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应力论文范文

发布时间:2023-03-05 01:00

应力论文范文

  机械专业工程 教育 应加强对学生的工程实践训练,以提高机械专业的工程教育水平。下面是我为大家推荐的机械专业 毕业 论文,供大家参考。

  机械专业毕业论文篇一:《机械加工质量技术》
  摘要:机械加工产品的质量与零件的加工质量、产品的装配质量密切相关,而零件的加工质量是保证产品质量的基础,它包括零件的加工精度和表面质量两方面。

  关键词:机械加工;精度;几何形状;工艺系统;误差

  一、机械加工精度

  1、机械加工精度的含义及内容

  加工精度是指零件经过加工后的尺寸、几何形状以及各表 面相 互位置等参数的实际值与理想值相符合的程度,而它们之间的偏离程度则称为加工误差。加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示。零件的几何参数包括几何形状、尺寸和相互位置三个方面,故加工精度包括:(1)尺寸精度。尺寸精度用来限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围。(2)几何形状精度。几何形状精度用来限制加工表面宏观几何形状误差,如圆度、圆柱度、平面度、直线度等。(3)相互位置精度。相互位置精度用来限制加工表面与其基准间的相互位置误差,如平行度、垂直度、同轴度、位置度零件各差来表示的要求和允许用专门的符明。

  在相同中的各种因对准确和完足产品的工加工 方法 ,的生产条件下所加工出来的一批零件,由于加工素的影响,其尺寸、形状和表面相互位置不会绝全一致,总是存在一定的加工误差。同时,从满作要求的公差范围的前提下,要采取合理的经济以提高机械加工的生产率和经济性。

  2、影响加工精度的原始误差

  机械加工中,多方面的因素都对工艺系统产生影响,从而造成各种各样的原始误差。这些原始误差,一部分与工艺系统本身的结构状态有关,一部分与切削过程有关。按照这些误差的性质可归纳为以下四个方面:(1)工艺系统的几何误差。工艺系统的几何误差包括加工方法的原理误差,机床的几何误差、调整误差,刀具和夹具的制造误差,工件的装夹误差以及工艺系统磨损所引起的误差。(2)工艺系统受力变形所引起的误差。(3)工艺系统热变形所引起的误差。(4)工件的残余应力引起的误差。

  3、机械加工误差的分类

  (1)系统误差与随机误差。从误差是否被人们掌握来分,误差可分为系统误差和随机误差(又称偶然误差)。凡是误差的大小和方向均已被掌握的,则为系统误差。系统误差又分为常值系统误差和变值系统误差。常值系统误差的数值是不变的。如机床、夹具、刀具和量具的制造误差都是常值误差。变值系统误差是误差的大小和方向按一定规律变化,可按线性变化,也可按非线性变化。如刀具在正常磨损时,其磨损值与时间成线性正比关系,它是线性变值系统误差;而刀具受热伸长,其伸长量和时间就是非线性变值系统误差。凡是没有被掌握误差规律的,则为随机误差。

  (2)静态误差、切削状态误差与动态误差。从误差是否与切削状态有关来分,可分为静态误差与切削状态误差。工艺系统在不切削状态下所出现的误差,通常称为静态误差,如机床的几何精度和传动精度等。工艺系统在切削状态下所出现的误差,通常称为切削状态误差,如机房;在切削时的受力变形和受热变形等。工艺系统在有振动的状态下所出现的误差,称为动态误差。

  二、工艺系统的几何误差

  1、加工原理误差

  加工原理误差是由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓进行加工所产生的误差。通常,为了获得规定的加工表面,刀具和工件之间必须实现准确的成形运动,机械加工中称为加工原理。理论上应采用理想的加工原理和完全准确的成形运动以获得精确的零件表面。但在实践中,完全精确的加工原理常常很难实现,有时加工效率很低;有时会使机床或刀具的结构极为复杂,制造困难;有时由于结构环节多,造成机床传动中的误差增加,或使机床刚度和制造精度很难保证。因此,采用近似的加工原理以获得较高的加工精度是保证加工质量和提高生产率以及经济性的有效工艺 措施 。

  例如,齿轮滚齿加工用的滚刀有两种原理误差,一是近似造型原理误差,即由于制造上的困难,采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆;二是由于滚刀刀刃数有限,所切出的齿形实际上是一条折线而不是光滑的渐开线,但由此造成的齿形误差远比由滚刀制造和刃磨误差引起的齿形误差小得多,故忽略不计。又如模数铣刀成形铣削齿轮,模数相同而齿数不同的齿轮,齿形参数是不同的。理论上,同一模数,不同齿数的齿轮就要用相应的一把齿形刀具加工。实际上,为精简刀具数量,常用一把模数铣刀加工某一齿数范围的齿轮,也采用了近似刀刃轮廓。

  2、机床的几何误差

  (1)主轴回转运动误差的概念。机床主轴的回转精度,对工件的加工精度有直接影响。所谓主轴的回转精度是指主轴的实际回转轴线相对其平均回转轴线的漂移。

  瞬时速度为零。实际上,由于主轴部件在加工、装配过程中的各种误差和回转时的受力、受热等因素,使主轴在每一瞬时回转轴心线的空间位置处于变动状态,造成轴线漂移,也就是存在着回转误差。超级秘书网

  主轴的回转误差可分为三种基本情况:轴向窜动——瞬时回转轴线沿平均回转轴线方向的轴向运动,如图l(a)所示。径向跳动——瞬时回转轴线始终平行于平均回转轴线方向的径向运动,如图l(b)所示。角度摆动——瞬时回转轴线与平均回转轴线成一倾斜角度,交点位置固定不变的。

  (a)轴向窜动;(b)径向跳动;(c)角度摆动动,如图1(c)所示。角度摆动主要影响工件的形状精度,车外圆时,会产生锥形;镗孔时,将使孔呈椭圆形。实际上,主轴工作时,其回转运动误差常常是以上三种基本形式的合成运动造成的。

  (2)主轴回转运动误差的影响因素。影响主轴回转精度的主要因素是主轴轴颈的误差、轴承的误差、轴承的间隙、与轴承配合零件的误差及主轴系统的径向不等刚度和热变形等。主轴采用滑动轴承时,主轴轴颈和轴承孔的圆度误差和波度对主轴回转精度有直接影响,但对不同类型的机床其影响的因素也各不相同。

