土石混合体力学特性的原位试验研究
过控
过程装备与控制工程专业导论作为一个化机人，我有必要也有义务去了解化机的来龙去脉，去感受化机的脉搏，去触摸化机美妙的前景，还有他深刻的内涵。 追本溯源 众所周知，化机已走过60多年的风风雨雨，相对于那些老牌专业，化机是个年轻人，但相对于计算机这些新兴产业，化机无疑是底蕴深厚，让我们一起回忆化机走过的曲折的历程，去体会化机前辈的不懈努力。 中国“过程装备与控制工程专业”的前身是“化工机械专业”，成立于20世纪50年代初期。自成立以来，已曲曲折折地走过了近50年的路程。专业初创时期，以苏联模式为蓝本，我们的前辈呕心沥血，把中国的化工机械专业办得初具规模、培养了一大批化工机械专业教学、科研、设计、制造与使用的中坚力量。 1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业。1952年全国高校大调整，天津大学、浙江大学、华东化工学院、华南工学院、成都工学院、杭州化工学校(中专班)化工学院中一般都设有化工机械系。例如，华东化工学院在1952年建校初期的三个系分别为无机工业系、有机工业系和化工机械系。化工机械系中设有化工机械专业。在1957年增设了化学工程学专业。1958年又增设了化工机械制造和化工自动控制两个专业。在恢复研究生招生后，华东化工学院和浙江大学的化工机械专业成为全国首批硕士点和博士点，定名为化工过程机械专业。早期的化工机械专业基本上是化工的底子再加上机械。60年代以后化学工程专业兴起，促使不少老学校对化工机械专业淡化了化工的基础。与此同时，西方压力容器技术的空前发展又为化工机械专业展现了一个崭新的、广阔的空间。各校根据自身条件形成了各自的特色。有些学校以研究压力容器为主，有些学校继续拓展过程设备的研究或化工机器的研究。 英美国家的化工系一般分成两个专门化方向：一部分搞工艺，一部分搞设备。当时按照苏联的模式，化工与机械并重。既要读机械系的机械课程，又要读化工系的化工课程。专业课要修化工设备课程，但其中化工机械的内容较少。因为苏联有两个专业：化工机械和机械设计制造。 1954年，请来了苏联专家杜马什涅夫，在大连工学院讲学。杜马什涅夫(ДОЦЕНТ)是莫斯科化工机械学院副教授。全国各校选派了12位教师和10位研究生去进修，重新修订教学计划。进修班人员认为，不能盲目照抄苏联课程。他们考察了大连、吉林等地的苏联援建项目。由大连工学院出面，召集了天津大学、浙江大学、华东化工学院等校教师与杜马教授一起制定中国第一份化工机械专业的教学计划。 中国的化工机械专业并不是完全苏联模式的翻版，它还吸纳了欧美国家化工和机械专业的特点： （1）从美国、英国回来的老一辈教授主持了学科建设。 （2）美国麻省理工（MIT）单元操作和英国压力容器技术在课程体系中有所反映。 培养的化工机械毕业生要做什么工作？当时的思路是化工厂需要大量能够从事化工设备运转的工程技术人员，包括设备的采购、安装、维护及零配件管理等方面的工作。主要是应该有一定的设计能力。从教学角度，大学不宜教授运转、维修，应该教授设计，教授原理和原则。设备与机器的关系是以设备为主，以机器为辅。因为设备是非定型的，需要设计，而机器是定型的，只要会选用就行。容器、塔器、换热器、反应器等属于设备，机器有干燥机、离心机、破碎机、过滤机等。后来把破碎机去除了，把它们归到了矿山机械中去。学生的毕业设计主要做蒸馏塔、吸收塔等的设计。杜马认为这是符合中国实际的。
围压条件下岩石的动力学特性
围压条件下岩石的动力学特性 一. 岩石力学性能的研究 1.国外研究状况 在岩石力学与工程领域，国外文献主要集中在岩石静力学和断裂力学方面的研究，以及用SHPB装置对岩石动力学性能的研究，而对在应力环境下岩石的各项力学性能的研究还不多见。茂木清夫（1980）对岩石在一般三轴压缩下的流动和破坏进行了分析总结，讨论了组合应力状态对各向同性及各向异性岩石的流动和破坏的效应，认为中间主应力的影响不仅在各向异性岩石里是显著的，而且在各向同性岩石里也是同样是显著的。C.S.Chen（1996）利用巴西测试法研究了各向异性岩石的变形、强度和断裂特性。B.P.Sibiriakov（2002）针对传统动力学的不足，将材料微裂纹尺寸引入分析模型，对远场应力作用下岩石类物质的超声速和中声速开裂问题进行了研究。N.Li（2002）对循环荷载下冻结裂隙砂岩动疲劳特性进行了研究。试验结果显示，裂隙砂岩比完整砂岩疲劳效应明显，冻结作用能减弱试样的疲劳效应和加载速率效应。S.H.Cho等（2003）对花岗岩和凝灰岩动抗拉强度应变率效应进行了研究，结果表明，两类岩石有动抗拉强度随应变率急速增加，并且认为高应变率条件下动抗拉强度提高是由于相邻微裂纹应力释放而导致扩展裂纹滞止所致。Muhammad Javid Iqbal （2004）通过对脆性岩石断裂粗糙度的研究，提出了改进的岩石断裂测试方法。Valentina Rocchi等（2004）研究了火山岩在1000°C高温和30MPa压力下的力学性能。结果表明，在高温情况下，低压对火山岩强度影响甚微，而应变率是主要的影响因素。文献研究了花岗岩内部的裂纹构造与其力学性能的关系，包括波速、模量、单轴压缩、拉伸强度和断裂韧性等。M.H.B.Nasseri等（2006、2007）的研究表明，裂纹密度、微裂纹长度和断裂韧性之间存在很好的相关性。Yoshikazu等（2009）对在低围压条件下的岩石进行了大尺度三轴压缩试验，分析了剪切强度等力学参数的变化特征。C.Z.Qi等（2009）提出，在低应变率条件下，岩体的变形与破坏受控于热激活机制，随着应变率的增加，宏观黏性起主导控制作用。