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時(shí)間:2023-03-21 17:08:42
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關(guān)鍵詞:機(jī)械 駕駛室 減振設(shè)計(jì)
1、概述
工程機(jī)械在水利工程、道路施工、礦山等場(chǎng)合得到大量的使用,其性能的可靠性直接影響到工程建設(shè)的正常開(kāi)展。這類機(jī)械的設(shè)計(jì)時(shí)通常采用靜態(tài)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)理念上更多的是考慮機(jī)械的強(qiáng)度、耐久性等和機(jī)械的工作性質(zhì)直接相關(guān)因素。但從實(shí)際使用情況來(lái)看,國(guó)產(chǎn)的大型工程機(jī)械普遍存在著施工過(guò)程中振動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題,這將間接影響設(shè)備的抗疲勞特性和操作人員的舒適性和操作的穩(wěn)定性。由于工程機(jī)械的工作環(huán)境惡劣,車(chē)體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題更加明顯,直接影響到駕駛員的舒適性和駕駛的安全性。因此對(duì)于大型工程機(jī)械而言,控制車(chē)體振動(dòng)尤其是駕駛室的振動(dòng),尋求有效的減震設(shè)計(jì)方法,對(duì)于提高駕駛員的舒適度和車(chē)體駕駛室構(gòu)件的疲勞壽命都是有重要意義的。大型工程機(jī)械的振動(dòng)控制問(wèn)題是個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題,本文將這一問(wèn)題縮小到駕駛室的減振設(shè)計(jì)上,主要通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置位置的優(yōu)化設(shè)計(jì),以及基于模態(tài)分析和被動(dòng)隔振理論來(lái)降低駕駛室的振動(dòng)效應(yīng)。
早期的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)減振方法是利用硫化橡膠,但硫化橡膠在耐油和耐高溫方面表現(xiàn)不夠理想。20世紀(jì)40年代設(shè)計(jì)出了液壓懸置裝置來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振幅,并取得了較好的使用效果。但液壓懸置減振裝置在高頻激勵(lì)下會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)硬化的問(wèn)題,已經(jīng)逐漸不適應(yīng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)減振的要求。上述幾類減振方式都屬于被動(dòng)減振技術(shù),在此基礎(chǔ)上,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)減振技術(shù)的進(jìn)步,半主動(dòng)減振技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)減振中,這類減振技術(shù)的代表作是半主動(dòng)控制式液壓懸置裝置,這類減振技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。盡管后來(lái)又出現(xiàn)了由被動(dòng)減振器、激振器等所構(gòu)成的主動(dòng)減振技術(shù),這一技術(shù)能夠較好的實(shí)現(xiàn)降噪性能,但結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,在惡劣工作環(huán)境下的工程車(chē)輛較少使用。
在工程車(chē)輛駕駛室的舒適度設(shè)計(jì)方面,主要所依據(jù)的是動(dòng)態(tài)舒適性理論,用以評(píng)價(jià)駕駛?cè)藛T在駕駛室振動(dòng)的條件下對(duì)主觀舒適程度。從駕駛員所承受的振動(dòng)來(lái)源來(lái)看,主要是受發(fā)動(dòng)機(jī)的周期性振動(dòng)和來(lái)自于路面的隨機(jī)激勵(lì)。其傳遞機(jī)理較為復(fù)雜,跟發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛室、座椅等的減振都有關(guān)系。因此為便于分析,本文中只針對(duì)駕駛室的減振問(wèn)題展開(kāi)研究。
2、大型工程機(jī)械駕駛室的減振設(shè)計(jì)
如前文所述,駕駛室的振源激勵(lì)主要來(lái)自于路面和發(fā)動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。來(lái)自于路面的振源激勵(lì)具有很大的隨機(jī)性,要進(jìn)行理論分析非常困難。加之在需要使用大型工程機(jī)械的場(chǎng)合機(jī)械的運(yùn)動(dòng)速度一般都較慢,隨之產(chǎn)生的路面激振頻率較低。因此相比之下,大型機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)一直都處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),由此產(chǎn)生的激振頻率很高,也更容易導(dǎo)致構(gòu)件的疲勞損壞,實(shí)踐證明發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的疲勞損壞主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)周期激振力產(chǎn)生的交變應(yīng)力引起的。從物理背景來(lái)看,工程機(jī)械的駕駛室所受到的振動(dòng)激勵(lì)主要來(lái)從車(chē)架傳遞到臺(tái)架,駕駛室的振動(dòng)行為屬于被動(dòng)響應(yīng)。為了便于分析,將駕駛室的隔振系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化,以單自由度彈簧阻尼系統(tǒng)來(lái)對(duì)駕駛室受到振動(dòng)激勵(lì)過(guò)程進(jìn)行分析。
2.1發(fā)動(dòng)機(jī)的懸置設(shè)計(jì)
發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中的振動(dòng)原因主要是不平衡力和力矩,這類振動(dòng)不僅會(huì)引起車(chē)架的的振動(dòng),也會(huì)形成較強(qiáng)烈的噪聲,不僅會(huì)影響到構(gòu)件的使用壽命也會(huì)影響駕駛員的舒適度。要緩解發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)所造成的負(fù)面影響,采用懸置的設(shè)計(jì)方式是比較有效的途徑,其實(shí)現(xiàn)方式是在動(dòng)力總成和車(chē)架之間加入彈性支承元件。懸置設(shè)計(jì)方式的理論基礎(chǔ)是發(fā)動(dòng)機(jī)解耦理論,通過(guò)解除發(fā)動(dòng)機(jī)六個(gè)自由度解耦,改變發(fā)動(dòng)機(jī)的支撐位置,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)自由度間振動(dòng)耦合的解除。此外,需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的剛度與相應(yīng)的阻尼系數(shù),但應(yīng)注意在解耦之后振動(dòng)最強(qiáng)的自由度方向的共振控制,可應(yīng)用主動(dòng)隔振理論來(lái)確定減震器的剛度和阻尼系數(shù)。采用合適的剛度和阻尼系數(shù)的目的在于控制發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的減振區(qū)域。
具體到懸置設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)方面,主要是確定發(fā)動(dòng)機(jī)支撐的數(shù)目和相應(yīng)的布置位置。在考慮發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的支撐數(shù)目時(shí),考慮的因素包括承重量和激振力兩大類。在設(shè)計(jì)時(shí)通常都會(huì)依據(jù)車(chē)輛類型的不同選擇三點(diǎn)或者四點(diǎn)支撐方式。對(duì)于大型機(jī)械而言,在實(shí)踐中一般都會(huì)采用四點(diǎn)支撐的方式,本文中作為算例的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于某型重型挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。因此采用經(jīng)典的四點(diǎn)支撐。其支撐位置選擇在飛輪端和風(fēng)扇端,上述兩個(gè)位置分別設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱的支撐點(diǎn),采用支撐對(duì)稱的目的在于后期解耦方便。從布置的方式上看,主要有平置、匯聚和斜置三種典型布置方式,具體采用哪種方式取決于發(fā)動(dòng)機(jī)周?chē)綄倥浼牟季址绞揭约败?chē)架所能提供的空間有關(guān)。本文中不重點(diǎn)討論減振支撐的布置方式,因此仍然采用平置式的減振布置方式。
2.2懸置系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析
為減少研究成本,在支撐的材料上選用橡膠減振器。由前節(jié)所述,由于采用的是四個(gè)平置式的橡膠減震器,因此可以在進(jìn)行力學(xué)分析時(shí)將其簡(jiǎn)化為三個(gè)互相垂直的彈簧阻尼系統(tǒng),從而可以構(gòu)建一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)主動(dòng)隔振的力學(xué)模型。
2.3駕駛室模態(tài)試驗(yàn)