  参考文献:

  [1]郑渝.机械结构损伤检测方法研究[D];太原理工大学;2004年

  [2]杨春雷,尹国会.浅谈机械加工影响配合表面的原因及对策[N].中华建筑报;2005年

  [3]高原.不锈钢表面复合处理提高耐磨性的研究
  机械专业毕业论文篇二:《企业工程机械设备管理》
  摘要:由于工程机械现代化的实现,为现代企业的发展带来了新的发展机遇和高效的工作效率。但是,企业机械设备的管理仍然存在着很多问题,制约着企业的高速发展。本文作者就现代企业机械设备管理存在的问题和提高管理的方法进行了简单的论述。

  关键词:工程;机械设备;管理;问题;对策

  科学技术进步、生产建设的需求,为工程机械的应用提供了广阔的空间,也对设备管理的提出了更高的要求。做好机械设备的合理配置、科学使用、及时保养、适时维修,降低设备故障发生,提高机械设备的有效利用率,是对工程设备管理工作的主要要求,下面我就当前矿山企业在工程机械设备管理方面存在的问题和提高工程机械管理的方法谈谈自己的看法。

  一、当前工程机械设备管理中存在的问题及原因

  1、管理机构不健全,管理制度不完善

  相当一部分施工企业仍缺乏完整、严格的工程机械设备管理制度,对工程机械设备的台账、技术资料档案的建立等工作尚未完善,管理工作无章可循、管理无序,有的企业甚至在购买了新设备后,没有及时或根本不入账,造成管理工作相当被动,设备糊涂使用,不能明确工程机械管理和使用的责任主体。

  2、舍不得智力投资

  (1)虽然目前大部分施工企业都根据自己企业的实际情况,设立了机务管理部门,但由于机构、人员更迭较为频繁,设备管理及维修人员接受专业教育时间短,管理人员对设备管理的整体认识尚较模糊,技术管理水平参差不齐。

  (2)而有些企业只是片面注重眼前利益,宁愿花耗大量资金用于购买先进设备,但在管理人才培训等智力投资方面却显得过分吝惜,舍不得花钱。这样,就算有再先进的设备,但管理跟不上、人员素质低劣,是很难适应机械自动化、机电一体化程度高的设备管理的需要。

  3、工程机械设备的使用与保养相互脱节

  (1)目前大多数施工企业虽然都实行定人定机制度,即每个操作人员固定使用一台机械设备,但却忽略了定人保养制度,没有把机械设备维修保养的各项 规章制度 明确落实到个人。正因为如此,操作人员往往只是“包用不包修”,维修人员也是马虎应付了事,每当机械设备出现故障,操作人员与维修人员往往互相推卸责任。这样,不但影响了产量、质量,也增加了维修费用、运转费用以及降低了设备的使用寿命。

  (2)此外,不少项目负责人只考虑眼前利益,没有从长远打算,短期行为严重,只注意产值与效益挂钩,在设备管理使用上表现为“重用轻管”,为了赶工期、抢进度,而不惜拼设备,造成机械设备常常处于超负荷状况工作,或带“病”作业,甚至违章操作,其结果是该工程项目完工后,机械设备严重磨损老化,而调运到新工程又需花费大量的精力与费用进行整修,造成施工工期贻误,项目部之间在维修费用上互相推诿,固定资产无形流失。

  4、工程机械设备维修“滞后”,浪费严重

  (1)由于目前大部分施工企业还未能有效地实行点检制度等保养措施,设备维修管理往往局限于“事后维修”,“预防维修”意识不够重视,对设备的故障及劣化现象也就未能早期发觉、早期预防、早期 修理 ,以致造成人力、物力、财力不必要的浪费。

  (2)施工企业机械设备“浪费维修”的现象也十分严重,个别维修人员为了贪图方便,对一些仍有很大修复价值的旧件不加以修复利用,任凭其主观随意地报废,更有甚者,不考虑 其它 设备的整体性能,采取“拆东墙补西墙”的做法,得过且过,只要机械能动就交差了事,结果也只会是事倍功半。

  二、提高机械设备管理工作的方法

  1、在使用方面,设备的价值主要体现在使用。任何设备都有规定的使用范围、条件及操作程序,只有正确的使用设备,才能保证 安全生产 。而设备使用的好坏很大程度上取决于操作人员水平的高低。

  所以在使用中,一是教育操作人员正确的使用和操作各种工程机械,不能在超过机械所能承受的最大负荷下进行工作,尽量保证机械负荷的均匀加减,使机械处于较为平缓的负荷变动,具体地说,就是要较为均匀地加减油门,防止发动机、工作装置动作的大起大落。二是加强技术培训,提高操作人员素质,使操作人员做到懂构造、懂原理、懂性能,会使用、会保养、会检查、会排除故障,从源头上减少和防止人为失误引起的机械故障。三是坚持实行包机责任制,责任到人,将个人经济利益与责任机械的维修费、燃油费相结合进行考核,奖罚并举,加强管理设备的责任心,调动爱护设备的积极性。超级秘书网

  2、在保养方面,对设备实行定期保养是保持机械良好技术状况的基础。对于工程机械,保养工作中的重中之中就是保证对机械的合理润滑。零件工作面的磨损、零件表面的腐蚀和材料的老化是正常使用条件下的机械零部件的3种主要失效形式,而零件工作面的磨损所引起的失效所占的比例最大。也就是说,机械的磨损是使其各种零部件走向极限技术状态的主要原因之一。那么,解决机械零部件的磨损问题,除了采用优良的材料、选择先进的制造工艺、设计合理的机械结构外,在使用过程中要做的一项重要工作就是保证对机械的合理润滑。

  据统计,工程机械的故障有一半以上是由润滑不良引起的。由于工程机械各零部件配合的精密性,良好的润滑可以使其保持正常的工作间隙和合适的工作温度,从而降低零件的磨损程度,减少机械故障。正常合理的润滑是减少机械故障的有效措施之一。为此,一是要合理选用润滑剂,要根据机械的种类和应用结构的不同选用正常的润滑剂类别,根据机械的要求选用合适的质量等级,根据机械的工作环境和不同的季节选择合适的润滑剂牌号。二是经常检查润滑剂的数量和质量。数量不足要及时补充,质量不佳要及时更换。三是根据保养周期、设备技术状况、工作环境等因素,制定强制保养计划,到时间必须停机保养润滑。

