动态平衡原理

关键词： 请求 客户机 服务器 原理

动态平衡原理（精选十篇）

动态平衡原理 篇1

机床广泛应用于国民生产的各个领域,是主要的生产加工设备。传统的机床结构设计方法是一种基于技术和经验积累的设计方法,虽然依据分析结果能够初步判断出结构的性能缺陷,但却无法解决结构修改的问题。同时由于缺乏对机床振动、噪声、热变形等动态因素的考虑,使机床无法获得较好的动态特性,不能满足更高的产品质量要求。机床的动态设计,可以在很大程度上解决此类问题。动态设计的特点是把问题解决在产品研发阶段,其优点是比较全面地考虑了机床在实际加工过程中各动态因素对机床动态性能的影响。所以,对机床动态设计技术的研究很有必要[1]。

2 有限元法的能量平衡原理

基于能量平衡的动态优化设计方法在机床上应用很多,但主要应用于集中质量模型中,没有和有限元模型结合起来。因此,本文提出基于有限元模型的能量平衡的动态优化法,对机床动态优化设计进行了初步的研究。

2.1 有限元的能量计算

振动结构的能量计算是结构分析的前提。对于无阻尼振动系统,结构的振动能量主要有势能和动能两种形式,振动结构势能、动能计算的矩阵形式为:

本文以ANSYS有限元分析软件为工具,来研究能量平衡的原理和有限元模型结合过程中的相关问题。

ANSYS中的模态分析属于线性分析,而任何非线性问题,在模态分析中都当作线性问题来解决,所以本文的势能应该按照公式:

来计算。另外,由于在计算过程中,不存在单元应力刚度矩阵,即[Se]=0,因此,单元势能计算公式变为:

2.2 机床能量分布均匀度评价参数

基于能量平衡原理的机床动态特性评价方法[2]的最大优点就是它以能量均匀程度作为指标,在机床动态特性分析过程中不需要涉及到指标之间的贡献系数问题。但该方法也存在着问题:在机床的有限元模型中,由于单元的数目庞大,很难客观、准确地通过单元能量分布情况去比较不同方案间的能量分布均匀程度。因此,找到一种合适、直观的体现能量分布均匀程度的方式是该评价方法的关键。

对于表达机床能量分布均匀程度,我们可以借用均方差,通过计算不同方案对应阶次的各单元能量值,继而得出相应阶次的能量均方差来体现其能量值偏离平均值的程度,以此来分析各改进方案动态特性的优劣性。

对应于机床的势能,其均方差可以表示为:

其中,σr V为机床第r阶势能的均方差,Vi为第i个单元的势能值,为第r阶的势能平均值,i为第i个单元,n为单元数。

同理,机床动能的均方差可以表示为:

其中,σr T为机床第r阶动能的均方差,Ti为第i个单元的动能值,为第i阶的动能平均值,i为第i个单元,n为单元数。

2.3 机床薄弱环节分析方法

薄弱环节的分析,是机床动态设计过程中的一个重要步骤,也是优化设计的前提。目前,主要通过振型来分析机床薄弱环节,但该方法最大的缺点就是无法比较准确地找到薄弱部件上(如立柱)的具体位置。

在有限元能量平衡原理中提到,某单元或结构的能量分布率高,说明它和其他单元或结构相比,其质量过大或刚度过低,是需要改进的单元或结构。通过减小能量分布率高的单元或结构的重量,或者提高其刚度,使结构向能量分布均匀的方向改进。我们可以根据能量分布情况,找出机床中能量分布比较大的区域作为薄弱环节,再根据实际情况对该环节进行改进。该方法的优点在于能够通过能量分布情况,客观、准确地找出薄弱部件的具体位置。但由于能量是标量,不具方向性,因此,在薄弱环节的分析过程中,无法从能量分布情况来判断出机床结构的振动形态(如弯曲、扭转等),增加了修改的盲目性。

因此,本文提出一种以能量平衡为主、振型为辅的薄弱环节分析方法,发挥两种方法的优点,对机床的结构改进具有很大的理论指导作用。

3 理论方法应用

3.1 机床动力学建模

本文以SL-500/HZ超精密平面磨床为研究应用对象。根据适当的修改原则,简化后的磨床的CAD模型如图1所示。在ANSYS中采用Solid45单元对磨床CAD模型进行自由网格划分,并将通过模态试验识别出的各结合面参数应用于有限元模型。整机有限元模型如图2所示。

3.2 磨床的有限元模态分析

对磨床进行有限元模态分析,选取了前六阶理论模态作为分析对象。前六阶模态参数如表1所示。

3.3 磨床的能量及均方差计算

在有限元模态分析的基础上,从ANSYS软件中得到了磨床的前六阶的势能、动能分布情况。仅取前三阶的势能、动能的分布情况如图3～图5所示。

3.4 磨床的薄弱环节分析及结构改进方案

通过观察各阶的势能、动能分布情况,可以得到前六阶势能和动能的最大值,如表2所示。

从表2中可以看出,各阶势能最大值和动能最大值普遍偏大,特别是势能最大值。这表明了该机床能量分布比较分散,均匀度较低,离结构的最优设计还有很大的距离。

结合工程实际,提高机床动态特性的方法是提高磨头-立柱结合面的刚度值;增加拖板-床身结合面上方的拖板处刚度;减小立柱两端以及拖板两端的质量,来减小该处的动能。

结构改进方案为:

(1)分别增加磨头-立柱结合面X、Y两个方向刚度值的15%,增加后的磨头-立柱结合面X、Y两个方向刚度值变为:Kx=1.23×1010N/m,Ky=4.11×109N/m。丝杠的刚度值即Z向,保持不变。

(2)减小立柱上端质量。在立柱上端两侧分别切掉一块边长L=100mm的等腰三角形。立柱修改前后的结构如图6所示。

(3)根据第五、第六阶振型可知,拖板主要在竖直方向上振动,因此,在结构改进过程中主要以改进拖板的竖直方向刚度为主。拖板两端的结构基本对称,每端下面各有六块斜向筋板(包括侧壁)。加高筋板根部的高度以增加其刚度。托板修改前后的结构如图7所示。

经计算得原方案和改进方案的固有频率值、动能和势能的均方差值如表3、4所示。从表中可以看出改进方案的各阶固有频率比原方案均有较大的提高,前四阶的势能均方差和动能均方差值都大幅度减小,特别是势能均方差。这表明了改进方案的质量和刚度配置更加合理,其动态特性越好。

4结语

通过试验可以证明,用均方差为参数来评价机床能量分布均匀度的方法,并以能量平衡为主、振型为辅的分析方法对机床进行薄弱环节分析,在机床实际结构改进过程中可以减少结构设计和修改的盲目性。

参考文献

[1]杨肃,唐恒龄,廖伯瑜.机床动力学[M].北京:机械工业出版社,1983.

