材料化學綜述論文范文

時間:2023-03-13 15:51:39

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材料化學綜述論文

篇1

我校無機化學屬于公共基礎課,師資力量不足只能采用大班制(一般都在150人左右)教學方式,從而限制了無機化學教學考核方式多樣性的實施。無機化學課程現(xiàn)行的考核方式還是以閉卷考試為主,考核總成績通常包括期中考試和期末考試,采取期中考試(閉卷筆試)成績占30%,期末考試(閉卷筆試)占70%的計算方式??梢钥闯觯己嗽u價形式比較粗放單一,絕大部分以閉卷考試為主,很少進行開卷考評;考核內(nèi)容注重書本上的理論知識,忽視理論與實踐應用相結(jié)合能力的考查,并且評價內(nèi)容較窄,僅僅限在一些比較重要的知識點,不能全面衡量學生的學習情況以及個體之間的差異,更不利于學生自主學習和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。另外,如果學生期末考試發(fā)揮失常就直接影響學生這門功課的成績,對學生以后的學習熱情打擊很大。值得一提的是,這種考核評價方式把考核主體和客置顛倒,置學生于被動接受評價的地位,把考核主體和客體關(guān)聯(lián)性割裂,結(jié)果導致學生不能發(fā)揮主觀能動性和進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2改革方式

2.1階段性習題解答教研室的全體老師通過長期的一線教學經(jīng)驗以及教學質(zhì)量考核結(jié)果,結(jié)合藥學專業(yè)的特色編寫一本內(nèi)部使用的課外習題集,希望通過一定的無機化學習題的練習加深學生對理論課上所學知識的理解,真正掌握課上所學的內(nèi)容。習題集的內(nèi)容包括每一章的重點、基礎知識及相關(guān)章節(jié)相聯(lián)系的綜合性試題(題目都可以培養(yǎng)學生的能力)。例如,在編寫涉及到《化學動力學》章節(jié)的習題時,盡量與《藥物動力學》專業(yè)課程結(jié)合,選擇藥物在人體內(nèi)反應的動力學作為案例。再如,在編寫《配合物》章節(jié)習題時,盡量把一些藥物配合物(順鉑、卡鉑等)作為例題??傊?,習題集選擇習題遵循“摒棄題海,挑選精良,結(jié)合學科”的原則。同時教師會對習題集的題目進行專門的“在線詳解、課堂精解”,以便根據(jù)學生在中學對化學的掌握程度解答學生在解題過程中所遇到的問題,并在考試前安排專門的答疑時間。教師可以根據(jù)學生的解答情況給一定成績作為平時成績部分。這種方法存在2個方面的優(yōu)點:①學生要想解答習題就必須先把所學過的知識點都復習一遍,也就是說做習題的過程是認真分析推理和全面復習鞏固的過程;②訓練學生理論知識的解答能力,習題集為考試前站,一定程度上推動了考試改革。

2.2自學筆記對教學中不是很難的部分(例如:物質(zhì)的聚集狀態(tài)、元素部分等),要求學生在課前撰寫自學筆記。在課堂上,教師可以通過提問和同學互相探討的方式檢查學生自學的效果,專門抽出時間讓學生將自學過程中遇到的重要知識點及難點拿出來學習和探究,最后,教師對自學部分進行總結(jié)和考核。教師再根據(jù)自學筆記內(nèi)容的深度、形式,同時結(jié)合學生課堂討論的積極性及準確度給予相應的成績,最后選取最優(yōu)的與最有特色的自學筆記貼在班級的宣傳板上或班級BBS上面進行鼓勵與督促。以上教學方式不僅可以提高學生的自學能力,提高看書的主觀能動性,在自學過程中培養(yǎng)學生更好的整理、分析、儲存、推理、類比及總結(jié)能力,并能初步的概括性的找出知識的規(guī)律性,同時可以發(fā)揮學生的創(chuàng)造性思維能力。為了發(fā)揮學生的主觀創(chuàng)新能力,課前對自學筆記的形式不作統(tǒng)一規(guī)定,學生的自學筆記的形式可自由發(fā)揮,多種多樣。根據(jù)以往的結(jié)果可以看出,自學筆記形式有的像教師的備課筆記、有的像教師的教學總結(jié)報告,有的像手抄報,有的可能全部都是一問一答形式,還有的像隨筆、讀后感,甚至有的像小論文等等??傊詫W筆記的形式多樣、內(nèi)容豐富,由此教師可以根據(jù)學生自學筆記的認真態(tài)度給予不同的評估。自學筆記的教學考評形式促成了學生的學習個性,同時在一定程度上培養(yǎng)了其創(chuàng)新能力。