在上述基本力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步采用駕駛室模態(tài)試驗(yàn)的方法來(lái)檢驗(yàn)整個(gè)駕駛室的減振效果,其目的在于掌握駕駛室的動(dòng)態(tài)特性和找出駕駛室結(jié)構(gòu)上的薄弱部位,同時(shí)以試驗(yàn)為基礎(chǔ)還可以調(diào)整駕駛室減震器的系數(shù)匹配,減小駕駛室的整體振動(dòng)響應(yīng)。在試驗(yàn)時(shí)以快速傅里葉變換為以及,測(cè)量激振力和振動(dòng)響應(yīng)之間的關(guān)系,從而得到二者之間的傳遞函數(shù),而模態(tài)分析的目的是通過(guò)實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳遞函數(shù)的曲線擬合和確定結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)。本試驗(yàn)中采用LMS模態(tài)測(cè)試分析軟件,駕駛室所受的激振用力錘激振器來(lái)模擬。在試驗(yàn)時(shí)用力錘敲擊駕駛室從而制造出1-200HZ脈沖信號(hào)。通過(guò)記錄下在不同激振頻率下駕駛室結(jié)構(gòu)的反應(yīng)來(lái)確定駕駛室各個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度,以及應(yīng)該避免的激振頻率。在得到這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后可為后續(xù)的駕駛室減振設(shè)計(jì)的選擇懸置系統(tǒng)的減振區(qū)域的臨界值,使得駕駛室所有構(gòu)件的固有頻率都能夠位于減振器的減振區(qū)域內(nèi),從而起到抑制駕駛室結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。■
參考文獻(xiàn)
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安裝在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上的特殊構(gòu)件可以提供運(yùn)動(dòng)的阻力,耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置稱為阻尼器[1]。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的阻尼器種類很多,按作用力方向可分為單方向阻尼與雙方向阻尼;按安裝位置可分為前阻尼與后阻尼;按結(jié)構(gòu)形式可分為伸縮管式阻尼、搖臂式阻尼、搖臂杠桿垂直式及傾斜式阻尼;按工作介質(zhì)可分為彈簧-空氣阻尼、液力阻尼、油-汽阻尼、氮?dú)庖簤鹤枘岬萚2-3]。彈簧-空氣阻尼器是一種利用空氣粘滯性的減振裝置,彈簧的作用一方面是支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng),另一方面則是將振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為自身內(nèi)熱而釋放。液力阻尼器主要是利用液壓油流經(jīng)阻尼小孔時(shí)所產(chǎn)生的阻力來(lái)達(dá)到吸振減振的目的[4],文中主要研究的是一種雙向伸縮桿式雙簧液壓阻尼器。
1雙簧液壓阻尼器結(jié)構(gòu)及工作原理
1.1雙簧液壓阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雙簧液壓阻尼器結(jié)構(gòu)(圖1)主要由液壓腔、左旋外彈簧、右旋內(nèi)彈簧3部分組成。液壓腔用于存放液壓油,利用液壓油的阻尼效應(yīng)來(lái)達(dá)到吸振減振的目的。左旋外彈簧主要起支撐阻尼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的作用,右旋內(nèi)彈簧用于改善阻尼器的力學(xué)性能,由于單一彈簧在受外界作用力時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏心力[5],采用左右旋兩根相嵌彈簧可以改善阻尼器受力的均勻性,這就是文中雙簧液壓阻尼器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念。
1.2阻尼器工作原理雙簧液壓阻尼器外部結(jié)構(gòu)(圖2)主要包括上下支點(diǎn)、上下端蓋、內(nèi)外圈左右旋彈簧。內(nèi)部結(jié)構(gòu)(圖3)主要包括上下液壓腔、活塞桿、內(nèi)置彈簧、活塞、密封圈、底閥、阻尼小孔及U型液壓緩沖腔。上下支點(diǎn)主要用于固定阻尼器結(jié)構(gòu)的安裝位置,當(dāng)上下支點(diǎn)受到外界擠壓激振力,活塞桿往下運(yùn)動(dòng),下腔液壓油經(jīng)阻尼小孔流入U(xiǎn)型液壓緩沖腔。當(dāng)激振力較大時(shí),活塞桿下降至一定高度,U型液壓緩沖腔油液充滿,下腔油壓增大,活塞上阻尼小孔打開(kāi),少許液壓油流入上腔;激振力減小時(shí),U型液壓緩沖腔液壓油經(jīng)底閥阻尼小孔流回下液壓腔,阻尼器完成一次吸振減振過(guò)程。在活塞桿下降或上升過(guò)程中,上下液壓腔空間增大,油壓減小,部分區(qū)域出現(xiàn)真空,產(chǎn)生空穴現(xiàn)象[6],這種現(xiàn)象對(duì)于阻尼系統(tǒng)是非常不利的,要盡量避免。在結(jié)構(gòu)上文中采用兩種方法:增設(shè)內(nèi)置彈簧和活塞上增加阻尼小孔。
2阻尼器隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)
2.1試驗(yàn)?zāi)P徒㈦p簧液壓阻尼器安裝在綠源KGS-3H電動(dòng)車(chē)左右兩側(cè)作為后阻尼減振器,安裝角度為60°(與地面夾角)。圖4為2自由度雙輸入雙輸出隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)簡(jiǎn)化模型。假設(shè)所建立的系統(tǒng)是線性系統(tǒng),根據(jù)線性系統(tǒng)可知系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)滿足疊加原理[7],即激勵(lì)、系統(tǒng)、響應(yīng)三者在時(shí)域內(nèi)的關(guān)系為。
2.2隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試試驗(yàn)選用HEV-50電磁激振器作為系統(tǒng)輸入,輸入信號(hào)選用D級(jí)路面譜白噪聲隨機(jī)激振力[9],雙簧液壓阻尼器安裝在綠源KGS-3H車(chē)型后阻尼減振懸架上,響應(yīng)信號(hào)選用ICP壓電式加速度傳感器BQW(靈敏度100mV/g)進(jìn)行拾取,信號(hào)采集、處理選用VXI數(shù)據(jù)采集模塊AgilentE1432A(8通道)。同樣的,選用一組同規(guī)格單簧左旋液壓阻尼器YMT-B1安裝在同一車(chē)型上,進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn),并比較兩者的減振特性。試驗(yàn)過(guò)程:分析頻帶f為0~100Hz,譜線數(shù)為400線,采樣點(diǎn)數(shù)為1024點(diǎn)(一幀)。對(duì)多次試驗(yàn)所得的響應(yīng)信號(hào)加以平均得到響應(yīng)點(diǎn)2處加速度響應(yīng)雙譜。試驗(yàn)測(cè)試框圖如圖5所示,D級(jí)路面譜白噪聲如圖6所示,單簧與雙簧阻尼系統(tǒng)單位脈沖如圖7所示,單簧與雙簧響應(yīng)點(diǎn)2處的雙譜幅頻如圖8和圖9所示。從圖8和圖9響應(yīng)信號(hào)雙譜幅頻圖分析可知,雙簧液壓阻尼系統(tǒng)在響應(yīng)點(diǎn)處的雙譜幅頻圖在空間表現(xiàn)為能量譜線的均勻分布,在譜線數(shù)值上與單簧雙譜相差2個(gè)數(shù)量級(jí);單簧液壓阻尼系統(tǒng)在響應(yīng)點(diǎn)處的雙譜幅頻圖在空間則表現(xiàn)為能量譜線的集中分布,并伴有少量譜的能量泄漏,這是單簧液壓阻尼器受偏心力作用下的一種能量譜表現(xiàn)形式。
3雙簧液壓阻尼器動(dòng)態(tài)減振特征曲線
關(guān)鍵詞: 緩沖限位塊; 聚氨酯; 結(jié)構(gòu)優(yōu)化; 拉應(yīng)力
中圖分類號(hào): U463.82; TB115.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼: B
引言
汽車(chē)緩沖限位塊是減振系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的零件之一.在國(guó)產(chǎn)中高檔轎車(chē)和商務(wù)車(chē)中,緩沖限位塊通常與彈簧組合使用.當(dāng)車(chē)輛遇到惡劣路面時(shí),彈簧先產(chǎn)生一定的形變,隨后緩沖限位塊開(kāi)始吸收沖擊能產(chǎn)生形變,滿足司乘人員乘坐的舒適性要求和轎車(chē)行駛的平穩(wěn)性要求;同時(shí),減振器和汽車(chē)底盤(pán)也得到充分保護(hù),能夠有效提高減振器的使用壽命[15].緩沖限位塊在減振系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1.
采用聚氨酯材料制作的緩沖限位塊相比于單純的彈簧系統(tǒng)或橡膠緩沖塊,主要有以下優(yōu)點(diǎn)[6]:(1)良好的壓縮性和變形能力;(2)非常優(yōu)秀的耐動(dòng)態(tài)疲勞性能;(3)良好的化學(xué)穩(wěn)定性,如耐低溫、耐老化和耐磨性等;(4)質(zhì)量更小.
我國(guó)涉足聚氨酯緩沖限位塊的時(shí)間較晚,目前產(chǎn)品開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在2方面:(1)工藝技術(shù)不成熟,表面易起泡,影響外觀質(zhì)量和使用壽命;(2)機(jī)械性能難以滿足要求,試驗(yàn)容易產(chǎn)生開(kāi)裂破壞.
本文以某款新開(kāi)發(fā)的聚氨酯緩沖限位塊為研究對(duì)象,在材料滿足機(jī)械性能要求的前提下,采用結(jié)構(gòu)有限元法[7],在Abaqus 6.10中通過(guò)對(duì)限位塊靜強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果的解讀,分析產(chǎn)品疲勞試驗(yàn)開(kāi)裂的原因,提出優(yōu)化改良方案,并對(duì)優(yōu)化后的產(chǎn)品進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算,最終獲得滿足要求的緩沖限位塊結(jié)構(gòu).