应变率对岩体强度的影响主要受这两种机制的综合作用。C.O.Aksoy等（2010）运用数值方法对地下工程岩石的变形特征进行了研究。SHPB试验技术是研究岩石材料冲击力学性能的重要手段。Bazle A Gama等（2004）批判地回顾了B.Hopkinson，R.M Davies以及H.Kolsky 的经典论述，讨论了一维SHPB理论中假设的有效性和适用性，介绍了SHPB试验的程序，即杆的调试、试件设计、脉冲整形以及数据分析。K.Xia（2007年、2008年）通过SHPB装置对花岗岩在动态压缩作用下的力学性能和微观结构效应进行了研究。J.P.Zuo等（2008年）基于断裂力学理论研究了岩石类材料的非线性强度准则。J.C.Li等（2009年）运用SHPB 装置对裂隙岩石进行了动力试验，研究了应力波在裂隙岩体中的传播规律，结果表明，裂隙宽度和含水量对裂隙岩体的动态应力-应变关系有较大影响。S.Demirdag等（2010年）运用液压伺服压力试验机和SHPB装置对几种不同岩石进行了试验，研究了孔隙率、密度和硬度对岩石静态和动态力学性能的影响。 2.国内研究状况 自20世纪80年代以来，我国岩石力学与工程领域的研究和教育得到蓬勃发展。岩石力学研究工作得到大量试验数据的支持，不仅解决了若干重大工程的岩石力学问题，而且分析理论和方法皆有所提高。在若干岩石力学的问题上，我国岩石力学专家提出了独到的见解，受到了国际岩石力学界的重视。 作为一种特殊的天然材料，受成因和地质构造的影响，岩石的组织结构极为不均匀，内部存在大量的天然缺陷，而且这些缺陷的分布完全是随机的，因此可视为一种非均质的多相复合
粉体力学
颗粒:人工或天然制成的粒状物。一般指固体颗粒。粉体:大量具有相互作用的微小固体颗粒的集合体。 粉体的特点：1、具有固体的抗变形能力；2、具有与液体相类似的流动性；3、粉体不是连续体，受压后体积缩小类似气体性质。 粉体的种类：按成因分类：自然粒体、工业粉尘、人工粒体；按粒度大小分类：粗粒、细 化学活性。可塑性能好：没有固定的外形。流动性好：便于输送、储存、混合、成型等单元操作。物化性质：电、磁、光、声、热；吸附、湿润；溶解；燃烧。 粉粒体：颗粒（＞100 μm）；粉体（1～100μm）；超细粉体（0.1～1μm）；纳米粉体（＜0.1μm）。 粉体的粒子学特性包括粉体粒径、粒径分布、粒子形状、密度、流动性、堆积密度、比表面积等。 尺寸分布的概念：原因：粉体是有不连续的微粒组成，属于多分散系统。因此粉体颗粒的粒径不是单一的，通常会在一定范围内连续取值。即颗粒的大小服从统计学规律。粉体的力学性能，不仅与其平均粒径的大小有关，还与各种粒径的颗粒在粉体中所占的比例有关。为了表示粉体中颗粒大小组成情况，必须要用粒度分布的概念。定义及意义：描述粒径分布的状态。通常是指某一粒径的颗粒在整个粉体中所占的比例。有了粒度分布的数据，就不难求出这种粉体的某些特征值，如平均粒径等从而可以对成品粒度进行评价。 尺寸分布的基准：1．作为分散系统的粉体，其颗粒的大小服从统计学规律。单个颗粒的粒径是在某一范围内随机取值，对整个粉体，可以用采样分析的方法来测量粒度分布。（频率分布与累积分布）2．尺寸分布可以取个数、长度、面积、体积（或质量）等4个参数中的一个作为基准。粒度分布的基准取决于粒度分布的测定方法。如用显微镜法测定粒径分布时常用个数基准；用沉降法时用质量基准。 测量/描述方法：将连续的粒度分布范围分成多个离散的粒级，测出各粒级中颗粒的个数或质量百分数。显微镜法；计数器法：个数分布数据。筛分析法；沉降法：个数分布数据；数学函数法：概率理论或近似函数的经验法寻求数学函数，以描述粒度分布。 中位粒径D50：粉体物料的样品中，把样品的个数（或质量）分成相等两部分的颗粒粒径。最频粒径Dmod：频率分布坐标图中，纵坐标最大值对应的粒径。即在颗粒群中个数或质量出现概率最大的颗粒粒径。若f(Dp)已知，令f(Dp)的一阶导数为零，可求出Dmod。若D(Dp)或R(Dp)已知，其二阶导数为零，可求出Dmod。 标准偏差：分布的标准偏差，即粒径Di对平均粒径的二次矩的平方根。它反映分布对D平的分散程度。分布函数中的两个参数D平和 完全决定了粒度分布。 粉体密度的概念：粉体的密度系指单位体积粉体的质量。由于粉体的颗粒内部和颗粒间存在空隙，粉体的体积具有不同的含义。粉体的密度根据所指的体积不同分为真密度、表观密度、松密度三种。ρ真=ρ表/(1-e) 概述：由于颗粒的形状多为不规则体，因此用一个数值去描述一个三维几何体的大小是不可
提升系统动力学与运动学.(DOC)
第一节矿井提升运动学 一、提升速度图 竖井提升速度图因提升容器的不同一般可分为箕斗提升速度图(六阶段速度图)和罐笼提升速度图(五阶段速度图)。 图5一l所示为常采用的交流拖动双箕斗提升系统六阶段速度图，因它具有六个阶段而得名。速度图表达了提升容器在一个提升循环内的运动规律，现简述如下： 图5-1 箕斗提升六阶段速度图 (1)初加速度阶段t0 提升循环开始，处于井底装载处的箕斗被提起，而处于井口卸载位置的箕斗则沿卸载曲轨下行。为了减少容器通过卸载曲轨时对井架的冲击，对初加速度a0及容器在卸载曲轨内的运行速度v0 。要加以限制，一般取Vo≤1．5 m／s 。 (2)主加速阶段t1 当箕斗离开曲轨时，则应以较大的加速度a1运行，直至达到最大提升速度vm ，以减少加速阶段的运行时间，提高提升效率。 (3)等速阶段t2箕斗在此阶段以最大提升速度v m运行,直至重箕斗将接近井口开始减速时为止。 (4)减速阶段t3重箕斗将要接近井口时，开始以减速度a3运行，实现减速。 (5)爬行阶段t4重箕斗将要进入卸载曲轨时，为了减轻重箕斗对井架的冲击以及有利于准确停车，重箕斗应以低速v4爬行。一般v4=0.4～0.5m／s，爬行距离v4 =2.5～5m。 (6)停车休止阶段t5当重箕斗运行至终点时，提升机施闸停车。处于井底的箕斗进行装载，处于井口的箕斗卸载。箕斗休止时间可参考表5—1。 图5—2所示为双罐笼提升系统五阶段速度图。因为罐笼提升无卸载曲轨，故其速度图中无t0阶段。为了准确停车，罐笼提升仍需有爬行阶段，故罐笼提升的速度图为五阶段速度图。罐笼进出车休止时间参考相应手册。
