开题报告-污泥处理船用液压系统油路块设计研究

学生毕业设计（论文）开题报告学生姓名学号学部（系）机械与电气工程学部专业年级机械设计制造及其自动化09级设计（论文）题目污泥处理船用液压系统油路块设计研究指导教师1、设计（论文）选题的依据（选题背景、研究目的和意义、该选题在国内外的研究现状及发展趋势等）11选题背景当今世界，随着科技的不断进步和社会的不断发展，越来越多的人都向往于城市生活，人类与大自然的物质交换愈加频繁，并且已远远地超过大自然的可承受程度，造成了人类对大自然的各种各样的污染，人类正在承受着这些污染所带来的后果，在这些污染中污泥污染正日渐成为严重影响人类正常生活的污染，如何处理污泥污染以及对污泥进行更加深入的科学研究工作变得迫在眉睫，并且这项工作正日益成世界各国科学家研究的重要课题。在我国，河床升高、湖底变高等导致的“天河”、“天湖”等现象出现的报道屡见不鲜，其中污泥的沉积是造成河床和湖底升高的主要因素。当河底的污泥堆积越来越多时，就会导致河床不断升高，这些现象在我国的长江和黄河等河流中表现得尤为明显，不断升高的河床对我国很多地方人民的生命和财产造成了潜在的威胁，为此对污泥进行处理变得非常有紧迫性合目的性。随着现代船舶配套产品的发展，船舶液压系统越来越多地采用液压集成块连接，采用集成块液压系统可以减少管路连接和接头，具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点。因此对船舶液压系统进行集成块设计对于提高船舶液压系统的稳定性、节约资源等有重要的意义。但现有的集成块设计方法尚存在诸多不足之处，本文在阅读了国内外有关液压集成块设计方法的基础上，提出了利用虚拟设计技术来实现船舶液压集成块设计的方法。12液压系统油路块国内研究现状总的来说，国外工业发达国家开展CAD、CAM的工作较早，从70年代就开始进行研究和探索利用计算机进行液压系统和液压元件的计算机辅助设计，从80年代开始研究将CAD、CAM技术应用于液压技术领域，但公开推出的软件并不多，尤其是液压集成块设计的软件比较少。国内从80年代开始研究液压集成块CAD技术，90年代形成一种热潮，开发的软件、发表的文章比较多。国内研究液压集成块比较有影响的几家单位是上海交通大学、浙江大学、大连理工大学、华中科技大学、北京自动化研究所。国内液压CAD技术研发工作起步较晚，但迄今已有很大发展，并取得了很多有特色的研究成果。华中科技大学应用专家系统和逻辑设计方法于1987年开发了HYSSD液压原理图逻辑设计软件包近年来根据模块化设计和再设计工程的思想进行了液压集成块液压集成块智能优化设计系统一算法与典型实用设计技术CADCAM系统HCAD的开发，针对液压集成块内部孔系的连通设计及其通断性校验、液压集成块孔系加工的路径规划等问题进行了研究，从而提高了液压集成块的设计、加工效率和质量。上海交通大学于1986年开始研究插装阀CAD软件，编写了校核插装阀孔道的程序；90年代相继在工作站和PC机上开发出面向插装阀的CVCAD软件；1997年在AUTOCAD上二次开发出面向集成块的HMBCAD软件并不断完善，具有集成块体及孔道数据输入与编辑、孔道校验、三维造型、自动绘制装配图、零件图、孔系表输出等多项功能，已经在一些单位得到实际应用。此外，北京科技大学、天津理工学院、华东冶金学院、南昌航空工业学院、北京机械工业自动化研究所、北京机床研究所、大连液压件研究所、榆次液压件厂等单位也都对液压集成块的设计和制造技术进行了各具特色的研究。国外从20世纪70年代初就开始研究和探索利用计算机进行液压系统和元的辅助设计工作，迄今开发出的各类液压CAD软件已有数十种。德国汉堡技术大学设计技术第一研究室的DFG研究计划开发了液压集成块专用CAD设计系统。通过设计知识和计算程序的应用，该系统有效地支持使用者进行液压集成块设计，其决定性的技术是面向对象的建模核心的应用。该系统对液压元件进行面向对象的产品建模，拥有产品模型的建立与管理、液压油路图的输入、元件布置定位、孔系生成等操作，能进行集成块设计的相关计算，包括压力损失计算、孔道干涉能校验、最小壁厚计算等。德国亚深工业大学研制的在ATMCLASSICMODEL7870计算机上用于设计液压控制阀块的程序包HYKON。该程序包由一组液压元件数据集和用于设计和布局的程序集组成，通过对话交互布置液压元件，具有自动设计孔道、校核孔道、输出符合标准的阀块视图和任意剖视图等功能。英国巴斯大学借鉴印刷电路板和集成电路的设计思想在PDPIL23计算机上研制了VOLE程序，可绘制液压阀块等元件的立体模型图，包括复合剖面图和孔道实体图等，设计人员可以用来校核所设计的阀块油路连通情况。13选题的意义液压集成块的设计生产工作在当今液压系统越来越复杂的情况下，是耗时量、耗工量极大，但是却又极易出现错误的工作，长期以来人们也是在人工设计到软件辅助设计过程中不断向前艰难的行进。