  3、维修方面

  机械在使用过程中必然会出现各种各样的故障。在这些故障中,有些故障对机械设备的影响可能是很微小的,有些是比较严重的,甚至会造成机毁人亡的大事故。 经验 表明,严重机械故障往往是由一些较小的故障引发的。究其原因,就在于忽视了对小故障的及时处置。因此,在维修方面,一是重视小故障的及时处理,做到防患于未然。切不可小故障不影响使用,为了赶任务让设备带故障作业,最后小毛病拖成了大故障,不但延误工期,影响正常使用,还有可能造成设备突然报废。从某种意义上来说,对出现的故障及时进行处理,就是减少和防止故障的一种有效措施。二是采取“计划维修”与“预防性维修”两种制度的相结合的维修制度,科学合理的安排设备维修工作。计划维修坚持“养修并重,预防为主”的指导思想,在使用中,根据机械损坏和零件磨损规律,按照工作时间,定期对设备实施强制保修项目;预防性维修坚持“定期检查,按需修理”,它是按照维修对象的实际计划状况,而不是按照实际使用时间来控制的维修方式,避免了强制维修造成的浪费,同时通过定期检查,避免了漏拆漏检导致的失保失修。

  总之,任何设备投入使用后都会不可避免的出现故障,但在工作中,只要我们加强设备管理,合理科学的使用、及时到位的保养、适时准确的维修,就能抓住设备寿命期内各种故障的发生规律,有效的降低故障发生,提高有效利用率,保持设备的良好技术状态,最大限度的发挥设备的使用价值。
  机械专业毕业论文篇三:《浅析纺织机械的绿色制造技术》
  一、绿色制造的发展必要性

  纺织行业一直是一个高污染的产业,由于传统技术的落后,纺织生产过程中会产生大量的生产污染物,包括废气、污水等,同时还存在着资源浪费的问题,而这些都对人类生存的环境造成了严重的危机。中国作为世界上最大的纺织品生产出口大国,现代纺织制造业的发展十分迅速,因此纺织行业的污染问题一直是关注重点。在如今大力提倡生态文明的时代,纺织机械关于绿色制造技术的发展已经刻不容缓。

  环境意识制造,也就是绿色制造,简单来说就是制造产品的绿色环保可持续发展,是一个兼顾环境发展和经济效益的现代化制造模式。关于绿色制造的实施,具体策略表现为减少浪费,减少污染以及资源利用最大化。现如今,考虑到生态环境的保护,国际上已经开始对贸易产品的绿色工艺有了要求,虽然这样的绿色壁垒还不是很多,但是作为纺织产品的出口大国,为了保持纺织行业的优势,纺织机械的绿色制造需要及早提上发展日程。

  二、绿色制造技术的体现

  (一)绿色材料。绿色材料的选择要在保证纺织机械制造的要求的基础上考虑材料的环保性。以化纤生产为例,其生产过程中使用了大量的酸碱,导致硫酸盐一类有毒物质的产生,所以绿色材料的首要条件是无毒,无污染。此外,化纤产品的不可降解性使得其在废弃之后对土壤环境造成负担,因此,绿色材料还需具备可降解,可回收的特点。最后,由于化纤产品加工困难,因此造成了能源的浪费,这就要求绿色材料是易加工的。

  (二)绿色设计。绿色设计是绿色制造的核心,因为绿色设计需要贯穿了产品的整个生命周期,在产品设计的阶段就要将产品从生产到包装到最后的废弃和回收的环保性都要列入考虑,生产资源的选择,能源的最大化利用,产品的回收利用都是绿色设计要进行的工作,不仅要满足工艺技术的经济要求,更要保证绿色环保的环境需求。

  (三)绿色工艺。首先要选择正确适合的工艺方法,然后优化工艺操作,设计最高效的工艺方案,如此便能提高工作效率,减少资源的消耗,降低能源的消耗,将废气,污水一类的有害物质和污染物对生态环境的危害降至最低程度。

  (四)绿色包装。绿色包装的设计要从以下三方面入手,首先是包装材料的选择,关于包装材料要求就是绿色环保,无害可降解,易回收,易加工;其次是包装结构的优化,包装结构应该尽量简化,不要铺张浪费;最后是使用后的包装和工艺废弃物的回收利用,以往包装材料在丢弃后,因为不可降解或者污染有毒,对生态环境造成了不小的破坏,而包装本身的丢弃也是对资源的极大浪费,所以采用可回收的材料,既不会造成环境负担,又减少了资源的浪费,一举两得。

  三、绿色制造技术的应用

  (一)包装材料。绿色包装的设计要求包装材料的绿色环

  保,可回收利用,包装避繁就简。常见的纺织产品的包装材料有瓦楞纸,木材和塑料等。瓦楞纸纸板的特点是易回收,但是不够坚固耐用,并且需要前期加工,既浪费资源也不环保;木板的坚固程度足够,可是作为不可再生资源,过度的木材使用会导致生态发展不平衡,也不利于环境保护;塑料包装有着木材与纸板不可替代的特点,轻便耐用又方便生产,但是也有不可降解的缺点,也不是最佳的绿色包装材料。目前最好的绿色包装材料是纸浆模塑和蜂窝纸板,两者的组合成为蜂窝纸芯复合板,这种包装材料无污染易回收,是绿色包装的最好选择。

  (二)计算机辅助设计。纺织机械的绿色设计可利用现代计算机技术,设计无纸化减少了木材资源的浪费,节约了资源的同时,高科技技术还可以减少设计周期,强化设计蓝图,大大提高了工作效率,以及纺织产品的质量。现如今结合了计算机技术的三维软件可以模拟纺织机械的各个零部件的受力情况并对其进行相关性能的校对检测。

  (三)工艺规划。 纺织机械制造的工艺规划的目标体系为

  TQCSRE体系,关键在于分析资源消耗R与环境影响E的关系。例如,通过分析生产资源的消耗与废物产生量间的关系,经过分析纺织机械工艺在这之中的作用,研发出优化的绿色工艺。

  结语

  随着环境问题成为如今的 热点 话题,环保的浪潮也渐渐影响到了制造业。传统的制造模式已经不再适用于当今社会的发展潮流,纺织机械的绿色制造发展迫在眉睫。绿色资源与绿色技术的推进是不仅有利于环境负担的减少,更能实现资源利用的最大化。绿色制造兼顾了环保与经济的双向发展,更揭示了人与自然和谐发展才是社会发展的正确道路。