动态路由配置及工作原理 篇2

基于某种路由协议实现的

特点：减少管理任务，但是占用网络带宽

动态路由协议的作用：

——向其他路由器传递路由信息

——接收其他路由器的路由信息

——根据收到的路由信息计算出到每个目的网络的最优路径，并由此生成路由表

——根据网络拓补变化及时调整路由表，同时想起他路由器宣告拓补改变信息

路由协议RIP的工作原理：

1、首先路由器学习到直连网段

2、当路由器更新周期30s到了时，会向邻居发送路由信息

3、再过30s，路由器的第二个更新周期到了，再次发送路由信息

注意：RIP的度量值(Metric)，以跳数作为唯一的度量值

相关配置命令：

#route rip

#version2

#no auto-summary

#network

#show ip route

#show ip protocol

化学平衡原理课堂教学例析 篇3

关键词:化学平衡原理平衡速率时间图图示分析教学简析

中图分类号:G634.8文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0179-02

在中学化学选修模块中,化学反应原理教学难度相对较大。其中,化学平衡原理更是教学上师生深感困难的内容。

化学平衡理论,是学生在化学反应与能量、物质结构、元素周期律等知识学习的基础上学习的中学化学重要理论之一。化学平衡原理的学习,不仅可以强化学生对以往所学内容的理解,深入认识化学反应的基本原理。更为值得关注的是,该内容的基础性十分突出,后续的电离平衡、水解平衡等,基本上可看成是该理论知识的扩展和延续。因此,其相关知识在中学化学教学中地位突出,尤显重要。

课堂教学过程中,教师对化学平衡原理的教学设计和安排,常以教材编写为基础。在学生学习了化学反应速率之后,围绕化学平衡的概念、特征、外界条件对平衡的影响等,结合演示实验以及相应的思考与交流、学与问等课堂教学手段,引导学生分析、推理、归纳和总结,认识化学平衡状态及平衡移动规律,最终归纳出平衡移动原理。采用以上的教学设计和课堂策略,通常能取得不坏的教学效果。但我们也确实感觉到,课堂教学目标的达成仍不够理想。仍有不少的学生在单元教学完成之后,理论知识不够清晰,相关知识间的联系仍较混乱,会严重影响后续内容的学习。

我们认为,化学平衡原理的学习,对学生而言在抽象思维上的要求是前所未有的。除简单的技巧发现与熟练外,科学的境界和眼光更应重视和培养,给予学生足够的知识建构的基础和空间就显得尤其重要。基于教材设计的教学安排,教学过程中学生参与分析讨论还不够深入,多元互动也不够充分,特别是思维能力未能有效培养和发展。因此,有理由在前述教学的基础上,结合内容特点和学生实际,安排有针对性的后续课堂教学。

我们将化学平衡速率时间图发展应用,结合到平衡原理的认识过程中。把相关图式的分析、讨论和归纳、知识整理等设计为主要教学内容。突出促进学生思维能力的发展,切实落实教学目标,经两课时的实践,发现学生喜欢,效果很好。现特作简介和评析,仅供关注者参考。

1 化学平衡移动原理课堂教学与平衡速率时间图的结合

1.1 浓度影响平衡的图示分析和归纳

课堂分析和归纳的图示有图1、图2、图3、图4如图所示。

教师引导下,学生能够结合平衡速率时间图分析判断浓度改变后,反应混合物各组分的变化情况。经讨论分析,发展出上列四种平衡变化示意图。且能归纳总结:① t2→t3,组分浓度改变,使ν正和ν逆发生改变,ν正 ≠ν逆,达t3后,ν正＝ν逆,组分浓度又保持不变,平衡发生移动达新的平衡;② 根据t2→t3中ν正或ν逆的增减,可以判断:当ν正＞ν逆,平衡正向移动(图1、图4);当ν正＜ν逆则平衡逆向移动(图2、图3);③平衡移动后产生的新平衡线ν正＝ν逆较原平衡线“上移”(图1、图2)或“下移”(图3、图4),与浓度增大或减小相关;④图中ν正和ν逆线上、下换位,也与反应物和生成物浓度的增减相应变化。

1.2 压强影响平衡的图示分析和归纳

体系总压强的改变,对平衡的影响仍是浓度改变导致的。所以初始讨论时,学生们分析也会认为有相应的4种图示。但随分析的深入,把正、逆反应方向简化为分子数目减少和增多的v增 和v减 方向后,问题显得简单。对于反应前后气体分子数不等的平衡,则只有增压图和减压图两种(图5、图6)。①图5表明,增压情况下平衡向缩小体积方向移动;②图6表明,减压情况下平衡向增大体积方向移动。

1.3 温度影响平衡的图示分析和归纳

有了压强影响平衡的图示分析和归纳,再建立反应吸放热v吸和v放的关系,学生研讨两种情况(吸热、放热)下的图示(图7、图8)已不困难。①图7表明,升温情况下平衡向吸热方向移动;②图8表明,降温情况下平衡向放热方向移动。

1.4 结合图示理解勒夏特列原理

教师应当注意引导学生归纳总结:① 影响平衡的条件有哪些？图示表现如何？②“减弱”的含义？和速率时间图之间的联系是怎样的？③平衡移动的结果如何？学生能够结合平衡速率时间图作出正确的分析判断。

2 教学简析

2.1 重视知识的迁移和升华

“影响学习的唯一最重要的因素,就是学习者已经知道了什么,要探明这一点,并应据此进行教学”。应当注意学生知识迁移和课程内容的联系,并选择学生容易进入的教学路径,化学平衡的速率时间图直观、形象,能很好地帮助学生认识和理解可逆反应和化学平衡状态,新、老教材和教师均重视选用。

化学平衡状态是用正逆反应速率相等来表述的,对于改变反应条件时平衡的变化趋势,同样可以通过正、逆反应速率的消长来反映。因此,平衡速率时间图可以发展应用到后续的平衡移动原理的教学中。同时,发展平衡速率时间图进行的教学活动,师生都感觉方便和自然,有利于学生学习过程中知识的迁移和升华。

2.2 用好教材但不拘泥于教材

教材是最基本、最重要的课程资源。不仅体现课程内容和课程目标,同时也提供某种可行的教学课堂模式。教学中教师当然可以选择教材编排模式行课,但更应该结合教学内容和教学目标,进行更适合学生实际的教学设计。这也是教师把握教学内容和方法,不断提高驾驭教材能力的体现。

发展化学平衡速率时间图进行化学平衡原理内容的教学选择,也是教师运用多样化、最优化的教学方法一种体现。教学有法而无定法,教师必须从学生实际出发,不断创新。不应拘泥于教材提供的某种“课堂设计”。应当说处理教材方法多种,实践检验也有多种方式和途径,但是否成功有效,应以学生是否投入学习活动并真正获得知识和发展能力作为唯一的判定标准。

2.3 将新的课程目标和课程理念实现和落实在教学活动中

科学课程的教育教学要发展学生创造性、主体性,完善人格个性,必然要充分注意课堂教学活动方式的选择和变化。教育教学中三维目标的统一和达成,使得教师在实际的课堂教学活动中,一定要从理念进入实践。

化学平衡移动原理的教学,结合平衡速率时间图进行分析讨论,表明教师重视了学生在学习中的主体性。在整个分析归纳过程中,学生通过感悟、交流、探究、反思和创造,获得更充实的知识建构基础和空间,有效强化了学生思维深度,发展了学生思维能力。容易情境创设且突出内容性和针对性,为落实教学目标服务。教学中问题解决和“情境创设”可融为一体,真正落实主客统一的知识观,体现了促进学生全面发展的课程观。增强了教学过程的师生互动和生生互动,传统教學中的单向性、认知主义能有效克服。理念进入实践,可较好地全面地实现教学目标。

2.4 促进学生学习方式转变,提高课堂教学效能

课堂教学实践中我们发现,化学平衡移动原理的教学,结合平衡速率时间图进行分析讨论,师生能更方便地联系新旧知识。教师没有“引入”的困难,也不会“生硬”地去进行“情境创设”。学生很自然地进入问题探究,并能提出富有思想性的问题。教师在引导课堂讨论,鼓励学生分析思考问题时非常便利,整个教学过程自然而流畅。学生的学习过程成为一种发现问题、研究问题、解决问题的探究过程。在良好的课堂氛围下,学生阅读、讨论、交流,分析归纳图示,成为一种探究和主动积极的学习,不再是“只听不读,只记不思”的被动学习状态,有效地促进了学生学习方式的转变。

