、柱及节点的廷性以及围护结构的稳定性，是单层工业厂房抗震概念设计重要内容。良好的概念设计，则可以从根本上消除薄弱环节，使整个建筑物具有较高的总体抗震. 关键词:抗震缝， 抗推刚度 ，柱间支撑 前言 所谓抗震概念设计就是进行结构抗震设计时，应着眼于结构的总体地震反应，按照建筑结构的破坏机制和破坏过程，灵活地运用抗震设计准则，全面地合理地解决结构设计中的基本问题。既要注意总体布置上的原则，又要顾及到关键部位的细节，从根本上提高建筑结构的抗震能力。 所谓抗震概念设计就是进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活地运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计的基本问题。 既注意总体布置上的原则，又顾及到关键部位的细节，从根本上提高结构的抗震能力。地震是一种随机振动，有难于把握的复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、结构材料的非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，同时也存在着不准确性。因此，工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决，而必须立足于“概念设计”。 一.厂房震害概述 单层厂房的破坏主要是因为体系内存在一定的抗震薄弱环节，受震源机制影响，不同地震，同一烈度区内单层厂房的震害现象也不相同，所体现出来的薄弱环节也不一致，但是大体上有一定的规律可循2。单层厂房的抗震能力及其在地震中的破坏程度，不仅取决于结构和构件的抗震能力，而且在很大程度上取决于单层厂房的整体抗震能力，薄弱环节的存在很大程度上削弱了厂房的整体抗震能力。 研究表明，在地震作用下，单层厂房的一般震害现象是:在7度区，厂房的主体结构完好，门式天窗竖向支撑部分发生破坏，或节点预埋件被拔出，中柱列的柱间支撑，易发生杆件压曲或支撑与柱的连接节点拉脱，围护结构主要震害是砖围护墙体的局部开裂或外闪，山墙或纵墙出屋面的女儿墙多数倒塌;在8度区，屋盖系统出现少数屋面板滑落，屋架端头支墩断裂等典型破坏现象，上柱根部和柱肩部位出现水平裂缝，下柱根部出现纵向水平裂缝，柱间支撑普遍发生压曲现象;在9度及大于9度区，震害现象与8度区类似，但显著加重，主要体现为主体结构严重开裂破坏。 二.工业厂房的结构体系钢结构具有强度高、塑性韧性好、自重小、制作简便、施工工期短、节能环保等优点。随着经济的发展，单层钢结构厂房在工业建筑中得到广泛应用。采用单层工业厂房，生产工艺流程相对简洁，地面上可以放置较重的机器设备和产品，内部生产运输容易组织。但是在强烈地震作用下单层厂房有局部破坏、甚至倒塌现象的事故发生。对于工业厂房的地震反应，在横向要取一排架或框排架作为计算单元;在纵向要取一个柱列，忽略结构的整体作用。换言之，该结构屋盖的水平刚度可以忽略不计，地震期间各排架、框排架和山墙都是独立振动而互不影响。 有学者根据单层厂房的实测数据，对单层厂房的空间整体工作与变形性质进行了研究，进而提出了空间振动理论。该理论为工业厂房抗震空间分析奠定了理论基础。根据实测数据所获得的结构厂房整体变形性质，我们可以提出一个简单的简化模型，“用屋盖将一系列排架和山墙联系起来而形成一个空间体系”，同时我们认为，从结构体系的整体来看，主厂房屋盖的横向变形是以剪切变形为主，在结构分析中，可以视屋盖为水平剪切粱，如果将横向排架所起的约束作用简化为沿纵向均匀分布的弹性约束，也就可以将数量较多的弹件支座用符合文克尔假定的弹性地基来代替。对于单层大空间体系复杂结构，一般采用混凝土组合结构和钢结构等抗震设计、计算和构造以及抗震措施。 针对大型工业主厂房结构的特点，重点内容有以下几个方面:钢筋混凝土结构着重解决高强度混凝土在主厂房结构中的应用及薄弱环节的抗震;组合结构要解决钢管混凝土、外包钢的节点及楼盖等组合结构及其节点连接的抗震性能;钢结构主要解决结构体系和连接节点设计构造及强震作用下钢结构的铰接和刚性节点特性;减震、耗能措施主要侧重于新型材料研制、消能支撑的抗震以及新型减震、消能材料及其在支撑中的应用等。 三.抗震设计的一般原则 1.1场地和地基 建筑结构在地震作用下的破坏情况有四种: (1)地震时，在水平和竖向振动作用下，建筑物的内力和变形骤增，甚至结构的受力形式发生改变，最终导致建筑物承载力不足甚至于丧失或者变形过大而破坏。 (2)地震作用下，由于节点强度不足、延性不够、锚固失效，使得结构构件缺乏可靠的连接，建筑物丧失整体性而遭破坏。 (3)地震作用下，由于地基承载力下降或地基土液化，使得地基部分失效甚至于完全失效，最终导致建筑物倾斜、倒塌。 (4)由地震引发的次生灾害如火山、洪水、滑坡、泥石流等造成建筑物的严重破坏。 所以场地的选择是建筑抗震设计成功的第一步，从选址工作开始就应该选择对抗震有利的地段，尽量避开不利的地段，避不开时应采取有效措施确保地基的稳定性;任何情况下均不考虑在抗震危险地段建造建筑物。 四.合理的结构总体布置 在有条件时，围护墙宜优先采用大型钢筋混凝土墙板或其它轻质板材。高低跨厂房的高跨封墙，以及纵横跨交接处的悬墙，应尽量采用轻质板材，并应与屋盖构件及柱有牢固锚拉。如采用砖墙，必须使墙体与屋盖构件和柱有可靠连接，保证其有足够的稳定性。构件的抗推刚度和屈服强度比，即构件实际截面和配筋计算出屈服剪力的比值。沿竖向突变，突变部位会因此出现较大的塑性变形集中，发生严重破坏。等高厂房与不等高厂房相比较，后者伸壁小柱抗推刚度和屈服强度比的突然减小，将引起地震时塑性变形集中，从而使小柱因过大变形而破坏。为保证强度和刚度的连续变化，避免高阶振型地震反应对结构带来的不利影响。在厂房的设计中，应首先选用两跨等高的排架结构。 4.1保证结构的延性 构件的抗推刚度大，势必要吸收较大的地震作用和较多的输人能量。而构件的强度低，则表明构件的屈服强度比值低，容易发生早期破坏。构件的延性小，就意味着构件所能消耗的地震能量较少。一多一少，其结果是使构件发生严重的破坏。为使构件的刚度、强度和延性相匹配，应保证在柱的临界截面屈服前发生脆性破坏以及除柱根部位外，其它部位不出现塑性铰。 4.2支撑系统布置 屋盖支撑对于保证厂房屋盖的整体性和增强厂房的抗震能力具有重要作用。震害表明，由于支撑系统的不足，也造成了大量天窗架失稳和倒塌的严重后果。因此，采用无檩体系时，除应继续保证屋面板与屋架的可靠连接外，.还应在屋盖支撑体系上做更合理的布置和进一步加强。单层厂房的纵向抗震能力是不高的，增强屋盖支撑可以有力地提高厂房纵向抗震能力。柱间支撑是保证厂房纵向刚度和将屋盖地震荷载传到基础的重要构件。由于过去对厂房纵向抗震没有足够重视，因此厂房纵向震害是比较明显的。尤其是多跨厂房的中柱列，震害更为明显。一般7度以上地震区必须在厂房设置柱间支撑，当设计烈度为8、9度时，除在厂房单元中段设柱间支撑外，在两端应增设上柱支撑，这是考虑到8、9度时地震荷载较大，为了将屋盖地震荷载分散传到柱上，从而减轻屋面板与屋架端部顶面联结点的应力，防止破坏。当厂房纵向较长，屋面较重，跨度较大且为多跨时，每一柱列亦可设两道以上柱间支撑，支撑位置可设在单元中段三分之一范围内。 4.3接点连接要求 在单层厂房设计中，排架是按铰接考虑的，而实际构造采用屋架与支柱之间焊接连接，可使节点具有较大的刚性，基本上无转动的可能，在强烈地震作用下，厂房排架产生较大的水平力，如果屋架与屋架支座构造没有考虑此地震力，而且延性又差，那么在地震冲击下，轻则柱顶开裂压酥，重则混凝土剥落，预埋板拔开，锚筋拉拖脱，屋架端头破坏，有的甚至将上柱拉断。螺栓连接有利于提高联接点的延性，在变形较大的情况下，可以起铰作用，以避免屋架端头和柱发生严重震害，即使遭到破坏也容易修复。 4.4构件构造 为了使结构构件具有较好的延性，结构方案和构造也是很重要的。如避免采用长细构件，使结构和构件不致因失稳而破坏。在应力集中区，如节点及梁、柱的端部采用较密的箍筋或连续的螺旋箍把混凝土箍紧;受拉钢筋留有足够的锚固长度;限制构件过大的配筋率，避免构件发生脆性破坏等。为了增强屋架端头的延性，端头应有固边钢筋，底部与柱连接的预埋板应加强锚固，不应采用仅有锚爪的单独预埋板，应与下铉主筋或非预应力加斜板焊牢。在一般静力设计中，柱顶没有什么特殊要求，实际上柱顶是处于素混凝土的状态，在强地震作用下，柱顶的应力状态很复杂。因而柱上端比较容易出现裂缝、酥碎、剪裂、钢筋弯折或外鼓等破坏。为了提高柱顶的抗震能力，增强柱顶的延性，应在柱顶500mm范围内箍筋加密。 4.5围护结构 当采用砖围护墙时，必须使围护墙体与屋盖构件接结，围护墙与山墙应沿全高与柱妥善拉结，以保证地震时墙体平面外的稳定，防止使墙呈悬壁状态。在有条件时，围护墙宜优先采用大型钢筋混凝土墙板或其它轻质材料。高低跨厂房的高跨封墙，以及纵横交接处的悬墙，应尽量采用轻质材料