本文是一篇工程论文，工程硕士属于专业硕士学位的一种，是工程类专业学位，分为全日制工程硕士和非全日制工程硕士。与学术硕士学位的工学硕士处于同一层次，但类型不同，各有侧重。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇工程论文，供大家参考。
经典工程论文范文篇一
第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
自 19 世纪末诞生以来，汽车经历了从无到有、从小到大、从传统到现代化的发展历程。汽车工业的高速发展，对人类文明产生了深远的影响。目前，全世界汽车总量已经突破十亿辆，并且每年以几千万辆的速度快速增长着，汽车已经成为人类现代化进程中不可或缺的交通工具。随着我国经济的快速发展，汽车产业逐渐壮大起来，特别是进入 21 世纪以来，汽车工业的生产力俨然成为我国国民经济发展的象征。我国政府也作出很多努力来扶植汽车工业的发展，使其成为国民经济的支柱产业。另外，我国的汽车在高产的同时也逐步向高技术、高安全性、高舒适性迈进，以适应不断提高的公路环境和生活需求[7-8]。根据中国汽车工业协会统计，2009 年我国汽车产销量双超 1300 万辆，其中乘用车产销双超 1000 万辆，商用车产销双超 300 万辆。中国第一次超过美国成为世界上最大的汽车消费国，汽车工业在我国国民经济中开始发挥主导作用[9]。近年来，伴随着人们生活水平的不断提高以及高速公路的飞跃发展，人们对汽车的动力性、舒适性、安全性等提出了更高的要求，各种新技术新理念层出不穷。在这种大环境下，汽车空气动力学的发展进入了新的阶段。汽车空气动力学研究空气流经汽车时的流动规律以及空气与汽车的相互作用[10]。随着车速越来越高，汽车空气动力学性能在整车综合性能中的地位更加重要，已成为评价汽车性能最重要的指标之一。汽车外部的流场影响着汽车的空气动力性，而发动机舱内流场则影响着冷却系的散热性能和舱内流动阻力[11-12]。目前我国的汽车产量虽然位居世界第一，但和发达国家相比，存在着产品质量差和技术水平落后的问题，特别是在乘用车这一块，问题尤其突出。在整车外形开发和关键零部件设计上缺乏自主研发创新能力，无法形成核心技术产品，是阻碍我国汽车工业走向现代化走向世界的关键性因素[13]。在汽车开发设计中，提高其空气动力学性能是非常重要的一环。对于整车而言，良好的空气动力学性能，能够减小行车阻力，提高汽车的动力性、经济型和操作稳定性；对于汽车发动机舱而言，流动特性的好坏，直接关系到冷却系统的散热性能、舱内温度分布、以及发动机和相关零部件的的寿命，进而影响汽车的动力性、经济型和可靠性[14-15]。
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1.2 汽车发动机舱散热研究现状
正如上文所述，随着人们对汽车综合性能的要求日趋严格，汽车发动机舱的集成部件越来越多，机舱空间变得更加狭窄，加上发动机功率密度的日益增大，汽车散热系统面临着更加严峻的挑战。因各方面的原因导致汽车出现的散热问题屡见不鲜，世界汽车工业已经投入非常大的精力来着手这方面的研究，如何在保证整车性能的情况下，提升冷却系统的散热能力，成为了国内外众多汽车厂商以及高校学者关注的课题。汽车发动机舱的散热研究涉及流体力学、传热学、材料学、汽车构造等多门学科，要进行全面系统的研究分析还存在一些困难。在相当一段时间里，台架试验是研究发动机舱散热比较有效的手段，而随着软硬件技术的发展，高效的仿真计算与更加精确的试验相结合，为研究汽车冷却系散热提供了新的途径。进入 21世纪以来，对于汽车散热系统的研究已经趋于完善。
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第 2 章 计算流体力学的理论基础
2.1 计算流体力学概述
计算流体力学的发展是以计算机技术为基础的，它主要是通过数值计算来研究分析流体的运动与传热。CFD 技术能够让人们在短时间内实现对流场的预测，帮助人们理解和解决实际的流动问题，并为实验提供有效的指导，从而节省精力和财力。根据流体力学理论，自然界的一切流动问题都可以用两个方程来表达：连续性方程和 N-S 方程，前者即质量守恒方程，而后者是动量守恒方程。从理论上讲，如果将某一时刻流场的参数设为初始值，代入上述两个方程求解，就可以得到其他任意时刻任意点的流场参数。但是，实际动量守恒方程的非线性使得对该方程的求解异常复杂，这使得除少数简单的情况外，求解 N-S 方程都是一项充满挑战的任务。事实上，证明 N-S 方程解的存在性与光滑性仍是美国克雷研究所悬赏征解的世纪难题[46]。CFD 计算的本质是解方程。对实际湍流问题而言，若直接求解三维非稳态控制方程，将消耗非常大的计算机资源，因此目前还无法用于工程计算。为了解决这个问题，降低求解对计算机硬件的要求，工程上通常是将非稳态的 N-S 方程做时间上的平均处理，从而得到时均化的流场。不过在这种情况下，控制方程组并不是封闭的，所以需要构造额外方程使其达到求解的条件，而构造新方程的过程就是建立湍流模型的过程。这种通过时均化的方程组求解起来比直接求解三维非稳态控制方程要容易的多，因此广泛应用以工程计算。目前的商用软件如 FLUENT、STAR-CD 等就是这种求解思想。
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2.2 流动与传热的控制方程
流体的运动是自然界中常见的物质运动，流体的流动受物理定律的支配，即要满足质量守恒、动量守恒与能量守恒[48]。CFD 的计算思想是将描述流体流动的连续的方程组离散化，使之成为能在计算机上求解的代数方程组。汽车发动机舱的内流近似于不可压缩气体的湍流运动，如果同时考虑到发动机舱的散热，不仅要求解时均化的质量守恒方程与动量守恒方程，还要求解能量方程。根据离散方程推导方法的不同，CFD 的离散方法有有限差分法、有限元法和有限体积法，其中有限体积法是最常见的离散方法。商用 CFD 软件 FLUENT 采用有限体积法将偏微分方程转化成线性代数方程，然后求解线性代数方程组。网格划分将连续的流场空间分成有限个相互连接的网格单元，每个网格单元由位于几何中心的控制点和其周围的网格面组成，求解控制方程实际上是获取全部控制点上流场变量的值。在有限体积法中，控制方程反映的是流场变量在网格单元上的守恒关系，也就是某个流场变量在网格单元内的增量等于该流场变量在各边界面上通量的总和。有限体积法就是通过边界面上的通量来计算控制点上的变量[49]。
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第 3 章 发动机舱流动与传热数值计算 ....17
3.1 数学模型 .... 17
3.2 网格模型 .... 18
3.3 边界条件 .... 20
3.4 数值计算结果分析...... 24
3.5 本章小结 .... 32
第 4 章 散热系统结构改进对舱内温度场的影响.........33
4.1 风扇导流罩 ...... 33
4.2 圆弧鼓包面 ...... 36
4.3 散热器导风罩 ........ 37
4.4 改进计算结果对比...... 39
4.5 改进结果验证 ........ 43
4.5.1 改进结果评价方法 ....... 43
4.5.2 实验验证 ........ 44
4.6 本章小结 .... 44
第 5 章 结论与展望.......46
5.1 总结与创新 ...... 46
5.2 展望 ....... 47
第 4 章 散热系统结构改进对舱内温度场的影响
4.1 风扇导流罩
根据第三章中流场计算的结果，为改善风扇后的回流，参考实车结构设计了风扇导流罩，其结构如图 4.1a 所示。为使改进的效果最好，本文以导流罩上沿距离发动机上表面的距离为 H 为基准，设计了两种方案，一种是 H1=△h/2，如图4.2 所示；另一种是 H2=2△h/3。其中，△h 是发动机上表面与鼓包罩下表面间的距离。图 4.3~4.6 显示了最大扭矩点和额定功率点工况下，方案 H1 和 H2 在机舱纵向对称面上的流场与温度场计算结果对比。可以看到，无论在哪种工况下，H2方案的效果都要更好，具体表现为发动机舱上部的的流场速度更大，冷却系的积热区域更小，温度更低，且机舱下部温度的分布更加均匀。这是因为相比 H1，H2 方案导流罩有更大的出口面，在抑制回流的同时，还不影响上部气流的出流状态，机舱上部有缸盖、涡轮增压等发热件，更好的流动特性显然有利于热量的及时散发。
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结论
本文以提升前置客车散热性能为出发点，依托东风商用车公司关于“前置客车散热性能提升”的项目，通过建立汽车内外流场的空气动力学模型，并结合 CFD数值模拟技术，探讨了一套基于发动机舱结构优化来提升机舱散热能力的方法，并依此提出了相应的优化方案，计算结果对于前置客车发动机舱的设计具有一定的指导意义。本文主要做了如下的工作：
（1）通过阅读大量的文献，掌握了当前国内外在发动机舱散热领域的研究与发展状况，探讨了 CFD 技术在汽车空气动力学方面的优势，并结合社会与经济的发展，明确了保证发动机舱散热性能的重要意义；对 CFD 数值计算的理论基础及求解方法作了介绍，理解计算流体力学的本质，为后面的研究工作打下了基础。
（2）采用三维制图工具SOLIDWORKS建立了目标车型的CFD数值计算模型。在模型简化上，除考虑发动机舱内与数值模拟相关的主要部件外，还保留了悬架系统、转向系统、制动系统以及细小的进气格栅等部件，以求用更加接近实车的模型进行模拟。与前人研究相比，求解模型更真实。
（3）汽车 CFD 数值计算需要大量的时间来完成前处理工作，不仅模型简化处理，划分网格和设定边界条件也需要相当大的精力。本文采用的模型比较接近真实模型，这也使划分网格的过程更加困难，而发动机舱内的零部件众多，结构复杂，如何快捷而且准确地设定好整个流场的边界条件也是本文在反复计算中探索的一环。
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参考文献（略）
经典工程论文范文篇二
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
自上世纪九十年代，高速公路兴起并形成规模，促使国内综合运输体系的格局发生重大变化。高速公路和铁路一样，是旅客运输的骨干和动脉。高速公路不仅为营业性客运（班线和旅游）提供了扩展的空间；同时也为个性化的高速客运（乘用车出行）创造了条件。现在高速公路旅客周转量约占全社会公路旅客周转量的 1/3。从 2009 年起，高速公路旅客周转量超过了铁路旅客周转量，2012 年相当于铁路旅客周转量的 121.44%[1]，见表 1.1。近年来，频发的道路交通安全事故不断引起政府的高度重视。而在道路安全事故中，卧铺客车因其采用双层布局、空间狭小、易引发安全事故等原因，导致工信部与公安部于 2011 年 12 月 31 日联合发布了 632 号文，明确规定：自本通知下发之日起，在卧铺客车安全技术标准修订公布之前，工业和信息化部暂停受理卧铺客车新产品申报《公告》。自 2012 年 3 月 1 日起，相关企业应暂停生产、销售卧铺客车产品，工业和信息化部暂停全部卧铺客车产品《公告》，公安机关交通管理部门暂停办理卧铺客车注册登记[2]。此举意味着，根据卧铺客车正常报废年限，客运市场上的营运卧铺客车将在 5 年内消失。2012 年 7 月，国务院办公厅又出台了《国务院关于加强道路交通安全工作的意见》，其中着重提出要加强道路交通安全整治工作。具体表现为客运企业的安全管理，提出:创造条件积极推行长途客运车辆凌晨2 时至5时停止运行或实行接驳运输以加强安全行车[3]。
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1.2 高速公路客运的发展现状