二、最大提升速度 由式(1-1)计算的经济速度v j ,并不是提升机的最大提升速度v m ，但值尽可能是接近值。而最大提升速度值应如何确定呢?提升机的卷筒是由电动机经减速器拖动的。提升机卷筒圆周的最大速度与电动机额定转数n e 及减速器传动比i 有关，其关系如下式所示： )/(60s m i Dn v e m π= 5-1) 式中：D 为提升机卷筒直径，m ；i 为减速器传动比, n e 为电动机额定转数，r ／min 由式(5—1)计算的最大提升速度v m ，因每台提升机所选配的电动机转数的不同和减速器速比的不同而具有有限的几个数值，这有限的几个数值均称为提升机的标准速度—最大提升速度。应该注意的是，选取v m 时，即选择转速n e 和传动比i 时，应使v m 值接近v j 值。其办法可从下列有关的表中查找(各表(见课本)的值是据式(5—1)计算得出的)。 在表中找出与v j 值最接近的v m 值，该值即为确定的提升最大速度——标准速度，这样，即可定出与确定的v m 值相对应的电动机转速和减速器的传动比。 根据式(8—1)得到的标准速度值必须符合《煤矿安全规程》对提升最大速度的有关规定： (1) 竖井中升降物料时，提升容器最大速度不得超过下式算出的数 )/(6.0s m H v m ≤ （5-2） (2)竖井中用罐笼升降人员的最大速度不得超过下式算出的数值，且最大不得超过16m ／s 。)/(5.0s m H v m ≤ （5-3）三、提升加速度和减速度的确定
超细粉体概念与特性
超细粉体的概念 世界化工网_https://www.wendangku.net/doc/106512339.html, 任何固态物质都占有相应的空间,并且具有一定的形状和大小,即具有一定的体积.通常我们所说的粉末或细颗粒,一般是指大小为1mm一下的固态物质.当固态颗粒的粒径在0.1~10μm之间时,可称为微细颗粒,或称为亚超细颗粒/而当粒径达到0.1μm以下时,则称为超细颗粒.因此,超细粉体材料即指粒径在1~100nm范围内介于院子,分子与宏观物体之间的粉体材料. 超细颗粒按其大小可以分为三个档次: 大超细颗粒:粒径在0.1~0.01μm之间; 中超细颗粒:粒径在0.01~0.002μm之间; 小超细颗粒:粒径在0.002μm以下; 超细粉体的特性 超细粉体是介于大块物质和院子或分子之间的中间物质,是处于原子簇和宏观物体交接的区域.从微观和宏观的观点看.它即不是典型的微观系统,也不是典型的宏观系统,是介于二者之间的介观系统.它具有一些列新异的物理化学特征.这里涉及到体相材料中所忽略的活根本不具有的基本物理化学问题.由于超细粉体保持了原有物质的化学性质,而在热力学上又是不稳定的,所以对它
们的研究与开发,是了解微观世界如何过渡到宏观世界的关键.随着研究手段,特别是电子显微镜的迅速发展,使得可以清楚的看到超细颗粒的大小和形状,对超细粉体的研究更加深入了. 超细颗粒具有熔点低,化学活跃性高,磁性强,热传导性，对电磁波一场吸收等特性，使它具有广阔的应用前景。 超细颗粒的直径越小，其熔点的降低越显著。例如，块状银的熔点是900℃，而银的超细颗粒的熔点可降至100℃以下，能溶于热水；块状金的熔点为1064℃，而粒径为0.002μm的超细金粉其熔点仅为327℃.超细粉体的熔点低使得在较低的温度下可以对金属,合金或化合物的粉末进行烧结,制造各种机械部件.这样不仅能节省能耗,降低制造工艺的难度,更重要的是可以得到性能优异的部件.如高熔点材料WC,SiC,BN,Si3N4 等作为结构材料,其制造工艺需要高温烧结,当使用超细颗粒时,就可以再很低的温度下进行,并且不需要添加剂就可以获得高密度烧结体.这对高性能无机结构材料的广泛应用提供了更具现实意义的制造工艺. 超细颗粒具有很高的化学活性.这是由于它的直径越小,其总表面积就越大,表面能相应增加,使其化学活性增大.据此特性可作为高校催化剂,用于火箭固体燃料的助燃添加剂.研究表明,以
弹性联轴器运动与动力特性
弹性联轴器运动与动力特性 1.1 弹性联轴器的刚度和阻尼 弹性联轴器由于具有能产生较大弹性变形和阻尼作用的弹性元件，因此除能补偿两轴相对位移外，还能起缓冲和吸振的作用。弹性联轴器能适应载荷的波动，所以其应用较广，类型也较多。这种联轴器的缓冲和吸振性能主要与其刚度和阻尼有关。 联轴器的刚度可分为径向刚度、周向刚度和扭转刚度。由于载荷变化多数以扭矩波动形式出现，由此引起的振动也是以扭转振动为主，所以联轴器最主要的刚度是扭转刚度。扭转刚度易产生单位扭转变形所需的扭矩表示。通常，由于传动轴系中其它零件的刚度都比弹性联轴器的刚度大得多。所以为了简化起见，其它零件的弹性可以略去不计。仅考虑联轴器弹性，并根据这一情况以联轴器的刚度作为传动轴系的刚度。 刚度可用下式表示： C=T/（3-1） 式中 T——联轴器传递的扭矩； ——在扭矩作用下两半联轴器的相对扭转角。 当轴系接近发生共振时，刚度随扭矩增大而增大，改变传动轴系的固有频率与振动频率之间的关系，就能避开共振。 弹性联轴器在传递不稳定扭矩的过程中，弹性元件的弹性变形随扭矩的改变而增减。