液压集成块内部孔道网络的复杂性及其设计难度是人所共知的。面对孔道干涉，以往的设计系统因多处在封闭或半封闭的设计环境下，无法清晰地观察到设计过程，不能自动确定移位方向及尺度和进行自动寻优设计，而是由人工凭1，液压传动与气压传动杨曙东、何存兴等著。介绍了一门以流体为介质来实现能量的转换、传递及控制的学科。该书从液压流体力学开始，逐渐深入地讲解了各类液压元件的结构、工作原理、工作性能以及由这些元件组成的各种基本控制回路的性能特点，并在此基础上根据主机负载的需要进行液压与传动及控制系统的设计。该书详细介绍了液压元件（泵、马达、缸、开关控制阀、比例阀、逻辑阀、数字阀和辅助元件）的结构原理，液压基本回路。为深入理解液压原理图打下了坚实基础。以液体为工作介质的液压传动具有无级调速和传动平稳、布置方便，易实现自动化，在各类需要自动化程度高的场合使用广泛。2，1250吨组合框架式数控液压机控制系统的设计与开发苗可著。文章首先分析了框架式数控多点压边液压机国内外研究现状与发展趋势，指出了其不足之处，并提出了解决的关键技术与方法。其次，通过分析液压机工艺流程与设计指标，采用模块化设计方法，构建了基于PLC与工业触摸屏的液压机控制系统整体结构。针对柔性化数控多点压边控制问题，文章提出了变压边力闭环控制方案，直觉或经验确定调改方案。这个问题可以通过采用虚拟设计技术得到解决。液压集成块虚拟设计主要是研究液压集成块在虚拟环境下的设计。通过虚拟现实技术和软件工程以及参数化三维实体造型技术相结合，建立一个虚拟的设计环境，完成动态的展示，三维视图的分析、观察等。设计者如同加工者，打孔、校验等工作处于一个虚拟的环境中，减少了传统设计过程中二维和三维在设计者头脑中的转换。符合人类的设计思维，避免了设计中的误区。通过人工智能、路径规划等理论相结合，完成阀的布置以及工艺孔自动设计等功能。最终使设计者智能化、优化集成块的设计。二、主要参考文献综述本课题主要涉及船舶集成块外部布局设计、内部孔道设计、孔道校核、虚拟设计等内容。（1）集成块外部布局设计。外部布局设计是指液压元件在集成块上的合理摆放，解决液压元件空间干涉，并为孔道连通设计提供可靠的合理的液压元件空间位置参数。（2）集成块的内部孔道设计。集成块的孔道连通设计就是把阀块外部设计生成的油孔数据文件中的孔道连通起来。孔道连通的时候，要以原理图为依据连通应该连通的孔道，同时还要考虑连通优化问题。连通的优先级在分解连通关系时得以确定。（3）集成块的孔道校核。孔道校核是依据孔道连通设计生成的孔道连通表对孔道表进行校验，看孔道的连通设计是否满足连通要求。即应该连通的孔道是否相通，并满足规定的通流面积要求，不该连通的孔道是否不相通并满足规定的壁厚要求。对于已经设计好的集成块也需要进行孔道连通情况的校验。因此，要对正在设计和设计完成后的孔道进行校核计算。（4）虚拟设计。虚拟设计使设计者处于一个虚拟的设计环境中，设计生成液压集成块的三维实体图形。参考文献1杨曙东何存兴主编，液压传动与气压传动第三版华中科技大学出版社2成大先主编，机械设计手册第五版化学工业出版社3钟毅芳吴昌林唐增宝主编，机械设计第二版华中科技大学出版社4哈尔滨工业大学理论力学教研室编，理论力学（第六版），高等教育出版社5蒋孝煜主编有限元法基础清华大学出版社19926廖汉元孔建益主编，机械原理第二版，机械工业出版社7唐增宝常建娥主编，机械设计课程设计第三版，华中科技大学出版社8杨家军主编，机械原理华中科技大学出版社9周凤云主编，毛志远主审，工程材料及应用，华中科技大学出版社10蒋孝煜主编有限元法基础清华大学出版社199211王新荣，初旭宏主编，ANSYS有限元基础教程，电子工业出版社12刘学杰主编，何建霞副主编，ANSYS机械工程应用精华50例（第三版）电子工业出版社13梁玲赵春章主编，中文版PRO/ENGINEERWILDFIRE40实用教程清华大学出版社三、设计（论文）的研究方案（拟采用的研究方法、准备工作情况及主要措施）、主要研究内容及预期目标研究方案采用虚拟设计技术使设计者在虚拟设计环境下，对集成块外形进行布局，然后对内部孔道进行设计。在虚拟环境下进行集成块设计，既降低了空间想象的难度，顾全了孔道干涉情况，又大大地缩短了设计和校验的时间，使设计者快速完成集成块的孔道设计。主要研究内容1、污泥处理船液压系统油路块设计总体框架2、液压系统油路块在PRO_E中的三维造型3、油路块的制造工艺4、孔壁的强度校核预期目标弄懂污泥处理船液压系统原理图；在PRO_E软件上完成液压系统油路块的三维实体建模；完成油路块中最小孔壁的强度校核。四、设计（论文）工作进展安排2012122420120111查阅有关资料、外文翻译、开题报告2013011220130220完成液压系统油路块