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化工中级职称论文范文(2)

  化工中级职称论文范文篇二
  浅谈化工设备中搅拌器的设计问题

  摘要:将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上。能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”。根据SH/T3150-2007《石油化工搅拌器工程技术规定》中要求搅拌器应按照使用寿命至少为20年。

  关键词:搅拌器,设备,化工

  一、搅拌器装置的分类、构成和功能

  (一)分类

  1.立式容器中心搅拌。将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上,驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动,用普通电机直接联接或与减速机直接联接。

  2.偏心式搅拌。搅拌装置在立式容器上偏心安装,能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”,可以产生与加挡板时相近似的搅拌效果。

  3.倾斜式搅拌。为了防止涡流的产生,对简单的圆筒形或方形敞开的立式容器,可将搅拌装置用夹板安装在设备筒体的上边缘,搅拌轴直接插到筒体内。,设备。

  4.卧式容器搅拌。搅拌装置安装在卧式容器上,可以降低安装高度,提高搅拌设备的抗震性,改进悬浮液的状态等。

  5.卧式双轴搅拌。这种搅拌装置主要应用在高黏液体。采用卧式双轴搅拌设备的目的是要获得自清洁效果。

  6.底搅拌。搅拌装置在设备底部,称为底搅拌设备。

  7.组合式搅拌。有时为了提高混合效率,需要将两种或两种以上形式不同、转速不同的搅拌装置组合起来使用,称为组合式搅拌设备。

  8.旁入式搅拌。旁入式搅拌装置是将搅拌装置安装在设备筒体的侧壁上。对于旁入式搅拌利用推进式搅拌器,在消耗同等功率情况下,能得到最高的搅拌效果。
(二)构成
  搅拌器装置一般是由传动装置、联轴器、机架、搅拌轴、轴封、搅拌器等部分构成的。

  (三)功能及其影响因素

  搅拌器的功能简单的说就是提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动状以达到搅拌过程的目的。,设备。这一作用由运动着的叶轮所产生,因此,叶轮的外形、尺寸、数量还有转速对搅拌器的功能形成了直接的影响。同时搅拌器的功能发挥还与搅拌介质的物性和工作环境有关。另外,搅拌罐的形状、尺寸、挡板的设置情况、物料在罐中的进出方式都属于工作环境的范畴,以及搅拌器在罐内的安装位置,种种因素都能对搅拌器的功能形成不同程度的影响。

  搅拌功率是搅拌过程进行时需要的动力,包含搅拌器功率和搅拌作业功率,内涵不同却又有联系的。能够使搅拌器连续运转所需要的功率就是搅拌器功率。而把搅拌器使搅拌罐中的液体以最佳方式完成搅拌过程所需要的功率就是搅拌作业功率。最理想的状况是搅拌器的功率等于搅拌作业功率。

  二、搅拌器在化工设备中的设计

  (一)设计工序

  搅拌器的设计造型要与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌器运行来实现,在设计造型时首先要根据对搅拌作业的目的和要求,确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度,然后选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。一般而言,化工设备中的搅拌器的设计工序为:设定和确认搅拌的条件→选定搅拌叶轮型式及内构件→确定叶轮尺寸及转速→计算搅拌功率→搅拌装置机械设计。具体设计工序如下:

  1.按照工艺条件、搅拌要求和目的,选择搅拌器样式,并充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态,以及各种与搅拌目的的影响因素和关系。

  2.按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态,工艺对搅拌混合时间、分散度、沉降速度的控制要求,通过实验手段和计算机模拟设计,确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。

  3.按照电动机功率、搅拌速度及工艺条件,从减速机选型表中选择确定减速机型号。如果按照实际工作扭矩来选择减速机,则实际工作扭矩必须小于减速机许用扭矩。

  4.按照减速机的输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与d相同型号规格的机架、联轴器。

  5.按照机架搅拌轴头尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度选择轴封型式。

  6.按照安装形式和结构要求,设计选择搅拌轴结构型式,并校检其强度、刚度;如按刚性轴设计,在满足强度条件下n/nk≤0.7;如按柔性轴设计,在满足强度条件下n/nk>=1.3

  7.按照机架的公称心寸、搅拌器轴的搁轴型式及压力的等级、选择安装底盖、凸缘底座或凸缘法兰。

  根据SH/T3150-2007《石油化工搅拌器工程技术规定》中要求搅拌器应按照使用寿命至少为20年,预期不间断连续操作2年以上进行设计和制造。,设备。

  (二)搅拌器灌结构的设计

  1.罐体的长径比。,设备。,设备。罐体长径比对搅拌功率的影响,需要较大搅拌功率的,长径比可以选得小些;罐体长径比对传热的影响,积一定时,长径比越大,表面积越大,越利于传热;并且此时传热面距罐体中心近,物料的温度梯度就越大,有利于传热效果。因此,单纯从夹套传热角度考虑,一般希望长径比大一些。物料特性对罐体长径比的要求,需要足够液料高度的,希望长径比大些。

  2.搅拌罐装料量。已知长径比H/Di、

  称容积Vg:操作时盛装物料的容积

  1)装料系数η

  Vg=V·η

  一般取0.6~0.85。物料在反应过程中要起泡沫或呈沸腾状态,装料系数取低值,约为0.6~0.7;物料反应平稳,可取0.8~0.85,物料粘度较大可取大值。

  3.顶盖的结构。传动装置包括电动机、减速装置、联轴节及搅拌轴。而轴的计算,其强度指的是:承受扭转和弯曲作用,以扭转为主,工程上只考虑扭矩,然后用增加安全系数以降低材料的许用应力来弥补由于忽略受弯曲作用所引起的误差。,设备。在静载荷作用下,[τ]=(0.5~0.6)[σ]。而轴的刚性计算往往为了防止转轴产生过大的扭转变形,以免在运转中产生震动,造成轴封失败,应该将轴的扭转变形限制在一个允许的范围内。工程上以单位长度的扭转角φo不得超过许用扭转角[φo]作为扭转刚度条件。

  参考文献:

  【1】王凯编,搅拌设备[M].化学工业出版社,2003

  【2】顾芳珍,陈国桓编,化工设备设计基础[M].天津大学出版社,1994

  【3】王洪群虞培清,搅拌设计研究[M].机械工程师,2009(9)

  【4】张平亮,搅拌器的选择和设计[J].石油化工设备技术,1996(1)

  
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  浅析机械加工精度

  摘 要:文章主要针对现阶段机械加工中存在的一些问题,进行了简要的分析与总结,并根据其机械加工的特点,分析3机械和2误差操作的原因,从而进一步完善其机械加工精神。

  关键词:机械;加工;精度

  1 概述

  1.1加工精度与加工误差

  作业准确程度说的是部件被作业后真实的长宽高等数据和计算中给出的具体数值之间是否相互合理。这两者之间的具体差距被叫做加工误差。文章主要从这两方面加以分析探讨,从而了解机械加工的作业方法及其原理。

  1.2 原始误差

  因为加工的各种模具与部件相互作用形成一个整体,统称工艺系统。这些因素都是非确定因素,主要包括几何误差和动误差两种。

  1.3 探究作业准确度的手法

  逐个元素剖析与整体剖析。

  2 工艺系统的几何误差

  2.1 加工原理误差

  作业原理不准确性说的是运用了相似的作业行动或者是差不多的作业刀具实施作业而导致的不准确性。

  2.2 机床的几何误差

  机床制造不准确、组装不准确和在实际运用中有损坏,都和作业的准确程度密不可分。这中间说的是主轴实施作业、导轨直线作业与传动链作业的不严密。

  2.2.1 主轴回转误差。它指主轴每一个时间段的作业弧度、力度都不可能达到完全一致。它具体被分为以下几种:端面圆跳动、径向圆跳动、角度摆动。使得主轴作业存在不精确的具体元素主要在于主轴的不精确、轴承的不精确、它们之间存在一定的缝隙还有就是和轴承相互作业的部件不精确和作业过程中因各种元素导致的变形。主轴作业准确度勘测方法:千分表勘测法与传感器勘测法、增强主轴作业精度的方法有:增强主轴零件的制造,减小部件空隙,运用稳固尖顶支撑。

  2.2.2 导轨误差。械器导轨在现实运用中是一个缺一不可的部位,它的制造与组装的准确度都与械器的作业精度有关。它的不准确带来的后果不堪设想会让作业在水平、垂直、作业行进的方向都存在着误差。

  2.2.3 传动链。传动链作业的不精确说的是里面关联传动链两头作业的部件相互作业时所产生的误差。普通是把传动链首尾转角的不严密来做考量。降低传动链作业不精确性的手段:在力所能及的范围内减小传动链;减小传动链组装的角度;增强传动链首尾相互连接的制造准确度;在传动链中依照具体的比例增加的基础考量每个传动组件的比例;使用校正装置。

  2.3 刀具误差

  不管哪一种刀具在作业的时候,难以避免的会出现破损,这就会致使作业成果的大小与形态发生细微变化。准确抉择刀具原料,有效地确定刀具具体参数与作业量,确切的保护与维护刀具,适时的运用冷冻液等,都可以在最可能的程度上降低刀具实际上的破损。如果觉得需要还应运用填补方法对刀具磨损的部位实施填补。

  2.4 装夹和夹具误差

  部件组装在夹具上实施械器作业的时候,这个作业程序中导致作业准确程度受损的元素具体有:定位不准确、夹紧程度不准确、对刀不准确、夹具在械器上组装和作业程序中的不准确。

  3 工艺体系的作业不准确

  3.1 工艺系统的受力变形

  3.1.1基础理念。器械作业工艺体系在切削力、传动力、惯性力、动力、夹紧力这些外力之下,必定会产生一定变化,从而使其削刃和工件间的位置产生了变化。

  3.1.2 工件刚度。工艺体系中要是工件硬度跟机床、刀具、夹具来说比例很低的话,在外力的压力下,部件因为硬度不够而导致的变化对作业准确性作用非常大,这中间的具体变化能够根据相关的物理公式来计算。

  3.1.3 刀具硬度。作业小孔径或深孔,刀杆硬度不好,刀杆承受外力形变导致作业准确度不好。这个具体的形变也可以根据相关的物理公式计算。

  3.1.4 机床硬度。机床部件计算并没有合理的计算方式。现在还是依赖试验来断定。机床零件形变和承压不成线,加载弧度与卸载弧度不一样。这两个弧度之间的面积便是加载与卸载作业中消耗的力,它具体损耗在摩擦力的作用与接触作用之下。实施多次卸载作业,这两个角度最后很可能合在一起,这种形变在这个过程中消失。跟机床零件硬度息息相关的元素:连接的面触碰形变的作用,硬度不强的部件,部件间的空隙与磨差力的作用。

  3.1.5 工艺系统刚度对加工精度的影响。由于工艺系统刚度变化引起的误差。由于切削力变化引起的误差。由于夹紧变形引起的误差。其它作用力的影响

  3.1.6 减少工艺系统受力变形的措施。提高接触刚度,提高工件刚度,提高机床部件的刚度,合理装夹工件以减少夹紧变形。

  3.2 工艺系统的受热变形

  3.2.1 基本概念。引起工艺系统受热变形的有系统内部热源(切削热和摩擦热) 和外部热源。切削热是由切削过程中切削层金属的弹性、塑性变形及刀具与工件、切削间的摩擦所产生的,它由工件、刀具、夹具、机床、切屑、切削热及周围介质传出。摩擦热主要是机床和液压系统中的运动部分产生的外部热源主要是环境温度辩护和热辐射的影响。

  3.2.2 减少和控制热变形的主要途径。减少热源的发热。用热补偿方法减少热变形。采用合理的机床部件结构减少热变形,采用对称结构,合理选择机床部件的装配基准。加速达到工艺系统的热平衡状态,控制环境温度。

  3.3 工件残余应力引起的误差

  残余应力是指外部载荷去除后。仍残存在工件内部的应力。产生残余应力的原因:毛坯制造中产生的残余应力,冷校直带来的残余应力,切削加工中产生的残余应力。减少或消除残余应力的措施:合理设计零件结构,对工件进行热处理和时效处理,合理安排工艺过程。

  3.4 调整误差

  在机械加工的每一工序中,总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确,因而产生调整误差。在工艺系统中,工件、刀具在机床上的互相位置精度,是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时,调整误差的影响,对加工精度起到决定性的作用。

  3.5 测量误差

  零件在加工时或加工后进行测量时,由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。

  4 提高和保证加工精度的途径

  4.1 直接减少误差

  直接减少误差法在生产中应用广泛,是在查明产生加工误差的主要因素之后,设法对其进行消除或减少的方法。

  4.2 误差补偿法

  误差补偿法,就是认为的造成一种新的原始误差,去抵消原来工艺系统中固有的原始误差,从而减少加工误差,提高加工精度。

  4.3 均分原始误差法

  对加工精度要求高的零件表面,还可以采取在不断试切加工过程中,逐步均化原始误差的方法。此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。

  4.4 误差转移法

  误差转移法实质上是将工艺系统的几何误差受力变形和热变形等,转移到不影响加工精度的方向去。

  参考文献

  [1]郑修本.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,1999.