由于变形的不稳定，在弹性元件相对运动的接触表面上产生外摩擦，同时在弹性元件内部还存在内摩擦。这些摩擦将吸收一部分动能转化为热能，使温度升高。这就是联轴器的阻尼作用。阻尼作用能实现缓冲和衰减振动。联轴器的阻尼性能可以用阻尼系数表示。它是每一次载荷循环中产生的阻尼能和储存在扭转弹性元件中的变形能之比，即ф=W d/W e。在振动运动微分方程中，粘滞阻力系数用γ来表示，它与阻尼系 数之间的关系为γ=，ω为振动频率或绕动力矩变化频率。阻尼系数大，由于摩擦而消耗的能量就多，反之，阻尼系数小，由于摩擦而消耗的能量就少。 弹性联轴器一般都有缓冲和吸振功能，但是具有某一定值弹性的联轴器，并不是在任意的变扭矩作用下都能产生减振的效果，有时反而会引起更强烈的振动。其原因不在于此联轴器的刚度大小。可见，只有刚度和整个传动轴系的其他参数和载荷协调时，才能产生减振效果。因此，必须根据课题条件，通过计算来定出联轴器的刚度。 1.2 周期性载荷作用下的动力特性计算 对于某一已定的传动轴系，转动惯量和固有频率可由计算求得，如果已知所传扭矩的变化规律，如振幅和频率等，就能建立起轴系在扭转振动式的运动微分方程，对该方程求解，即可得到所需的联轴器的刚度。 为了便于求解运动微分方程，需要对传动轴系中联轴器的主动和从动两侧的转动惯量和刚度作力学模型的简化。根据具体结构情况，可以将轴系简化为若干个等效转动惯量圆盘，以具有某一刚度的周联系起来。通常比较典型的是简化为两个等效的圆
运动学、静力学、动力学概念
运动学、静力学、动力学概念 运动学运动学是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，通常不考虑力和质量等因素的影响。至于物体的运动和力的关系，则是动力学的研究课题。 用几何方法描述物体的运动必须确定一个参照系，因此，单纯从运动学的观点看，对任何运动的描述都是相对的。这里，运动的相对性是指经典力学范畴内的，即在不同的参照系中时间和空间的量度相同，和参照系的运动无关。不过当物体的速度接近光速时，时间和空间的量度就同参照系有关了。这里的“运动”指机械运动，即物体位置的改变；所谓“从几何的角度”是指不涉及物体本身的物理性质（如质量等）和加在物体上的力。 运动学主要研究点和刚体的运动规律。点是指没有大小和质量、在空间占据一定位置的几何点。刚体是没有质量、不变形、但有一定形状、占据空间一定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动，才可能进一步研究变形体（弹性体、流体等）的运动。 在变形体研究中，须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程、轨迹、位移、速度、加速度等运动特征，这些都随所选的参考系不同而异；而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程、角速度、角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为：刚体的平动、刚体定轴转动、刚体平面运动、刚体定点转动和刚体一般运动。 运动学为动力学、机械原理（机械学）提供理论基础，也包含有自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识。 运动学的发展历史 运动学在发展的初期，从属于动力学，随着动力学而发展。古代，人们通过对地面物体和天体运动的观察，逐渐形成了物体在空间中位置的变化和时间的概念。中国战国时期在《墨经》中已有关于运动和时间先后的描述。亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动，已有了速度的概念。 伽利略发现了等加速直线运动中，距离与时间二次方成正比的规律，建立了加速度的概念。在对弹射体运动的研究中，他得出抛物线轨迹，并建立了运动（或速度）合成的平行四边形法则，伽利略为点的运动学奠定了基础。在此基础上，惠更斯在对摆的运动和牛顿在对天体运动的研究中，各自独立地提出了离心力的概念，从而发现了向心加速度与速度的二次方成正比、同半径成反比的规律。
第十二届全国岩石动力学学术会议暨国际岩石动力学专题 - 岩土力学
第十二届全国岩石动力学学术会议暨国际岩石动力学专题研讨会 (2011年10月19--21日，北京) 第一号通知（征文通知） 中国岩石力学与工程学会岩石动力学专业委员会拟定于2011年10月在北京召开“第十二届全国岩石动力学学术会议暨国际岩石动力学专题研讨会，会议主题：“凝练创新●面向国际、”，欢迎全国相关学科的专家、学者、科技工作者与工程技术人员踊跃撰稿并积极参加会议。 会议专题 ●岩石动态力学性质与本构关系 ●岩体中应力波)传播与衰减规律 ●岩石动态断裂机理与数值模拟 ●岩石洞、基、坡动态稳定性分析 ●岩石锚杆、锚索抗动载效应 ●岩石爆破与技术 ●岩爆与冲击地压机理研究 ●岩石工程的安全与防护 ●岩石工程的监测与监控 ●岩石动力参数的测试新技术与新方法 ●其它与岩石动力学相关的研究 会议论文与出版 第十二届全国岩石动力学学术会议论文征稿截止日为2011年5月10日。论文格式与要求见《岩土力学》《煤炭学报》征稿启示，论文经评审合格将择优刊登在《岩土力学》2011年第10期正刊上,其余论文经评审合格刊登在《煤炭学报》增刊上。本次学术会议仍对优秀论文进行评奖。 会议内容 ●岩石动力学专委会会议 ●岩石动力学学术交流 ●参加第12届国际岩石力学会议 会议重要日程 ●2010年11月28日发第一号通知 ●2011年5月10日论文投稿截止,提供论文全文(电子版)，请注明第十二届岩石动力学大 会征文，发送到lxhuang@https://www.wendangku.net/doc/106512339.html, ●2011年5月20日论文修稿通知 ●2011年5月30日发第二号通知 ●2011年6月30日论文修改稿截止 ●2011年9月20日会议发报到通知 ●2011年10月18-21日代表报到、学术交流 ●2011年10月22—24日工程考察