圖 1緩沖限位塊結(jié)構(gòu)
1原始結(jié)構(gòu)分析
本文研究的緩沖限位塊在樣品試制階段進(jìn)行疲勞試驗(yàn).試驗(yàn)方案是將限位塊放在試驗(yàn)平臺(tái)上,由金屬壓頭將限位塊壓縮36 mm.根據(jù)減振系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,緩沖限位塊要滿足20萬(wàn)次的疲勞壽命而不發(fā)生開(kāi)裂;但在樣件試驗(yàn)過(guò)程中,產(chǎn)品壓縮12萬(wàn)次后發(fā)生開(kāi)裂,見(jiàn)圖2.
圖 2緩沖限位塊樣件疲勞開(kāi)裂
本文參考試驗(yàn)內(nèi)容建立緩沖限位塊結(jié)構(gòu)分析有限元模型,通過(guò)對(duì)應(yīng)力分布的分析,查找疲勞破壞的原因.
1.1有限元模型建立
有限元模型的建立和分析在軟件Abaqus 6.10中進(jìn)行.根據(jù)緩沖限位塊結(jié)構(gòu)特征,取1/2對(duì)稱模型,采用C3D8R單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格,單元數(shù)量為172 134個(gè),網(wǎng)格模型見(jiàn)圖3.
根據(jù)樣件試驗(yàn)條件,建立約束條件和載荷(見(jiàn)圖4).
(1)在對(duì)稱面上施加對(duì)稱約束.
(2)建立剛性面模擬試驗(yàn)底座,剛性參考面參考點(diǎn)為全約束.
圖 3緩沖限位塊有限元網(wǎng)格模型
圖 4有限元模型邊界條件
(3)建立剛性面模擬試驗(yàn)壓頭,剛性面參考點(diǎn)約束除U3之外的自由度.
(4)在剛性面與緩沖限位塊的接觸面以及緩沖限位塊上可能發(fā)生自接觸的各表面,設(shè)置接觸關(guān)系.
(5)根據(jù)試驗(yàn)要求,壓頭剛性面參考點(diǎn)施加向下的軸向位移36 mm.
1.2應(yīng)力結(jié)果分析
試驗(yàn)中樣件發(fā)生斷裂破壞,根據(jù)材料力學(xué)強(qiáng)度理論,在有限元分析中選取結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力值進(jìn)行判斷.提取減振器受載后的位移拉應(yīng)力曲線,見(jiàn)圖5.已知該聚氨酯材料的斷裂強(qiáng)度(即拉伸極限)為50 MPa.由圖5可知,當(dāng)加載位移為25 mm時(shí)產(chǎn)品拉應(yīng)力超過(guò)拉伸極限,說(shuō)明此時(shí)產(chǎn)品局部位置已經(jīng)開(kāi)始發(fā)生斷裂.
圖 5位移拉應(yīng)力曲線
緩沖限位塊受載25 mm時(shí)的拉應(yīng)力分布見(jiàn)圖6可知,緩沖限位塊中超過(guò)拉伸極限的位置分布在內(nèi)部上端凹槽處,亦即此處可能先發(fā)生微小尺寸斷裂.
圖 6緩沖限位塊拉應(yīng)力分布
緩沖限位塊為圓周回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),加載方向?yàn)檠鼗剞D(zhuǎn)軸向,受載時(shí)緩沖限位塊結(jié)構(gòu)沿軸向壓縮的同時(shí)沿周向擴(kuò)張,產(chǎn)品周向產(chǎn)生相對(duì)較大的張力;在周向凹槽、孔和圓角位置會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中,產(chǎn)生較大的應(yīng)力,并導(dǎo)致在應(yīng)力集中位置發(fā)生初始破壞.該緩沖限位塊內(nèi)部上端的凹槽即屬于此類情況,當(dāng)加載位移達(dá)到25 mm時(shí),凹槽位置的拉應(yīng)力超過(guò)50 MPa,開(kāi)始出現(xiàn)微裂紋.隨著產(chǎn)品不斷承受疲勞載荷,微裂紋隨之?dāng)U展,擴(kuò)展達(dá)到一定程度時(shí)微裂紋引起大范圍的斷裂破壞,呈現(xiàn)如圖2所示的破壞狀態(tài).
由圖6可知,除上文提到的凹槽外,緩沖限位塊頂部的受載平面位置、外圓周的2個(gè)凹槽位置以及底部平面位置,在受載過(guò)程中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力相對(duì)較大,由此可推測(cè)當(dāng)緩沖限位塊受載位移達(dá)到35~40 mm時(shí),以上位置皆可能出現(xiàn)微裂紋,且會(huì)隨著疲勞載荷的施加而不斷擴(kuò)展,導(dǎo)致產(chǎn)品局部破壞,直至失效.
緩沖限位塊壓縮26 mm的變形云圖見(jiàn)圖7,可知,緩沖限位塊沿軸向的位移是均勻變化的,即產(chǎn)品沿軸向的應(yīng)變是均勻變化的(應(yīng)力集中位置除外),在產(chǎn)品工作過(guò)程中能夠平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)減振的目的,因此,軸向結(jié)構(gòu)不需要優(yōu)化.
圖 7緩沖限位塊壓縮26 mm的變形云圖
經(jīng)原模型計(jì)算分析可見(jiàn),緩沖限位塊的周向形面結(jié)構(gòu)需要優(yōu)化.
2結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析
由于緩沖限位塊內(nèi)部上端凹槽為非功能結(jié)構(gòu),為滿足機(jī)械性能,可以將其優(yōu)化去除.另外,由于該產(chǎn)品由聚氨酯材料制作,在發(fā)泡過(guò)程中容易在尖角位置產(chǎn)生氣孔等不良缺陷,因此在結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)將關(guān)鍵位置的尖角結(jié)構(gòu)改為圓角.優(yōu)化前后的結(jié)構(gòu)對(duì)比見(jiàn)圖8.
(a)優(yōu)化前(b)優(yōu)化后圖 8緩沖限位塊優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)對(duì)比
優(yōu)化后結(jié)構(gòu)具有軸對(duì)稱特征,采用軸對(duì)稱有限元建模方法,可以大幅降低計(jì)算量,有利于優(yōu)化分析研究.
緩沖限位塊受載36 mm時(shí)的拉應(yīng)力分布云圖見(jiàn)圖9,從左到右依次為:全局拉應(yīng)力、面外(周向)拉應(yīng)力和面內(nèi)拉應(yīng)力.顯然,優(yōu)化后緩沖限位塊結(jié)構(gòu)表面的拉應(yīng)力主要分布在內(nèi)側(cè)的①②區(qū)域和外側(cè)的③區(qū)域,以圓周方向拉應(yīng)力為主;縱截面內(nèi)部拉應(yīng)力相對(duì)較小,且分布較均勻.此結(jié)果再次表明,原始結(jié)構(gòu)中在①區(qū)域設(shè)置凹槽結(jié)構(gòu)必然會(huì)引起較大的應(yīng)力集中,是不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).圖 9緩沖限位塊受載36 mm時(shí)的拉應(yīng)力分布云圖
對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行分析,提取位移拉應(yīng)力曲線,見(jiàn)圖10.
圖 10優(yōu)化模型位移拉應(yīng)力曲線
由圖10可知,在加載36 mm時(shí),緩沖限位塊拉應(yīng)力為36.45 MPa,尚未達(dá)到拉伸極限,亦即產(chǎn)品不會(huì)發(fā)生斷裂破壞,優(yōu)化模型符合設(shè)計(jì)要求.
3結(jié)論
(1)緩沖限位塊原模型受載25 mm時(shí),在內(nèi)部上端凹槽處出現(xiàn)應(yīng)力集中,拉應(yīng)力超過(guò)拉伸極限50 MPa,開(kāi)始出現(xiàn)微裂紋,且隨著交變載荷的施加開(kāi)始擴(kuò)展,最終導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)裂失效.
(2)優(yōu)化模型去除引起應(yīng)力集中的凹槽,受載36 mm時(shí),產(chǎn)品拉伸應(yīng)力未超過(guò)拉伸極限,該優(yōu)化結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求,且優(yōu)化去除的凹槽屬于非功能結(jié)構(gòu),因此優(yōu)化方案可行.