2.3課外作業(yè)結(jié)合書本上的基礎理論,要求學生將其與自己熟悉的生活、了解的生產(chǎn)過程聯(lián)系起來,以一個個小命題的形式來完成。具體的操作形式是將成績有差異的學生進行搭配,每10人分成一組,在給定的時間內(nèi)要求獨立完成自己小組的命題。最終每人選擇一個命題提交一份綜述論文,教師按照論文評定分數(shù),兩個命題的平均分就是這一組10個學生的成績(每組學生的成績相同)。舉個例子,在講解到“配合物”這一章的理論時,結(jié)合藥學專業(yè)給學生留下“抗癌藥物阿霉素的前世與今生”為命題。針對這個題目,學生不僅可以查閱大量的資料,也可根據(jù)資料總結(jié)出很多重要和合理的相關(guān)內(nèi)容。再如日常生活中“飲用鋇餐為什么不會中毒”、“油條也不是一無是處——治療胃病”、“含氟牙膏可以防蛀的原理”、“人體是一個很大的緩沖體系”等。課外作業(yè)的完成過程是督促學生閱讀大量的課外讀物,感受化學就在身邊的一次學習之旅,勢必會增強學習藥學的興趣。同時,這種給分形式鍛煉同組同學之間的合作意識和增強不同組之間的競爭意識。

2.4綜述性小論文及開放性實驗通過老師們多年的無機化學教學活動,發(fā)現(xiàn)教學的關(guān)鍵是如何啟發(fā)學生的學習熱情、教會學生學習的方法和獲取知識的途徑與渠道。因此,在新生入學上無機化學理論課的初期,教師結(jié)合學生以后所學的專業(yè)給學生一些反映無機化學與藥學前沿相關(guān)聯(lián)的命題(如“生物熒光探針量子點與無機化學合成”、“無機納米材料載藥系統(tǒng)”、“無機元素與生命”、“磁性靶向藥物載體Fe3O4的制備及性能研究”等),或是開設幾個教學以外的開放性實驗(如葡萄糖酸鋅制備、用于載藥的多孔納米硅制備、熒光CdTe量子點制備等)。學生可以任選一個命題或者一個開放實驗在教師的指導下查閱資料撰寫小論文或進行實驗。這種形式可以促使學生閱讀大量的課外讀物,要求學生的論文及實驗后面所附的參考文獻,之后進行統(tǒng)計查看學生查取資料的情況。通過資料的查取和小論文的撰寫及實驗操作,培養(yǎng)了學生獨立工作、善于總結(jié)工作及動手的能力,最終大大地提高了學生學習化學的興趣。老師可以根據(jù)綜述論文書寫或者開放實驗情況給學生打分。

2.5組織“知識講座”除正常教學考核外,平時教師可以根據(jù)學生的專業(yè)選擇一些前瞻性、通俗性和趣味性且專業(yè)相關(guān)的文獻,然后將學生分組,指導學生閱讀并查閱與所給內(nèi)容相關(guān)文獻,做出PPT,然后每組派出一名代表以口頭報告的形式向全班甚至全校學生進行“知識講座”。講座結(jié)束后聽講座的學生和老師可以根據(jù)講座的內(nèi)容進行自由提問。這種形式可以使參加講座的學生在專業(yè)知識水平、語言組織和表達能力以及臨場應變能力得到了極大的提高。同時也能增強團隊協(xié)作能力。教師可以根據(jù)PPT形式、口頭報告效果、文獻分析以及報告思路給出該團隊一個相應的成績。此種方式認可學生的勞動成果,可以激發(fā)學生對未知領(lǐng)域求知熱情。