2012 年底，我国高速公路通车里程 96200 公里（不含港澳特别行政区和台湾省，下同），同比增长 13.25%，占公路总里程的 2.27%。2012 年我国高速公路行驶量 3633.75亿车公里，同比增长 8.79%，而 2011 年同比增幅高大 18.94%，可以看出高速公路整体行驶量增长趋势下降明显。2012 年实现旅客周转量 11916.25 亿人公里，同比增长 7.48%，2011 年同比增幅为19.31%，高速公路上旅客周转量增速也呈现明显下降趋势。其中，2012 年高速公路乘用车旅客周转量达到 5956.53 亿人公里，同比增长 14.06%，占高速公路旅客周转量的比重为 49.99%，比 2011 年增加 2.99%，乘用车客运比重增加很快。2012 年，高速公路上乘用车旅客运输密度（以下简称客运密度）为 619.78 万人公里/公里，比 2011 年还有小幅增长，见图 1.2 和表 1.2。2012 年我国高速公路上营业性客运车辆实现的旅客周转量占全社会营业性客车旅客周转量的 30.02%，同比下降 2.98%。客运密度为 576.32 万人公里/公里，同比下降11.49%，见图 1.3 和表 1.2。营业性客运密度从 2009 年后持续下降，受到外界政策和综合运输体系的发展而影响较大。
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第二章 影响我国高速公路客运的因素
2.1 高速公路的发展
上世纪 20 年代，高速公路作为一种快速、安全、通过能力强的新型交通方式逐渐兴起，并且在之后在世界各国得到了高速发展。1988 年 10 月上海沪嘉高速通车以来，高速公路开始走上国内运输的舞台，随之而来的是 1988 年 7 月在沈阳召开的第一次全国高级公路建设现场会，随后，广佛、沈大、西临、五黄、成渝以及京津塘高速公路纷纷上马，高速公路开始逐渐进入人们的视野，一直以来都习惯于将大量时间放在路上的中国人，开始与高速出行相互接触与磨合[10]。1988 年到 1996 年这段时间，我国建成高速公路 37 条，总计通车里程达到 3422 公里（不含台湾省）。平均每年建设高速公路 324 公里，建设速度仅次于美国，位居世界第二[11]。1997 年起，我国高速公路进入快速发展时期，由于高速公路发展普遍得到全社会的认同，以及已建成高速公路对我国经济发展的巨大拉动作用，加之 1997 年的金融危机肆虐亚洲，我国中央政府实施了拉动内需、加快基础设施建设、加大对高速公路建设的投资力度，这在政策上再一次对我国的高速公路建设起到了推动作用。2004 年 12 月 17 日，我国高速公路迎来了划时代的一刻，国务院审议通过《国家高速公路规划》，国家高速公路规划期限为 2013 年至 2030 年，明确国家高速公路网由：7射、9 纵、18 横等线路组成，总规模大约为 8.5 万公里[12]，截至 2012 年底，我国国家高速公路里程达到了 96200 公里(不含港澳特别行政区和台湾省，下同)，相比往年同比增长 13.25%[1]，从 2008 年至 2012 年我国高速公路通车里程见表 2.1。图 2.1 为 2012 年中国高速客运密度并为通行情况。
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2.2 相关政策的出台
近年来，全国道路交通量持续高位增长、交通工具日趋多元、群众出行需求日益旺盛，但新情况和新问题也不断涌现[14]。其中道路交通事故便频频发生。2012 年，全国高速公路共发生事故起数 8896 起，导致死亡人数达 6144 人，受伤人数为 12298 人，造成的直接经济财产损失为 341 949 058 元。在客车事故中，以卧铺客车肇事事故导致的重特大交通事故居多，事故后果严重，受社会关注度较高严重[15]。2012 年我国营运卧铺客车数量约 3.8 万辆，占公路客运车辆总数不足 2% ，但其肇事导致的重特大事故频繁发生，安全问题突出，2009 年以来，我国已经发生卧铺大客车一次死亡 10 人以上的道路交通事故 10 起[16]。基于此，工信部与公安部在 2011 年 12 月 31 日联合发布有关卧铺客车的 632 号文件，其中明确规定：自本通知下发之日起，在卧铺客车安全技术标准修订公布之前，工业和信息化部暂停受理卧铺客车新产品申报《公告》。自 2012 年 3 月 1 日起，相关企业应暂停生产、销售卧铺客车产品，工业和信息化部暂停全部卧铺客车产品《公告》，公安机关交通管理部门暂停办理卧铺客车注册登记。鉴于我国卧铺客车面临着如果没有新的准入政策的出台，按照现行卧铺客车的正常报废年限，未来的五年内卧铺客车将从我国长途客运市场上逐渐消失。
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第三章限行前后调查与高速公路运输数据分析......16
3.1 夜间限行前后客车市场调查 .........16
3.2 高速公路收费数据库运输数据采集及分析 .........25
3.3 调查分析小结......... 29
第四章公路客车存在的问题 ....... 30
4.1 市场现有存在的替代车型....... 30
4.2 替代客车车型的不足......... 31
4.3 本章小结..... 34
第五章公路客车车型的改进优化 ..... 36
5.1 乘坐舒适性改善方案.... 36
5.1.1 座椅调整理论基础........ 36
5.1.2 改进方案的提出...... 37
5.2 标配驾驶员铺......... 40
5.3 适宜改善方案的车型选择....... 42
5.4 本章小结..... 43
第五章 公路客车车型的改进优化
5.1 乘坐舒适性改善方案
长途客车运输中，客车乘客的座椅的舒适度直接影响乘客的乘车体验，良好的乘车体验对乘客选择客车交通方式至关重要。而现如今长途客车市场特别适用于长途运输，卧铺客车前途未卜，存在退市的可能，替代卧铺客车出现的代卧客车受 2013 年颁布的《营运客车类型划分及等级评定》标准中对乘客座椅靠背调整角度限制在 15~30゜这样一个较小的范围内的影响，降低了乘客的乘坐舒适性，同时降低了客车对乘客的吸引力。乘客乘坐长途客运客车过程中，由于车内空间狭小，乘客除了可以在长途客车位于服务区停止的过程中下车走动外，其余时间均在座椅上保持为背部、颈部、腰部、臀部、大腿下部与座椅接触的乘坐的姿态。长久保持同一姿态，易导致乘客的背部、颈部、腰部、臀部、大腿、小腿因肌肉疲劳引起的肌肉酸痛，导致乘车的直观感受为不舒适[22]。
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结 论
公路客车受国家政策影响很大，当国家政策发生变化时，需同时满足政策要求和市场的需求，所以公路客车在进行开发设计时，必须兼顾国家政策、相关标准和市场的影响，不仅满足国家政策的要求和相关标准的限制，更要清楚市场终端（客户）的需求，才能更满足于市场。通过对乘客、司机驾驶员和客运公司的走访调研，研究了我国目前公路客车运营环境下对客车的需求，从车型配置的角度出发，结合高速公路收费数据库的数据分析，得出以下结论：
1）通过问卷调查，数据分析，得到长途客车夜间停车休息制度对客车营运市场产生了巨大的影响，乘客需求集中于乘坐的舒适性和安全行驶，同时客运公司通过对线路调整和班次的变化以应对当前客运市场环境。
2）基于高速公路收费系统数据库对福建省长途客车夜间停车休息制度前后的高速公路数据进行了分析研究，夜间限行前后高速公路营运车辆的交通量受到较大影响，夜间限行政策实施后，7 座以上客车交通量减少 13.7%，其中 3 型客车交通量减少 22.1%，4型客车交通量减少 14.5%；客车日均交通量减少 1320.6 辆。
3）对当前代卧客车进行了简单的研究，发现代卧客车虽然满足市场对座椅舒适性的要求，但采用增大座椅靠背提高舒适性的方法受到当前新的客车标准的限制，而车辆无法保证副驾驶员的良好休息或休息安全性，需要进一步优化。
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参考文献（略）
经典工程论文范文篇三
第一章绪论
1.1课题背景与来源
1.1.1课题背景
科技进步和人民生活水平的提高，对产品多样化和个性化的需求不断提高，而且节约和修补后继续使用的观念越来越淡薄，更新换代的速度日益加快，使产品特别是新品的周期日益缩短，废弃和淘汰的产品不断增加，资源消耗不断加速，使人类生存的环境越来越严峻，在人们的生存环境不断恶化的过程中，人们逐渐认识到过度消耗资源的严重性和保护环境与资源的迫切性，进而提出了保护环境和优化资源利用的理论并釆取了相应的措施。与此同时，随着人们的环保和充分利用资源意识的不断加强，建立了相应的法规与制度，并日渐完善。世界上许多国家特别是一些发达的工业化国家开始对淘汰和废弃产品的剩余利用价值利用进行研究与开发，防止废弃产品对环境造成污染，同时能合理利用一些有一定价值的废旧产品。对于一般传统的废弃产品，其回收处理过程一般是采用通过分类、拆卸、拣选等方式提取出废旧产品中有用原材料[1]。对于无法再利用的废旧产品大部分采用简单的废弃处理方式（焚烧或者填埋等)[2]。上世纪80年代起，再制造(Remanufacturing)一种新的废旧产品回收与处理方式，引起了人们的广泛关注。
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1.2研究意义及目的
近三十年来，我国的经济建设取得了巨大的发展，科学技术也得到了很大的发展，作为我国经济发展的支柱产业一机械制造业更是发展迅猛，我国国民经济基础设施建设的持续发展，对各类型的工程机械需求量持续增长，使我国工程机械的生产经历了从无到有、从低端产品到高端产品、从少量到大量的发展过程。中国的工程机械行业不断发展与壮大，已经成为国内具有庞大的企业数量、较强的生产制造能力、规格品种基本齐全的重要生产制造产行业之一。中国已成为世界范围内的工程机械生产大国。然而长期以来，制造界主要以开发新产品、扩大产品的数量以获得效益为主要目的，对整体资源消耗、环境保护等方面的社会因素考虑不多。所以未能对废弃(废旧)产品的剩余价值(功能)给以足够的重视、研究与开发。工业界对于再制造的重要性认识不足，认为再制造只是维修或环保措施，企业的经济效益无或较低，故在企业规划中没有或者较少考虑。实际上，再制造并不是传统意义上的废旧产品回收，而是充分利用废旧产品的剩余价值，通过再制造提高资源的利用率，减少消耗，降低成本。由于中国经济建设的持续性和长期性，对资源的依赖程度越来越高，同时人们对生存环境保护的迫切性，因此，大力发展工程机械再制造产业具有深远的战略意义。机械产品零部件再制造是在保证产品质量的基础上，使成本大大地降低。据有关研究与统计，与制造新品相比，再制造一个同型号的零部件，可以节材70%，节能60%，降低大气污染物排放量80%以上，且一般再制造产品的价格仅为新产品价格的40%-60%。
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第二章工程机械产品再制造的实施现状与特点
2.1工程机械定义和分类
根据中国工程机械工业协会2011年6月1日发布与实施的中国工程机械工业协会标准——《工程机械定义及类组划分》（GXB/TYOOO1-2011),工程机械被定义为：凡土石方工程，流动起重装卸工程，人货升降输送工程，市政、环卫及各种建设工程、综合机械化施工以及同上述工程相关的生产过程机械化所应用的机械设备，称为工程机械。工程机械是机械工业的重要组成部分之一。与交通运输业建设(铁路、公路、港口、机场、管道输送等），能源业建设和生产(煤炭、石油、火电、水电、核电等）、原材料工业建设和生产(有色矿山、黑色矿山、建材矿山、化工原料矿山等）、农林水利建设(农田土壤改良、农村筑路、农田水利、农村建设和改造、林区筑路和维护、储木场建设、育材、采伐、树根和树枝收集、江河堤坝建设和维护、湖河管理、河道清齡、防洪堵漏等）、工业民用建筑(各种工业建筑、民用建筑、城市建设和改造、环境保护工程等）以及国防工程建设诸领域的发展息息相关，也就是说，以上诸领域是工程机械的最主要市场。这些领域的现代化建设要求与目标也推动了工程机械的发展，同时这些领域的现代化建设也离不开工程机械。