(3)在產(chǎn)品試制過(guò)程中,運(yùn)用仿真和優(yōu)化的方法明確緩沖限位塊試驗(yàn)開(kāi)裂的原因,并提出優(yōu)化改良方案,加快產(chǎn)品研發(fā)速度.參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】中央空調(diào),消聲,減振
中圖分類號(hào):TU831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、前言
隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,中央空調(diào)的應(yīng)用越來(lái)越廣,因此對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)消聲與減振工作的要求也越來(lái)越高。因此積極采用科學(xué)的技術(shù)和手段,不斷完善消聲與減振的管理就成為當(dāng)前一項(xiàng)十分緊迫的問(wèn)題。空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)是創(chuàng)造一個(gè)滿足人們生產(chǎn)和生活所需要的舒適的環(huán)境,但空調(diào)系統(tǒng)卻不可避免伴隨著噪音和振動(dòng)。
二、中央空調(diào)系統(tǒng)消聲與減振的重要性
空氣調(diào)節(jié)的任務(wù)就是創(chuàng)造一個(gè)滿足人們生產(chǎn)和生活所需要的舒適的環(huán)境。空調(diào)系統(tǒng)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)卻伴隨著噪音和振動(dòng),長(zhǎng)時(shí)間處于嘈雜的環(huán)境會(huì)使人產(chǎn)生煩躁情緒,影響人的工作和健康。減弱和消除這些噪音和振動(dòng),是設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)時(shí)一個(gè)需要考慮的重要而必不可少的部分。
三、中央空調(diào)系統(tǒng)的消聲措施
1、選擇合理的空調(diào)形式及優(yōu)質(zhì)的低噪聲設(shè)備,從聲源上控制噪聲
采用合理的空調(diào)形式來(lái)降低噪聲。為減少風(fēng)聲及水流聲,應(yīng)采用合適的風(fēng)速及冷凍水流速。冷凍水流速宜控制在1.5m/s左右,支管風(fēng)速應(yīng)≤3.5m/s,主風(fēng)管風(fēng)速應(yīng)≤4m/s;選用技術(shù)先進(jìn)質(zhì)量可靠的低噪聲設(shè)備。對(duì)于制冷主機(jī)應(yīng)選擇壓縮機(jī)振動(dòng)相對(duì)較小的產(chǎn)品,對(duì)于水泵應(yīng)盡量選擇≤450rpm轉(zhuǎn)速的低轉(zhuǎn)速泵,新風(fēng)機(jī)設(shè)備、風(fēng)機(jī)盤(pán)管設(shè)于公共場(chǎng)區(qū)或辦公區(qū)、休息區(qū)內(nèi),其噪聲可直接傳到人群中,因此必須選用質(zhì)量好、噪聲低的產(chǎn)品。
2、空調(diào)系統(tǒng)消聲
消聲器是一種具有吸聲內(nèi)襯或特殊結(jié)構(gòu)形式的能有效降低噪聲的氣流管道,它既可以有效地降低噪聲,又可以使氣流順利通過(guò),通常需要在通風(fēng)管道內(nèi)安裝消聲器來(lái)降低噪聲聲壓級(jí)。這主要是為了控制空調(diào)機(jī)組等空調(diào)設(shè)備的噪聲通過(guò)通風(fēng)管道傳到空調(diào)服務(wù)區(qū)并控制風(fēng)道內(nèi)氣流噪聲。在噪聲控制技術(shù)中,消聲器是應(yīng)用最多最廣泛的降噪設(shè)備,廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)送回風(fēng)管道的消聲、冷卻塔進(jìn)出風(fēng)口的消聲,以及空調(diào)機(jī)房、鍋爐房、冷凍機(jī)房等設(shè)備機(jī)房進(jìn)出風(fēng)口的消聲等。
3、空調(diào)設(shè)備隔聲
制冷主機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵等噪聲較大的設(shè)備應(yīng)盡量設(shè)置在地下室,從而減小對(duì)地面上的使用房間的影響,由機(jī)房的墻體、地下樓板對(duì)聲波進(jìn)行隔離。如果只能設(shè)置在地面上,則應(yīng)設(shè)置設(shè)備機(jī)房和隔音墻。隔音墻主要有兩種形式。①組合墻隔聲。組合墻可以通過(guò)中間留空氣層提高隔聲量。聲波入射到第一層墻板時(shí),使墻板發(fā)生振動(dòng),空氣間層可以看作是連接墻板的“彈簧”,此振動(dòng)通過(guò)空氣層傳至第二層墻板。②單層勻質(zhì)實(shí)墻隔聲。墻的單位面積質(zhì)量越大,隔聲效果越好,在主要聲頻范圍內(nèi),單層勻質(zhì)實(shí)墻隔聲性能主要受質(zhì)量控制,單位面積質(zhì)量每增加1倍,隔聲量增加6dB。因此,墻體的選擇應(yīng)盡量選擇厚重的,以提高墻體隔聲量。
4、空調(diào)噪聲控制與建筑防噪設(shè)計(jì)規(guī)劃
建筑設(shè)計(jì)、空調(diào)設(shè)計(jì)與噪聲控制的協(xié)作主要涉及建筑內(nèi)的防噪規(guī)劃、建筑空間的分配和建筑構(gòu)造等內(nèi)容,從控制噪聲的觀點(diǎn)出發(fā),空調(diào)設(shè)備的機(jī)房應(yīng)遠(yuǎn)離空調(diào)用房和對(duì)噪聲控制要求高的房間,這樣可以增大噪聲的自然衰減,減少空調(diào)噪聲對(duì)空調(diào)房間的影響。為降低風(fēng)管的氣流噪聲,建筑設(shè)計(jì)方應(yīng)盡可能預(yù)留足夠多空間給空調(diào)系統(tǒng),包括豎井和吊頂空間,在空調(diào)用房的布局上,對(duì)噪聲控制要求高的房間,應(yīng)集中布置在建筑內(nèi)區(qū),用對(duì)噪聲控制要求低的輔助用房或辦公用房作為隔聲屏障,以隔絕外界噪聲的干擾。在建筑構(gòu)造上,對(duì)于產(chǎn)生噪聲的房間和需要安靜的房間,它們的圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要具有足夠的隔聲量,一般要做成厚重密實(shí)的結(jié)構(gòu)。如果在建筑設(shè)計(jì)階段沒(méi)有處理好,則在噪聲控制時(shí)可能需要花費(fèi)很高的代價(jià)才能彌補(bǔ)。
5、合理的施工方法降低噪聲的主要措施
(一)、風(fēng)管安裝
風(fēng)管制作安裝要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范進(jìn)行。空調(diào)和新風(fēng)消聲器與靜壓箱一樣,要內(nèi)貼優(yōu)質(zhì)吸音材料,外部采用優(yōu)質(zhì)保溫材料保溫,風(fēng)管彎頭部位設(shè)置消聲彎頭,風(fēng)管適當(dāng)部位設(shè)置消聲器,新風(fēng)進(jìn)口采用消聲百葉,在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝阻抗消聲器。對(duì)于截面積較大風(fēng)管,風(fēng)管吊架盡可能采用橡膠減振墊,確保風(fēng)管不產(chǎn)生振動(dòng)噪聲,如果風(fēng)管安裝強(qiáng)度及整體剛度不夠,就會(huì)產(chǎn)生摩擦及振動(dòng)噪聲。
(二)、水管安裝
水管安裝要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范,吊架不能固定在樓板上,應(yīng)盡量固定在梁上,冷凍水主干管及冷卻水管吊架要采用彈簧減振吊架,水管穿過(guò)樓板或過(guò)墻必須采用套管,且要用不燃材料填封。
(三)、設(shè)備安裝
新風(fēng)、空調(diào)機(jī)采用阻尼彈簧減振器安裝,風(fēng)機(jī)盤(pán)管采用彈簧吊鉤,風(fēng)機(jī)盤(pán)管與水管連接采用軟管,風(fēng)機(jī)與風(fēng)管連接采用軟連接,新風(fēng)機(jī)與水管連接采用軟接頭。在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行吸音處理,以防止設(shè)備噪聲的外傳。例如空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)采用隔聲材料做成圍護(hù)結(jié)構(gòu),為了增強(qiáng)吸聲效果,也可以采用凹凸形立體吸聲板做機(jī)房的墻面或吊頂板。在機(jī)房?jī)?nèi)貼吸聲材料,機(jī)房也盡量減少門(mén)窗,以盡量減少設(shè)備噪聲的外傳,使用的門(mén)窗也應(yīng)采用吸聲門(mén)窗或吸聲百葉窗。
四、中央空調(diào)系統(tǒng)的減振措施
1、設(shè)備隔振
機(jī)房?jī)?nèi)各種有運(yùn)動(dòng)部件的設(shè)備(風(fēng)機(jī)、水泵、制冷壓縮機(jī)等)都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),它直接傳傳遞給基層和連接的管件,并以彈性波傳到其他房間中去,又以噪聲的形式出現(xiàn)。另外,振動(dòng)還會(huì)引起構(gòu)件、管道振動(dòng),有時(shí)會(huì)危害安全。因此對(duì)振源必須采取隔振措施,在設(shè)備與基礎(chǔ)間采用軟連接實(shí)行隔振。常用的基礎(chǔ)隔振材料或隔振器有以下幾種:
壓縮型隔振材料,主要有橡膠墊――平板型,肋型等多種,自振頻率高,適用于轉(zhuǎn)速為1450~2900r/min的水泵隔振。
剪切型隔振器,主要有金屬?gòu)椈筛粽衿鳕D―是目前常用的隔振器,優(yōu)點(diǎn)有承受荷載大,自振頻率低,使用年限長(zhǎng),價(jià)格低廉,但阻尼比小,共振時(shí)放大倍數(shù)大,水平穩(wěn)定性差,適用于風(fēng)機(jī)、冷水機(jī)組等隔振;橡膠剪切減振隔振器――自振頻率低,僅次于金屬?gòu)椈蓽p振器,對(duì)高頻固體聲有很高的隔振作用,阻尼比較大,不會(huì)引起自振。缺點(diǎn)是易受溫度、油質(zhì)、鹵代烴氣體的侵蝕,容易老化等,常用于風(fēng)機(jī)、水泵等。
2、管路隔振