2.6考前補考考前補考是為了緩沖學生期末考前壓力,也就是在每學期的期末考試前,給平時成績不好或者平時成績不及格的學生提供一個所謂的“補考”的機會。補考的具體過程包括以下幾點:首先,補考的學生可以根據(jù)自己的實際情況遞交一份書面申請報告;然后,教研室統(tǒng)一安排時間,幾名教師參加的以題簽和提問相結(jié)合方式面試;最后,取最高成績作為最后的平時成績一個部分。通過這種考核方式,不僅可以再給學生一個爭取更好的考核成績的機會,也可以鍛煉學生臨場發(fā)揮和應變的能力和增強實戰(zhàn)經(jīng)驗。

2.7考核結(jié)果最終在給學生該科目考核成績時也是一動態(tài)過程,通常根據(jù)學生自身的特點調(diào)節(jié)以上6個方面和期末考試成績的比重,使學生基本達到滿意的成績。

3改革的預期結(jié)果

3.1打破傳統(tǒng)的追求“學會”,向追求“會學”的學習方式轉(zhuǎn)換改革考核方法的直接結(jié)果就是考核的多樣性及考題的靈活性,使學生的學習方式和態(tài)度從被動的接受轉(zhuǎn)變成主動的攝取,達到學生對已學過的知識進行理解、消化和吸收與對知識的加強、擴充和更新并舉。同時,這種可喜的變化也對教師的知識水平、科研能力和教學創(chuàng)新提出了更高和更廣的要求,也是一種“教與學互長”動態(tài)過程。充分發(fā)揮學生學習的主觀能動性,讓學生在接觸專業(yè)課程之前就對化學在藥學學科中的地位和作用有個初步了解,為學生以后學習分析化學、有機化學、物理化學等基礎學科的能動性。

3.2學生更能充分展示個性特征、增強合作意識、拓寬眼界與調(diào)動學習熱心與激情這種方式打破了傳統(tǒng)的“教師上課忙和學生上課玩、考試糊亂忙”的格局。把枯燥的理論與生活生活實踐相結(jié)合,與學生知識構(gòu)架提高相結(jié)合,達到教與學并舉。

篇2

關(guān)鍵詞:液壓;鑿巖機;設計研究;建議

中圖分類號:TD421.2 文獻標識碼:C

Abstract: The paper analyzes various design and research literature on hydraulic rock drills in China, enumerates major arguments in some related papers, points out the imperative problems, and puts forward academic and policy-related advice on the R&D of the hydraulic rock drills industry in China.

Keywords: hydraulic; rock drill; design & research; opinion

1 我國液壓鑿巖機設計研究歷史回顧

我國液壓鑿巖機的研制起步非常早,距今已近50年。我國液壓鑿巖機技術(shù)研究也很早,二十世紀七十年代,我國長沙礦冶研究院等就翻譯了大量國外液壓鑿巖機專利和論文,七十年代后期,我國作者撰寫了大量液壓鑿巖機的技術(shù)論文,直到現(xiàn)在,關(guān)于液壓鑿巖機的論文與專利仍然不斷出現(xiàn)在各類期刊與網(wǎng)絡上。

我國液壓鑿巖機設計研究方面的論文,有博士論文,碩士論文,學士論文,有期刊論文,也有網(wǎng)絡論文,在整個液壓鑿巖機技術(shù)論文中,占據(jù)了很大一部分。

估計有20個高等學校(其中包括3所師范大學)和近10個研究院所的作者發(fā)表過液壓鑿巖機技術(shù)論文,其中大部分是關(guān)于液壓鑿巖機設計研究方面的論文。專利文獻更是與液壓鑿巖機結(jié)構(gòu)設計有關(guān)??梢?,液壓鑿巖機設計研究在我國并非冷門。

我國液壓鑿巖機的技術(shù)論文與設計研究論文大量產(chǎn)出。與此形成鮮明對比,我國液壓鑿巖機產(chǎn)品發(fā)展很緩慢,獨立開發(fā)的產(chǎn)品,很少能在市場站住腳。

2 我國液壓鑿巖機文獻的分類

2.1 研究型論文

2.1.1 設計計算型論文

此類論文數(shù)量多。

設計計算型論文包括了仿真計算,優(yōu)化設計,活塞間隙優(yōu)化設計,蓄能器設計優(yōu)化,換向閥設計優(yōu)化,活塞緩沖設計,釬尾緩沖設計,沖擊頻率調(diào)節(jié)方法等等。