学生在学习过程中表现出的积极和主动,不仅使学生认识、理解、掌握知识显得相对容易,而且这种学习的积极主动很容易延续到课外。此例中,对于同时增大反应物浓度和减小生成物浓度的平衡,增压和减压条件下反应前后气体分子数不发生改变的平衡,增用催化剂时的平衡,它们的速率时间变化图示(图略),学生在课外仍能继续完成。这说明,通过学生学习方式转变,能大大提高教学的效能。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准(实验)[M]．北京:人民教育出版社,2003．

动态心电分析系统原理及维修 篇4

心脏疾患是造成人类死亡的三大疾病之一,而且随着我国经济高速发展,人民生活不断提高,心脏病的发病率和死亡率也逐年增加,并呈现年轻化、平民化、乡村化的趋势。社会对心脏病的诊断和治疗提出了新的要求[1]。从1957年美国物理学博士Holter发明动态心电图机[2],1978年,著名心脏病学专家、解放军总医院黄在显教授将动态心电图技术引进我国[3]以来,Holter一直是诊断心律失常、心肌缺血等心血管疾病诊断领域重要的检测手段[1],不仅可以做出定性诊断,还可以做出定量诊断,这是目前非创伤性的心脏病诊断重要方法之一。它不受患者活动状态、记录时间和地点的限制,能为心脏疾病的正确分析、诊断、治疗和监护提供客观指标。它不但广泛应用于心血管疾病的常规检查,而且还应用于对运动员、航空航天飞行人员等特殊专业人员的基础和临床医学研究上,具有十分重要的社会价值和经济价值[4]。

1994年,美国Mortara公司研究推出了世界上第一台12导联动态心电图机。该12导联动态心电图系统采用与常规12导联同步心电图相似的10条导线和电极,将肢体导联移到躯干,胸前导联与常规V1～V6导联位置相同,应用具有12通道心电信号同步采集放大、128 MB大容量闪卡存储器等先进技术性能的记录器,同步连续采集记录12导联动态心电图,回放后由主机软件进行12导联同步的动态心电图检测和分析诊断[3]。12导动态心电图的应用为动态心电图开辟了一个新天地,不仅在心律失常诊断上进一步发挥着无可替代的优势,而且在心肌缺血的诊断上也有独到之处[5]。

2 动态心电分析的构成及工作原理

我单位的动态心电分析系统(holter analysis system)是由美国Mortara公司生产的H-Sribe型12导动态心电分析系统(以下简称H-sribe holter系统),它由导联线、记录盒、回放分析系统3个部分组成。原理框图如图1所示。心电信号处理流程为用记录盒采集数据、然后用动态心电分析系统(计算机)读取数据、回顾、分析及编写报告最后打印报告。

本产品可以同步采集12导心电信号,记录24 h动态心电数据,并进行自动分析和处理,以供临床诊断和研究使用。

H-sribe holter系统可以在多个窗口全程浏览12导同步心电图,进行编辑、修改及测量。在模板编辑窗口对心电图模板进行分析。系统自动分析和医生手工修改完美结合,能够使分析过程实现快速与准确的最佳结合。

随着电子技术、计算机技术的不断发展,动态心电图记录盒也从最初原始笨重的晶体管结构,发展成记录时间更长、记录信息量更大、更加小巧耐用的大容量存储功能的数字化心电记录盒[2]。动态心电图记录盒是关键部件,直接决定Holte系统的整体性能[6]。记录盒实际上就是一台体积小、质量轻、耗电低、患者能够长时间佩带,能连续记录24 h心电图的便携式心电图机。其工作原理,甚至内部的电路和普通的心电图机相比较没有区别。但记录设备和输出的方式不同。普通的心电图机将心电波形输出到心电图纸上,而动态心电图记录器将心电波形记录到存储器中,24 h记录完毕后再输出到计算机中,由计算机中的软件对数据进行分析,并形成报告单。

美国Mortara公司的记录盒为H12+型(见图2),电路部分由2块电路板组成,其中一块用于心电信号的采集,相当于一台微型心电图机;另一块带有微型CPU,用于对整个采集活动的控制及对心电信号的处理,包括采集前输入患者信息、检测导联线、心电信号好坏、监测电池电压状况等;开始采集后,将心电信号压缩存贮。

记录盒的记录卡按存储介质可分为磁带、固态。随着半导体技术的发展,数字化的闪存(flash memory)芯片被采用,使得记录盒的体积减小、容量增加,但传输速度提高,价格降低,使仪器的性能价格比有较大的提升[7]。

12导联动态心电图的导联线为软塑料金属屏蔽线,由10条导线组成,如采用普通导线,很难避免多条导线间的相互缠绕和干扰,影响12导联动态心电图采集记录心电信号的质量,也会使患者感到很不舒适。美国Mortara公司研制出了具有随体表12导联位置分布而从导线主干分出相应导联导线的“藤蔓式”新型导线系统(见图3)。该导线系统由具有极好的强度和柔韧性、耐腐蚀等优良性能的防弹衣材料———“卡夫拉”与优质金属屏蔽线制成,纤细柔韧,结构布局合理,操作方便,能明显减少12导联系统各条导线的相互缠绕和干扰,保证采集记录心电信号的质量,患者佩带舒适,经久耐用[3]。

由于Holter本身结构及技术的发展与相关计算机及元器件集成技术的水平密切相关,近几年没有重大突破,只是随着通信、网络及医院局域网的普及,研制了远程心电监测仪,将心电监测数字化、网络化、无线化,使得信号传输或临床分析更加方便、及时。

3 常见故障及维修

我单位的动态心电分析系统是2003年开始使用的,现总结归纳使用期间的常见故障及维修情况,供参考。

3.1 数据无法正常录入到计算机

(1)闪存卡损坏:动态心电图记录是一个连续的长时间的实时数据读写过程,要求闪存卡介质擦写速度快而且均匀一致,不得有任何损坏区。

任何物质都有一个耐用期,记录卡也一样,时间长了,经常会发生数据无法读取的情况。虽然用自带系统不能从卡上直接读取,但卡内文件有时照样可以打开,但总是有1～2个文件无法复制。其实,就算文件全部复制到计算机分析系统文件夹也没用,因为卡上数据是心电图经过压缩后保存在记录盒里,分析系统在读取时,要解压后才能分析、编辑、修改及测量。

(2)显示出现故障,但并没有坏:读取数据时,读到一定程度会告诉卡上出现故障,无法读取。此时,千万不要以为卡坏了。根据经验,大部分情况下,卡都能修复,发生彻底损坏的概率毕竟很小。先试试用计算机本身自带的修复功能,实在修复不了,再换新卡。方法如下:选中卡,点击右键,选属性,在界面中点击工具栏,接着点击开始查错,并选中自动修复文件系统错误及扫描并试图恢复坏扇区,点击开始,计算机会对卡进行修复处理,不至于数据丢失,患者也不用重新佩戴。

3.2 记录时间不满24 h

与电池接口不紧/损坏,如患者佩戴中途自行拔插电池等都能引起记录失败。导致记录器供电量不足的原因较多,大致有以下几种:

(1)电路板内有轻微漏电。有一个盒子,只能记录20 h左右,每次就差2、3 h,更换新的电池、清洁盒盖、用确定无故障的记录卡等各种方式排除故障源,并分别用人体、模拟器记录,时间还是不到。刚开始,怀疑是电路板有电容漏电,经检测,电容完好。之后设想是因为使用时间长了,各元器件管脚之间有轻微漏电引起耗电量增加,用毛刷清洁内部电路板上各元器件管脚,特别是多管脚的集成块,然后装复用模拟器记录,工作正常。经临床科室使用,至今未发生故障。由于记录盒设计时,一节电池的能耗仅仅够记录24 h,其他地方稍微漏电等能耗增加,就会导致记录时间不完整。解决方法:(1)使用高容量的电池;(2)定期清洁记录盒内部。

(2)记录盒盖即电源开关处脏。有几次,患者使用时只能记录19、20 h,但用心电模拟器记录时又正常,一直找不到原因,以为与患者使用有关。一次,有2个记录盒都出现记录时间短的故障。当装上新电池后,显示low battery,以为电池有问题,换新电池,还是显示low battery,将这2节电池装到另一记录盒,显示正常。偶然将显示正常的记录盒的盒盖装在显示不正常的记录盒上,结果显示正常。仔细查看,盒盖有些脏,清洁后,装上电池,显示正常。分析用模拟心电器记录正常,是因为工程师对盒盖进行了清洁。后又有几个记录盒出现记录时间短的故障,都在清洁盒盖后恢复了正常,这就印证了盒盖脏也会引起记录时间不够。解决方法:定时清洁盒盖。

(3)电池不合格。如果从正规渠道购买,这种概率比较小。虽然每个患者都更换新的电池,但也偶尔会有电池容量不足的情况发生。有段时间,我们在每次使用前测一下电压,就曾经发现有的电池电压不到1.5 V的情况。有时即使电压正常也不能保证容量就能达标,但在没有办法测电池容量的情况下,测一下电池电压,至少可以排除一部分不合格电池。解决方法:每次使用前更换新的高质量碱性电池。

(4)患者使用不当。有时,读取卡信息时,记录时间不完整,但在排除以上3个因素后,将卡用到另一记录盒或用其他卡时,记录均为正常。分析可能是患者使用不当引起的。如剧烈运动导致电池瞬间断电,导致记录盒以为是记录结束,重新接上电后又以为是进行下一个患者记录,这就会停留在初始阶段不往下走了;也可能由于振动,记录盒内部卡或电路接触不良,引起记录中断。解决方法:嘱咐患者不做剧烈运动;需移动盒子时,尽量轻拿轻放。

(5)除上述4种原因外,导联线折断等硬件故障能否导致数据记录失败,记录时间不完整,还有待进一步探讨。

3.3 接收的心电波形干扰严重

主要原因有:(1)由于出汗等原因,电极片与皮肤之间阻抗增大或接触不良;(2)导联线接头与电极片之间的接口接触不良。

解决方法:(1)注意保持皮肤清洁、干燥,并要求患者尽量不做会出汗的活动;(2)导联线与电极片接好后再用胶布将接口固定。

3.4 无波形或有几导无波形

主要是在患者佩戴过程中电极片松脱而患者没有重新扣上和导联线电极头接触不良或折断引起。重新佩戴即可解决。

4 讨论

经过几年使用,我们基本上掌握了上述故障及其排除方法。只要平时经常做一些清洁保养工作就能保证仪器的正常使用,减少患者的重复佩戴,提高仪器的使用率。

参考文献

[1]吴宝明,朱凌云,卓豫,等.远程心电监护系统及动态心电信号自动分析的研究进展[J].中国医疗器械杂志,2006,30(5):352-359.

[2]付礼霞,张国栋.动态心电图机的技术发展和选购[J].医疗设备信息,2001,16(6):4-6.

[3]郭继鸿,张萍.动态心电图学[M].北京:人民卫生出版社,2003:26-70.

[4]吕旭东,段会龙,吕维雪.动态心电回放分析工作站[J].生物医学工程学杂志,2001,18(1):33-37.

[5]刘克霞,高淑梅,吴文英,等.12导动态心电图与12导常规心电图ST-T差别的研究[J].河北医学,2008,14(1):25-27.

[6]徐晓宏,李延斌,刘祥富.动态心电图机的发展、选购及临床应用探讨[J].医疗卫生装备,2007,28(10):48-51.

力平衡加速度传感器原理设计 篇5

关键词：加速度 差容式 力平衡 传感器

加速度传感器是用来将加速度这一物理信号转变成便于测量的电信号的测试仪器。它是工业、国防等许多领域中进行冲击、振动测量常用的测试仪器。

1、加速度传感器原理概述

加速度传感器是用来将加速度这一物理信号转变成便于测量的电信号的测试仪器。差容式力平衡加速度传感器则把被测的加速度转换为电容器的电容量变化。实现这种功能的方法有变间隙，变面积，变介电常量三种，差容式力平衡加速度传感器利用变间隙，且用差动式的结构，它优点是结构简单，动态响应好，能实现无接触式测量，灵敏度好，分辨率强，能测量0.01um甚至更微小的位移，但是由于本身的电容量一般很小，仅几pF至几百pF，其容抗可高达几MΩ至几百MΩ，所以对绝缘电阻的要求较高，并且寄生电容(引线电容及仪器中各元器件与极板间电容等)不可忽视。近年来由于广泛应用集成电路，使电子线路紧靠传感器的极板，使寄生电容，非线性等缺点不断得到克服。

差容式力平衡加速度传感器的机械部分紧靠电路板，把加速度的变化转变为电容中间极的位移变化，后续电路通过对位移的检测，输出一个对应的电压值，由此即可以求得加速度值。为保证传感器的正常工作.，加在电容两个极板的偏置电压必须由过零比较器的输出方波电压来提供。

2、变间隙电容的基本工作原理

如式2-1所示是以空气为介质，两个平行金属板组成的平行板电容器，当不考虑边缘电场影响时，它的电容量可用下式表示：

由式(2-1)可知，平板电容器的电容量是 、A、 的函数，如果将上极板固定，下极板与被测运动物体相连，当被测运动物体作上、下位移(即 变化)或左右位移(即A变化)时，将引起电容量的变化，通过测量电路将这种电容变化转换为电压、电流、频率等电信号输出根据输出信号的大小，即可测定物体位移的大小，若把这种变化应用到电容式差容式力平衡传感器中，当有加速度信号时，就会引起电容变化 C，然后转换成电压信号输出，根据此电压信号即可计算出加速度的大小。

由式(2-2)可知，极板间电容C与极板间距离 是成反比的.双曲线关系。由于这种传感器特性的非线性，所以工作时，一般动极片不能在整个间隙，范围内变化，而是限制在一个较小的 范围内，以使 与 C的关系近似于线性。

它说明单位输入位移能引起输出电容相对变化的大小，所以要提高灵敏度S应减少起始间隙 ,但这受电容器击穿电压的限制，而且增加装配加工的困难。

由式(2-5)可以看出，非线性将随相对位移增加面增加。因此，为了保证一定的线性，应限制极板的相对位移量，若增大起始间隙，又影响传感器的灵敏度，因此在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，大都采用差动式结构，在差动式电容传感器中，其中一个电容器C1的电容随位移 增加时，另一个电容器C2的电容则减少，它们的特性方程分别为：

可见，电容式传感器做成差动式之后，非线性大大降低了，灵敏度提高一倍，与此同时，差动电容传感器还能减小静电引力测量带来的影响，并有效地改善由于温度等环境影响所造成的误差。

3、电容式差容式力平衡传感器器的工作原理与结构

对化学平衡移动原理教学的几点探究 篇6

关键词：勒夏特列原理；等效平衡；转化率

早在1884年，法国化学家勒夏特列在总结了前人论说的基础上，提出了“每一个处于稳定化学平衡的体系，在它的整体或局部受到引起它的温度或减缩（注:是指压力、浓度、单位体积内的分子数的减缩）改变时，会经历内部的变动，向产生因外力而造成变动的相反的温度和减缩的方向变化”。后人把这一论说称为勒夏特列原理,即我们平常所说的化学平衡移动原理。