水泵、冷水機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、空調(diào)機(jī)組等設(shè)備與水管用撓性軟管連接,避免設(shè)備的振動(dòng)傳遞給管路。尤其是設(shè)備基礎(chǔ)采取減振措施后,設(shè)備本身的振動(dòng)增加了,這時(shí)更應(yīng)采用這種軟管連接。軟管連接有兩類:橡膠軟接管和不銹鋼波紋管。橡膠軟接管隔振減噪的效果很好,缺點(diǎn)是不能耐高溫和高壓,耐腐蝕性也差。在空調(diào)采暖等水系統(tǒng)中大多采用橡膠接管。不銹鋼波紋管也有較好的隔振減噪效果,且能耐高溫、高壓和耐腐蝕,但價(jià)格較貴,適用于制冷劑管路的隔振。
風(fēng)機(jī)進(jìn)出口與風(fēng)管間的軟管宜采用人造革材料或帆布材料制作,軟管的合理長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量風(fēng)壓來(lái)定。
水管、風(fēng)管敷設(shè)時(shí),在管道支架、吊卡、穿墻處應(yīng)作隔振處理。通常的辦法有:管道與支架、吊卡間墊軟材料,采用隔振吊架(有彈簧型、橡膠型)。實(shí)測(cè)表明管道吊架采用隔振處理后,比剛性搭接A聲級(jí)噪聲可降低6~7dB。
3、機(jī)房降噪與隔聲
機(jī)房?jī)?nèi)噪聲通常在80dB(A)以上。除了采用隔振措施減少對(duì)外傳播噪聲外,還必須采取其他措施降低機(jī)房?jī)?nèi)噪聲和隔斷噪聲向外傳播的途徑。當(dāng)然最積極的措施是選用振動(dòng)噪聲小的設(shè)備。另外,選擇機(jī)房位置時(shí)應(yīng)盡量不靠近對(duì)噪聲控制要求高的房間和區(qū)域。對(duì)機(jī)房本身也應(yīng)采取吸聲和隔聲處理。
五、結(jié)束語(yǔ)
中央空調(diào)系統(tǒng)消聲與減振方案作為工程項(xiàng)目施工管理的核心工作之一。對(duì)中央空調(diào)項(xiàng)目具有十分重要的作用。我們必須將科學(xué)的技術(shù)和方法融合到中央空調(diào)系統(tǒng)消聲與減振的研究工作中。
參考文獻(xiàn)
[1]劉加平.建筑物理.北京.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2011
論文關(guān)鍵詞:暖通空調(diào);施工管理;技術(shù)難點(diǎn)
一、前言
暖通空調(diào)設(shè)備是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程,大到跟大型的高層辦公樓,星級(jí)酒店,小的直接跟民用的建筑有著重要的關(guān)系,其施工技術(shù)關(guān)系到管道工程以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù),我們作為專業(yè)的暖通技術(shù)人員,必須嚴(yán)格把握好每道施工環(huán)節(jié),保證建筑物的暖通系統(tǒng)正常使用。
二、暖通空調(diào)安裝施工中普遍存在的問(wèn)題
(一)管線、設(shè)備的定位和標(biāo)高交叉方面
對(duì)于綜合性的建筑物,吊頂空間內(nèi)有空調(diào)末端設(shè)備、送回風(fēng)管、排風(fēng)管、冷凍水管、冷凝水管、噴淋管、消防管、電氣橋架等專業(yè)管線。在圖紙標(biāo)注不足的情況下按圖進(jìn)行施工,往往是先安裝的管道施工很方便,后安裝的管道施工很困難,只能裝在不該安裝的位置或標(biāo)高上,嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和進(jìn)度。針對(duì)以上問(wèn)題,必須遵守管線工程綜合設(shè)計(jì)原則:
1、根據(jù)管道性能和用途的不同,建筑物中的管道大致可分為以下幾類:(1)給水管道:包括生活給水、消防給水、生產(chǎn)用水等;(2)排水管道:包括生活污水、生活廢水、消防排水、雨水、其他排水等;(3)中水管道:包括中水收集及中水供應(yīng);(4)熱力管道:包括采暖、熱水供應(yīng)及空調(diào)空氣處理設(shè)備中所需的蒸汽或熱水;(5)燃?xì)夤艿溃河袣怏w燃料、液體燃料之分;(6)空氣管道:包括通風(fēng)工程、空調(diào)系統(tǒng)中的各類風(fēng)管,以及某些生產(chǎn)設(shè)備所需的壓縮空氣管;(7)供配電線路或電纜:包括動(dòng)力配電、照明配電、弱電系統(tǒng)配電等,其中弱電部分包括共用電視天線、通信、廣播及火災(zāi)報(bào)警及智能建筑系統(tǒng)等。
2、管線工程綜合設(shè)計(jì)時(shí)各專業(yè)管線互相避讓的原則如下:(1)小管道避讓大管道。因小管道造價(jià)低易安裝;(2)臨時(shí)管線避讓永久管線;(3)新建管線避讓原有管線;(4)壓力管道避讓重力自流管道,因?yàn)閷?duì)重力自流管道有坡度要求,不能隨意抬高;(5)金屬管避讓非金屬管。因?yàn)榻饘俟茌^容易彎曲、切割和連接;(6)冷水管避讓熱水管。因?yàn)闊崴芡枰霰貙樱靸r(jià)較高;(7)低壓管避讓高壓管。因?yàn)楦邏汗茉靸r(jià)高且安裝要求高;(8)空氣管避讓水管(指管徑相近時(shí))。因?yàn)樗芨硕糖抑薄?nbsp;
(二)設(shè)備噪聲超標(biāo)方面
設(shè)備噪音主要來(lái)源于空調(diào)末端設(shè)備碰撞,噪聲產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計(jì)、安裝產(chǎn)生,尤其是安裝所產(chǎn)生的噪聲不容忽視。暖通空調(diào)除自身專業(yè)外還涉及建筑、聲樂(lè)、結(jié)構(gòu)等各專業(yè),噪聲控制需要各專業(yè)相互間的協(xié)調(diào)配合。
(三)空調(diào)水系統(tǒng)水循環(huán)
水系統(tǒng)中央空調(diào)施工中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),施工出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)直接影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)最常見(jiàn)的問(wèn)題是冷凍水系統(tǒng)管道循環(huán)不暢。造成管道循環(huán)不良的原因是:1、管道因各專業(yè)管線交叉,施工中沒(méi)有協(xié)調(diào)處理好,造成管網(wǎng)出現(xiàn)許多氣囊,影響管網(wǎng)循環(huán);2、空調(diào)水系統(tǒng)管道清洗不干凈,直接造成空調(diào)水系統(tǒng)堵塞。
(四)水凝結(jié)
空調(diào)系統(tǒng)在調(diào)試和運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)結(jié)露滴水的現(xiàn)象,出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因可能是由于凝結(jié)水排水管的坡度小,或根本沒(méi)有坡度而造成的漏水。或由于風(fēng)機(jī)盤(pán)管的集水盤(pán)安裝不平,或盤(pán)內(nèi)排水口堵塞而盤(pán)水外溢。由于冷凍水管及閥門(mén)的保溫質(zhì)量差,保溫層未貼緊冷凍水管壁,造成管道外壁空氣冷凝水的滴水。還有的是集水盤(pán)下表面的二次凝結(jié)水滴水。因此管道安裝和保溫不良、管道與管件、管道與設(shè)備之間接觸不嚴(yán)密、管道安裝違法操作規(guī)程等都可能造成這一問(wèn)題。管道、關(guān)鍵材料的優(yōu)劣直接影響著安裝的質(zhì)量,所以在管材安裝之前進(jìn)行系統(tǒng)認(rèn)真的檢查是有必要的。
三、施工技術(shù)難點(diǎn)的總結(jié)
(一)設(shè)備噪聲超標(biāo)處理
1、設(shè)備安裝
新風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)安裝采用彈簧阻尼減振器,風(fēng)機(jī)與風(fēng)管連接采用軟連接,新風(fēng)機(jī)組與水管采用軟接頭連接,風(fēng)機(jī)盤(pán)管采用彈簧吊鉤,風(fēng)機(jī)盤(pán)管與水管采用軟管連接。對(duì)空調(diào)機(jī)房進(jìn)行吸音處理,比如在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)采用隔聲材料做成圍護(hù)結(jié)構(gòu),以防止設(shè)備噪聲外傳,或在機(jī)房?jī)?nèi)貼吸聲材料:采用凹凸型吸聲板作為機(jī)房墻面或吊頂板,以增強(qiáng)吸聲效果:機(jī)房應(yīng)盡量減少設(shè)置門(mén)窗,且設(shè)置門(mén)窗應(yīng)采用吸聲門(mén)窗或吸聲百葉窗,盡量減少設(shè)備噪聲外傳。
2、水管安裝
水管安裝要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家規(guī)范,冷凍水主干管及冷卻水管吊架要采用彈簧減振吊架,而且吊架不能固定在樓板上,應(yīng)盡量固定在梁上,或在梁與梁之間架設(shè)槽鋼橫梁固定。水管穿過(guò)樓板或過(guò)墻必須采用套管,且套管與水管之間要用阻燃材料填封。
3、風(fēng)系統(tǒng)安裝
風(fēng)管制作安裝要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范進(jìn)行施工,在風(fēng)機(jī)進(jìn)出口安裝阻抗消聲器,新風(fēng)進(jìn)口處采用消聲百葉,風(fēng)管適當(dāng)部位設(shè)置消聲器,風(fēng)管彎頭部位設(shè)置消聲彎頭,空調(diào)和新風(fēng)消聲器的外部采用優(yōu)質(zhì)保溫材料保溫,與靜壓箱一樣其內(nèi)貼優(yōu)質(zhì)吸音材料。由于送酬風(fēng)管均采用低風(fēng)速、大風(fēng)量以降低噪聲,風(fēng)管截面積比較大,如果風(fēng)管安裝強(qiáng)度及其整體剛度不夠,就會(huì)產(chǎn)生摩擦及振動(dòng)噪聲。建議風(fēng)管吊架盡可能采用橡膠減振墊,確保風(fēng)管不產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。
4、冷凍水管主管支架安裝