博士、碩士、學士的論文幾乎全部屬于此類。高校與研究院所作者的論文大都屬于此類。此類論文數(shù)量多。

2.1.2 實驗研究型論文

實驗研究型論文包括實驗方法介紹,實驗設備和儀器介紹,實驗項目介紹,測試結(jié)果與測試曲線分析,誤差分析等等。

此類論文中介紹實驗原理與實驗方法的較多。專門介紹液壓鑿巖機測試結(jié)果與曲線,并且進行分析的論文較少,大多散見于設計計算論文中,作為計算正確性的證明。

高校與研究院所作者有些論文屬于此類,此類論文數(shù)量不多。

2.1.3 材料熱處理研究型論文

材料熱處理研究型論文包括活塞、釬尾的選材與熱處理,銅套的選材等等。關(guān)于活塞、釬尾的選材與熱處理的論文較多,關(guān)于其他零件的論文數(shù)量少。

2.1.4 加工工藝型論文

加工工藝型論文包括鑿巖機主要零件的機加工的設備,工裝夾具,量具與測量方法,工序與工藝步驟,怎樣保證尺寸精度與位置精度,等等,大概是技術(shù)保密的原因,此類論文數(shù)量極少。

2.2 綜述型論文

2.2.1 產(chǎn)品品種型號綜述型論文

產(chǎn)品品種型號綜述型論文包括當時國內(nèi)外液壓鑿巖機產(chǎn)品的廠家,系列,型號,主要性能參數(shù)等等。

此類論文數(shù)量較多,但大多是介紹阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產(chǎn)品,介紹國內(nèi)產(chǎn)品的較少。

2.2.2 產(chǎn)品歷史發(fā)展綜述型論文

產(chǎn)品歷史發(fā)展綜述型論文包括介紹國內(nèi)外液壓鑿巖機歷史發(fā)展,產(chǎn)品型號推出的年代,市場情況等等, 此類論文數(shù)量不多,但大多是介紹蒙特貝塔、阿特拉斯、山特維克公司的液壓鑿巖機產(chǎn)品歷史,介紹國內(nèi)產(chǎn)品歷史的較少。

2.2.3 產(chǎn)品技術(shù)綜述型論文

產(chǎn)品技術(shù)綜述型論文包括液壓鑿巖機結(jié)構(gòu)類型,技術(shù)進展,等等。此類論文數(shù)量少而且內(nèi)容重復較多。

2.2.4 產(chǎn)品市場調(diào)研分析指導型論文

產(chǎn)品市場調(diào)研分析指導型論文包括當時國內(nèi)使用的液壓鑿巖機產(chǎn)品的主要型號,市場保有量,年銷售量與銷售額,備件銷售量與銷售額,市場的細分,將來市場的趨勢預測,市場對液壓鑿巖機的性能與技術(shù)要求。

此類論文很重要,對于國家的產(chǎn)業(yè)政策和企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)劃指導意義很大。

此類論文數(shù)量極少,幾乎沒有,倒是在網(wǎng)絡上各種市場調(diào)查公司的廣告不少,只提供提綱,具體內(nèi)容要付費才能提供。

由于我國缺乏市場液壓鑿巖機產(chǎn)品銷售數(shù)據(jù)統(tǒng)計,要寫出高可信度的此類論文,必然要花費巨大的人力財力,只靠個人或一個單位的力量難以完成,最好有行業(yè)組織與行政力量的參與。

2.3 使用維修型論文

2.3.1 產(chǎn)品使用方法型論文

產(chǎn)品操作方法型論文包括鑿巖機沖擊壓力,旋轉(zhuǎn)壓力,推進壓力的優(yōu)化匹配,鉆頭直徑與旋轉(zhuǎn)速度的匹配,操作方法等等。

此類論文數(shù)量不多,有北京科技大學高瀾慶教授等的論文“液壓鑿巖機主要工作參數(shù)對鑿巖速度影響的試驗研究”,有廣東省水利水電第二工程局梁明華論文“液壓鑿巖機旋轉(zhuǎn)速度與鑿孔直徑的關(guān)系” [1],是鑿巖機使用實踐總結(jié),指導意義更大。