  [2]吴玉华.金属切削加工技术[M].北京:机械工业出版社,1998.

  [3]汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响分析[J].科技信息,2004.

  [4]张亮峰.机械加工工艺基础与实习[M].北京:高等教育出版社,1999.

  
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浅析高分子材料成型加工技术

摘 要:近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展对高分子材料成型的加工技术要求更高,更精细。在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的 方法 ,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。

关键词:高分子材料 加工方法 成型技术

一、前言

近些年来,国防尖端工业和航空工业等特殊领域的发展要求更高性能的聚合物材料,开发研制满足特定要求的高聚合物迫在眉睫[1]。在此背景下,理清高分子材料加工技术的发展现状与发展趋势,探讨高分子材料的加工成型的方法,对促进我国高新技术及产业的发展具有重要的意义。

二、高分子材料成型成型加工技术的相关定义

1.高分子材料

高分子材料是指由相对分子质量较高的化合物为基础构成的材料,其一般基本成分是聚合物或以含有聚合物的性质为主要性能特征的材料;主要是橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料。高分子材料独特的结构和易改性与易加工特点,使它具有其他材料不可取代与不可比拟的优异性能,从而广泛运用到科学技术、国防建设和国民经济等领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用等各方面不可缺少的材料。

2.高分子材料成型加工技术

在高分子工业的生产中分为高分子材料的制备与加工成型两个过程。高分子材料的成型加工技术就是运用各种加工方法对高分子材料赋予形状,使其成为具有使用价值的各种制品。高分子材料加工主要目的是高性能、高生产率、快捷交货和低成本;向小尺寸、轻质与薄壁方向发展是高分子材料成型技术制品方面的目标;成型加工方向是全回收、零排放、低能耗,从大规模向较短研发周期的多品种转变。判断高分子材料的成型加工技术的质量因素是加工后制品的外观性、尺寸精度、技能性中的耐化学性、耐热性等等。

三、高分子材料成型加工技术的方法

高分子材料的的成型方法有挤出成型、吹塑成型、注塑成型、压延成型、激光成型等。以下介绍的是现今高分子材料成型加工的主要技术方法。

1.挤出成型技术

挤出成型技术是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用,边受热塑化,边被螺杆向前推送,连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。它的具体原理是高分子原材料自料斗进入料筒,在螺杆旋转作用下,通过料筒内壁和螺杆表面摩擦剪切作用向前输送到加料段,在此松散固体向前输送同时被压实;在压缩段,螺槽深度变浅,进一步压实,同时在料筒外加热和螺杆与料筒内壁摩擦剪切作用,料温升高开始熔融,压缩段结束;均化段使物料均匀,定温、定量、定压挤出熔体,到机头后成型,经定型得到制品。挤出成型又有共挤出技术、挤出注射组合技术、成型技术、反应挤出工艺与固态挤出工艺等。

2.注塑成型技术

注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一,可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件[2]。注射成型技术根据组合材料的特征,又有以组合惰性气体为特征的气体辅助注射成型,以组合组成化学反应过程为特征的反应注射成型,以组合混合混配为特征的直接注射成型,以组合不同材料为特征的夹心成型等多种方法。

3.吹塑成型技术

吹塑技术一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯,趁热或加热到软化状态,置于对开模中,闭模后立即在型坯内通入压缩空气,使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上,经冷却脱模,即得到各种中空制品。根据型坯制作方法,吹塑可分为挤出吹塑和注射吹塑,新发展起来的有拉伸吹塑和多层吹塑。

四、高分子材料成型加工技术的发展新趋势

目前,高分子加工成型技术正在快速地进步,它的发展总方向是高度集成化、高度产量、高度精密化,不断实现对加工制品材料的聚集态、组织形态与相形态等的控制,最大程度地达到制品高性能的目的。具体的创新技术之处主要体现在以下几项新技术上。

1.聚合物动态反应加工技术

聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的[3]。这项技术解决振动力场下聚合反应加工过程中质量、动量和能量传递与平衡的难点,从技术上解决了设备结构集化的问题。

2.热塑性弹性体动态全硫化制备技术

这项技术引入振动立场到混炼挤出的全过程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化,控制硫化反直的进程,防止共混加工过程共混物相态发生发转。此技术非常有意义,研制发明出新的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,能有效地提高我国TPV技术的水平。

3.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术

此技术是将盘级PC树脂生产、中间储运与光盘盘基成型三个过程融合为一体,联系动态连续反应成型技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到有效提高产品质量、节约能源,降低消耗的目的。该技术避免了传统方式中间环节多、能耗大、周期时间长、成型前处理复杂、储运过程易受污染等缺陷。

五、结语

综上所述,我国在新时期要把握高分子成型加工技术的前沿,注重培育自主的知识产权,努力打破国外技术的垄断,实现科学技术研究与产业界的良好结合的目的。这能有效地将科学研究成果转化为实际的生产力,有效地加快我国高分子材料成型加工技术及其相关产业的快速发展。

参考文献

[1] 王云飞;孙伟.浅谈高分子材料成型加工技术[J].城市建设理论研究,2012,(11): 32.

[2] 甄延波.高分子材料成型加工技术的进展[J].化工中间体,2012,(09): 25.

[3]黄贵禹.浅析高分子材料成型加工技术[J].东方 企业 文化 ,2011,(16): 97.