根據(jù)筆者多年來(lái)的工程安裝經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)噪音會(huì)沿冷凍主管傳遞,隨著時(shí)間的推移,將會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行帶來(lái)一定的損害。經(jīng)過(guò)研究、試驗(yàn),對(duì)剛性支架做出改進(jìn),即在原主管剛性支架上加裝彈簧減振器,使振動(dòng)及噪音被在樓板與剛性支架之間的彈簧減振器有效消除。在筆者調(diào)查的某施工企業(yè)的幾個(gè)工程施工中均采用了此工藝,并收到了良好的效果,故建議有關(guān)施工企業(yè),在機(jī)房?jī)?nèi)的供回水主管、冷凍水主管也使用此工藝施工,消除噪音。
(二)解決水循環(huán)故障方法
1、注重管道質(zhì)量
基于循環(huán)冷卻水的以上特點(diǎn),要求管道連接方式考慮溫度、水壓、耐腐蝕、間隙使用故障,例如可以通過(guò)合理安排管線坡度和標(biāo)高、安裝排氣閥等方法改善水循環(huán)故障,在實(shí)際運(yùn)用中有很強(qiáng)的操作意義。
2、改善水質(zhì)
對(duì)冷卻循環(huán)水進(jìn)行處理分為物理法和化學(xué)法兩種。對(duì)于冷卻循環(huán)水系統(tǒng),可采用物理法進(jìn)行水質(zhì)處理,進(jìn)行連續(xù)排污,連續(xù)排污的量控制是有一定標(biāo)準(zhǔn)的,在循環(huán)水量的05-10%左右。對(duì)于新安裝的水系統(tǒng),或是已完全除垢的系統(tǒng),也可以進(jìn)行每一周或兩周排污一次。化學(xué)法有投加水質(zhì)穩(wěn)定劑法和離子交換法。投加水質(zhì)穩(wěn)定劑法是向循環(huán)水中投加具有阻垢、緩蝕、殺菌、滅藻作用的水質(zhì)穩(wěn)定劑,對(duì)循環(huán)水進(jìn)行處理。投加的水質(zhì)穩(wěn)定劑配方,一般需進(jìn)行水質(zhì)分析,并過(guò)動(dòng)態(tài)模擬方式確定。同時(shí)需要注意其緩蝕、阻垢、滅菌、防藻的協(xié)同果。如果水質(zhì)穩(wěn)定劑配方選擇不當(dāng),將造成顧此失彼。對(duì)于空調(diào)冷卻循環(huán)水來(lái)說(shuō),此方法技術(shù)要求較高,操作、管理麻煩,工程中很少采用。
(三)水凝結(jié)解決方法
1、在設(shè)計(jì)管道時(shí),管道的長(zhǎng)度和坡度都應(yīng)適宜,否則會(huì)出現(xiàn)滴水現(xiàn)象。管道的安裝和布置要適合冷凝水的盡快排出,必要時(shí)可以設(shè)置水封裝置。
2、注重材料的保溫。風(fēng)管與冷凍水管必須注意保溫,管道的保溫必須把握好兩個(gè)方面,一個(gè)是保證其完整性,另一個(gè)是密閉性。管道保溫的完整性要求不允許出現(xiàn)冷損的存在的,一旦存在冷損的表面,都應(yīng)該進(jìn)行保溫材料敷設(shè)隔熱處理。而保溫的密閉性則要求保證所以保溫層面都不允許有任何破損,必須保證密封不透氣。
(四)加強(qiáng)各專業(yè)配合
在中央空調(diào)安裝過(guò)程中,涉及到多個(gè)專業(yè)之間的配合,往往由于各專業(yè)之間缺乏良好溝通給施工造成諸多不便,甚至影響工期。主要有以下幾個(gè)方面問(wèn)題:
1、工藝對(duì)土建的要求
(1)未將通風(fēng)管道在混凝土墻、樓板等處預(yù)留的孔洞尺寸提供給土建專業(yè),并落實(shí)到土建圖紙上,造成施工時(shí)現(xiàn)鑿洞,增加了不必要的開(kāi)支,甚至影響了建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,特別是大型設(shè)備的吊裝孔、人防工程的通風(fēng)管、測(cè)壓管等預(yù)留孔洞預(yù)埋工作若做不好將難以處理。
(2)對(duì)土建未提出風(fēng)道具體施工要求。如對(duì)通風(fēng)豎井砌磚時(shí)應(yīng)該用水泥砂漿抹面,保證風(fēng)道內(nèi)壁光滑不漏風(fēng)。
(3)對(duì)機(jī)房排水未提出要求,結(jié)果出現(xiàn)機(jī)房無(wú)排水設(shè)施。冷凍機(jī)房應(yīng)設(shè)排水溝和就近設(shè)置集水坑,集水坑內(nèi)設(shè)置帶水位控制器的排水泵。特別是地下室設(shè)備較多,冷水機(jī)組、過(guò)濾器等都要定時(shí)沖洗,萬(wàn)一系統(tǒng)跑水且機(jī)房?jī)?nèi)無(wú)排水設(shè)施,就會(huì)發(fā)生設(shè)備被淹事故。
2、設(shè)備專業(yè)與土建專業(yè)間的協(xié)調(diào)
傳統(tǒng)的敷管方式是在梁下吊設(shè),當(dāng)管道多時(shí)務(wù)必使層高加高。但事實(shí)上這些管道是相對(duì)集中的,因此使整個(gè)樓層提高顯然是不經(jīng)濟(jì)的。假如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),在梁內(nèi)預(yù)埋金屬套管,讓一些不太大的管道穿梁敷設(shè),既有效利用空間,又省去支架吊架,結(jié)構(gòu)上是完全能夠承受的。另外,在走道、門(mén)洞上方的梁、板內(nèi)適當(dāng)預(yù)埋一些套管以備應(yīng)急之需。對(duì)于復(fù)雜的建筑物因建設(shè)周期長(zhǎng),難免修改或加管,有備用預(yù)留洞就主動(dòng)多了,梁內(nèi)預(yù)留套管,結(jié)構(gòu)可以從配筋上加強(qiáng),而要在梁內(nèi)鑿洞就犯土建之大忌了。
我國(guó)已成為世界摩托車(chē)生產(chǎn)大國(guó),發(fā)動(dòng)機(jī)是摩托車(chē)的心臟,為摩托車(chē)提供源源不斷的動(dòng)力。而摩托車(chē)的振動(dòng)問(wèn)題一直是困擾設(shè)計(jì)人員和用戶的頭疼問(wèn)題。降低摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)是解決摩托車(chē)振動(dòng)的主要途徑,而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)就是要平衡掉發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力。平衡軸技術(shù)是摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用較廣的一項(xiàng)技術(shù),它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,可有效地緩減摩托車(chē)的整車(chē)振動(dòng),提高駕駛的舒適性。本文對(duì)平衡軸技術(shù)原理和在摩托車(chē)上的應(yīng)用做一個(gè)介紹。
前言
國(guó)內(nèi)外很早開(kāi)始為解決摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究,并在很多摩托車(chē)企業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用,其主要思路大致有兩類:一是真正減小發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的往復(fù)慣性力和曲柄連桿組的旋轉(zhuǎn)慣性力,二是將發(fā)動(dòng)機(jī)與車(chē)架作為一個(gè)整體進(jìn)行研究,盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)自身的不平衡力和力矩加在車(chē)架上使車(chē)架的振動(dòng)較小,這樣摩托車(chē)的舒適性就提高了。國(guó)內(nèi)摩托車(chē)企業(yè)發(fā)展的早期,由于當(dāng)時(shí)的摩托車(chē)排量不是很大,其發(fā)動(dòng)機(jī)自身的不平衡慣性力對(duì)于車(chē)架的影響很小,對(duì)于摩托車(chē)的振動(dòng)影響不是很大,而且,由于當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎是防制歐美和日本的,其振動(dòng)性能較優(yōu),并且在市場(chǎng)上一直處于供不應(yīng)求地位,所以早期國(guó)內(nèi)對(duì)振動(dòng)問(wèn)題不是很關(guān)注,沒(méi)有進(jìn)行深入研究。
隨著摩托車(chē)向高速、大排量發(fā)展,市場(chǎng)用戶的需求不斷提高,其振動(dòng)問(wèn)題就凸現(xiàn)出來(lái)了,許多國(guó)外摩托車(chē)企業(yè)憑借其雄厚的技術(shù)實(shí)力對(duì)其進(jìn)行了深入、細(xì)致的研究,研究表明:振動(dòng)是不可避免的,只能盡量使其減弱,達(dá)到人體不大察覺(jué)的程度,這樣的平衡特性就算最優(yōu)。如美國(guó)著名的摩托車(chē)企業(yè)哈雷摩托,其車(chē)架與發(fā)動(dòng)機(jī)連接是二點(diǎn)式的,它的其中一點(diǎn)是用橡膠塊連接,而車(chē)行方向的自由度沒(méi)有約束,這樣人體主要感受到垂直方向的,只要把垂直方向的慣性力做小,駕駛員就不大能感覺(jué)到它的振動(dòng),減振效果很顯著。國(guó)內(nèi)最近幾年也對(duì)摩托車(chē)振動(dòng)問(wèn)題投入了相當(dāng)?shù)年P(guān)注,如武漢汽車(chē)工業(yè)大學(xué)就對(duì)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)和慣性力的幾種方法進(jìn)行了研究。國(guó)內(nèi)許多摩托車(chē)企業(yè)也利用各自的優(yōu)勢(shì)加入了減振研究的行列里。如力帆集團(tuán)就對(duì)125、150、175、200等數(shù)款摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn),加裝了衡軸,取得了很好的振動(dòng)效果,但同時(shí)也增加了成本。現(xiàn)在由于中小排量摩托車(chē)?yán)麧?rùn)空間有限,一般采用過(guò)量平衡法來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)合慣性力曲線進(jìn)行改進(jìn),來(lái)達(dá)到減振的目的。
1.發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)原理概述