2.3.1 產(chǎn)品維修與故障分析型論文

產(chǎn)品維修與故障分析型論文多數(shù)為水電工程局、鐵路隧道工程局的技術(shù)人員所寫。此類論文來源于生產(chǎn)實踐,言之有物,參考價值很大,數(shù)量不多,列舉如下:

煤科總院北京建井所黃園月、李耀武、郭孝先“液壓鑿巖機的故障分析與防治”;

廣東省水利水電第二工程局何雄彬“HDl35A和COPl238ME型液壓鑿巖機工作原理及常見故障處理” [2];

廣東水電二局股份有限公司李同明“阿特拉斯ROCD7鉆機使用中易出現(xiàn)的問題與改進” [3];

李強“Atlas 1838型鑿巖機六種常見故障的排除”[4];

張兆欽“COP1238鑿巖機技術(shù)特點及使用維護” [5];

田華軍“HL500型液壓鑿巖機的日常維護保養(yǎng)” [6]。

2.4 產(chǎn)品介紹型論文

2.4.1 產(chǎn)品性能介紹型論文

產(chǎn)品性能介紹型論文多為介紹阿特拉斯、山特維克公司產(chǎn)品的論文,也有少量介紹國內(nèi)海卓公司產(chǎn)品,樂清采礦機械廠的液壓鑿巖機產(chǎn)品的論文。

2.4.2 市場應用報道型論文

國外作者關(guān)于液壓鑿巖機市場應用報道型論文很多,國內(nèi)此類論文數(shù)量很少,有少量關(guān)于YYT26支腿式液壓鑿巖機工程案例,使用成本效益分析的報道。

2.5 專利文獻

最近的十幾年關(guān)于鑿巖機械的專利有六十多件,大都是液壓鑿巖機械的結(jié)構(gòu)設計方面的專利。尚未見到有重大影響,或產(chǎn)生效益的專利。

3 我國液壓鑿巖機技術(shù)研究的不足

3.1 鑿巖機文獻的五多五少現(xiàn)象

通過對我國液壓鑿巖機文獻的分析,我們發(fā)現(xiàn)有五多五少現(xiàn)象。

(1) 設計論文多,實驗與工藝論文少;

(2) 研究論文多,使用維修論文少;

(3) 性能介紹型論文多,市場應用報道型論文少;

(4) 歷史發(fā)展綜述論文多,市場調(diào)研分析指導型論文少;

(5) 專利多,影響小。

3.2 缺少學術(shù)交流討論

我國大概有20多年沒有開過全國性液壓鑿巖機技術(shù)方面的交流會或研討會。

我們眾多的論文作者,都是在自說自話,沒有交流,沒有討論,更沒有爭論。論文提出的論點,基本沒有人跟進,進行理論與實踐兩個方面的證明或證偽,或補充,只是不加評價的引用。

我懷疑,很少有人認真閱讀這眾多的論文,如果不是博士生,碩士生,大學生因為做畢業(yè)論文的需要,閱讀的人就更少了。我國關(guān)于液壓鑿巖機論文的影響力實在有限。

3.3 設計理論研究與產(chǎn)品生產(chǎn)脫節(jié)

我國大概可稱得上液壓鑿巖機設計研究論文數(shù)量大國,但是我國自行開發(fā)的液壓鑿巖機產(chǎn)品多數(shù)從市場上消失,現(xiàn)在還能在市場上站住腳,有一定銷售量的產(chǎn)品,多數(shù)為1980年代技術(shù)引進的產(chǎn)品。這種情況至少說明我們的設計研究和產(chǎn)品生產(chǎn)是脫節(jié)的,或者說明我們的設計理論還不成熟,還要不斷改進。

4 我國液壓鑿巖機設計理論的主要論點

4.1 關(guān)于鑿巖機沖擊機構(gòu)設計理論

4.1.1 三段法理論

認為活塞往復運動一個周期是由活塞回程加速、回程減速、沖程加速三個階段組成的。4.1.2 設計變量理論

將一個無量綱數(shù)稱為設計變量,這個無量綱數(shù)可以是:

(1) 沖程時間與活塞運動周期之比;

(2) 活塞回程加速度與沖程加速度之比;