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2.2工程机械产品的特征
工程机械的服务对象主要是野外作业的工程，而且由于大多数工程的内容、要求以及作业环境有着显著的差别，所以工程机械种类繁多。这就决定了对工程机械产品的要求和特点与一般的产品有很大的差别，即使是一般机械产品与其相比都存在着明显的差别，民用产品更是存在着相当大的差别。这些差别主要体现在作业特点与性能要求、制造特性以及销售特性等方面。下面将对这些特征加以分析。工程机械服务的大部分工程在完工后，其使用期都较为长，所以质量是百年大计，因此工程质量是第一要素，尤其是关系到国民经济的基础设施建设。例如：公路、铁路、机场、水电站、大型桥梁、隧道等国家重点项目与重大项目的建设，更是对工程的质量有相当高的要求，有时候甚至会达到荀刻的程度。如何保证工程达到高质量的要求，这就要求工程机械具备完成高质量作业的性能，能够综合采用机械、电子、液压和GPS定位等多方面的先进技术。例如，在建设普通公路时对路面的平整度要求一般，普通的筑路机械就能满足工程要求，但是在建设高速公路时对路面平整度的要求完全提高到了相当高的一个层次，达到了毫米级别。与此同时，对高速公路的承载能力和寿命也提出了相当高的要求，路面机械的各项性能面临巨大考验。摊铺机械必须采用激光测距和电子、液压等技术才能满足作业质量要求。
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第三章工程机械零部件再制造性评估指标体系............. 20
3.1工程机械关键零部件的再制造性........... 20
3.2工程机械零部件再制造流程........... 21
3.3工程机械零部件再制造的评估指标体系........... 32
3.3.1技术性 ...........32
3.3.2经济性........... 34
3.3.3环境性........... 38
第四章工程机械关键零部件再制造性评........... 39
4.1评估方法简介........... 39
4.2层次分析法(AHP)........... 40
4.3 AHP评估模型的建立 ........... 41
4.4评估堉标权重的确定........... 42
4.5工程机械关键零部件的再制造性与综合评估........... 46
第五章评估程序及工程应用案例分析........... 50
5.1评估系统程序........... 50
5.1.1系统登录 ...........50
5.1.2数据录入模块........... 51
5.1.3评估模块 ...........52
5.1.4数据库维护及帮助........... 53
5.2工程应用案例 ........... 53
第五章评估程序及工程应用案例分析
5.1评估系统程序
这里我们选取工程机械中比较典型的零件——油紅作为案例分析，进一步说明评估程序的应用，首先邀请了专家对油紅开展再制造的最低要求进行判断和评价，对表4-5表进行最低标准的判断，多位专家均认为各项指标应起码达到“一般”这个标准才值得进行再制造，也就是说打分均在3分，这样综合评估值也为3分。当然换一些专家，其最低值可能会有一定的变化，作为评估系统程序的应用案例，我们暂且接受综合评估的最低值为3分。然后专家对某工程机械产品中的转斗油紅进行判断与评估，利用评估程序进行数据输入、计算，最后得出结果。当完成判断矩阵输入后，即可计算出各指标的排序权值，如表5-1、表5-2、表5-3、表5-4所示。对各单一矩阵进行排序和一致性的检验，如图5-10所示。本例四个判断矩阵的一致性指标CR分别为0.05，0.06，0.04与0，均小于0.1，通过了一致性检验。随后对所有指标的权重进行总的排序，如图5-11所示。
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结论
再制造作为可持续发展的绿色制造循环经济模式，对资源的节约和环境的保护起到重要的积极作用，受到越来越多的人的重视，作为世界上最大的工程机械生产大国，其零部件产品的再制造是将来发展的趋势。本文围绕工程机械关键零部件再制造特性与评估进行了分析与探讨，主要工作内容与结论如下：本文首先介绍与分析了再制造的发展历程，国内外再制造研究与发展概况，明确了工程机械产品与零部件开展再制造具有积极的意义和良好的前景。阐述了工程机械产品的特点与分类，从工程机械的作业特点与性能要求、制造特征和销售特征等方面对工程机械的特点进行分析与探讨，对关键零部件的定义以及划分原则进行了讨论，工程机械以及重要等级和优先等级来确定零部件的关键程度。根据再制造的理论和工程机械关键零部件的特征，结合技术、经济、环境等方面的因素，提出了工程机械关键零部件再制造的评估指标体系，为实现再制造评估奠定了基础。指标体系中共有16个指标，其中技术指标为7个，经济指标为6个，环境指标为3个，考虑到经济效益是企业追求的主要目标之一，在废旧零部件回收价格的确定上，通过博弈理论讨论制造商、销售商、用户三者之间回收价格的博弈。
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参考文献（略）
经典工程论文范文篇四
第一章绪论
1.1课题研究背景和意义
汽车自1886年诞生至今己有120多年历史[1]，毫无疑问，汽车给人们生活带来了诸多便利，甚至已经成为许多人的生活必需品。但与此同时，汽车行业的迅速发展也给人们带来了能源和环境问题的双重挑战[2]。中国汽车产业正处于蓬勃发展阶段，因此对石油能源的消耗亦日益剧增。然而近20年来中国的石油产量增长缓慢，并且严重滞后于需求的增长，这导致了中国的石油供应缺口越来越大。2004年，中国进口原油达到1.2亿吨，其中的30%用于了汽车消耗。另据国家发改委统计，我国石油对外依存度已由2000年的30.2%上升至2012年的57.8%，几近翻番。有业内专家预计，这个数字到2035年可能攀升至80%,远超50%这一国际公认警戒线，随之产生的问题就是中国的能源安全日渐堪忧[4]。与此同时，汽车尾气对环境的污染也越来越严重[5]。国家环保部的数据显示，2011年，全国机动车排放污染物4607.9万吨，比2010年增加3.5%,汽车便是污染物总量的主要贡献者。而自2012年末以来在全国范围内频发的雾霾天气，更加引起了人们对于环境污染问题的高度关注。机动车排放的污染物是导致雾霾天气的主要因素之一，北京雾霾天气从影响来看，机动车排放占到了22.2%。2013年2月份，习近平总书记在看望北京某施工工地时曾指出：“发展公共交通是现代城市发展的方向。治理雾霾天气要多管齐下，发展公共交通、减少汽车尾气排放就是其中很重要的一个举措。”
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1.2电动汽车再生制动研究现状
1.2.1国外再生制动研究现状
目前，国际上的各大汽车公司和研究机构都在积极研发混合动力车型。随着混合动力汽车的发展，再生制动能量回收技术的研究也逐渐走向成熟。日木丰田Prius轿车的ECB制动系统能够实现四轮单独控制，车辆的常规制动、紧急制动、制动能量回收以及防加速打滑控制等技术只需一套制动系统就可实现[I4]。该款混合动力汽车在搭载丰田HTS-n系统以后，能通过再生制动系统提高整车能量利用率20%以上。本田汽车公司在其开发的INSIGHT混合动力汽车上，基于ISG电机(Integrated Starter Generator)、液压系统并结合发动机节气门控制，提出了一种双制动力分配系数控制再生制动系统，通过该系统，实现了混合动力汽车制动能量的高效回收[15]。美国福特公司推出的混合动力款Escape应用了线传电液系列再生制动系统，线传控制技术以及电子机械制动器代替机械及液压制动系统，把来自驾驶员的命令转变为电信号，以驱动电机实现所需的操作，显著提高了制动能量回收效率，改善了汽车制动的方向稳定性和舒适性[16]。美国Texas A&M大学的Yimin Gao等提出了评价再生制动能量回收效率的三种制动力分配策略，并在城市行驶循环工况下对中度混合动力汽车进行了仿真分析美国Michigan大学的Panagiotidis等建立了并联式混合动力汽车的再生制动模型，对再生制动的效果进行了仿真计算和影响因素的分析比较美国福特研究所的Cikanek等提出了基于最小附加成本并能有效改善制动性能和效率的并联式混合动力汽车的再生制动系统。
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第二章混合动力客车动力总成及制动系统分析
2.1混合动力客车动力总成
2.1.1混合动力汽车构型和特点
混合动力汽车构型可按照动力传动系统的机械连接结构、汽车的用途、混合度大小或者是否依赖电网充电等来进行分类一般情况下，根据其部件的种类、数量和连接关系可以将HEV的动力系统分为：串联式混合动力汽车(SHEV, Series Hybrid Electric Vehicle)、并联式混合动力汽车(PHEV, Parallel Hybrid Electric Vehicle)和混联式混合动力汽车（SPHEV，Split Hybrid Electric Vehicle)。SHEV驱动系统由发动机、发电机和电动机三部分串联组成，其结构形式比较单一，如图2-1所示。SHEV的最大特点是在任何情况下均通过电动机驱动车辆，而发动机仪通过拖动发电机产生电能。辅助功率单元APU(Auxiliary Power Unit)和车载动力电池共同构成SHEV的动力源。在不同工况环境下，既可由APU或动力电池单独向电机提供需求驱动功率，也可由二者共同承担。在电池荷电状态较低时，APU还可为电池充电。串联式结构的优点是：从总体上看结构和工作原理比较简单，易于控制；由于发动机仅与发电机有机械连接，因此工作状态与车辆运行条件无关，有利于将发动机工作点稳定控制在一定范围内，从而提高效率、降低排放；电动机、电池和APU之间通过电气连接，从车体空间考虑局限性较小，易于布置。缺点是：发动机的输出机械能需先由发电机转换为电能，再通过电动机转换为机械能输出，传递过程中的损耗使能量利用率减低；对驱动电机的功率要求和电池的容量要求较大，因此外形尺寸和重量也较大。
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2.2串联式混合动力客车整车控制和参数设计
2.2.1串联式混合动力客车整车控制策略
串联式混合动力客车运行时可划分为多种工作模式[34]，包括纯电动、APU单独驱动、混合驱动、APU驱动并充电和再生制动模式，各工作模式及其对应的能量流动路线如表2-1所示。由于串联式混合动力客车的发动机工作点与车辆运行工况没有直接联系，可使发动机始终在最佳效率区和排放区工作。SHEB整车控制器根据车辆运行状态、负载条件以及电池的荷电状态SOC(State of Charge)等来选择不同的运行模式，从而在满足驱动要求的前提下尽量使发动机工作在最佳状态，同时将电池SOC保持在规定范围内。由于车辆的驱动完全依赖于电动机，电动机的参数应满足车辆最大需求功率和动力性指标的要求。在低速或爬坡时电机应能提供大转矩，高速行驶时输出高功率，并且调速范围要大。在车辆制动时，要求电机能进行再生制动对电池充电。
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第三章混合动力客车再生制动影响因素............ 20
3.1汽车制动过程动力学分析............ 20
3.2前后轮制动力分配 ............22
3.3再生制动能量回收限制因素............ 25
3.3.1再生制动的影响因素............ 25
3.3.2最大再生制动转矩限制............ 26