在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)中,活塞的運(yùn)動(dòng)速度非常快,而且速度很不均勻。在上下止點(diǎn)位置,活塞的速度為零,而在上下止點(diǎn)中間的位置速度達(dá)到最高。由于活塞在氣缸內(nèi)做反復(fù)的高速直線運(yùn)動(dòng),必然在活塞、活塞銷(xiāo)和連桿上產(chǎn)生很大的慣性力。在連桿上配置的配重可以有效地平衡這些慣性力,但連桿上的配重只有一部分運(yùn)動(dòng)質(zhì)量參與直線運(yùn)動(dòng),另一部分參與旋轉(zhuǎn)。除了上下止點(diǎn)位置外,各種慣性力不能被完全平衡,使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生了振動(dòng)。
當(dāng)活塞每上下運(yùn)動(dòng)一次,將使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一上一下兩次振動(dòng),所以發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)。在振動(dòng)理論上,常使用多個(gè)諧波振動(dòng)來(lái)描述發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng),其中振動(dòng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相同的叫一階振動(dòng),頻率是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2倍的叫二階振動(dòng),依次類推,還存在三階、四階振動(dòng)。但振動(dòng)頻率越高,振幅就越小,2階以上可以忽略不計(jì)。其一階動(dòng)占整個(gè)振動(dòng)的70%以上,是振動(dòng)的主要來(lái)源。
2.摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)平衡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能概述
發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)的原因有如下幾點(diǎn):
2.1由于氣缸內(nèi)氣體壓力變化,從而通過(guò)活塞連桿使曲軸上扭矩交變引起的振動(dòng)。
2.2發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,活塞連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)往復(fù)慣性力得不到平衡產(chǎn)生的振動(dòng)。
2.3氣缸內(nèi)氣體壓力變動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)各種旋轉(zhuǎn)件不平衡所引起的振動(dòng)。
2.4發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)速度波動(dòng)過(guò)大,引起慣性力增大和扭振加劇。
為了消除振動(dòng),采用的方法有很多,例如采用輕質(zhì)的活塞減少運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量、提高曲軸的剛度、采用90度夾角的v型雙缸布置發(fā)動(dòng)機(jī)等等。但在摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上普遍采用的方式是增加一個(gè)平衡軸來(lái)解決。平衡軸簡(jiǎn)單地說(shuō)是一個(gè)裝有偏心重塊并隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)的軸,利用偏心重塊所產(chǎn)生的反向振動(dòng)力,使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的平衡,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。
衡軸采用單一的平衡軸,利用齒輪傳動(dòng)方式進(jìn)行工作,通過(guò)曲軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連接的平衡軸驅(qū)動(dòng)齒輪平衡軸從動(dòng)齒輪平衡軸。衡可以平衡占整個(gè)振動(dòng)比例相當(dāng)大的一階振動(dòng),可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)得到明顯改善。由于衡軸方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占用的空間小,在單缸和小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用較廣。
3.結(jié)論
造成摩托車(chē)振動(dòng)的原因是多種多樣的,因此消除或限制摩托車(chē)振動(dòng)的方法也各不相同。為了消減摩托車(chē)的振動(dòng),應(yīng)該了解摩托車(chē)產(chǎn)生振動(dòng)的原因。究其原因:一是行駛路面不平車(chē)輪顛簸牽動(dòng)整車(chē)發(fā)生振動(dòng):二是車(chē)體旋轉(zhuǎn)(如車(chē)輪)不平衡產(chǎn)生的振動(dòng):三是發(fā)動(dòng)機(jī)本身的振動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)一般是通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)后車(chē)輪,因此它難于實(shí)現(xiàn)與車(chē)架的柔性連接,故發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)將直接傳給車(chē)架。
依據(jù)建筑與土木工程領(lǐng)域全日制工程碩士課程體系需要適應(yīng)的目標(biāo),構(gòu)建以基礎(chǔ)理論與知識(shí)、專業(yè)素養(yǎng)與能力和科學(xué)系統(tǒng)的思維為三大平臺(tái)的復(fù)合課程目標(biāo)體系,見(jiàn)圖2所示。三大目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)自下而上,同時(shí)相互配合,發(fā)揮整體作用。第一平臺(tái)為基礎(chǔ)理論與知識(shí),是建筑與土木工程領(lǐng)域全日制工程碩士研究生所要掌握的基礎(chǔ)理論。其中數(shù)理類知識(shí)包括數(shù)值計(jì)算、應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、有限元分析等課程,學(xué)會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)模型和物理方法進(jìn)行理論計(jì)算和試驗(yàn)分析;計(jì)算機(jī)類課程包括數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),通過(guò)程序設(shè)計(jì)幫助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模擬仿真等;專業(yè)基礎(chǔ)課程包括高等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析與概念設(shè)計(jì)、工程結(jié)構(gòu)減振與控制理論等,學(xué)會(huì)房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制全日制工程碩士研究生課程體系改革與評(píng)價(jià)與優(yōu)化原理與方法;專業(yè)課包括現(xiàn)代工程施工組織、高層結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)等課程,掌握專業(yè)前沿知識(shí);交叉類課程包括建設(shè)系統(tǒng)工程、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)原理與應(yīng)用、現(xiàn)代管理原理與方法,培養(yǎng)學(xué)生交叉學(xué)科視野和系統(tǒng)思維方式;實(shí)踐課包括實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、模擬、校內(nèi)外實(shí)習(xí)等,鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神;人文課包括英語(yǔ)、哲學(xué)及德育等課程,提升學(xué)生的人文素養(yǎng)。第二平臺(tái)為職業(yè)素養(yǎng)與能力的提升,它建立在基礎(chǔ)理論與知識(shí)的平臺(tái)上。職業(yè)素養(yǎng)要求學(xué)生具有良好的工程職業(yè)道德、強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感和豐富的人文科學(xué)素養(yǎng);學(xué)習(xí)能力要求學(xué)生具有信息獲取、知識(shí)更新和終身學(xué)習(xí)的能力;分析解決問(wèn)題能力要求具有綜合應(yīng)用建筑與土木工程理論、獨(dú)立地分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力;設(shè)計(jì)能力要求學(xué)生具有開(kāi)拓創(chuàng)新意識(shí)和進(jìn)行建筑產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的能力,以及建筑工程項(xiàng)目集成的基本能力;創(chuàng)新能力要求學(xué)生具有由跟隨創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和原始創(chuàng)新組成的技術(shù)創(chuàng)新能力;管理能力要求具有良好的組織管理能力,較強(qiáng)的交流溝通、環(huán)境適應(yīng)和團(tuán)隊(duì)合作能力[3]。第三平臺(tái)為科學(xué)系統(tǒng)的思維,是在基礎(chǔ)理論與知識(shí)的學(xué)習(xí)和專業(yè)素養(yǎng)與能力的培養(yǎng)中逐步形成的。系統(tǒng)性思維要求學(xué)生從全局的角度思考問(wèn)題,培養(yǎng)發(fā)散思維和聚合思維、直覺(jué)思維和邏輯思維,具有統(tǒng)籌與預(yù)見(jiàn)能力。