化学平衡移动原理是考试命题的重点内容，也是教学中的难点。学生在学习中感觉这部分内容比较抽象且难以理解，遇到具体问题死套结论不会分析，以致无法得出正确结论。笔者觉得最主要的原因是学生对勒夏特列原理理解得不夠全面，于是无法灵活应用。因此，在教学过程中，笔者认为在传授好教材基础知识的同时，应做好以下几个方面相关知识的补充和解析，才能让学生更全面、更灵活地应用勒夏特列原理解决相应的习题。

一、对勒夏特列原理适用范围和含义的理解

勒夏特列原理简单地说就是：如果改变影响化学平衡的一个条件,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。该原理只能适用于已达平衡的体系,对未达平衡的体系则不适用。在这里开始教学时一定要提醒学生特别注意:平衡移动只能减弱这种改变的趋势而不能阻止改变。

例如,升高平衡体系的温度，平衡就向吸热反应方向移动，一般来说吸热会使体系温度降低，有些同学就认为达到新平衡后体系温度会降低，且比原平衡体系温度低，这种理解是错误的。正确的理解应该是平衡向吸热反应方向移动只是减弱温度升高，但不能阻止温度升高，只是温度升高得慢了，最终达到新平衡时体系的温度要比原平衡体系温度高。再如，增大某一反应物的浓度，平衡会向正反应方向移动，从而消耗反应物，使反应物浓度增加慢一些，但不能阻止该反应物浓度的增加，最终达到新平衡时该反应物的浓度要比原平衡体系大。其他因素的改变也有类似的变化特点。

二、改变某一因素，化学平衡是否一定移动

要理解和回答这个问题，其实是要学生对等效平衡进行理解和应用。对某一可逆反应，不论从正反应开始还是从逆反应开始建立新平衡，或是改变了某一因素，只要新平衡体系和原平衡体系比较，各组分的百分含量没变，新平衡与原平衡即为等效平衡，其特点是某些因素变了，但平衡没移动，具体表现为新平衡体系中各组分的百分含量没变（其他量不一定不变，要针对具体反应和措施具体分析）。

在什么情况下可以建立起等效平衡呢·在高中阶段，要求学生能够理解的有两种途径：①恒温恒压下，对所有可逆反应，相同反应物（或一边倒之后的相同反应物）的投料比（反应物有两种或两种以上）相等，即可建立等效平衡（若反应物只有一种，不论加多少都会建立等效平衡）。②恒温恒容下，对反应前后气态物质化学计量数之和相等的可逆反应，相同反应物（或一边倒之后的相同反应物）的投料比（反应物有两种或两种以上）相等，即可建立等效平衡（若反应物只有一种，不论加多少都会建立等效平衡）。除了这两种情况，其他情况下一般不能建立等效平衡。

三、针对不同的可逆反应，要具体问题具体分析，不能以偏概全

例如，对反应物的转化率问题，一般的结论是增大某一反应物的浓度，平衡会正向移动，该反应物的转化率减小，而别的反应物的转化率会增大（这是因为该反应物的转化浓度增加量小于该反应物的浓度增加量，别的反应物起始浓度没变而转化浓度增加）。这个结论适用于反应物有多种的可逆反应。对反应物只有一种的可逆反应，例如，在恒温恒容下，对已达平衡的可逆反应2NO2（g）·圹N2O4（g），再加入一定量NO2，再次达到平衡时，NO2的转化率如何变化·套用一般的规律，结论就是转化率减小。

其实，正确结论应该是增大。原因是该可逆反应反应物只有一种，利用放缩法，假如在恒温恒压下，不论再加入多少NO2，虽然反应物体积会增大，但建立的都是等效平衡。此时转化率不变，实际上恒容需压缩体积，才能达到恒容，即要增大压强，平衡必然会正向移动，因此NO2的转化率会增大，在平衡移动过程中NO2在减少N2O4在增多，因此最终平衡混合物中NO2的体积分数减小。

总之，对化学平衡移动原理知识的教学，关键是要让学生能够全面理解和掌握知识的共性与特性，学生才能以清晰的分析思路，灵活解决相关的化学平衡移动问题。

参考文献：

[1]吴俊明,杨承印.化学教学论[M].西安:陕西师范大学出版社,2003.

动态网站开发原理与系统设计 篇7

WEB工作方式基于客户机和服务器。一个客户机可以向许多不同的服务器请求, 一个服务器也可以向多个不同的客户机提供服务, 一个客户机启动与某个服务器的对话, 服务器通常是等待客户机请求的一个自动程序。协议是客户机请求服务器和服务器如何应答请求的各种方法的定义。

在这个结构中, 充当服务器的就是WEB服务器软件, 而计算机上运行的WEB浏览器就是对服务器发出请求的客户机程序, 当WEB服务器接收到WEB浏览器的请求后, 将请求的数据发送到WEB浏览器, 浏览器对接收到的数据进行解释并在屏幕上显示出来。这实际上是一个请求-应答的过程, 这个过程遵循以下步骤:在计算机上运行一个WEB浏览器客户机程序;通过网络与IN-TERNET建立连接;向INTERNET上的服务器请求一个页面。为此, 浏览器要发送以下消息:含传输协议的URL地址;服务器收到请求后, 查找所请求的HTML到组成的页面文件;服务器将所请求的页面传到客户机上;浏览器接收到服务器传来的HTML文件后, 将对它解释并在屏幕上显示出来。根据以上的步骤, 要解WEB原理, 除了知道它是客户机/服务器结构外, 还需了解在WWW中, WEB服务器做什么工作、客户机上的浏览器做什么工作, 客户机和服务器通讯时采用的协议。

1.1 WEB服务器及浏览器的功能

一个WEB服务器的功能是:接受请求;请求的合法性检查;针对请求获取并制作数据, 包括Java脚本和程序、CGI脚本和程序、为文件设置适当的MIME类型来对数据进行前期处理和后期处理;把信息发送给提出请求的客户机。WEB服务器发送给客户浏览器的是一个HTML文件, 服务器对浏览器的请求信息的传输是分次的, 先传输纯文本信息, 再传输多媒体信息。一个WEB浏览器的功能是:制作一个请求 (通常在单击某个链接点时启动) ;通过网络将请求发送给某个服务器;解释服务器传来的HTML文档, 并把结果显示在屏幕上。

1.2 协议

通俗的说, 协议是计算机间通讯所共同遵守的一些规则。WEB中, 客户机和服务器之间根据通讯内容的不同遵守不同的协议。经常用到的协议有MAILTO (邮件协议) 、FTP (文件传输协议) 、NEWS (新闻组协议) 等。各种协议使用了统一资源定位器URL (UniformResourceLocator) , URL提供了一定的信息, 使我们能够在Internet上的任何一台机器上访问任何可用的公共数据, URL的标准格式如下:协议名称://机器地址:端口号/路径名/文件名。

2 动态页面工作原理

2.1 客户端的动态页面

在客户端模型中, 附加到浏览器上的模块完成创建动态页面的全部工作HTML代码通常随包含一套指令的单独文件传送到浏览器, 该文件在HTML页面中引用。但是, 常见的另一种情况是这些指令与HTML代码混合在一起。当用户请求WBB页面时, 浏览器利用这些指令为页面生成纯HTML。也就是说, 页面根据请求动态生成。这个过程遵循以下步骤:

编写一套用于创建HTML的指令, 并将它保存到.htm文件中。也可以用其他语言编写一套指令, 这些指令可以包含在.htm文件, 或放在单独的文件中。

用户在其浏览器中输入请求页面地址, 该请求就从浏览器传送到WEB服务器。

WHB服务器确定.htm页而的位置, 也许还需要确定包含指令的第二个文件的位置。

WEB服务器将新创建的HTML流与指令通过网络传回浏览器。

位于浏览器的模块会处理指令, 并将.htm页面的指令以HTML形式返回, 但只返回一个页面, 即使有一两个请求也是如此。

浏览器处理HTML, 并显示该页面。

由于客户端脚本代码的不安全性、需要较长的页面下载时间等缺点。

2.2 服务器端的动态页面

利用服务器端模型, HTML源代码与另外一套指令被传回到WEB服务器 (可以混合在一起传送, 也可以分开传送) 。当用户请求页面时, 再使用这套指令给页面生成HTML, 页面会根据请求动态生成。这个过程遵循以下步骤:编写用于创建HTML的指令, 并将这些指令保存到文件中;用户在其浏览器中输入请求页面地址, 该请求就从浏览器传送到WEB服务器;WEB服务器确定指令文件的位置;WEB服务器根据指令创建HTML流;WEB服务器将新创建的HTML流通过网络传回浏览器;浏览器处理HTML, 并显示WEB页面。与客户端模型的不同之处是处理指令的位置。在页面返回到浏览器之前, 所有处理工作都在服务器上完成。此方法的主要优点是页面的初始逻辑隐藏在服务器中, 只有HTML代码传回浏览器, 这样就可以保证大多数浏览器能够正常显示该页面。

客户端和服务器端技术都没有在静态WEB页面的正常处理中增加太多的复杂性 (客户端技术的步骤 (5) 或服务器端技术的步骤 (4) ) , 但有一步是至关重要:对于动态页面技术而言, 直到请求WEB页面之后, 才生成定义WEB页面的HTML。相对于WEB页面运行在浏览器上的客户端技术, 在服务器端技术中, WEB页面运行在服务器上。因此, 在把服务器脚本发送回浏览器之前, WEB服务器必须先把它们转换为HTML。

3 动态网站的系统设计

3.1 利用模块化设计

每一个模块都是相对独立的整体, 开发者可以位于不同的国家, 可以在较少交流的情况下建立网站的各个模块。可维护、可扩展性强。以模块化方式工作意味着可以随时向网站中添加新的模块而不会妨碍整个站点。每一模块都是彼此独立的, 因此可以方便地添加新的模块并修改原有的模块。以模块化方式工作也可在一定程度上简化工作, 提高可维护性。每一模块都能方便地修改, 其实现原理是采用了三层体系结构的设计模式, 数据从数据层传递到商务逻辑层, 再从商务逻辑层传递到表示层, 然后向回传递, 每一层都有自己的任务。每一层都可独立修改, 扩充。

3.2 采用错误处理机制

众多不同的编程语言中, 错误处理方法正在变得越来越庞大和麻烦, 而且难以维护。即使在支持抛出异常 (exception) 的现代语言中, 仍然存在着一个问题:我们如何确认在每个系统中是否存在抛出异常的稳定记录?这是一个对于动态网站而言绝对必要的问题, 即使用户可能看不到问题所在, 例如可能是一些内部的原因导致细微的失误, 如路由问题或者错误的数字。如果用户看到了错误, 那么, 他看到是否是准确且详细的错误信息, 又如何处理及向谁报告?然而, 即使用户看到了错误, 大多数人也许会生气地退出应用程序, 我们并不能完全依赖用户来检测错误!为解决此问题, 我们创建了自定义的系统异常的派生类。这个自定义的异常类将在每一个异常抛出的时候, 自动在错误处加上管理员名、E-Mail、电话等联系方式, 并依据不同的错误信息, 在WINDOWSNT应用程序事件日志中放置一个条目。这样, 系统管理员和程序员就能够发现每个错误发生的时间、错误类型、引发错误原因等信息。

3.3 利用WebService技术实现软件工程中软件重用

软件重用是一个很大的主题, 它有很多的形式和程度。用Webservice重用代码的同时, 重用代码后面的数据。使用Webservice, 就可以不再像以前那样, 要先从第三方购买、安装软件组件, 再从你的应用程序中调用这些组件。现在只需要直接调用远端的Webservice。

参考文献

[1]David Sceppa编著, ADO.NET技术内幕, 清华大学出版社, 2003.

[2]Jim Buyens编著.WEB数据库程序设计, 清华大学出版社, 2002.

力矩平衡原理在施工中的应用 篇8

1.1 冶建工程中主要的大型构件

在冶金建设行业中, 结构安装主要有高炉系统结构、煤气柜系统结构以及各种炼钢炼铁厂房、轧钢厂房等。在这些结构安装中, 最具有代表性的大型构件主要有厂房中的砼柱、钢柱、漏斗大梁、吊车梁;高炉系统中的钢管柱、高架通廊、斜桥、下降管等。

1.2 结构特点

在冶建工程的大型构件中, 砼柱、钢柱、钢管柱的重量大、结构虽然不完全对称, 但本体结构总沿一个平面基本对称并且砼柱的厚度基本均匀;高架通廊、斜桥、下降管、漏斗大梁、吊车梁主要特点是重量大、跨度大、相对高度高, 本体结构总沿一个平面基本对称。

2 力学在冶建工程施工中的应用

2.1 力学在基本对称的大型构件安装中的应用

对于结构基本对称的构件, 如漏斗大梁、吊车梁等, 可以直接用盘尺量出构件的吊装中心线的位置, 吊点设置在从重心算起距离相等的位置即可。

2.2 力学在不对称的大型钢柱和管柱安装中的应用

2.2.1 吊点设计的依据

吊点的设计依据力矩平衡方程, 静止或匀速直线运动的物体对作用轴的合外力矩等于零。

2.2.2 力矩平衡原理在高炉钢管柱吊点设计中的应用

上图构件分为4个单元, 各单元的重量分别为G1、G2、G3和G4。

以任意轴为坐标轴建立平面直角坐标系 (坐标轴的纵轴建立最好选择在能有最多的单元重心线重合的位置, 以便于计算) , Z轴垂直纸面向内。由于各单元都沿纸面对称, 所以重力只对OZ轴方向有作用距离。

G1到Y轴的距离为X1;

G2到Y轴的距离为X2;

G3到Y轴的距离为X3 (X3=0) ;

G4到Y轴的距离为X4;

构件整体重心线到Y轴的距离为X。

设吊车向上的拉力为F, 则有F=G1+G2+G3+G4 (力的大小相等)

依据力矩平衡方程, 得:

因此, 吊耳必须设置在过整体构件的重心线且垂直于纸面的平面上。施工单位施工时, 只需将吊耳设置在距离管上分度线 (X1-X) 的位置。

因此, 厂房大型钢柱重心计算的通式如下:

各字母代表的意义与管柱相同。

2.3 力学在大型砼柱安装中的应用

2.3.1 预制砼柱吊孔的位置设计依

根据力矩平衡原理而得出的论点:厚度均匀的物体, 各零件的几何形心是各零件的重心, 整个构件的重心可由各零件的几何形心计算而得出。砼柱的吊孔位置可以直接由几何形心算出。

2.3.2 上述论点正确性的证明

设砼柱的厚度为D (m) , 密度为C (KG/M3) , 各部分的重量可按照下式计算:

由于柱子安装时竖直安装, 所以只需要求出竖直方向的重心线即可。设整个砼柱的重心线到Y轴的距离为M, 吊车拉力为F, 则有:

根据力矩平衡方程可得:

将1) ~6) 代入7) 得:

化简上式, 得重心线到Y轴的距离

因此, 需要的砼柱吊孔位置可以直接找到各单元的几何形心而算出。

2.4 力学在双机抬吊大型构件安装中的应用

在双机抬吊大型构件时, 每台吊车所承受的荷载只与吊点的位置选择有关, 而与构件的空间角度无关, 吊装的构件在空中角度变化时, 每台吊车所承受的荷载基本保持不变。吊装高架通廊和单管下降管时, 被吊构件可以看作质量均匀的杆件, 吊点可以根据力矩平衡方程算出

2.4.1 抬吊时每台吊车所承受的荷载与角度无关的证明

设均匀质杆在与水平面成a°夹角时平衡, 两吊车对构件的拉力分别为F1和F2, 拉力的作用点与两端的距离分别为L1和L3, 中间段质杆的长度为L2, 质杆所受的重力为G。

F1+F2=G*构件在空中处于平衡状态

F1到O点的作用距离为L1*COS (a) ;

F2到O点的作用距离为 (L1+L2) *COS (a) ;

G到O点的作用距离为 (L1+L2+L3) *COS (a) /2

根据力矩平衡方程, 有:

由上式可得:

因此, 吊车所承受的荷载F1和F2与构件的水平夹角a无关。

2.4.2 根据力矩平衡方程设定吊点的位置

先依据现有的能够进行抬吊的吊车性能确定其抬吊位置与端部的距离 (依据吊车性能和构件重量选择适当的位置) , 设此位置与端部的距离为L1, 吊车的起重量为F1。要选定的另一台吊车的起重量F2, 与F1的作用点的距离为L2, 另一段距离为L3, 整个构件重量为G, 长度为L。

L1部分的重量GL1= (L1/L) *G

L2部分的重量GL2= (L2/L) *G

L3部分的重量GL3= (L3/L) *G

以F1为支点, F2与G的关系可表示如下:

F2*L2-G* (L/2-L1) =0*起重量与角度无关

因此, L2和L1是一次函数关系。

设上述通廊的长度为50m, 重量为60吨, 吊车F1的起重量设置为20吨, 距端部10m, 吊车F2的起重量为40吨。

则有:L2=- (60/40) *10+60*50/ (2*40) =22.5m

由于L2=22.5m时F2的吊点不在通廊的节点上, 需要向左移动F2的吊点以保证F1的起重量能够满足要求。

将F2的吊点L2减小到最近的节点位置, 使L2=20m, 则F2的起重量至少应该为:

3 结语

车轮平衡机的作用和工作原理 篇9

车轮作为回转零件, 如果其重心和回转轴线重合, 则车轮每次自由停转后, 其位置是任意的。也就是说车轮可以在任意的位置停住, 此时我们称车轮是静平衡的。如果车轮的重心和回转轴线不重合, 则车轮每次自由停转后, 其位置是唯一确定的, 即重心处于最低的位置。用外力使车轮在其他位置强制停住, 去除外力后, 车轮仍将自由转动到上述唯一的位置停住, 此时我们称车轮是静止平衡的。对于静不平衡的车轮, 由于重心与回转轴线不重合, 转动时将产生一离心力F。在这一离心力的作用下, 当车轮转速达到一定值时, 车轮将出现上下跳动和绕主销的摆振, 从而影响汽车行驶的安全性、平顺性和乘坐舒适性, 同时还将加剧轮胎和相关机件的磨损和损坏。

由于车轮有一定的宽度, 因此即使是静平衡的车轮, 即重心和回转轴线重合的车轮, 也可能是动不平衡的。这是因为车轮的质量分布相对于车轮回转对称中心面不对称造成的。此时, 车轮即使是静平衡的, 但当车轮转动时, 因质量分布相对于回转对称中心面不对称, 其不平衡质量m1、m2产生的离心力的合力虽为零, 而合力矩却不为零, 即产生一变化的力偶M, 从而使车轮在一定车速下产生绕主销的摆振。只有当合力矩也为零时的车轮才是动平衡的。

由上述分析可知, 动平衡的车轮肯定是静平衡的, 而静不平衡的车轮肯定也是动不平衡的。动不平衡的车轮对汽车的安全性、平顺性、乘坐舒适性以及车轮和相关机件的磨损有很大的影响。因此, 高速运行的车辆, 对其车轮进行动平衡检验非常必要。

2车轮平衡机的作用

车轮不平衡会使车辆在高速行驶时产生振动, 同时使汽车附着力减少, 操纵稳定性变坏;加速轮胎磨损;损坏减震器及转向、悬挂系统零件。车轮平衡可消除轮胎的震动或使之减少到许可范围之内, 避免由此带来的不利影响及其造成的损坏。

车轮平衡机的作用就是检测和消除轮胎的不平衡, 保持汽车正常、安全行驶。

车轮平衡机的类型按测量方式分为离车式平衡机和就车式平衡机, 元征公司生产的KWB系列车轮平衡机属于离车式平衡机。

3车轮平衡机的工作原理

离车式车轮平衡机按动平衡原理工作, 汽车修理和维护作业中因车轮已拆离车桥, 其平衡检测部在离车式平衡机上进行。与静平衡不同, 动平衡将轮胎视为一个有限宽度b的回旋体 (如图1所示) , 并假设不平衡质量m分别为m1和m2两部分, 集中在轮辋的边缘处, 该两平面称为校正面, 旋转时形成两个离心力, 图中F1和F2为这两个离心力在传感器平面的投影, 当F1≠F2, 但两者相位不同时, 不仅形成不平衡力, 还要形成不平衡力矩, 因而动平衡机必须设置两个相互垂直的传感器A和B以采集支反力fA和fB, 建立系统的动静学平衡式, 以求取F1和F2, 从而计算不平衡质量m1和m2。

4 KWB系列车轮平衡机的使用

离车式车轮平衡机按动平衡原理工作, 既可以检测不平衡力, 也可用以测定不平衡力矩。车轮拆离车桥装于平衡机主轴上, 一切结构和安装基准都已确定, 所以无需自标定过程, 因此平衡机的构造和电测系统部比较简单, 平衡操作时只要将被测车轮的轮辋直径和轮胎宽度以及安装尺寸输入到电测电路即可完成平衡作业, 平衡机仪表即会自动显示轮胎两侧的不平衡质量ml和m2及其相位。

离车式平衡机分卧式平衡机和立式平衡机两种, 其主轴为卧式布置的称卧式平衡机, 如图2所示, 元征公司生产的车轮平衡机就属于卧式平衡机。

下面以KWB———101为例介绍车轮平衡机的使用。

汽车及其他车辆的车轮多种多样, 平衡方式也不一样, 进行平衡时, 先选择正确的平衡方式, 然后具体操作步骤如下:

(1) 打开电源开头; (2) 安装匹配器。用酒精或汽油把主轴、匹配器的中心孔及接触面擦拭干净, 以免影响安装精度。主轴与匹配器按0标记对正锁紧即可; (3) 安装车轮。选择与轮轴中心孔匹配的适配器 (锥度盘) , l5°以下小孔轮辋放塔簧, 再放锥度盘, 小头朝外, 装轮胎, 上塑料碗, 将快换螺母锁紧;装16°以上轮辋, 锥度盘小头朝内, 先装轮胎, 再装锥度盘, 小头朝内, 用快换螺母锁紧; (4) 选择平衡模式。按动“F”或“ALU”按钮, 直到出现根据实际平衡车轮所要选择的平衡模式的显示灯亮; (5) 输入轮辋数据。在平衡机内部有轮辋数据库, 输入轮辋数据只需按“↑”或“↓”选择正确的轮辋数据即可。a.输入轮辋距离A。如图3拉出机器侧边的测量尺, 顶住轮辋边缘, 读出距离值。按距离输入键“A↑”或“A↓”输入测出的距离值 (每次按键增减0.5cm, 总长25cm) 。b.输入轮辋宽度L。用宽度测量出轮辋对边宽度, 测量位置如图3所示。按宽度输入键“↑”或“↓”, 选择输入正确的轮辋宽度。每次按键增减0.5cm。c.输入轮辆直径D。在轮胎上标有直径, 确定后按轮辆直径输入“D↑”和“D↓”输入轮辋直径。每次按键增减12mm或13mm; (6) 盖上保护盖, 按“START”启动按钮, 数秒后, 机器自动停止。左侧显示屏显示车轮内侧不平衡值, 右侧显示屏显示车轮外侧不平衡值, 根据内外侧不平衡值选相应的平衡块备用; (7) 用手缓慢转动车轮, 至外侧不平衡指示灯全亮, 表示此时轮辋外侧最高点为不平衡位置, 在此位置加上相应的平衡块; (8) 再用手缓慢转动车轮, 至左侧不平衡指示灯全亮, 表示此时轮辋内侧最高点为不平衡位置, 在此位置加上相应的平衡块; (9) 盖上保护盖, 按“START”启动按钮, 重复以上操作步骤, 直至两边显示器都显示“[0][0]”为止。一般重复操作3次以内正常; (10) 从平衡旋转轴上拆下轮胎, 平衡结束。

摘要：本文详细的介绍了车轮平衡机的作用及工作原理。

关键词：车轮平衡机,作用,工作原理

参考文献

[1]蒋延强.车轮动平衡机的原理分析[J].科技资讯, 2009, 29.

《机械原理》课程的动态参数教学法 篇10

《机械原理》是本科机械类专业的重要专业基础课。学生普遍认为, 本课程在专业基础课中的学习难度较高。一是因为课程中牵涉到大量变化的几何关系, 教师难以清晰传达给学生, 学生也难以展开想象。二是因为在有的章节, 极为丰富的信息量会快速涌入, 学生很难加以理解和记忆。因此, 纯粹的书本讲解很难适应教学需求, 必须求助于现代信息技术。

国内采用CAD和CAE相关工具辅助进行机械原理教学已经有不少先例, 此类工具具有动态特性, 非常适合形象展示机构的几何特性和运动特性。例如, 文献[1]中使用了ADAMS虚拟样机技术进行了机构设计教学, 文献[2]则使用UG软件进行教学。

然而, 大型软件的学习成本较高, 容易让“学习软件”这一任务所占用的时间远远超过“学习理论”这一主题。因此, 在力所能及的前提下, 编写专用课件和软件是更合适的方案。本文重点介绍笔者探索出的一种非常适合该课程教学的“动态参数教学法”。该方法依赖于计算机技术, 以课件和专用教学软件为工具, 以动态改变几何参数、动态演示参数关系的方式展示课程内容。本文以“渐开线齿轮的参数”一节为例, 介绍此方法。

1 教学内容概述

传统上, “渐开线齿轮的参数”一节首先介绍齿轮的基本参数[3], 如图1所示。

随后, 给出齿轮模数m的定义m=p/π, 并引入齿顶高系数和顶隙系数, 最终列出各参数间的推导和计算关系, 如表1所示。

显然, 如何安排以上包含巨大信息量的教学内容, 是一个非常值得研究的问题。如果安排不当, 学生就无法理解和消化该节课的内容, 而本文提出的动态参数教学法, 非常适合此种教学内容。

2 教学方法

2.1 动态展示标准齿轮的生成

表1中的核心参数及其计算关系可以通过以下动画步骤进行展示。

(1) 屏幕上出现一个标有m的短线段, 代表模数的大小;

(2) 短线段伸长为原先的若干倍, 成为长线段, 标注为d=mz, r=d/2;

(3) 以长线段为直径显示一个圆, 标注为分度圆;

(4) 从分度圆出发, 向外绘制长m的短线段, 向内绘制长m的短线段并延长至1.25m;

(5) 与分度圆同心, 过第 (4) 步的第一个短线段外端点显示一个圆, 标注为齿顶圆;

(6) 与分度圆同心, 过第 (4) 步的第二个短线段内端点显示一个圆, 标注为齿根圆;

(7) 与分度圆同心, 出现一个较小的圆, 其外自带有多条渐开线。该圆及渐开线作为整体, 共同逐渐缩小, 最终停留在其半径等于分度圆半径乘以cos20°的位置, 标注为基圆;

(8) 以基圆所带渐开线为参考, 浮现最终的齿轮。

2.2 展示标准齿轮的参数推导关系

将标准齿轮的主要参数推导关系展示给学生, 如图3所示。

2.3 参数对齿轮形态的影响

为顺利进行本节教学的最重要部分, 笔者制作了一个可动态调整参数的渐开线齿轮演示程序。程序使用Flex4.7开发, 可以随意修改模数、压力角、齿数、齿顶高系数、顶隙系数、变位系数, 动态改变齿轮的形态。除了变位系数适用于之后的“齿轮的变位”一节, 其他参数都适用于本节内容。图4分别展示了原齿轮、修改模数、修改压力角、修改齿数、修改齿顶高系数、修改变位系数后齿轮的形态。

这个演示并不限制只有单参数变化, 而是允许多个参数进行组合变化。在本单元中, 学生可以发挥自己的主观能动性, 亲自操作, 按照自己的意愿修改多种参数的组合, 以观察不同参数配置下的齿轮形态。最终, 在大脑中建立起完整的动态齿轮几何图景。

3 教学效果

对于2.1节所展示的动画, 学生普遍反映, 该动画过程很容易形成图像记忆, 每次在大脑中的回放都等于进行了一次复习。动画中, 参数的先后展示次序也让学生对参数推导形成了动态影像记忆。有了2.2节展示的关系推导图, 则更进一步明确了参数之间的相互推导关系。默写该图数次后, 就能够彻底记住本节的所有知识点, 并且不易遗忘。此外, 若能与2.1节所展示的动画结合, 效果更好。同时, 第2.3节的动态齿轮演示程序是最吸引学生的环节。通过本环节, 前两节的数学关系变成了形象的几何图形, 对学生产生了良好的感官刺激, 最终圆满完成本节的教学工作, 并且对本章之后的各节教学也具有良好的指导效果。

4 结论

多媒体教学的主要任务是采用多种手段让学生更好地掌握所学知识。其中, 动画、图形作为多媒体的重要组成部分, 具有显著的教学效果。本文所述的教学方法, 通过动画和图形的结合, 不仅减轻了学生的学习负担, 同时让教学过程极为生动形象, 大大提升了教学质量。

摘要：以“渐开线齿轮的参数”节为例, 提出了一种《机械原理》教学中的动态参数教学方法。介绍该方法的主要过程, 包括核心参数的动画展示、参数的推导关系图以及动态参数演示。实践证明, 该方法在教学中取得了良好效果。

关键词：机械原理,渐开线齿轮,动态参数,教学法,计算机辅助教学

参考文献

[1]黄小龙.虚拟样机技术在“机械原理课程设计”教学中的应用[J].中国电力教育, 2013, (4) :102-109.

[2]张毅杰, 孔令琼, 施杰, 等.基于UG平台的机械原理课程设计新模式探究[J].中国现代教育装备, 2013, (3) :70-72.