运动学、动力学知识要点
《直线运动》知识要点 一、基本概念：时间、位移、速度、加速度 位移x ?——路程l 速度v ——平均速度与瞬时速度，速度与速率 加速度a ——t v a ??=??，物理意义 二、基本模型 质点 匀速直线运动 匀变速直线运动（自由落体运动、竖直抛体运动） 三、基本规律（模型草图） 1．匀速直线运动：vt x = 2．匀变速直线运动： at v v ±=0，202 1at t v x ±=，ax v v 2202±=-，220 t v v v v =+=，2aT x =? 3．t v -图象、t x -图象（点、线、面积、斜率、截距） 四、基本方法（过程草图） 比例法——相等时间、相等位移 逆向运动法——末速度为零的匀减速运动，其它 对称法——往返运动（竖直上抛运动） 平均速度法 逐差法 图象法 五、基本实验 打点计时器 纸带法测物体运动的时间、位移、速度（平均速度法）、加速度（图象法、逐差法） 六、难点题型 1．刹车问题——刹车时间 2．追击、相遇问题（草图、图象） （1）相遇问题——同一时刻、同一地点 （2）追击问题——关键：速度相等； 分析：速度相等前后； 结果：相距最近、最远，或能否追上。 *3．相对运动：相对参考系绝对v v v ???+= 七、易错点汇集 1．纸带处理：2naT x x m n m =-+，21234569)()(T x x x x x x a ++-++= 2．矢量性：减速运动或往返运动中，加速度为负值（一般规定出速度方向为正方向） 3．图象问题：用图象解决追击相遇问题 4．答题技巧：抓关键词，统一单位，字母区别 画过程草图，灵活选取公式——平均速度法
仿人机器人运动学和动力学分析
国防科学技术大学 硕士学位论文 仿人机器人运动学和动力学分析 姓名：王建文 申请学位级别：硕士 专业：模式识别与智能系统 指导教师：马宏绪 20031101
能力；目前，ＡＳＩＭＯ代表着仿人机器人研究的最高水平，见图卜２。２０００年，索尼公司也推出了自己研制的仿人机器人ＳＤＲ一３Ｘ，２００２年又研制出了ＳＤＲ一４Ｘ，见图卜３。日本东京大学也一直在进行仿人机器人的研究，与Ｋａｗａｄａ工学院合作相继研制成功了Ｈ５、Ｈ６和Ｈ７仿人机器人，其中Ｈ６机器人高１．３７米，体重５５公斤，具有３５个自由度，目前正在开发名为Ｉｓａｍｕ的新一代仿人机器人，其身高１．５米，体重５５公斤，具有３２个自由度。日本科学技术振兴机构也在从事ＰＩＮＯ机器人的研究，ＰＩＮＯ高０．７５米，采用２９个电机驱动，见图卜４。日本Ｗａｓｅｄａ大学一直在从事仿人机器人研究计划，研制的ｗＬ系列仿人机器人和ＷＥＮＤＹ机器人在机器人界有很大的影响，至今已投入１００多万美元，仍在研究之中。Ｔｏｈｏｋｕ大学研制的Ｓａｉｋａ３机器人高１．２７米，重４７公斤，具有３０个自由度。美国的ＭＩＴ和剑桥马萨诸塞技术学院等单位也一直在从事仿人机器人研究。德国、英国和韩国等也有很多单位在进行类似的研究。 图卜１Ｐ２机器人图卜２ＡＳＩＭＯ机器人图１．３ＳＤＲ－４Ｘ机器人图１－４ＰＩＮＯ机器人 图卜５第一代机器人图ｌ－６第二代机器人图１．７第三代机器人图１—８第四代机器人 在国家“８６３”高技术计划和自然科学基金的资助下，国内也开展了仿人机器人的研究工作。目前，国内主要有国防科技大学、哈尔滨工业大学和北京理工大学等单位从事仿人机器人的研究。国防科技大学机器人实验室研制机器人已有１０余年的历史，该实验室在这期间分四阶段推出了四代机器人，其中，２０００年底推出的仿人机器入一“先行者”一是国内第一台仿人机器人。２００３年６月，又成功研制了一台具有新型机械结构和运动特性的仿人机器人，这台机器人身高１．５５米，体重６３．５公斤，共有３６个自由度，脚踝有力 第２页
运动学、静力学、动力学概念
运动学、静力学、动力学概念 运动学 运动学是理论力学的一个分支学科，它是运用几何学的方法来研究物体的运动，通常不考虑力和质量等因素的影响。至于物体的运动和力的关系，则是动力学的研究课题。 用几何方法描述物体的运动必须确定一个参照系，因此，单纯从运动学的观点看，对任何运动的描述都是相对的。这里，运动的相对性是指经典力学范畴内的，即在不同的参照系中时间和空间的量度相同，和参照系的运动无关。不过当物体的速度接近光速时，时间和空间的量度就同参照系有关了。这里的“运动”指机械运动，即物体位置的改变；所谓“从几何的角度”是指不涉及物体本身的物理性质(如质量等)和加在物体上的力。 运动学主要研究点和刚体的运动规律。点是指没有大小和质量、在空间占据一定位置的几何点。刚体是没有质量、不变形、但有一定形状、占据空间一定位置的形体。运动学包括点的运动学和刚体运动学两部分。掌握了这两类运动，才可能进一步研究变形体(弹性体、流体等)的运动。 在变形体研究中，须把物体中微团的刚性位移和应变分开。点的运动学研究点的运动方程、轨迹、位移、速度、加速度等运动特征，这些都随所选的参考系不同而异；而刚体运动学还要研究刚体本身的转动过程、角速度、角加速度等更复杂些的运动特征。刚体运动按运动的特性又可分为：刚体的平动、刚体定轴转动、刚体平面运动、刚体定点转动和刚体一般运动。 运动学为动力学、机械原理(机械学)提供理论基础，也包含有自然科学和工程技术很多学科所必需的基本知识。 运动学的发展历史 运动学在发展的初期，从属于动力学，随着动力学而发展。古代，人们通过对地面物体和天体运动的观察，逐渐形成了物体在空间中位置的变化和时间的概念。中国战国时期在《墨经》中已有关于运动和时间先后的描述。亚里士多德在《物理学》中讨论了落体运动和圆运动，已有了速度的概念。