3.4变速器换挡对制动的影响及应对方法............ 28
3.5本章小结............ 31
第四章混合动力客车再生制动控制策略............32
4.1后驱型SHEB典型制动力分配策略............ 32
4.1.1速度系数制动力分配策略............ 33
4.1.2线性比例制动力分配策略............ 34
4.1.3理想制动力分配策略 ............35
4.2基于Cruise的仿真建模及结果分析............ 36
4.2.1仿真软件Cruise简介............ 36
4.2.2混合动力客车整车模型............ 37
4.2.3制动控制策略模型............ 38
4.2.4仿真结果及分析............40
4.3基于制动踏板行程的制动力模糊控制策略............ 47
4.4本章小结 ............56
第五章混合动力客车再生制动与ABS协调控制............ 57
5.1基于逻辑门限值的ABS控制研究 ............57
5.2再生制动与ABS协调控制策略............ 59
5.3紧急制动仿真结果及分析............ 60
5.4本章小结............ 67
第五章混合动力客车再生制动与ABS协调控制研究
5.1基于選辑门限值的ABS控制研究
ABS系统对工作可靠性的要求很高，需要实时监控车轮运动状态，系统启动反应迅速。该特点对研究可行的ABS控制算法有很大的限制，复杂的算法难以实现。目前ABS研究中常使用的控制方法有逻辑门限值控制、PID控制、滑模变结构控制以及鲁棒控制等，但市场上己有的ABS产品几乎毫无例外地采用逻辑门限值控制方法。该方法并不涉及具体系统的数学模型，对于非线性系统具有控制简单，计算量小，便于实现的优点，但是控制逻辑较为复杂，波动较大[55]。目前来看，该控制方法能够较好地实现车轮的防抱死控制。采用逻辑门限值控制方法，门限值的选取会直接影响到制动效果。可供选择的门限值参数有车轮滑移率〃和制动加速度a。如果以单独的加速度门限作为控制量，有可能会使车辆在高速紧急制动时的控制逻辑失效；而如果仅以滑移率门限作为控制量，则控制效果会随路面附着系数的不同而发生变化[56][57]。因此，逻辑门限值控制方法大多数选用车轮的制动加速度门限为主要门限，滑移率门限为辅助门限，将二者结合起来进行控制以在不同工况下均可获得良好的控制效果。
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结论
与传统汽车相比，混合动力汽车的制动系统由电机再生制动与摩擦制动共同组成，可以通过再生制动回收部分制动能量并回馈到能量存储系统中，提高能量利用率，对延长车辆续驶里程、节约能源具有重大意义。但是，再生制动的加入亦使混合动力汽车制动控制策略更加复杂。木文针对混合动力汽车再生-摩擦制动系统的特点，以在保证制动安全的前提下尽可能多地回收能量为目标，对制动力分配策略和再生制动与摩擦制动系统、ABS系统的协调控制策略进行了研究，主要包括以下三个方面内容：以汽车制动受力分析为基础，将影响再生制动的主要因素考虑在内，确定了混合动力客车的前、后轮制动力分配限制以及可作用在驱动轮上的最大再生制动转矩，在满足制动性能的前提下充分利用再生制动能力回收能量。针对变速器换挡导致电机与传动系统断开连接而无法回收能量的情况，优化机械式自动变速器(AMT)的换挡规律并预先调整各制动力大小，以改善制动平顺性并保持能量回收的持续性。
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参考文献（略）
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第1章 绪论
1.1 课题提出
严重的动态载荷会加剧汽车零部件的磨损，甚至造成损坏。因此，动态载荷的准确模拟是汽车零部件进行可靠性和耐久性设计的依据。然而，在汽车预开发阶段，整车厂家将整车性能开发目标进行总成性能分解时，只能向零部件厂商提供性能参数，无法提供动态载荷参数，零部件厂商在生产零部件时，只能按照以往设计经验，假定静载采取保守设计，这样就不能保证零部件的寿命，也无法控制尺寸和重量，从而给后期的可靠性、轻量化和尺寸控制增加了难度[1]。因此，基于总成特性的动力学模型应该准确仿真出轮轴处的动态载荷。目前已有的基于总成特性的动力学模型是性能模型，以稳态性能仿真为主，其计算结果与实车的稳态性能具有较高的一致性，然而由于未对影响动态载荷的关键环节进行细致化建模，尚不能对整车的动态现象进行准确模拟[2]，导致无法准确仿真轮轴处的动态载荷。动态载荷准确模拟是一个十分复杂的研究课题，关键环节包括悬架和轮胎的承载特性、悬架的导向特性、传动系的非稳态总成特性、发动机瞬态激励和路面不平度激励等。本文主要研究悬架和胎体的承载特性的细致化建模，这是由于悬架承载特性决定了轮轴的主运动，而轮轴处动态载荷的重要来源—路面不平度激励—直接作用在胎体上，当轮轴处的位形一定时，胎体的承载特性决定了轮轴处动态载荷，如图 1.1 所示。因此，为准确模拟轮轴处的动态载荷，基于总成特性的动力学模型需要对汽车承载系统的特性进行准确建模。
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1.2 承载特性的研究现状
1.2.1 承载系统迟滞特性的描述
加载与卸载曲线不重合的现象称为迟滞现象，本文主要研究悬架和胎体的承载特性中出现的迟滞现象。悬架承载特性是悬架系统特性的一个重要方面，主要研究汽车垂直方向的载荷变化时悬架的垂向刚度特性。悬架中使用了大量橡胶衬套，其内部分子间有摩擦和粘弹性，悬架元件间也有摩擦作用，这使得悬架在其准静态承载特性试验中也表现出非线性迟滞特性，具体表现为悬架承载力和悬架垂向变形量曲线在悬架加载和卸载时并不重合，形成如图 1.2 所示的滞回曲线，称为悬架迟滞特性。迟滞特性的存在导致悬架在不同的加卸载变化点时表现出不同的等效刚度。对悬架垂向刚度特性的描述主要有两种方法[3]：1. 名义刚度(normal stiffness)，即不考虑悬架中的摩擦与粘弹性影响的弹性元件的理论设计刚度，表现为大振幅运动时的悬架刚度；2. 乘适刚度(ride stiffness)，即悬架在工作载荷附近小振幅运动时的悬架等效刚度。通常乘适刚度是名义刚度的数倍，某些极限情况下，乘适刚度甚至可能比名义刚度大一个数量级。随着变形量的增大，乘适刚度减小，并接近名义刚度。乘适刚度发生变化时，汽车的簧载质量与非簧载质量的固有频率随之改变，导致汽车在不同行驶条件下呈现出不同的振动特性。
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第2章 承载系统迟滞模型的建立
2.1 引言
汽车行驶过程中，路面不平度是汽车振动的基本输入，它直接作用在轮胎上，经过胎体和悬架缓冲及减振后传递到车架。因此，采用虚拟样机技术对汽车进行仿真分析时，准确建立悬架和胎体的承载特性模型对提高整车模型的动态仿真精度具有重要意义。针对第一章总结的悬架和胎体的承载特性模型在动态仿真过程中的不足，本章主要从以下几个方面进行研究：首先，分析悬架承载特性的建模环节，重点对影响悬架动态过程的摩擦特性和粘弹性进行建模；然后，分析胎体承载特性模型的建模要点，重点对胎体的频率相关特性和摩擦特性进行建模。
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2.2 悬架迟滞承载模型
悬架承载特性是汽车悬架系统特性的一个重要方面，主要研究汽车垂直方向载荷变化时的悬架垂向刚度特性。悬架的主要部件包括：弹性元件，减振器，以及弹性限位器、导向机构（纵、横向推力杆）和横向稳定器等。随着汽车向高速化、舒适化迈进，研究者在设计汽车时对操纵稳定性和乘坐舒适性的要求也越来越高，因此许多类型的弹性元件和减振器被应用于悬架总成设计中。商用车上广泛采用钢板弹簧，通过片间的预压使得多片簧片叠加在一起使用，簧片之间有接触，干摩擦的产生不可避免。乘用车则广泛采用螺旋弹簧与减振器配合使用的方式，减振器的活塞和套筒壁间也有摩擦存在。此外，为了衰减汽车的振动，悬架中应用了大量的橡胶衬套，其内部分子间也有摩擦和粘弹性。元件之间的耦合作用，以及越来越多的橡胶衬套的应用，使得悬架在准静态承载特性试验中表现出非线性迟滞特性，加大了悬架承载特性的建模难度。随着人们对悬架研究的不断深入，近些年悬架试验台也取得了很大进步，使得悬架能够作为一个整体来测量，悬架的迟滞特性能综合体现出来。
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第 3 章 汽车承载特性的试验研究 .......27
3.1 引言 ....27
3.2 承载特性试验目的及测量原理 ..........27
3.3 承载特性试验工况设计 ........28
3.4 试验系统集成 ......... 30
3.4.1 悬架综合特性试验台...... 31
3.4.2 数据采集系统 .......... 32
3.5 承载特性试验实现 ........ 33
3.6 本章小结 .......... 38
第 4 章 承载系统迟滞模型的参数辨识方法研究.....39
4.1 引言.... 39
4.2 承载系统迟滞模型参数辨识方法 ...... 39
4.2.1 非线性迟滞系统参数辨识理论 .... 39
4.2.2 承载系统迟滞模型参数辨识方法 ....... 41
4.3 承载系统迟滞模型参数辨识的实现 ......... 41
4.4 本章小结 .......... 49
第 5 章 承载系统迟滞模型的验证及仿真应用.........51
5.1 引言.... 51
5.2 承载系统迟滞模型的验证.... 51
5.3 承载系统迟滞模型的仿真应用 ..........54
5.4 本章小结 ..........59
第5章 承载系统迟滞模型的验证及仿真应用
5.1 引言
前述章节中建立了汽车承载系统迟滞特性的动态模型，进行了汽车承载特性试验，并研究了从复杂的试验数据中获取模型参数的具体方法。本章对汽车承载系统迟滞特性的动态模型进行验证及仿真应用。本章主要从以下几个方面展开：首先，通过悬架试验台连续 step 工况，验证本文模型仿真动态工况的能力；然后，将本文模型与传统模型应用于脉冲激励和随机激励两种工况的仿真对比，分析本文模型仿真路面工况的能力。迟滞模型的验证现有的研究常采用简化的四分之一车辆模型分析车辆垂直方向的特性，如果要建立更复杂的多自由度模型（包括半车模型和整车模型），方法是一致的。考虑到计算的复杂性以及本文研究重点是汽车承载系统的特性，本文把实际车辆简化为常见的四分之一车辆模型。利用四分之一车辆模型仿真悬架试验台上的连续 step 试验，将轮轴处垂直力的仿真结果与试验进行对比，验证模型的准确性。
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结论
汽车在行驶过程中，由于路面不平度的冲击等因素的影响，汽车将发生振动，产生动态载荷。严重的动态载荷会加剧汽车零部件的磨损，甚至造成损坏。因此，动态载荷的准确模拟是汽车零部件进行可靠性和耐久性设计的依据。现有的基于总成特性的动力学模型仅采用线性或非线性刚度和阻尼来描述承载系统特性，没有对影响动态载荷的迟滞特性进行细致化建模。因此，整车厂商将整车性能开发目标进行总成性能分解时，只能向零部件厂商提供性能参数，无法提供动态载荷参数，给零部件的可靠性和耐久性设计增加了难度。本文围绕承载系统迟滞特性的动态建模问题，改进悬架和胎体的迟滞承载模型，并研究从复杂的试验数据中获取模型参数的方法，为轮轴处动态载荷的准确仿真提供支持。本文主要进行了以下几个方面的研究：分析了基于总成特性的整车动力学模型在动态载荷模拟方面的必要性，总结了动力学模型中悬架和胎体承载模型的不足，提出了本文的研究初衷和技术路线，并确定了本文的结构安排。