(3) 活塞行程與可能最大行程之比;

(4) 活塞后腔受壓面積與前腔受壓面積之比,很明顯,第四個無量綱數(shù)最直觀,最易檢驗。

4.1.3 優(yōu)化設計理論

根據(jù)以下5個設計目標,求得一個最佳設計變量。

(1) 蓄能器容積變化的最大值最小;

(2) 蓄能器隔膜震動次數(shù)最小;

(3) 能量利用效率最高;

(4) 沖程時,最大瞬時流量最??;

(5) 回程時,最大瞬時流量最小。

4.2 關(guān)于換向閥設計理論

4.2.1 換向閥中位正開口理論

換向閥在中位時,換向閥的高壓窗口與低壓窗口都有微小開啟,叫正開口。認為正開口有益于沖擊機構(gòu)性能改善。主張應該采用正開口。

4.2.2 換向閥最優(yōu)行程理論

換向閥行程的選取受到閥口通流面積,換向時間與閥耗油量三重制約,存在一個優(yōu)化點。

4.3 關(guān)于蓄能器設計理論

4.3.1 高壓蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論

蓄能器的蓄油與排油量不僅與蓄能器的容積有關(guān),而且與系統(tǒng)的工作頻率有關(guān),如果蓄能器固有頻率選擇不合適,即使加大蓄能器容積,也不能增大蓄能器的蓄油與排油量。

在蓄能器結(jié)構(gòu)參數(shù)固定,鑿巖機進油壓力確定的情況下,可以改變蓄能器充氣壓力來改變諧振頻率,使得系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)。

這個理論是極有理論研究價值與學術(shù)價值的,是一個動態(tài)的理論,是北京科技大學首先進行研究的,可惜無人跟進,這方面的論文太少。

4.3.2 蓄能器一次振動理論

在活塞運動一個周期內(nèi),蓄能器隔膜只有一次振動。這個理論已經(jīng)包含在第4.1.2小節(jié)的優(yōu)化設計理論中了,這是一個靜態(tài)的理論。

4.4 關(guān)于信號孔位置

4.4.1 活塞回程換向信號孔位置的計算

這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的,這是極其重要的計算,缺了這個計算公式,無法進行鑿巖機的圖紙設計。

4.4.2 活塞沖程換向信號孔位置的確定

這個理論是由北京科技大學與中南大學提出的,這也是極其重要的計算。既不能換向太早,使得撞擊釬尾時,活塞已經(jīng)被減速,也不能換向太晚,造成活塞二次打擊釬尾。

4.5 釬尾反彈緩沖動力計算

研究這個理論的有浙江大學張新等人,廣東工業(yè)大學機電工程學院劉智等人,中南大學機電工程學院趙宏強等人,楊國平等人,難能可貴的是,張新做了實驗研究,有實驗曲線圖。

4.6 其他理論

(1)活塞密封間隙與長度優(yōu)化理論;

(2) 活塞空打緩沖結(jié)構(gòu)計算;

(3) 沖擊頻率無級調(diào)節(jié)自動換擋理論。

以上3種理論均有,就不一一論述了。

5 我國液壓鑿巖機設計研究亟待解決的問題

5.1 換向閥的結(jié)構(gòu)尺寸問題

(1) 換向閥中位負開口的優(yōu)缺點分析;

(2) 最優(yōu)負開口量的計算與實驗驗證;

(3) 換向閥最優(yōu)行程理論與實驗驗證。

5.2 活塞與缸體結(jié)構(gòu)尺寸問題

(1) 活塞前后腔面積的確定及優(yōu)化;

(2) 活塞回程換向信號孔位置的確定;

(3) 最優(yōu)沖程換向信號孔位置計算與實驗驗證。

5.3 蓄能器與活塞運動的最佳耦合理論

研究蓄能器隔膜的動態(tài)頻率響應,蓄能器最佳充氣壓力的計算。

5.4 釬尾反彈緩沖系統(tǒng)動力計算與實驗驗證

不但研究緩沖機構(gòu)本身,進行靜力學計算,更要研究釬尾反彈緩沖系統(tǒng)的動態(tài)響應,將緩沖機構(gòu),釬具與緩沖液壓油路作為一個系統(tǒng),研究緩沖活塞的頻率響應,緩沖液壓系統(tǒng)是否能有效吸收釬尾反彈的能量,又是否能迅速將釬頭重新抵緊巖石。