粉体力学复习要点
粉尘爆炸：悬浮于空气中的可燃粉尘颗粒与空气中氧气充分接触，在特定的条件下瞬间完成的氧化反应，反应中放出大量的热，进而产生高温、高压现象。 粉尘爆炸的6个阶段： 1、（未反应带）颗粒表面的初期燃烧，温度尚未上升，氧化反应尚未开始。 2、（发泡带）外形无变化，随着粉体内的温度上升，粉体开始分解及放出挥发性成分，粉体起泡 3、（流运带）粉体温度继续上升，挥发性成分也在空气中广泛流动，但还未发生燃烧。 4、（反应带）挥发性成分流速增快 5、（燃烧带）燃烧反应加剧，发出旺盛火焰 6、（炽热带）处于火焰温度，光亮闪耀。 除重力外颗粒不再受任何外力的作用，此时的流动状态称为：自由流动 粉体自由流动型式： 1、全仓流（整体流）：整个粉体层在料仓内能够大致均匀地下降以至流出，其特点是：‘先进先出’。（流动性优良的粉体或细粒散体一般可实现全仓流） 2、核仓流（漏斗流）料仓内粉体层的流动区域呈漏斗形，粉体在储存设备的中心区域是流动的，但在边缘或壁面附近是静止不动的，造成部分先加入的物料后流出的结果，即‘后进先出’（锥角较大或粉体流动性能差时可见核仓流） 配位数：粉体堆积中与某颗粒接触的颗粒的个数。 球形度：与颗粒体积相等的球表面积与实际颗粒的表面积之比。 （球）当量径：往往以球为基准，把不规则形状的颗粒看作是某当量球。等球径就是与颗粒某几何量或物理量相当的球体直径。 视密度（粉体视在密度，堆积密度）：单位堆积体积V所含粉体质量m 。填充的粉体质量/粉体的填充体积。 破坏包络线：粉体开始滑移时滑移面上的切应力、正应力用坐标曲线来表示，并称这样的曲线为该粉体的破坏包络线。 破坏包络线的切线与正应力轴的夹角称为内摩擦角。 破坏角：说明破坏面方位的角度。 三轴压缩：给定水平压力（围压），然后用活塞单向压缩，变动铅锤压力，直至粉体破坏，记录下此时的铅锤压力的极限值。 分数维：维数是几何对象的一个重要特征量，它是几何对象中一个点的位置所需的独立坐标数目。在欧氏空间中，人们习惯把空间看成三维的，平面或球面看成二维，而把直线或曲线看成一维。也可以稍加推广，认为点是零维的，还可以引入高维空间，对于更抽象或更复杂的对象，只要每个局部可以和欧氏空间对应，也容易确定维数。但通常人们习惯于整数的维数。分形理论认为维数也可以是分数，构成分数维。 颗粒在刘体重的流动共分为四种典型状态： 1、绕流运动流体围绕颗粒流动 2、沉降运动固体颗粒在重力作用下或在流体动力的裹胁，在垂直方向上的运动。 3、透过运动流体穿过固体的颗粒层的流动 4、悬浮运动当流体速度增加到一定程度，促使固体颗粒层呈现较疏松的流态化悬浮运动状态。 粉体：工程上常把在常态下以较细的固体颗粒状态下存在的物料。（直观、狭义） 一切人工制造或天然形成的固体颗粒状物的集合体。 颗粒是粉体物料的最小单元。粉体具有“类固体与似流体”的性质，即松散性。 粉体的分类：
车辆动力学相关的软件及特点
SIMPACK车辆动力学习仿真系统 SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。 SIMPACK是机械系统运动学/动力学仿真分析软件。SIMPACK软件可以分析如：系统振动特性、受力、加速度，描述并预测复杂多体系统的运动学/动力学性能等。 SIMPACK的基本原理就是通过搭建CAD风格的模型（包括铰、力元素等）来建立机械系统的动力学方程，并通过先进的解算器来获取系统的动力学响应。 SIMPACK软件可以用来仿真任何虚拟的机械/机电系统，从仅仅只有几个自由度的简单系统到诸如一个庞大的火车。SIMPACK软件可以应用在我们产品设计、研发或优化的任何阶段。 SIMPACK软件独具有的全代码输出功能可以将我们的模型输出成Fortran或C代码，从而可以实现与任意仿真软件的联合。 车辆动力学仿真carsim CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。 CarSim软件的主要功能如下: 适用于以下车型的建模仿真:轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV; 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性; 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析; 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果;包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块;程序稳定可靠; CarSim软件可以扩展为CarSim RT, CarSim RT 是实时车辆模型，提供与一些硬件实时系统的接口，可联合进行HIL仿真;
ADAMS软件在汽车前悬架-转向系统运动学及动力学分析中的应用上课讲义