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参考文献（略）
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第 1 章 绪 论
1.1 湿蒸汽两相流及水滴运动研究背景
我国是一个人口大国，对能源和电力需求与日俱增，我国同时又是一个火电生产大国，火力发电占总发电量的 70%，在火电厂中，蒸汽轮机是实现工质热能转变成机械能的重要装置[1]。而在近年来大力发展的核电技术，也是通过汽轮机做功完成发电的。据相关资料统计，我国通过汽轮机做功转化的电能占总电能的90%左右[2]。在火力发电中，在蒸汽轮机的低压级部分，由于蒸汽温度已经降低到接近饱和温度，在膨胀过程中会产生自发凝结现象。以自发凝结产生的凝结核为中心，蒸汽会慢慢凝聚造成水滴的生长。一部分水滴会跟随蒸汽流线运动，另一部分水滴会撞击沉积到叶片表面形成一层水膜，在主流切应力作用下水膜由叶片前缘向尾缘运动，到达尾缘部分后，在蒸汽的剪切应力作用下脱离叶片表面，并撕裂产生直径较大的水滴。因此在汽轮机的低压级部分，主流场的流动通常是复杂的湿蒸汽气液两相流动。湿蒸汽现象不可避免的出现在汽轮机低压级部分，它对于汽轮机主要存在以下几方面的影响[3]：（1）自发凝结是一个非平衡凝结过程，会造成热力学损失而影响汽轮机效率；（2）凝结成的水滴撞击沉积在叶片表面会对叶片产生磨损腐蚀[4]。湿蒸汽现象对汽轮机不仅会带来经济损失，严重者甚至造成叶片断裂而产生事故。据相关资料统计，在英国，湿蒸汽现象导致汽轮机组效率降低每年会造成 5000 万英镑损失，而美国对五十多家电厂抽样结果显示有三十多家都发生过叶片断裂重大事故，造成经济损失达 26000 万美元[5-6]。
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1.2 湿蒸汽两相流及水滴运动特点
在汽轮机中，蒸汽首先在膨胀过程中发生自发凝结，再以自发凝结产生的凝结核为中心，蒸汽会逐渐凝聚而形成水滴的生长。湿蒸汽在流动中包含以上两个过程，因此湿蒸汽流动是一个非平衡过程[16-17]：（1）湿蒸汽膨胀过程中，气相凝结成水滴产生凝结潜热，气相和凝结产生的液相因温度不同而造成热力学不平衡。（2）气相对凝结成的水滴产生拖拽而形成的动力学不平衡。在非平衡流动中，过热蒸汽膨胀到饱和温度并不意味着气相开始凝结，蒸汽会继续膨胀偏离平衡态，在达到 Wilson 点后气相才开始自发凝结。蒸汽分子首先形成大量凝结核，随着湿蒸汽的膨胀，蒸汽从过热状态变成过冷状态，过冷度增大，造成湿蒸汽在凝结核的基础上凝结生长。在自发凝结和水滴生长过程中，气液两相的转变伴随着动量、能量的转化和传递，蒸汽在凝结成水滴的过程中，除了一部分动量、热量转化成水滴的动量、能量外，还会释放凝结潜热，这部分热能会对周围气流产生加热作用而导致温度、压力的升高，形成所谓“凝结冲波”[18-19]。“凝结冲波”的出现会对主流场参数产生影响，在凝结冲波之后，气相压力、温度会短暂升高，而生成的水滴有一小部分会重新蒸发成气相。据相关资料显示，在喷管实验中，“凝结冲波”发生后流场马赫数仍然大于 1，即“凝结冲波”发生前后，均为超音速流动，这说明“凝结冲波”现象不同于通常意义上的激波现象，因为普通激波现象过后流动会变成亚音速流动[20]。由于凝结成核过程是在极短的时间内发生的，因此流场中的水滴数目会突然增多，而其他流场参数通常是连续分布的。
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第 2 章 湿蒸汽两相流及水滴运动模型推导
2.1 湿蒸汽两相凝结流动模型的建立
湿蒸汽的非平衡凝结过程分为凝结成核和液滴生长两个过程，至今国际上对于两个过程的机理研究仍然不完善。在经典成核理论中，蒸汽分子首先形成大量凝结核，随着湿蒸汽的膨胀，蒸汽从过热状态变成过冷状态，过冷度增大，造成湿蒸汽在凝结核的基础上凝结生长。经典成核理论只在喷管的非平衡凝结流动过程中与实验吻合较好，而在关于叶栅的相关模拟和实验中存在缺陷。在数值模拟方法中，按照参考坐标系的不同可以划分两种研究方法，即Euler-Lagrange 法和 Euler-Euler 法。在两种方法中，气相控制方程均建立在 Euler坐标系下，不同的是对于液相控制方程，Euler-Lagrange 法建立在 Lagrange 坐标系下，而 Euler-Euler 法建立在 Euler 坐标系下。Euler-Lagrange 法追踪单个液滴质点运动轨迹，再综合所有液滴，从而描述整个气液两相的运动轨迹；Euler-Euler法则是以液滴流经的流场作为研究对象，研究流场中各点的运动情况。Euler-Lagrange 法在研究离散的液滴运动轨迹时，与网格质量无关，因此产生的误差较小，但是在研究存在流体分离、漩涡或非定常的三维流动中，液滴质点的运动轨迹复杂多变难以捕捉，计算量大速度较慢，而 Euler-Euler 法研究流场各空间点的运动，对于气相、液相都采用相同的 Euler 法便于两相间耦合计算，本文采用Euler-Euler 法作为数值模拟方法。
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2.2 水滴粒子碰撞模型
在研究水滴运动和沉积规律时，水滴粒子采用 Lagrange 粒子追踪法。在与气相的相互作用过程中，水滴粒子会发生一次破裂和二次破裂，并与叶栅表面产生碰撞、反弹、沉积等相互作用，其机理非常复杂，本文使用碰撞恢复系数来说明水滴对叶片表面的碰撞，将水滴碰撞叶片表面的运动轨迹看做一个平面，则在此平面内水滴运动可以分解成垂直叶片表面的法向和平行于叶片表面的切向。若切向和法向碰撞恢复系数均取为 1，则表示水滴与叶片表面的碰撞是没有能量损失的弹性碰撞作用[51-54]。当垂直水滴与叶片表面发生有能量损失的非弹性碰撞作用时，切向和法向碰撞恢复系数均小于 1。当水滴粒子撞击并沉积在叶片表面上时，法向碰撞恢复系数取为 0，并且不再追踪卜运动轨迹[55]。本文模型中取切向碰撞系数为 0.75，法向碰卜撞系数为 0.5。
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第 3 章 数值模型在 FLUENT 中的实现.......28
3.1 FLUENT 中 UDF 及 UDS 功能简介......... 28
3.2 数值模型在 FLUENT 中的实现......... 29
3.2.1 维里气体状态方程 ......... 29
3.2.2 液相控制方程的实现 ..... 30
3.2.3 控制方程在 FLUENT 中的加载......... 31
3.3 本章小结 .... 32
第 4 章 湿蒸汽两相凝结流动三维流场分析.......33
4.1 静叶三维模型和边界条件 .... 33
4.2 两相凝结流动三维流场结果分析 ...... 38
4.3 静叶出口参数沿节距分布 .... 51
4.4 本章小结 .... 54
第 5 章 不同开槽结构水滴沉积规律研究....56
5.1 概述 ..... 56
5.2 原型静叶通道内水滴沉积规律 .......... 57
5.2.1 静叶中水滴粒子运动轨迹 .... 57
5.2.2 静叶中水滴粒子沉积率分布 ....... 57
5.3 不同除湿槽结构对水滴粒子沉积的影响 ........ 59
5.3.1 不同开槽方案水滴沉积率分布 .......... 59
5.3.2 不同开槽方案除湿槽抽吸率对比 ...... 61
5.4 实际工况下不同开槽方案水滴沉积研究 ........ 63
5.5 本章小结 .... 70
第 5 章 不同开槽结构水滴沉积规律研究
5.1 概述
本章主要研究开槽结构对于末级静叶中水滴沉积规律的影响，共对比了三种不同开槽结构，研究内容主要分为三部分：（1）原型（无除湿槽）静叶通道内水滴粒子沉积规律研究；（2）三种不同除湿槽结构对静叶通道水滴粒子沉积的影响研究；（3）实际工况下带除湿槽静叶通道水滴粒子沉积研究。原型（无除湿槽）静叶通道内水滴粒子沉积规律研究：对原型静叶通道内部水滴粒子沉积进行数值模拟，对位于 0.01μm～150μm范围的不同水滴粒子直径进行模拟，共分为三个不同区段，直径区段在 0.01μm～2μm之间的水滴粒子每0.2 μm 取一个算例，直径区段处于 2 μm ～20 μm 的水滴粒子每 2 μm 取一个算例，直径区段处于 20μm～150μm的水滴粒子每 10μm取一个算例，共计算包括 33 种不同直径水滴粒子，分析静叶表面水滴粒子沉积率随水滴粒子直径变化规律，包括原型静叶压力面、吸力面和叶片总体沉积率。不同除湿槽对静叶通道水滴粒子沉积的影响研究：同样选择 33 种不同直径水滴粒子对三种不同开槽方案（Scheme1、Scheme2、Scheme3）进行分组计算，分析并对比三种不同开槽方案的叶栅表面水滴粒子沉积率变化规律（包括压力面、吸力面和叶片总体沉积率）、除湿槽抽吸率、除湿槽对于水滴粒子的抽吸率，研究除湿槽对静叶通道内部水滴粒子沉积的影响。
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结 论
本文主要研究汽轮机末级静叶通道内自发凝结流动过程和水滴的运动沉积规律，研究对象为静叶原型和三种不同除湿槽结构的改型方案，得到如下结论：
（1）静叶表面开设除湿槽后，在槽口附近由于巨大压差和较大过冷度的原因，会产生强烈抽吸作用，将部分静叶壁面水膜和凝结成的水滴抽吸掉。湿蒸汽在静叶流道内膨胀，流经喉部区域后，蒸汽从过热状态变成过冷状态，过冷度增大，流动达到凝结条件，蒸汽分子首先形成大量凝结核，在继续膨胀过程中，蒸汽会在凝结核的基础上凝结生长。
（2）静叶表面开设除湿槽，对静叶流道内的湿度产生了较为明显的影响，原型最大湿度达到了 3.6% ，与原型相比，方案 1 在静叶吸力面尾缘附近最大湿度约 3.2%，湿度降低 0.4%；方案 2 在静叶吸力面尾缘附近最大湿度约 3%，降低了 0.6%，并且对比方案 1 和方案 2，可以看出方案 2 流场湿度在整体上比方案 1有明显降低，因此在除湿效率上，方案 2 要明显优于方案 1。
（3）方案 1 成核率总体上高于原型，并且槽口附近成核率急剧上升，形成大量水滴，其中一部分水滴被除湿槽抽走，而另一部分沿着吸力面越过除湿槽向壁面下流流去。而方案 2 槽口附近成核率要明显小于方案 1，说明在槽口附近水滴生成较少，并且由于方案 2 除湿槽结构宽度较大，除湿槽上游的水膜大部分被除湿槽抽走，因此除湿槽下游壁面的水滴数明显少于方案 1。
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参考文献（略）
经典工程论文范文篇七
1. 绪论
1.1 研究背景
近几年，随着国家基础建设投资增加，我国工程机械制造业发展迅速，对液压挖掘机、推土机、装载机、道路机械、工程起重机械等工程机械的需求保持较快速度增长，对高强度工程机械用钢的需求也逐渐增加。目前国内的钢材生产主要以碳素结构钢、合金结构钢和低合金高强度钢三种钢为主，其产量占总产量的 70%左右，但其强度级别普遍不高[2]。例如碳素结构钢 Q235 的屈服强度约为 235MPa，抗拉强度为 300～500MPa，低合金高强度钢 Q420 的屈服强度约为 420MPa，抗拉强度为 600MPa 级，大量使用的高强钢，强度级别大多在 800MPa 以下，国内只有鞍钢、宝钢等少数几家钢厂可以生产800MPa 以上级别的高等级钢，但仍然存在合格率较低的问题，高等级钢仍需进口[3,4]。如果能将钢的强度级别提高一倍，并应用在实际生产中，则钢材的用量可大为减少，这样不仅可以大量节约原材料，并可减少能源的消耗。低合金超高强度钢由于其生产成本低廉，生产工艺简单，并且具有良好的综合使用性能，因此，国内外工程机械对更高强度级别的工程机械用钢的需求更为突出，均向着高性能化、大型化、轻量化的方向发展[5]。通过合理的化学成分和工艺配合获得综合性能良好的低合金高强度和低合金超高强度钢板，是许多钢铁企业研究的课题。