浅析高分子材料成型

摘要:我国的高分子材料成型技术在工业上取得了飞速的发展,本文主要阐述了高分子材料成型的原理以及高分子材料成型的加工技术。

关键词:高分子材料;成型;技术

一、前言

高分子材料是指以高分子化合物为基体组分的材料。高分子材料按来源可分为天然高分子材料、合成高分子材料;按化学组成分类可分为有机高分子材料、无机高分子材料;按性能可分为通用高分子材料、新型高分子材料。高分子材料比传统材料发展迅速的主要原因是原料丰富、制造方便、加工容易、品种繁多、形态多样、性能优异以及在生产和应用领域中所需的投资低,经济效益比较显著。高分子反应加工分为反应挤出和反应注射成型两个部分,目前我国普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机。现阶段,我国的高分子材料成型也取得了较好的成绩。

二、高分子材料成型的原理

高分子材料的合成和制备一般都是由几个化工单元操作组成的,高分子反应加工把多个单元操作熔为一体,有关能量的传递和平衡,物料的输运和平衡问题,与一般单个化工单元操作完全不同。传统聚合过程解决传热和传质问题主要是利用溶剂和缓慢反应来进行的,但是在聚合反应加工过程中,物料的温度在数分钟内就能达到400℃~800℃,此时对于反应过程中产生的热,如果不能进行脱除的话,那么降解和炭化将会发生在物料中。传统的加工过程是通过设备给聚合物加热,而需要快速将聚合生成的热量通过设备移去是聚合反应加工所进行的,由此可见,必须从化学和热物理两个方面开展相应的基础研究。

高分子材料的物理机械性能、热性能、加工性能等均取决于其化学结构、分子结构和凝聚态的形态结构,而加工工艺与高分子材料的形态结构关系是非常密切的。

流变学,指从应力、应变、温度和时间等方面来研究物质变形和(或)流动的物理力学。它是力学的一个新分支,它主要研究物理材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。高分子材料成型加工成制备的理论基础是高分子材料流变学。高分子材料的自身的规律和特点是伴随化学反应的高分子材料的流变性质而产生的。

三、高分子材料成型的加工技术

(一)聚合物动态反应加工技术及设备

目前国外已经研发出可以解决其他挤出机作为反应器所存在的问题,即连续反应和混炼的十螺杆挤出机。在我国高分子材料成型加工工业的发展中占有极其重要的地位,但是我国的高分子材料成型的加工技术的开发目前还处于初步阶段。缩聚反应器的反应挤出设备就是指交换法聚碳酸酯连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术,除此之外,我国每年还有数以千万吨的改性聚合物生产,反应挤出技术及设备也是其关键技术。

采用传统的加工设备存在一些问题,例如传热、化学反应过程难以控制等,另外投资费用大、噪音大等问题。无论是在反应加工原理还是设备的结构上,聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术都完全不同,将聚合物反应挤出全过程引入到电磁场引起的机械振动场,从而达到控制化学反应过程、反应制品的物理化学性能以及反应生产物的凝聚态结构的目的,这就是聚合物动态反应加工技术及设备。高分子材料成型加工是高能耗过程作业,无论是挤出、注射还是中空吹塑成型塑料原理都必须经过熔融塑化及输送这一基本和共性的过程,目前普遍采用的设备包括螺杆挤出机和螺杆注射机等。该技术使得控制聚合物单体及停留时间分布不可控的问题得到了解决,而且也使得振动立场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量以及能量传递和平衡问题得到了解决,同时也使得设备结构集成化问题得到了解决。新设备的优点很多,例如:体积重量小、适应性好、噪音低、可靠性高等等,而这些技术是传统技术和设备是比不了的。

(二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术

此技术的研究实现,加强了我国在该领域内的发言权。以动态反应技术为基础方向,进行深入的研究,从而产生了新的材料制备技术。我们以存储光盘盘基为基础原型,以反应成型技术直接作用于其上。通过对这些技术的研究改进,改变了传统技术中多环节、消耗大、复杂度高、周期长、而且环境污染比较严重等诸多不利因素。通过学习研究,可以把制作光盘的PC树脂原料工业、中途存放、盘基成型工业串联于一体,提高了工业生产效率、减少了资源浪费、能够完全有效的进行控制,而且产品的质量有大幅度的提高。

聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。研究表明,对无粒子进行适当的处理,可以得到一些好的效果,比如说利用聚合物进行原位表面改性处理、原位包覆、强制分散等处理后,就可以使我们复合材料成型。

热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将混炼引入到振动力场挤出全过程,为实现混炼过程中橡胶相动态全硫化,对硫化反直进程进行控制,从而使得共混加工过程共混物相态反转问题得到了解决。实现自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备研制开发出来,促进我国TPV技术水平的提高。

四、结语

我国必须根据自身的实际情况来发展高分子材料成型加工技术及设备,把握技术前沿,不断地培育自主知识产权,从而使得我国高分子材料成型技术及其产业发展不断加快。

参考文献:

[1] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(下)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (06) :13-18

[2] 黄汉雄. 高分子材料成型加工装备及技术的进展、趋势与对策(上)[J]. 橡塑技术与装备, 2006, (05) :17-27

[3] 王玉东, 付鹏, 李晓光, 赵清香, 刘民英. 尼龙612等温结晶的球晶形态与生成条件[J]. 高分子材料科学与工程, 2009, (09):76-79

[4] 吴刚. 高分子材料成型加工技术的进展[J]. 广东化工, 2008, (09) :8-12

土力学学术论文(2)

  土力学学术论文篇二
  土力学发展概况

  摘 要:随着社会的高度现代化,土力学在工程上的应用范围越来越广,人类对土力学的研究也更加的深入。本文通过回顾土力学发展历程,分析当前土力学研究的缺陷,包括土力学经典理论的局限性,非饱和土力学研究的缺陷性,动荷载作用下土体研究的不成熟性。最后结合土力学研究的缺陷,对今后土力学的发展提出预测。

  关键词:饱和土 非饱和土 动荷载

  中图分类号:TU41 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)04(b)-0225-01

  土力学是运用工程力学的理论和方法来研究土体力学性质的学科[1]。它在实际工程如地基、挡土墙、土工建筑物中都有重要的应用。研究土力学,对我们从事土木工程活动的人士来说具有重要意义。本文根据土力学发展历史,分析当前土力学研究缺陷,预测土力学未来的发展。