5.5 鑿巖機反打系統(tǒng)動力計算

既要研究反打機構(gòu)本身,進行靜力學計算。更要將反打機構(gòu)與反打液壓油路作為一個系統(tǒng),研究反打活塞的位移,運動速度與沖擊能量。

5.6 零件的氣蝕與腐蝕問題

(1)活塞前后腔氣蝕問題的計算與解決方法;

(2)鑿巖機殼體聯(lián)接平面點蝕的原因與預防。

6 我國液壓鑿巖機設計研究的學術(shù)建議

6.1 反求法

對國外高端液壓鑿巖機結(jié)構(gòu)尺寸的分析,用反求法研究鑿巖機沖擊機構(gòu)的設計計算公式與方法。反求法基本屬于歸納法,反求法需要統(tǒng)計多臺高端液壓鑿巖機的結(jié)構(gòu)尺寸,統(tǒng)計數(shù)據(jù)越多,代數(shù)計算公式越接近實際,設計指導作用越大。這方面的工作似乎還沒有人去做。

6.2 驗證法

將我們國內(nèi)的設計理論,如用最佳設計變量理論,換向閥最優(yōu)行程理論,蓄能器設計理論,分析國外高端液壓鑿巖機的結(jié)構(gòu)尺寸、充氣壓力等參數(shù),檢驗是否符合我們的理論。如果大致符合,則驗證了我們理論的正確性,如果相差很大,則要尋找原因。

6.3 代數(shù)計算公式研究

6.3.1 液壓鑿巖機設計研究方法的分類

理論分析與公式計算,實驗研究,計算機數(shù)值仿真是鑿巖機設計研究的三駕馬車。

三段法,最佳設計變量等屬于理論分析計算。

理論分析與公式計算是鑿巖機設計研究的基礎,是實驗研究與數(shù)值計算的的基礎與指導。

6.3.2 液壓鑿巖機代數(shù)設計計算公式的建立

公式計算必須將鑿巖機的物理(實際)模型簡化為力學模型,再進一步簡化為數(shù)學模型,再簡化為代數(shù)公式。簡化必須是合理的,不能與力學模型有大的矛盾和沖突。

在不斷的簡化中,必然有失真,這時就要用經(jīng)驗系數(shù)去校正。這方面我們還有許多工作要做,對每一結(jié)構(gòu)類型的鑿巖機,都可以研究出一套基本通用的計算公式。

6.3.3 液壓鑿巖機代數(shù)設計計算公式的輸入輸出

代數(shù)公式計算輸入的是沖擊能,沖擊頻率,沖擊末速度,進油壓力, 輸出的是活塞質(zhì)量,活塞前后受壓面積,活塞行程,信號孔位置,閥的結(jié)構(gòu)尺寸,閥行程,開口量,鑿巖機進油流量等等。

6.4 強化實驗研究

6.4.1 液壓鑿巖機實驗的分類

在理論分析指導下的實驗研究是必不可少的,我們的力學模型,數(shù)學模型是否正確,簡化是否合理,都需要實驗驗證。數(shù)值仿真計算就更需要實驗驗證了。

這里所說的實驗主要是鑿巖機內(nèi)部機理實驗,也可是型式實驗,而不是出廠實驗。

6.4.2 液壓鑿巖機實驗的規(guī)范

實驗的各種條件,包括樣機,液壓系統(tǒng),測量方法,儀器儀表,都應該是明確的,實驗的結(jié)果應該是真實的,可重復的,重復實驗的誤差應該進行分析。實驗的時間、地點與參加人應該注明。

6.5 數(shù)值計算研究

6.5.1 數(shù)值計算的定義

數(shù)值計算就是虛擬樣機技術(shù),因此數(shù)學模型要盡可能逼近力學模型與物理模型,數(shù)值計算需要輸入的數(shù)據(jù)很多,需要詳細的鑿巖機圖紙數(shù)據(jù),否則不能稱之為虛擬樣機。