………………
1.2 钢的强韧化机制
理想的钢铁材料应该是具有高强度的同时，并具有较好的韧性和塑性，但是这往往是相互矛盾且是难以兼得的。例如欲想钢的强度级别得到提高，需要引入各种微观缺陷到组织中，如晶界、位错、第二相粒子等等，然而钢的塑性变形能力会由于这些缺陷的存在而降低。因此，在对钢进行成分和组织设计之前，必须对钢的强韧化机制有所了解，这样可以有助于我们理解材料的强度、韧性和塑性与其微观结构之间的关系，更好把握成分和组织设计的关键性问题。
………………
2. 试验材料与方法
2.1 试验材料
本实验用钢均是在钢铁研究总院先进钢铁材料技术国家工程研究中心中试基地内完成的冶炼、锻造、轧制及在线/离线热处理。1 号、2 号、3 号试验用钢均为 50kg 真空感应炉冶炼，冶炼后铸成 45kg 钢锭，去掉帽口后，每炉钢的铸锭锻造成 4 块方坯，其规格均为：1 块 420×70×60mm，1 块 320×70×60mm，2 块 200×70×60mm。锻造工艺为：加热至 1180℃，保温时间 2 小时，在 1150℃开锻，950℃终锻，锻后空冷至室温，以备轧制使用。
………………
2.2 试验方法
2.2.1 轧制及在线热处理
为了避免再加热淬火所带来的能源浪费，本实验采用在线直接淬火+回火热处理工艺，这样主要是节约了生产成本，并为以后该钢板在实际生产过程中的冷却制度提供理论依据。将试验钢方坯加热至 1280℃，保温 120min，在 Φ450mm 二辊可逆热轧机上进行两阶段控轧。第一阶段开轧温度在 1080℃左右，终轧温度控制在 1000℃以上，第二阶段开轧温度在 940℃～900℃之间，终轧温度控制在 880℃～860℃之间。工艺Ⅰ：采用 420×70×60mm 方坯进行轧制，最终板厚为 20mm；工艺Ⅱ：采用 320×70×60mm 的方坯，最终板厚为 12mm；工艺Ⅲ和工艺Ⅳ：采用200×70×60mm 方坯，最终板厚为 6mm。工艺Ⅰ和工艺Ⅱ采用直接淬火＋低温回火冷却工艺；工艺Ⅲ采用层流冷却＋等温碳分配＋低温回火冷却工艺；工艺Ⅳ采用空冷＋等温碳分配＋低温回火冷却工艺。Φ450mm 二辊可逆热轧机及保温炉如图 2.1 所示。4 个工艺过程中采用 IRCON 手提式红外线测温仪和热电偶接触式测温仪测温。为了更深入的研究不同淬火温度和不同回火温度对试验钢组织及力学性能的影响，取 1 号钢为研究对象，在钢铁研究总院结构材料研究所热处理实验室进行热处理，下图 2.2 为实验室所用热处理炉和热处理控制设备的照片。在本试验中，使用的金相显微镜为 LEICAMEF4M 型光学显微镜，扫描电镜（SEM）为日立 S-4300 型扫描电镜，透射电镜为 H-800 型透射电子显微镜。金相和扫描试样一般都要经过粗磨、细磨、抛光后进行腐蚀，腐蚀剂选用浓度为 4%的硝酸酒精。显微组织研究分析包括金相组织观察，扫描电镜下试验钢回火组织观察以及冲击断口形貌观察，透射电镜下试验钢回火组织观察和析出相鉴定。
……………
3. 组织、成分及工艺设计思路.........19
3.1 组织设计 .......19
3.2 成分设计 .......20
3.3 轧制及冷却工艺的选择 .........23
4. 实验室模拟轧制与冷却工艺研究 ....27
4.1 引言.....27
4.2 试验材料与工艺 .....27
4.2.1 试验材料 ........27
4.2.2 轧制与冷却工艺 ........27
4.3 控轧控冷对 1 号钢组织和性能的影响 .....28
4.3.1 微观组织观察 ......28
4.3.2 力学性能测试 ......32
4.3.3 冲击断口形貌 ......34
4.4 控轧控冷对 2 号钢组织和性能的影响 .....36
4.4.1 微观组织观察 ......36
4.4.2 力学性能测试 ......39
4.4.3 冲击断口形貌 ......41
4.5 控轧控冷对 3 号钢组织和性能的影响 .....43
4.6 本章小结 .......50
5. 热处理工艺对钢组织及性能的影响.....52
5.1 引言.....52
5.2 实验材料 .......52
5.3 实验方案 .......52
5.4 淬火温度对钢组织和性能的影响.........57
5.5 回火温度对钢组织和性能的影响.........61
5.6 分析与讨论.........70
5.7 本章小结 .......71
5. 热处理工艺对钢组织及性能的影响
5.1 引言
如果与不同温度的回火相结合，则可以得到不同的组织，并且得到不同的强度、塑性和韧性的配合，最终获得不同的应用[59]。因此，设计合理的热处理工艺对钢的力学性能及微观组织有着决定性作用。本章首先通过 Formastor-FII 型全自动相变仪测定出钢的临界点、连续冷却转变曲线，然后设计了不同的热处理方案，最后分析不同淬火加热温度和不同的回火温度对应的组织变化和性能变化，并由此优选出最佳的热处理工艺。试验钢连续冷却转变曲线具有以下组织特征：当冷却速度大于 0.826℃/s 时，试验钢连续冷却组织全部转变为马氏体；当冷却速度在 1000℃/h～500℃/h 范围内时，钢中组织转变为马氏体+贝氏体混合组织；当冷却速度在500℃/h～200℃/h 范围内时，钢中的组织转变为贝氏体组织+极少量马氏体混合组织；当冷却速度小于 200℃/h 时，钢中的组织全部转变为贝氏体组织。图 5.4 显示了不同冷却速度下试验钢的显微组织。可以看出，冷却速度大时，钢中组织为马氏体组织，而冷却速度减慢时，组织转变为贝氏体+马氏体组织，随着冷却速度的继续减小，马氏体逐渐减少，最后钢连续冷却组织全部转变为贝氏体。
……………
结论
本文通过组织、成分及工艺的设计，完成了 1 号、2 号、3 号试验钢的实验室模拟轧制试制，试验钢的性能也达到了设计的要求。本文还研究了不同的轧制工艺及冷却工艺对试验钢微观组织和力学性能的影响，探讨了试验钢在不同热处理工艺条件下的组织演变及力学性能变化，得出了试验钢的最佳热处理方法。主要研究结论如下：
（1）试验钢经两阶段控制轧制和直接淬火+低温回火工艺可以生产出具有良好的强韧性配合的低合金超高强度钢，控制轧制工艺为：加热温度 1280℃，保温 120min，开轧温度 1080℃，未再结晶开轧温度 940℃～900℃，终轧温度控制在 880℃～860℃之间，终轧后迅速水淬，冷却到室温后进行回火热处理，回火温度为 250℃，保温 1.5h 后空冷；
（2）试验钢经低温回火后得到的组织为高位错密度的板条马氏体组织，在马氏体板条内弥散析出大量的波浪状 ε-碳化物使试验钢具有较高的强度，并且在马氏体板条界之间仍然保留了一定数量的残余奥氏体组织，使试验钢的冲击韧性得到改善。其抗拉强度（Rm）为 1700MPa～1900MPa；屈服强度（Rp0.2）为1400MPa～1500MPa；伸长率（A）约为 10％左右；断面收缩率（Z）约为 40％～50％；室温和-40℃冲击功（Akv2）分别约为 25J、20J，硬度值约为 50HRC 左右。
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参考文献（略）
经典工程论文范文篇八
第一章导论
1.1选题背景与研究意义
1.1.1选题的背景
玉柴机械产业集群座落在广西玉林市，是以广西玉柴机器集团有限公司（简称“玉柴集团”，下同）为中心、玉柴工业园为区域、柴油机产业链上下游有关企业组成的一个机械产业集群。玉柴机械产业集群的产业集群类型属于中心一卫星模式，整个机械产业集群围绕玉柴集团这个中心成员，其他企业都为玉柴集团提供配套报务。原因是：第一，玉柴的柴油发动机产品系统集成性比较强，柴油发动机产品也很复杂。第二，玉柴柴油发动机技术含量高，研究开发要求高。但是玉柴机械产业集群配套零部件的技术含量不是很高。第三，玉柴集团生产系统复杂，规模性很明显，资金投入量大。但是玉柴机械产业集群的配套企业生产系统就没那么复杂。第四，玉柴柴油机产品在产业上下游之间有比较明确的分工，柴油机产品上下游有明显的垂直互动关系，同一配套产品生产企业之间存在强竞争关系。基于以上特点，玉柴机械产业集群属于中心——卫星模式，所以，玉柴集团的竞争能力决定了整个玉柴机械产业集群在外部市场上的竞争能力，本文研究的玉柴机械产业集群的竞争战略主要以研究玉柴集团的竞争力为主。玉柴集团属于内燃机行业，该公司的主要产品是车用柴油发动机、农用柴袖发动机、船用柴油发动机、工程机械柴油发动机及发电机用柴油发动机。由于柴油发动机的特点是：能量利用率最好、热效率最高、最节能，因此柴油发动机成为内燃机车、农业机械、汽车、工程机械、船舶、地质和石油钻机、移动和备用电站、通用设备、军用等装备的首选配套动力。由于柴油机行业覆盖面较广，该行业和国家整体经济走势密切相关。
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1.2研究的主要内容和重点
1.2.1研究的主要内容
通过把握现阶段国内机械产业的发展趋势和产业结构特点、各有关柴油机生产企业现状以及把握现阶段玉柴机械产业的发展状况，通过比较优势的延伸来提出玉柴机械产业的进一步发展战略构想。本文运用文献研究法，通过对有关产业集群竞争战略，得出本文的理论基础依据；运用调查研究法，深入玉柴集团和玉柴工业园的调查研究，了解有关玉柴集团和玉柴工业园当前的各种情况，为本文提供玉柴机械产业集群的研究基础内容；通过比较玉柴的三个竞争对手雜柴、云内动力、全柴等柴油机企业的竞争力情况，得出竞争对手的优势；通过个案研究法，深度挖掘玉柴机械产业集群的优劣势，是玉柴机械产业集群的战略的研究依据。在对机械产业环境和未来发展趋势的把握的基础之上，通过对玉柴机械产业集群的发展现状的深入分析，找出玉柴机械产业集群具有的优势和存在的问题，依据SWOT矩阵等有关理论提出今后的发展战略。
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第二章玉柴机械集群的外部环境分析
2.1柴油机产业链分析
由于近些年来，我国中型卡车的市场份额逐年降低，中型柴油机的市场份额也随之降低，因此我国卡车产品结构向轻重两极分化。所以我国车用柴油机厂商除了玉柴之外，实际上只有两大派系即重机厂商和轻机厂商。由于近年来重卡市场火爆，重机的附加值比轻机高，因此国内机市场需求快速增长，导致近来我国骨干的柴油机企业主要生产重机。由于滩柴有悠久的斯太尔技术和重机研发制造史，因此，在重机销量和销售收入方面都独占蜜头。潍柴、玉柴、东风康明斯、锡柴和重汽五强高度重视重机生产，所以国产重机在技术水平、市场占有率方面，都居国内发动机产业的领先水平；并且在这五强在重机市场占有率已经占我国重机市场的85%以上。创建于2002年的潍柴动力股份有限公司，其由潍柴控股集团有限公司作为主发起人。总部在山东潍坊。雜柴动力股份有限公司是中国内燃机行业第一家在香港H股上市的企业，是目前国内综合实力最强的汽车和装备制造集团之一，也是中国第一家从境外回归内地实现A股再上市公司。雜柴动力股份有限公司在全球拥有员工近50000人。潍柴动力股份有限公司2011年实现销售收入600亿元，实现利润74. 2亿元。由于2012年重卡市场低迷，潍柴动力股份有限公司生产柴油机243614台占国内柴油机生产总量的7. 34%，同比下降34. 12%;销售柴油机259742台占国内柴油机销售总量的7. 65%,同比下降27. 87%;是柴油机行业内降幅最大的企业。
………………
2.2柴油机的国际国内市场状况
柴油燃烧过程是内燃机最高效的燃烧过程，内燃机具有:环保（减少25%C02排放)、强劲（扭矩提升50%)、节能（降低油耗30%)等特点。它也是一项可持续发展、保证未来全球移动性的节能环保绿色技术。因此，全球著名汽车厂商都倡导使用清洁柴油汽车。在目前排放限制、燃油紧张的形势下，由于柴油机比汽油机节能30%，柴油机更有优势。随着柴油机环保、经济性能的越来越突出，柴油车的销量也越来越大。如果中国超过一半的乘用车用柴油动力，即达到法国、意大利的水平，我国的柴油车市场将是世界上最大的，我国柴油机市场前景无限光明。2012年全年柴油机销售前十名的企业，柴油机累计销量与2011年累计比较，同样是有六家企业下降、四家企业增长。销量累计增长趋势的四家企业情况：全柴13.54%增幅最大；潍柴动力扬柴8. 46%增幅第二；江铃控股5. 23%增幅第三；云内动力3. 47%增幅第四。销量累计下降趋势的企业情况：东风汽车降幅第一，为28. 00%;潍柴降幅第二，为27. 87%;朝柴降幅第三，为25. 01%;山东华源莱动降幅第四，为17. 35%;中国一汽降幅第五，为14. 12%;玉柴降幅第六，为10. 95%。