復(fù)合型課程的支撐體系
為了順利實(shí)現(xiàn)課程體系改革的目標(biāo),構(gòu)建自內(nèi)向外的復(fù)合型課程支撐體系,內(nèi)部為課程設(shè)置、教學(xué)方法和考核方式,外部為導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,如圖3所示。
(一)課程設(shè)置
一要加強(qiáng)實(shí)踐課程,包括實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、模擬、實(shí)習(xí)等,處理好理論課程與實(shí)踐課程的比例關(guān)系,提高建筑與土木工程領(lǐng)域工程碩士研究生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力;二要加強(qiáng)交叉課程建設(shè),合理調(diào)整技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)、法規(guī)課程的比例,使工程碩士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概覽建筑與土木工程各學(xué)科相互間交叉、滲透和融合的特征,拓展專業(yè)并形成較高的視野;三要加強(qiáng)人文課程,通過(guò)專題課或者學(xué)術(shù)講座的形式,豐富研究生的人文科學(xué)素養(yǎng)。
(二)教學(xué)方法
教學(xué)內(nèi)容首先要更加重視其寬廣性、應(yīng)用性和實(shí)踐性,培養(yǎng)工程碩士研究生的應(yīng)用能力和實(shí)踐能力[4];其次要反映建筑與土木工程領(lǐng)域最前沿的知識(shí),使研究生熟悉研究方向的新動(dòng)向,增強(qiáng)科研興趣;同時(shí)要做到與后續(xù)課程和論文研究的有效銜接,減少研究生課程學(xué)習(xí)的盲目性。教學(xué)形式要以研究型形式為主,如討論式教學(xué)、參與導(dǎo)師課題等,實(shí)現(xiàn)研究生從被動(dòng)接受到主動(dòng)鉆研的有效轉(zhuǎn)變,教師起到啟發(fā)引導(dǎo)的作用。教學(xué)方法還要靈活多樣,如模擬軟件、實(shí)地調(diào)研等,優(yōu)化教學(xué)過(guò)程并提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改變本科階段一貫的終結(jié)性考核制度,將課程互動(dòng)評(píng)價(jià)、階段成果和終結(jié)性考試三部分作為每門(mén)課程的成績(jī)。在論文或設(shè)計(jì)研究階段,要加強(qiáng)論文開(kāi)題、階段報(bào)告、中期報(bào)告和論文答辯的過(guò)程考查,提高專業(yè)學(xué)位的授予水平,改變目前中國(guó)“嚴(yán)進(jìn)寬出”培養(yǎng)模式的不利局面;其次,要將理論課程與實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合,評(píng)價(jià)學(xué)生理論知識(shí)掌握情況和與之對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`活動(dòng)完成情況,形成多元化綜合評(píng)價(jià)體系,促進(jìn)評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和公正性。
(四)導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)
導(dǎo)師是研究生學(xué)習(xí)和生活的指導(dǎo)者,導(dǎo)師的責(zé)任感、知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)術(shù)水平是保證研究生質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此,要建立公平的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制對(duì)導(dǎo)師嚴(yán)格遴選,從源頭上提高導(dǎo)師隊(duì)伍水平;要鼓勵(lì)導(dǎo)師定期深入企業(yè)了解生產(chǎn)實(shí)際需要,與企業(yè)合作開(kāi)展科學(xué)研究工作,推動(dòng)科研成果的轉(zhuǎn)化。這樣一方面促進(jìn)導(dǎo)師知識(shí)結(jié)構(gòu)的不斷更新和學(xué)術(shù)水平的持續(xù)提升,另一方面也提高了導(dǎo)師對(duì)專業(yè)學(xué)位研究生有針對(duì)性的指導(dǎo)能力。
(五)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合
學(xué)校一方面吸納社會(huì)上具有一定學(xué)術(shù)造詣的同行專家加入導(dǎo)師隊(duì)伍,不僅滿足工程碩士研究生規(guī)模擴(kuò)大的需求,而且將行業(yè)課題帶進(jìn)學(xué)校;另一方面通過(guò)加強(qiáng)與建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的投資建設(shè)、項(xiàng)目管理、工程設(shè)計(jì)、施工總承包、工程咨詢等單位的聯(lián)系,使建筑與土木工程領(lǐng)域工程碩士研究生達(dá)到其課程學(xué)習(xí)內(nèi)容適應(yīng)企業(yè)和社會(huì)需求,論文或設(shè)計(jì)選題來(lái)源于工程實(shí)踐的目的。
課程改革的評(píng)價(jià)體系
根據(jù)復(fù)合型課程的目標(biāo)體系和支撐體系的內(nèi)容,建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系。結(jié)合層次分析法對(duì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行分析,計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重,進(jìn)行方案層的優(yōu)先排序。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。筆者設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷,由國(guó)內(nèi)相關(guān)高校建筑與土木工程領(lǐng)域的專家對(duì)各指標(biāo)權(quán)重評(píng)判,結(jié)果如表2所示。表2數(shù)據(jù)顯示,建筑與土木工程全日制工程碩士課程評(píng)價(jià)體系的一級(jí)指標(biāo)中,相對(duì)重要程度依次為:課程設(shè)置、導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、教學(xué)方法和考核方式。二級(jí)指標(biāo)中,課堂授課、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和實(shí)踐課程的合理安排、學(xué)生參與行業(yè)單位的項(xiàng)目實(shí)踐和導(dǎo)師的學(xué)術(shù)水平是最重要的三項(xiàng)內(nèi)容,也是建筑與土木工程全日制工程碩士研究生課程體系改革的首要任務(wù)。
課程改革的建議
(一)優(yōu)化課程設(shè)置
優(yōu)化課程設(shè)置是基礎(chǔ),關(guān)鍵要合理安排課堂授課、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和實(shí)踐課程比例,形成以實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)和實(shí)踐課程為主,理論授課為輔的課程結(jié)構(gòu)。通過(guò)適當(dāng)減少人文課程學(xué)分和課時(shí)數(shù)、增加學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),以學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課將實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)為課程主線,增加實(shí)踐課程的時(shí)間安排等優(yōu)化課程設(shè)置。這樣的課程結(jié)構(gòu)更有利于工程碩士研究生主動(dòng)吸收知識(shí)和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
(二)加強(qiáng)導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)
加強(qiáng)導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)是關(guān)鍵,側(cè)重提高導(dǎo)師的學(xué)術(shù)水平。針對(duì)面向?qū)嵺`的工程碩士研究生培養(yǎng),要改變以往以論文、論著和科研成果的數(shù)量作為衡量導(dǎo)師學(xué)術(shù)水平的單一指標(biāo)的不利局面,將導(dǎo)師帶領(lǐng)學(xué)生參與企業(yè)實(shí)踐和社會(huì)課題也納入導(dǎo)師學(xué)術(shù)水平評(píng)價(jià)體系。學(xué)校應(yīng)對(duì)全日制工程碩士導(dǎo)師加強(qiáng)工程實(shí)踐訓(xùn)練,同時(shí)吸收不同學(xué)科領(lǐng)域的專家、學(xué)者和實(shí)踐領(lǐng)域有豐富經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員擔(dān)任兼職導(dǎo)師,承擔(dān)部分教學(xué)指導(dǎo)工作。“雙導(dǎo)師制”培養(yǎng)學(xué)生,形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),從而改變導(dǎo)師過(guò)于理論化的學(xué)術(shù)現(xiàn)狀,引導(dǎo)導(dǎo)師重視工程實(shí)踐,全面提高導(dǎo)師的學(xué)術(shù)素養(yǎng)。