ADAMS软件在汽车前悬架－转向系统 运动学及动力学分析中的应用 尤瑞金 北京吉普汽车有限公司 摘要:本文介绍利用国际上著名的ADAMS软件对工程上多刚体系统进行运动学和动力学分析的 方法,并用这一方法模拟了某货车悬架-转向系统的运动学及动力学特性,研究开发了前、后处理专 用程序，使该软件适用于车辆系 统，并得出了许多具有工程意义的结果。 主题词：汽车总布置－计算机辅助设计县架转向系 一、前言 汽车悬架和转向的动学及动力学分析是汽车总布置设计、运动校核的重要内容之一， 也是研究平顺性、操纵稳定性等汽车性能的基础。由于汽车前悬架一转向系统是比较复杂的空间机构，特别是前独立悬架，一般多设计成主销内倾和后倾，并且控制臂轴也大多倾斜布置。这些就给运动学、动力学分析带来较大困难。过去多用简化条件下的图解法一般的分析计算法进行分析计算。所得的结果误差较大，并且费时费力。近年来，随着计算机技术和计算方法的不断提高，国外研制了IMP、ADAMS及DAMN等很多专用程序，用于车辆运动学及 动力学分析。 本文是在消化吸收引进的ADAMS软件过程中，结合汽车设计，解决运动学及动力学问题，从而提高设计质量。 二、ADAMS软件概述 ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems，即机械系统动力学自动化分析软件包）是由美国机械动力公司开发的。由于该软件采用的比较先进的计算方法，大大地缩短了计算时间，其精确度也相当高，因上，被广泛应用于机械设计的各个领域。 1.ADAMS软件功能如下： 一般ADAMS分析功能如下: （1）可有效地分析三维机构的运动与力。例如可以利用ADAMS来模拟作用在轮胎上的垂直、转向、陀螺效应、牵引与制动、力与力矩；还可应用ADAMS进行整个车辆或悬架系统道路操纵性的研究。 （2）利用ADAMS可模拟大位移的系统。ADAMS很容易处理这种模型的非线性方程， 而且可进行线性近似。 （3）可分析运动学静定（对于非完整的束或速度约束一般情况的零自由度）系统。 （4）对于一个或多外自由度机构，ADAMS可完成某一时间上的静力学分析或某一时 间间隔内的静力学分析。
粉体知识点整理
第一章绪论 1.粉体学的重要意义（对应“粉体及其技术的重要性”） 1)粉体是许多材料构成、组分或原料； 2)粉体技术是制备材料的基础技术之一； 3)超细粉体材料，尤其是纳米粉体材料在新型材料的开发研究中越来越重要； 4)粉体容易大批量生产处理，产品质量均匀，成本低，控制精确，成为许多人工合成材料必然选 择的合成方法。 2.颗粒的定义：是在一特定范围内具有特定形状的几何体。大小一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。 3.粉体的定义：大量颗粒的集合体，即颗粒群，又称粉末（狭义的粉末是指粒度较小的部分）。 颗粒与粉体的关系：颗粒是粉体的组成单元，是粉体中的个体，是研究粉体的出发点。颗粒又总是以粉体这种集合体的形式出现，集合体产生了个体所所不具有的性质。 4.粉体学的特点：以粉体为研究对象，研究其性质及加工利用技术。 5.粉体技术包括：制备、加工、测试。制备有各种物理、化学、机械方法；加工作业有粉碎、分级、分散、混合、制粒、表面处理、流态化、干燥、成形、烧结、除尘、粉尘爆炸、输运、储存、包装等；测试对粉体各种几何、力学、物理、化学性能表征。 6.粉体的存在状态：通常所指的粉体是小尺寸的固体，但气体中的液滴、液体中的气泡也属于颗粒；固态的物质中又分为分散态和聚集态，多数粉体为分散态。 7.粉体的分类： 1)按照成因分类：天然粉体与人工粉体 2)按制备方法分类：机械粉碎法和化学法粉体 3)按分散状态分类：原级颗粒（一次颗粒）、聚集体颗粒（二次颗粒）、凝聚体颗粒（三次颗粒）、絮凝体颗粒 4)按颗粒大小（粒径）分类：粗粉体（>）、中细粉体（~）、细粉体（10~74μm）、微粉体（~10 μm ）、纳米粉体（<100nm）
流体力学第三章流体运动学与动力学基础
第三章流体运动学与动力学基础 主要内容 ●基本概念 ●欧拉运动微分方程 ●连续性方程——质量守恒* ●伯努利方程——能量守恒** 重点 ●动量方程——动量守恒** 难点 ●方程的应用 第一节研究流体运动的两种方法 ●流体质点：物理点。是构成连续介质的流体的基本单位，宏观上无穷小（体积非常 微小，其几何尺寸可忽略），微观上无穷大（包含许许多多的流体分子，体现了许 多流体分子的统计学特性）。 ●空间点：几何点，表示空间位置。 流体质点是流体的组成部分，在运动时，一个质点在某一瞬时占据一定的空间点（x，y，z）上，具有一定的速度、压力、密度、温度等标志其状态的运动参数。拉格朗日法以流体质点为研究对象，而欧拉法以空间点为研究对象。 一、拉格朗日法（跟踪法、质点法）Lagrangian method 1、定义：以运动着的流体质点为研究对象，跟踪观察个别流体质点在不同时间其位置、流速和压力的变化规律，然后把足够的流体质点综合起来获得整个流场的运动规律。 2、拉格朗日变数：取t=t0时，以每个质点的空间坐标位置为（a，b，c）作为区别该质点的标识，称为拉格朗日变数。 3、方程：设任意时刻t，质点坐标为(x，y，z) ，则： x = x(a,b,c,t) y = y(a,b,c,t) z = z(a,b,c,t) 4、适用情况：流体的振动和波动问题。 5、优点：可以描述各个质点在不同时间参量变化，研究流体运动轨迹上各流动参量的变化。 缺点：不便于研究整个流场的特性。 二、欧拉法（站岗法、流场法）Eulerian method