……………
第三章玉柴机械产业集群的内部环境............ 24
3.1玉柴机械产业集群概况.......... 24
3.1.1广西玉柴机器集团有限公司概况.......... 24
3.1.2玉柴工业园概况 ..........26
3.2玉柴机械产业集群的内部分析.......... 28
3.3玉柴机械产业集群的核心优势分析.......... 33
3.4玉柴机械产业集群的劣势.......... 34
第四章提升玉柴机械产业集群竞争力.......... 36
4.1玉柴机械产业集群的SWOT要素分析.......... 36
4.1.1玉柴机械产业集群的挑战、机遇.......... 36
4.1.2玉柴机械产业集群的优势、劣势.......... 36
4.1.3玉柴机械产业集群SWOT矩阵.......... 36
4.1.4玉柴机械产业集群SWOT矩阵分析评价.......... 40
4.2战略选定 ..........41
4.2.1玉柴机械产业集群的战略.......... 41
4.2.2玉柴机械产业集群的竞争战略确定.......... 41
第五章实现玉柴机械产业集群竞争.......... 42
5.1产品质量差异化战略措施.......... 42
5.2产品创新差异化战略措施.......... 42
5.2.1建立技术创新平台..........42
5.2.2加怏技术人才队伍建设.......... 42
5.2.3加大研发投入，加快新产品开发.......... 43
5.3产品销售月艮务差异化战略措施.......... 43
5.4产业链延伸差异化战略措施.......... 43
5.5成本控制与风险控制.......... 44
第五章实现玉柴机械产业集群竞争战略的措施
5.1产品质量差异化战略措施
首先，培养高技能的技师队伍。每年都对技师进行培训，包括技术、业务、责任心等培训，切实提高技师的各方面能力和素质；对技师实行绩效工资，加大对绩效部分的奖励，调动技师的积极性；对产品质量实行负激励，即发现有问题的产品一定要追查到底，对有关人员的工资和奖金进行严厉考核。其次，加强质检，采用国际先进质检设备。用电脑设置质检程序，零部件质检关卡用电脑扫描验收，不合格的产品绝不能出仓。再次，要定时与厂家沟通，加强零部件生产质量的设计，加强对配套厂家的产品质量指导，切实提高零部件的质量。扶持发展玉柴集团国家级柴油机研发实验室，加强与国内外各名校柴油机研发实验室的交流与学习，加强与国内外高等院校的科研机构进行“产学研”合作，鼓励通过技术联盟、合作创新、合作研发、研发外包等合作模式提高玉柴集团的自主创新能力，把玉柴集团国家级实验室建设成立国际知名的柴油机研发实验室。
……………
结论
本文运用比较分析的方法，分析玉柴三大竞争对手難柴、云内动力、全柴等柴油机企业的竞争力情况；同时通过分析玉柴机械产业的外部环境，包括当前柴油机产业的需求，我国柴油机行业2005年-2012年发展状况；分析玉柴机械产业集群的内部环境，包括玉柴集团和玉柴工业园的情况；通过对玉柴机械产业集群相关的要素禀赋、企业结构、政府因素等方面的分析，得出玉柴机械产业集群的优势和劣势。运用SWOT矩阵分析玉柴机械产业集群竞争力，确定玉柴机械产业集群的质量、产品创新、销售服务、产业链延伸等方面的差异化战略，提出实现玉柴机械产业集群质量、产品创新、销售服务、产业链延伸等方面的竞争战略对策。希望本文能够为玉柴机械产业集群的发展提供一定的参考价值，同时，也为国内其他机械产业集群的发展提供参考。
…………
参考文献（略）
经典工程论文范文篇九
1 绪论
1.1 课题的研究背景
随着经济的迅速发展，生产制造行业的竞争也从原来的规模大小竞争、质量高低竞争发展到了现在的速度快慢竞争。而生产制造企业的车间布局直接影响产品的生产效率和生产周期，从而影响企业的生产速度。据相关资料统计表明，产品在工厂的生产制造过程中，从最初的原材料被检验到半成品、产成品的出厂发货，物料真正处于生产、加工只占整个生产周期的 5%~10%，而其余时间都处于停滞的存储状态或者移动的搬运状态。在制造型企业中，物料的搬运费用占到总成本的 20%~50%，而合理的车间布局设计可使这项费用最少减少 10%~30%[1]。在发达的工业国家中，能够提高生产率且降低生产成本的主要措施就是生产工业的设施布局，而且生产设施布局被认为是仅次于增加新设备而节约投资的重要技术措施[2]。车间布局在制造业的系统规划设计中有着极其重要的地位，它主要研究在预先给定的车间内部空间约束中，如何按照一定的布置设计原则，合理地安排放置各类资源，以便生产组织系统实现某种预期的最优规划目标。良好的车间布局可以缩短搬运距离，保障物料搬运的连贯性。因此，无论是新建还是改建车间，车间的布局规划是十分重要的。汽车配件制造行业有诸多特点，如所生产的产品品种繁多、生产的计划性要高、生产的过程复杂、外协的供应商较多等，因此对于企业的生产效率提出了更高的要求，而其中的车间布局是影响其生产效率的重要因素。可见，汽车配件生产企业不仅要严把技术关、质量关，还应该把车间的布局规划设计作为重点，包括前期的设计与后期的改造，这样才能适应该行业的快速、长期、柔性发展。结合这一研究背景，本文以 YY 精工有限公司新引进的电子油门踏板生产车间的布局规划为对象，对汽车配件生产车间的布局规划方法进行深入探讨。主要研究更加有效的生产车间的布局规划方法，为企业提供可行的布局设计方案的同时，做出重要的理论依据和支持。
…………………
1.2 相关领域的国内外研究现状
汽车配件生产车间的布局规划涉及的领域和专业很多，如设施规划、物流工程、系统仿真等。根据本论文的研究内容，主要从车间布局规划研究和物流仿真研究两个方面进行相关国内外研究状况的分析。车间布局是布局设计的应用范畴之一。设施的布局设计问题存在已久，即使在原始小作坊生产过程中，工人也要按照生产顺序和生产移动工件的需要，来最大限度的合理布置工序生产作业。当生产规模逐渐扩大，生产工序日渐复杂的时候，人们便开始研究各种布局设计方法。工厂布置的方法和流程，以1961年Richard提出的系统布置设计SLP（System LayoutPlanning）最为著名，并且应用十分普遍[3-5]。设施规划概念提出至今，历经几十年的发展，极大地完善了设施规划的方法。设施规划以计算机技术发展为基础，结合了计算机作为辅助工具进行优化设计，形成了基于计算机辅助分析的规划方法。总的来讲，这些方法可以分为两大类：改进型及构建型。改进型是对已有布置进行改进，寻求一种更好更优良的布置图；构建型是从物流和非物流的信息出发，生成全新的布置图。1963 年Buffe 等提出了“平面布置归结为总物料流动费用的定位”的概念，并以此理论为思想编制了第一个改进型的计算机平面布置程序 CRAFT（Computerized Relative Allocation ofFacilities Technique ）[6]，从此，计算机成为设施布置设计的新兴工具。1967 年 Lee R.C和 Moore J.M.根据人为规定的各个部门间的相互密切关系程度的权重，研发出了首个构建型的计算机程序 CORELAP（Computerized Relationship Layout Planning ），从此，计算机成为工厂布局设计的有力助手，布局设计进入了新时代，实现了人们追求理想的平面布置设计的梦想[7]。在此后的 30 年时间里，各种类型的计算机应用程序层见叠出。
……………
2 车间布局规划的基本理论
2.1 车间布局的基本方法
系统化布局设计方法是一种最早应用于工厂、车间布局的设计方法。该方法以分析作业单位之间的物流关系以及相互的非物流关系为主，运用简单图例和相关的表格完成布局设计。该方法提出了作业单位相互关系的等级表示法，使布局问题得到了飞跃性的发展，即由定性阶段发展到定量阶段[28]。在 SLP 方法中，主要以 P-产品、Q-产量、R-路径、S-服务、T-时间五个要素作为布局的基本依据。应用 SLP 方法布局时，首先要分析各个作业单位之间的关系密切程度，主要包括物流和非物流的相互关系。经综合二者的关系之后得到作业单位相互关系表，然后依据表中各个作业单位之间的相互关系的密切程度，确定作业单位布局的相对位置，并以此绘制出作业单位位置相关图，位置相关图要与实际的各作业单位占地面积结合起来，并在此基础上形成作业单位面积相关图；通过修改和调整作业单位面积相关图，便可得到几个可行的布置方案；接下来对各方案进行评价选择，采用的是加权因素方法，且对其中的因素进行量化，将分数最高的布置方案作为最佳布置方案[29-30]，其程序模式如图 2.1 所示。
………………
2.2 遗传算法
遗传算法是将待求解的问题表示成由一组二进制数或者由一组实数组成的种群，将它们放在问题的求解环境中，根据自然界的适者生存、优胜劣汰的进化原则，从中选择出适应环境的种群，然后通过复制、交叉、变异操作产生下一代更适应环境的种群，通过逐代进化，最终产生出最能对环境适应的染色体，对其进行解码，得出问题的近似最优解。遗传算法的运算步骤如下。（1）将需要解决的实际问题转化为相应的数学问题；（2）首先要确定目标函数和约束条件，对种群初始化，即得到种群初始解，并对初始解进行编码；（3）计算适应度值，即初始种群中个体的目标函数值，通过计算适应度值的高低来判断种群中个体的优劣。（4）种群中适应度低的个体按照优胜劣汰的原则被淘汰，将剩下的个体随机的进行选择，接着产生新一代个体，进而形成新的种群；（5）对适应度较高的个体采取选择、交叉、变异的反复操作，生成下一代种群；（6）对子代群体重复步骤 3-5 的操作，进行又一次的遗传进化过程，当适应度值趋于稳定即所谓的迭代收敛或己经达到预设的进化代数，即找到了最优解[35]。
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3 基于 SLP 方法的车间布局方案 ..... 17
3.1 原始资料分析...... 17
3.2 作业单位物流相关分析........ 21
3.3 作业单位非物流关系分析.... 24
3.4 作业单位综合关系分析........ 25
3.5 本章小结........ 27
4 基于遗传模拟退火算法的车间布局方案........ 28
4.1 布局的数学模型........ 28
4.1.1 模型处理.... 28
4.1.2 建立目标函数........ 29
4.1.3 约束条件.... 30
4.2 遗传模拟退火算法在车间布局的应用........ 30
4.2.1 遗传模拟退火算法的求解步骤.... 30
4.2.2 遗传模拟退火算法在 YY 车间的应用 .... 32
4.3 程序的实现.... 34
4.4 本章小结........ 36
5 Proplanner 仿真在车间布局中的应用 ........ 37
5.1 Proplanner 仿真软件 ........ 37
5.1.1 Flow Planner 路径流计算器 ......... 37
5.1.2 路径流计算器参数...... 37
5.2 仿真模型的建立........ 38
5.2.1 准备布局图和路由文件.... 39
5.2.2 参数设置.... 39
5.3 仿真结果及分析........ 41
5.4 本章小结........ 45
5 Proplanner 仿真在车间布局中的应用
5.1 Proplanner 仿真软件