  1 土力学的发展历程

  土力学历史悠久,起源于人类生产生活所积累的经验,古时候人们用压实土料修筑堤坝防洪,用夯实土基兴修各类工程等均属于土力学的范畴。近代土力学的发展开始于1776年库仑土压力理论的提出[1]。此后,1856年法国科学家达西发表了著名的达西渗透定律,1857年英国科学家郎肯发表了郎肯土压力理论,这些理论促进了近代土力学的发展。1925年太沙基提出了有效应力原理及渗透固结理论,从此土力学成为一门独立的科学。1950年后人类在土的基本性质、测试手段、计算技术、加固方法等方面均有较大发展。1980年后,土力学出现了新的分支,如计算土力学[2],海洋土力学等。

  土力学自成立以来经历两个发展阶段。第一阶段即1925年―1960年的近代土力学阶段,这一阶段土力学都是以太沙基理论为基础而展开研究的,但由于该理论过于片面,土体性质过于复杂,导致很多问题无法深入研究。第二阶段即1960年后的现代土力学阶段,以罗斯科为代表的临界土力学创立,从此人类对土体本构关系的研究步入了新的境界。人们开始综合考虑研究土体受力后的应力、应变、强度、稳定性以及它们和时间之间的关系[3]。

  2 土力学当前发展中存在的问题

  纵观土力学的发展历程,虽然取得了很大的进步,但是仍然存在着不少问题。

  2.1 土力学理论不够完备

  土力学是一门以实验为基础的理论学科,但是由于土体性质复杂,到目前为止,仍处于半经验办理论的发展阶段,未能形成公认的基础理论。太沙基把土体的压密和渗透结合起来推导出的一维固结微分方程能很好的反映土体单向固结的机理,但是在多维固结问题上并不适用。比奥固结理论能解出孔压分布,给出位移场,获得土体应力应变非线性、弹塑性和骨架的流变情况,但是参数确定的偏差会导致工程计算结果和实际测量结果差别很大[1]。所以这些理论都有自身的局限性,不能符合一般土体受力状态下的性能。

  2.2 解决非饱和土问题方法欠缺

  传统土力学理论只适用于解决饱和土的问题,其规律也是根据饱和土试验得出。然而工程中遇到饱和土的情况十分罕见,即使是软土地区,其表层土也不会是饱和的。将处理饱和土的方法应用于非饱和土不是很妥当,因为土的特性随其含水量有很大的不同,如膨胀土遇水后体积会膨胀,而失陷性黄土遇水后体积会收缩,而且它们的强度也会因遇水而降低[3]。于是有人提出了非饱和土强度理论,这些理论都是以吸力及为计算依据,但是由于吸力测试技术不够成熟,存在很多问题,不能被广泛采纳。

  2.3 动荷载作用下土体规律的研究还不成熟

  研究动荷载作用尤其是循环动荷载作用下土的力学特性,在道路的建设和维护方面具有重要意义[4]。尽管国内外开展了不少这方面的研究,提出了相关理论,但是动荷载作用下土体的变形、强度、以及液化规律比静荷载作用更复杂、更难把握,所以相关研究结论适用条件和范围都很有限,理论就更不成熟了。

  3 土力学发展方向预测

  土力学是研究土体特性的学科,土是经过漫长的地壳运动而形成的,不同地域的土其成分有很大的差异,即使是同一地方的土因所处的地层不同性质而相差很大,而且土的构造和结构对土的性质也有至关重要的影响,因此土的特性很强。土有的时候是饱和的,有的时候是不饱和的,有时可以看成是连续的介质,有时又不能看成连续的介质,它具有弹性、粘性和塑性等性能,这些都说明了土体的性质十分复杂。因此研究土力学需要采用理论、试验相结合的方式。

  3.1 土的微观和细观研究

  土是由固、液、气三相组合而成,土颗粒之间固液气三相的相互作用决定了土的力学性质区别于其他一切材料。土体强度、变形的宏观规律是与其微观结构直接相关的,通过微观试验研究,以探究土的非线性、弹塑性、各向异性、流变性等问题,可以更清楚的认识宏观规律的机理,从而初步把握其宏观规律。因此,微观和宏观相结合有可能使土体力学特性的研究出现转机。

  3.2 土体的原位试验和无损探测

  室内试验和原位试验之间存在着不可忽视的差别,室内试验时,压缩模量是在无侧向变形条件下测出的,而土的初始应力状况与沉积条件有关;在完全相同的条件下测量土的沉降量,试验结果表明压缩模量越大的土,它的计算沉降和实测沉降相差越大[3]。现有原位实验方法如标准贯入试验,触探试验只能用于小型工程,钻孔取土愈深,土的结构破坏愈大,试验结果的可靠度也就越差。因此发展更加先进的测探技术,可以克服取土后土结构的巨大变化和应力状态的改变,能大大提高试验结果的精确性。

  3.3 非饱和土的研究

  非饱和土力学理论之所以没能像饱和土力学理论一样同步发展,最主要的原因是影响非饱和土性质因素众多,关系复杂,它很难像饱和土那样找出应力应变之间一一对应的关系。此外非饱和土特性测试技术难度比饱和土大得多,这进一步制约了非饱和土理论的发展。由于非饱和土中存在气体,较之饱和土性质大有区别而且更加的复杂,研究非饱和土中固、液、气之间的相互影响关系成为解决非饱和土问题的重要出路。今后非饱和土的研究将着重于土体表面吸力的测定,土-水特征性能表征等方面。

  4 结语

  正如太沙基所说:土力学既是一门科学,又是一门艺术[1]。工程实践经验具有不可替代的重要意义。随着科技的进步,各种研究方法和手段不断进步,各种各样的工程勘察设备和试验设备得以研制,电子计算机的应用水平和实验测试技术的自动化程度不断提高,今后土力学的发展将呈现蓬勃的朝气。

  参考文献

  [1] 姜晨光.土力学与地基基础[M].北京:化学工业出版社,2013:8-12.

  [2] 蔡东,李国方.土力学的研究内容与学科发展[J].黑龙江水利科技,2008,36(2):92.

  [3] 赵成刚,韦昌富,蔡国庆.土力学理论的发展和面临的挑战[J].岩土力学,2011,32(12):3521-3522.

  [4] 焦贵德,赵淑萍,马巍.循环荷载下高温冻土的变形和强度特性[J].岩土工程学报,2013,35(8):1553.

  
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