1、定义：以流场内的空间点为研究对象，研究质点经过空间点时运动参数随时间的变化规律，把足够多的空间点综合起来得出整个流场的运动规律。 2、欧拉变数：空间坐标（x ，y ，z ）称为欧拉变数。 3、方程：因为欧拉法是描写流场内不同位置的质点的流动参量随时间的变化，则流动参量应是空间坐标和时间的函数。 位置： x = x(x,y,z,t) y = y(x,y,z,t) z = z(x,y,z,t) 速度： u x =u x （x,y,z,t ） u y =u y （x,y,z,t ） u z =u z （x,y,z,t ） 同理： p =p （x,y,z,t ） ，ρ=ρ(x,y,z,t) 说明： x 、y 、z 也是时间t 的函数。 加速度： z u u y u u x u u t u a x z x y x x x x ??+??+??+??= z u u y u u x u u t u a y z y y y x y y ??+??+??+??= z u u y u u x u u t u a z z z y z x z z ??+??+??+??= 全加速度＝当地加速度＋迁移加速度 当地加速度：在一定位置上，流体质点速度随时间的变化率。 迁移加速度：流体质点所在的空间位置的变化而引起的速度变化率。 说明：两种方法具有互换性。但由于欧拉法较简单，且本书着重讨论流场的整体运动特性。所以，采用欧拉法研究问题。 四、流场分类 1、 三元流场：凡具有三个坐标自变量的流场称为三元流场（或三维流场）。 一般来说，速度是三个坐标自变量的函数：V =V (x,y,z,t) 2、二元流场：凡具有两个坐标自变量的流场。 3、一元流场：具有一个坐标自变量的流场。 管截面A=A(l )，若人们研究的是各截面上流动的平均物理参数，则它可以简化为一元流场B=B(l , t)。 k y x j xy i xy u 542 1221+-=——二维流场
质点运动学和动力学习题答案
质点运动学和动力学习题参考答案 一、选择题 1、D 解析：题目只说明质点作直线运动，没有确定是匀加速还是变加速直线运动，故任意时刻的速度都不确定。 2、D 3、C 解析：2t 时间内，质点恰好运动2圈回到初始位置，其位移为0，路程为4πr ，所以其平均速度大小为0，平均速率为2πr/t 。 4、C 解析：有题目可知人与风运动速度可用下图表示，由速度合成得到可知人感受到的风高手刀锋来自西北方向。 5、B 解析：a B =2a A ，对于B 物体有：mg-T=ma B 对于A 物体有2T=ma A 上3式联解得：a B =4g/5 6、A 解析：物体收尾时作匀速运动，则其加速度为零，即mg =kv 2，即得收尾速度为v =(mg /k )1/2。 7、D 解析： 22 tan sin mg mR m l θωωθ== 1 2 2c o s 2l T g π θπω??== ??? 8、A 解析：设绳中张力为T ，则弹簧秤的读数为2T ，因为A 、B 两物体的加速度大小相等，方向相反，可设加速度大小为a ，对A 、B 两物体应用牛顿运动定律m 1g -T =m 1a ，T -m 2g =m 2a ，可得。 二、填空题 1、j 50cos50t i 50sin5t - v +=，a τ=0，a n =250m/s 2，圆； 解析：有运动方程可知：x =10cos5t y =10sin5t ；则其运动轨迹方程为：x 2+y 2=102，所以其轨迹为圆； j 50cos50t i 50sin5t - /dt r d v +==，50v =m/s,所以圆周运动的a τ=0； a n =v 2/r 。 mg T T
粉体科学与工程习题集(2013)
粉体科学与工程 习题集 南京工业大学材料科学与工程学院 二〇一三年二月
一、某厂用粉碎机粉碎砂岩，原料及粉碎产品的筛析结果如下表所示，试求原料及产品的算术、几何、调和平均粒径。 二、下表所列为一个试样的筛分分析原始数据 ①请在表内填出筛余累积量∑Wi。筛余累积百分数R（%）晒下累计百分数D（%）。（W-试样总量，克） ②在直角坐标纸上绘制筛析曲线（R累计分布和D累计分布）并求中位径d50和多数径dmod。
③由累计分布曲线填出频率分布数据表中的频率值 W Wi （%），并在筛析曲线图内绘制频率分布曲线。设取每粒级的粒度范围Δdp=200微米。 累计分布数据表 W=200克
频率分布数据表 三、Bond 裂纹粉碎理论公式中物料平均粒径的表达式，并利用该式计算第一题中原料及产品的平均粒径。
四、已知第一题中粉碎物料的单位功耗为8千瓦·时/吨，如果改变产品粒度为原来粒度的0.6倍（即产品粒度每级都缩小为原来的0.6倍），试求改变产品粒度（原粒度不变）后的单位功耗（千瓦·时/吨）。要求用三种理论分别计算，并评述结果。 五、利用第三、四题中数据或结果计算该工作条件下的Bond功耗指数Wi（焦耳/千克）。 六、破碎中硬石灰石，原料尺寸为700毫米，拟用颚式破碎机进行破碎。要求每小时产量为110吨，破碎后物料尺寸不超过180毫米，试选择破碎机规格。并计算其生产能力G、主轴转速n、理论安装功率N和电机功率N M。 （建议采用PEF900×1200颚式破碎机，已知e=150～200mm, S=30mm，б=1200kgf/cm2，E=(2～5)×105kgf/cm2） 七、某台颚式破碎机主轴额定转速n=240转/分，今欲提高其产量40%，有两种建议：一是将转速提高40%，二是将出口宽度e放大40%。试分别对两种建议进行计算和评述。（设电机容量有富裕） 已知： 转速公式n=47s tga/(r.p.m) 产量公式G= tga s e nsLρ) 2( 30+（t/hr）式中：tgα=0.4，动颚行程S=0.016m， 出口宽度e=0.1m, 出料口长度L=0.6m， 物料松散密度ρ(t/m3)， 物料松度系数μ=0.5。