Proplanner 软件是来自美国的一款功能强大的生产运营软件。Proplanner 软件是一种有效的布局设计工具。该软件不仅可以对工厂车间进行规划和布局（内部集成 AutoCAD软件）还可以做工程管理和生产计划控制方面的研究。Proplanner 是一款针对工业工程的车间布局、生产线平衡和动作研究方面应用软件。该软件功能强大，具有很强的数据分析功能，软件的录入可支持 Excel 格式编写，方便用户数据准备的前期工作。主要包含四个模块，针对本文研究内容，现主要介绍路径流计算器模块（Flow Path Calculator，FPC）。目前 Proplanner 软件在国外许多国家已经广泛的应用于生产实践中，但在国内应用市场并不广阔，少数学者应用此软件做相关研究，企业的生产部门的应用也是极少数。
………………
结论
在现代快速发展的经济背景下，汽车零部件制造企业面临了更大的竞争，不仅要提高生产效率，还要适应行业的快速、柔性发展，而车间的布局是最重要的影响因素，它不仅关系到生产成本、生产效率，还关系到企业适应快速多变的市场需求。因此，研究生产企业的车间布局方法具有重大的实际意义。本论文以 YY 精工有限公司的电子油门踏板生产车间为研究对象，对汽车零部件制造企业的车间布局规划方法进行研究，得到如下结论：
（1）应用 SLP 方法对 YY 公司电子油门踏板车间进行布局，通过对所要生产的产品、产量、工艺流程、作业单位、辅助单位的分析，然后利用进行物流分析和非物流相互关系的分析，最终得到布局方案 1。
（2）提出应用遗传模拟退火算法对 YY 公司电子油门踏板车间进行布局，通过建立数学模型，确定目标函数以及相关约束条件，运用 MATLAB 编程进行交叉、变异、退火操作，最终得出布局方案 2。
（3）应用仿真软件 Proplanner 对布局方案 1 和布局方案 2 进行仿真分析。在零部件、搬运设备、搬运方法等参数都相同的前提下，分别按照直线线路 Straight Flow 和 通道线路 Aisle Flow 两种物流路线进行仿真，将仿真结果通过图表方式进行总结，得到的结果是方案 2 比方案 1 每年节省 42516 元。
（4）因此，证明了遗传模拟退火算法在汽车零部件制造车间布局规划中的可行性和实用性。
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参考文献（略）
经典工程论文范文篇十
1 绪论
1.1 研究 TPMS 的背景及意义
伴随着汽车关键技术的革新，使得越来越多的人可以分享汽车对日常生活带来的诸多便利，但是随之引发的交通事故率也在逐年攀升。汽车在高速行驶时，最容易引发事故的就是轮胎事故，这不仅对经济造成巨大损失，还会对人的心灵造成创伤，破坏一个完成的家庭。据统计，我国高速公路上 68%的事故都是由于轮胎故障造成的，在外国由于高速公路限速高于我国，所以轮胎事故造成的事故更是比国内高出是个百分点。因此，避免汽车在行驶过程中的轮胎故障已经成为各国学者研究的一个热门课题。据国外的数据分析，轮胎始终处于标准胎压或者可以及时发现轮胎故障，可以极大的减少交通事故的发生[2]。而汽车轮胎胎压监测系统的面试毫无疑问的解决了这一难题。可以预见，在未来几年 TPMS 的安装率势必也会逐年攀升，就像现在的防抱死系统、SRS一样普及。轮胎压力监测系统可以对轮胎的状态实行实时监控，对轮胎异常比如胎压过高或过低，轮胎温度过高进行有效判断进而警示驾驶人，使车辆轮胎始终处于安全的行驶状态。轮胎气压高于标准值时，轮胎膨胀比会增大相应的与路面的接触面积会变小，在受相同压力的前提下，轮胎的磨损程度会比正常胎压的轮胎更加的明显增大，减少轮胎的使用年限的前提下还会增加颠簸感，因为此时轮胎的膨胀比已经很大。由于与路面的接触面积变小，所以轮胎与地面的摩擦力（附着力）也相应降低，必然会造成事故隐患。当轮胎气压低于标准值时，轮胎的膨胀比会比正常胎压小很多，在承受相同压力的前提下，轮胎与路面的接触面积会增大，此时与地面的摩擦会增大，消耗功耗的同时会使轮胎的温度增高，温度升高会使轮胎的气压变化，导致轮胎的性能不稳定，减少轮胎的使用寿命的同时，会增加轮胎的事故率。
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1.2 TPMS 的国内外发展现状
1.2.1 TPMS 国外发展现状
目前国外正在大量研究利用借助于辅助设备间接得到轮胎的压力值，如声表面波无源传感器就是目前的主要研究对象，而且已申请了许多专利，这些都是间接 TPMS 的雏形产品。米其林（Michelin）集团公司、固特异（Goodyear）轮胎橡胶公司而是从另一个方面进行研究，研制出了在轮胎制造过程中将传感器埋入轮胎内部的产品，这个产品的寿命可以达到1~6 年；传感器检测到的数据会将信号发射出去，作为驾驶人可以将接收装置随身携带，到达有效距离范围内轮胎数据就会一目了然的显示在接收装置的显示器上，非常的方便驾驶人[6]。美国固特异轮胎橡胶公司和西门子 VDO 汽车配件公司合作研发的产品比较有特色，该产品是一款智硬币大小的智能汽车电子传感器。该传感器能够实现监测轮胎胎压，轮胎温度等基本 TPMS 功能，还能够将轮胎的轮胎压力、温度数据进行储存，以备后期进行查询统计[7]。2000 年，美国凡世通公司发生重大交通事故，时候查明是由于轮胎故障引起的，此事情在美国引起了轩然大波，大家议论纷纷，对轮胎的安全问题产生了更高的警觉。美国总统克林顿签署批准了关于 TPMS 的强制性法律，该法规要求总毛重 10000 磅以下的车辆需按具体要求安装 TPMS[8]。随即美国国家高速公路安全管理局（NTHTSA）也与2002 年 6 月 5 日发布了 TPMS 标准的正式条例，随后 NTHTSA 又提出了汽车生产商的安装 TPMS 的倒计时表，要求到 2007 年 9 月 1 日，新出厂的毛重在 10000 磅以下的轻型汽车必须全部安装 TPMS[9]。在欧盟和韩国，也已经立法分别要求与 2012 年 11 月和 2013 年 1 月起强制执行在本区域所售汽车强制安装 TPMS 的法规。
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2 TPMS 的工作原理及关键技术
2.1 TPMS 类型
TPMS 有很多种类型，从工作原理的实现方式分类大体可分为两类，即间接式胎压监测系统 （Wheel-Speed-Based TPMS）和直接式胎压监测系统（Pressure-Sensor-BasedTPMS）[14]。直接式 TPMS，顾名思义就是可以直接将轮胎胎压数据检测出来而不借助其他辅助设备，每个轮胎都装有传感器芯片，传感器芯片会直接测量出轮胎的压力及温度，并对每个轮胎气压、温度进行监控并显示在驾驶室的显示屏上。测量得到的轮胎数据通过无线发射芯片发出，安装在驾驶室的接收装置的接收器会将其接收并将数据显示在显视器上。驾驶室可通过检测按钮实时查询当前轮胎的胎压及温度，当轮胎温度过高或者胎压异常时，系统会发出信号警示驾驶者，驾驶者可以针对所出现的故障采取对应的措施，将隐患化解[15]。直接式 TPMS 的系统简图如下图 2.1 所示。
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2.2 直接式 TPMS 的关键技术
2.2.1 TPMS 系统可靠性
TPMS 是一种“事前主动”型行车安全保障，系统的可靠性是必须要保障的。TPMS的组件传感器、无线发射芯片、MCU 必须保证系统在恶劣环境下的可靠工作。尤其是轮胎监测模块，因为其安装在汽车轮胎上，工作环境变化大温差幅度高，根据有关科研部门的统计，确定-40℃~+125℃为 TPMS 必须保障的正常工作的温度范围。无线信号传输和接收也是可靠性关键的一环，必须保证具有较强的抵抗其他电子设备干扰的能力；必须保证汽车高速行驶时主机接收模块接收胎压监测模块信号的能力；必须保证系统传输数据信号的准确度[20]。单通系统，顾名思义即为单行通讯系统，只能接收或者发送信息进行单向通讯。当系统中采用单通系统传递数据信息，就会存在信号冲突的问题。汽车最少会有四个轮胎，假如四个轮胎同时发送测量到的轮胎信息，就可能四个模块同时发送数据信息，而接收主机一个时间只可能接收一个发射芯片的信息，因此后续设计必须考虑这个问题，否则会影响系统数据信号传递的可靠性和高效性。笔者设计的方案中，实验是在一个胎压监测模块与主机接收模块之间进行的，而没有进行同时两个或者两个以上的胎压监测模块与主机接收模块之间进行，因此不存在上面叙述的信号冲突问题，后续设计我们可以通过下面的方法来增加无线通讯可靠性。
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3 直接式 TPMS 系统方案设计……….. 15
3.1 TPMS 系统分析........15
3.1.1 工作环境分析 .....15
3.1.2 功能及技术要求分析 .....15
3.1.3 国内外法律法规参照 .....16
3.2 TPMS 系统结构设计......19
3.3 胎压监测模块的安装 .....20
3.4 关键器件的分析与选择 .......21
3.5 总体系统方案 .....33
3.6 本章小结 .......34
4 直接式 TPMS 的模块设计…………. 35
4.1 轮胎监测模块设计 .........35
4.1.1 轮胎监测模块硬件设计 .......35
4.1.2 轮胎监测模块软件设计 .......39
4.2 主机接收模块设计 .........42
4.2.1 主机接收模块硬件设计 .......42
4.2.2 主机接收模块软件设计 .......46
4.3 系统低功耗设计 .......48
4.3.1 减少功耗的方法分析 ....48
4.3.2 本系统采用的方法 ........49
4.5 本章小结 .......50
5 实验 ……….51
5.1 实验硬件 ......51
5.2 温度实验 .......53
5.3 压力实验 .......55
5.4 功耗计算 .......56
5.5 本章小结 .......57
5 实验
5.1 实验硬件
在完成系统的软硬件设计后，做出了 TPMS 样机，将编写的程序导入 TPMS 中，进行系统调试，并进行试验，验证 TPMS 的性能能否达到设计需求，逐步完善系统的开发。实验内容包括：检测轮胎检测模块对真实胎压、温度的测量准确性，检测系统无线传输的准确性及可靠性，检测主机接收模块对信号的接收能力以及出现轮胎异常报警系统能否正常启动，最后估算一块 500mAh 的锂亚电池对轮胎压力监测模块的供电时间，是否可以达到 TPMS 所设计的使用年限。主机接收模块样机中单片机选用飞思卡尔公司 16 位 S12XDP512 芯片；无线接收芯片选用 Nordic 公司的 nRF401 实现与胎压监测模块的无线数据通信。主机接收模块的PCB 板以及样机实物如图 5.1 和图 5.2 所示。
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结论
本论文是基于传感器 SP30 为核心所设计的一款直接式 TPMS，具体的研究内容如下：
（1）分析了 TPMS 对车辆行车安全的积极意义，并详细阐述了 TPMS 在国内外发展现状，并分析了今后 TPMS 的发展趋势。
（2）介绍了 TPMS 的分类，分析了直接式和间接式 TPMS 的工作原理及其优缺点。
（3）结合本论文的设计要求筛选出合适的主要元器件，在此基础上制定了该系统的整体设计方案，并分别确定了轮胎监测模块系统、主机接收模块系统的设计方案。
（4）分别对轮胎监测模块和主机接收模块的软硬件设计进行了详细阐述。传感器能在主机的控制下正确的由休眠模型被唤醒，实时监控轮胎状态并在异常时及时发送报警信号；对系统设计进行了优化和改进，提高了传送可靠性和降低了系统功耗。
（5）在对系统的软硬件设计的基础上做出了样机，并进行了温度、压力试验和胎压监测模块的功耗计算，得出该设计符合设计要求的结论。
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参考文献（略）