數(shù)值計算又叫動態(tài)仿真,我國在數(shù)值計算方面的論文太多了。有基于AMESim的仿真,基于Simulink的動態(tài)仿真,基于MATLAB的計算機仿真,準勻加速度法仿真計算,鍵合圖方法仿真,等等。

6.5.2 液壓鑿巖機數(shù)值計算輸入輸出的基本要求

沖擊機構(gòu)數(shù)值計算中,進油流量必須是輸入值,而壓力是輸出值。

數(shù)值計算輸出結(jié)果不能僅僅是沖擊能,沖擊頻率等,必須能輸出活塞運動速度、位移,換向閥的速度、位移,活塞前后腔壓力的曲線。并且能夠描述出液壓油的空化與氣蝕現(xiàn)象。

數(shù)值計算的結(jié)果曲線應該用實驗曲線驗證,未經(jīng)實驗驗證的仿真計算是不可信的。

數(shù)值計算的結(jié)果應該是真實的,不能弄虛作假,其他人也可以重復運行程序。

6.5.3 液壓鑿巖機數(shù)值計算程序的基本要求

數(shù)值計算的程序應該模塊化,數(shù)值計算需要花費大量的精力與時間,不是一個人短時間能夠完成的,因此數(shù)值計算的程序應該模塊化,可以由一組人員分工,進行編寫。

數(shù)值計算程序應該界面友好,參數(shù)的改變,應在界面中進行,而不應在程序中進行。

數(shù)值計算的模型與程序應該是持續(xù)改進的,和所有的計算機軟件一樣,應該有版本號。液壓鑿巖機數(shù)值計算程序應該通用工具化,不要搞成專用工具。不能只有作者自己用,換一個人就不能用。

6.5.3 液壓鑿巖機數(shù)值計算程序的難點

虛擬樣機技術(shù)是一項浩繁的工程,但是并不是遙不可及。內(nèi)燃機的燃燒過程,牽涉到化學,燃燒學,熱學,力學,都可以做到數(shù)值仿真,并且在發(fā)動機設計中起到重要作用。沖擊機構(gòu)的數(shù)值仿真也一定能做到,但是這要求有一個精干的團隊和一個好的實驗條件。

數(shù)值計算程序都是針對某一個特定的圖紙的,因此通用性較差。不要指望適合于單腔回油的鑿巖機,也能適合非單腔回油的鑿巖機。也不要指望適合于芯閥結(jié)構(gòu)的鑿巖機,也能適合套閥結(jié)構(gòu)的鑿巖機。這也是數(shù)值計算應用的一個難點。我們至少應該做到,對某一相同結(jié)構(gòu)類型的液壓鑿巖機,具有通用性。

7 我國液壓鑿巖機設計研究的政策建議

7.1 以企業(yè)為主體,產(chǎn)學研結(jié)合

過去幾十年,我國液壓鑿巖機設計研究是以高校和研究所為主體的,和企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)聯(lián)系較少。事實證明,我國液壓鑿巖機設計研究進步不大,只有以有實力的大企業(yè)為主體,廠學研結(jié)合,學校與研究所自己不搞產(chǎn)品生產(chǎn),只為社會和企業(yè)提供知識與技術(shù),各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢,才是我國液壓鑿巖機技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展道路。

7.2 以行業(yè)協(xié)會為主體,組織技術(shù)交流

與鑿巖機的生產(chǎn)、使用有關(guān)的行業(yè)有鑿巖機械氣動工具、煤炭、礦山、鐵路、水電、冶金等等,在1980年代,礦山機械行業(yè)組織過液壓鑿巖機技術(shù)交流會, 1990年代初期, 煤炭建井行業(yè)組織過液壓鑿巖機技術(shù)交流會。

8 結(jié)語

(1)對我國液壓鑿巖機研究文獻進行了分類,5大類,13個小類;

(2)分析了我國液壓鑿巖機技術(shù)研究的不足,3個方面的不足;

(3)列舉了我國液壓鑿巖機設計理論的主要觀點,6大類,13個觀點;

(4)列舉了我國液壓鑿巖機設計中亟待解決的5大類共11個問題;

(5)提出了我國液壓鑿巖機設計研究的5條學術(shù)建議;

(6)提出了我國液壓鑿巖機設計研究的2條政策建議。

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