科研訓(xùn)練報(bào)告格式
學(xué)校代碼:10128學(xué)號(hào):
科研訓(xùn)練報(bào)告
題目:學(xué)生姓名:學(xué)生學(xué)號(hào):
學(xué)院:機(jī)械學(xué)院班級(jí):機(jī)電09-4指導(dǎo)教師:孫鵬文
201*年月日
內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)科研訓(xùn)練報(bào)告
1、選題背景和意義
1.1選題背景和目的
風(fēng)能作為可再生的綠色能源,憑借其巨大的商業(yè)潛力和環(huán)保效益,在全球新能源和可再生能源行業(yè)中創(chuàng)造了最快的增長(zhǎng)速度,是目前世界上能源領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)之一。內(nèi)蒙古風(fēng)能資源居全國(guó)之首(可利用面積占全國(guó)的40%),具有分布面廣、平均風(fēng)速大、有效風(fēng)時(shí)長(zhǎng)等特點(diǎn)。隨著國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,內(nèi)蒙古風(fēng)電事業(yè)也以大型、并網(wǎng)型風(fēng)場(chǎng)開(kāi)發(fā)為標(biāo)志得以迅猛發(fā)展,截止201*年底全區(qū)風(fēng)電裝機(jī)容量已突破300萬(wàn)千瓦,到201*年將達(dá)到500萬(wàn)千瓦以上!笆晃濉逼陂g,自治區(qū)計(jì)劃通過(guò)與國(guó)內(nèi)外有實(shí)力的企業(yè)開(kāi)展合作,在內(nèi)蒙古建成大型風(fēng)力機(jī)制造基地,實(shí)現(xiàn)風(fēng)電設(shè)備的本地化生產(chǎn),以風(fēng)電設(shè)施的規(guī);ㄔO(shè)帶動(dòng)風(fēng)電設(shè)備的本地化步伐!秲(nèi)蒙古自治區(qū)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展報(bào)告》已將“兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)研究”列為機(jī)械工程學(xué)科重點(diǎn)支持和優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。
風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境惡劣,風(fēng)機(jī)葉片是捕獲風(fēng)能的主要部件,也是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的部件,其運(yùn)動(dòng)狀況和受力情況非常復(fù)雜,主要受到由氣動(dòng)載荷、離心力和重力所引起的拉壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的聯(lián)合作用。葉片良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素,直接影響風(fēng)力機(jī)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。隨著風(fēng)輪向大型化、輕量化、高性能、低成本的方向發(fā)展,提高風(fēng)輪剛度、減輕葉片重量、改善葉片疲勞特性、實(shí)現(xiàn)變槳距功率調(diào)節(jié)等問(wèn)題日益突出。
為此,研究復(fù)合纖維鋪層參數(shù)對(duì)大型風(fēng)機(jī)葉片性能的影響分析,目的在于解決“如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)纖維鋪層,使風(fēng)機(jī)葉片性能達(dá)到最優(yōu)”的問(wèn)題。
1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及研究意義
經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展,歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家纖維鋪放技術(shù)及裝備已經(jīng)比較成熟,鋪放過(guò)程實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)微機(jī)程序控制,并在飛機(jī)制造業(yè)、風(fēng)電行業(yè)得到了成功應(yīng)用。國(guó)內(nèi)對(duì)纖維鋪放成型技術(shù)的研究和裝備的研制尚處于起步階段,與世界先進(jìn)水平相比還有較大差距,嚴(yán)重缺乏具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)以及自主創(chuàng)新的能力。目前基本上以手工鋪層、真空熱壓罐成型為主,手工鋪層質(zhì)量差、性能低、制造周期長(zhǎng)、成本高,難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖,嚴(yán)格禁運(yùn)此類裝備。
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圖1復(fù)合纖維鋪放原理
國(guó)內(nèi)外對(duì)復(fù)合纖維鋪層設(shè)計(jì)的研究狀況為:1)基于等距線、等分點(diǎn)的纖維鋪放路徑規(guī)劃,該算法針對(duì)具體構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)用,應(yīng)用等距線、等分點(diǎn)鋪放路徑均勻密化算法,完成整個(gè)構(gòu)件曲面的纖維鋪放路徑規(guī)劃。該類算法并未對(duì)鋪層方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,且研究對(duì)象主要針對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、雷達(dá)罩等回轉(zhuǎn)體構(gòu)件,只適用于開(kāi)曲面零件的纖維鋪放。2)基于遺傳算法或蟻群算法的復(fù)合材料層合板鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì),該類方法針對(duì)航空復(fù)合材料層合板受壓的穩(wěn)定性問(wèn)題,以工程應(yīng)用中給定的鋪層厚度和鋪放角度為已知條件,以屈曲載荷為目標(biāo)函數(shù),采用遺傳算法或蟻群算法優(yōu)化設(shè)計(jì)鋪層順序。此類方法雖然可以比較容易地解決鋪層順序的組合優(yōu)化問(wèn)題,但是復(fù)合材料的鋪層還要受到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等方面的約束,如果直接以鋪層順序作為設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),由于其巨大的設(shè)計(jì)變量數(shù)目所引起的難以承受的計(jì)算工作量,在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)用價(jià)值不大。另外,上述研究所針對(duì)的都是復(fù)合纖維的等厚度鋪放,而風(fēng)機(jī)葉片的鋪層是由葉片所受的外載荷決定的。無(wú)論是彎矩、扭矩和離心力都是從葉尖向葉根逐漸遞增的,因此,葉片鋪層厚度也是從葉尖向葉根逐漸遞增的。
而針對(duì)復(fù)合纖維鋪層參數(shù)對(duì)大型風(fēng)機(jī)葉片性能的影響分析及鋪層設(shè)計(jì)研究在目前可查文獻(xiàn)中尚未見(jiàn)報(bào)道。
本研究具有科學(xué)研究?jī)r(jià)值和強(qiáng)烈的工程應(yīng)用背景。項(xiàng)目研究成果可為大型風(fēng)機(jī)葉片纖維鋪放控制技術(shù)的研究、鋪放裝備的研制奠定必要的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐,對(duì)于我區(qū)實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)風(fēng)電設(shè)備的本地化生產(chǎn),徹底改善手工鋪放的生產(chǎn)現(xiàn)狀和落后局面,有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2研究?jī)?nèi)容與預(yù)期研究成果
2.1研究目標(biāo)
1)建立具有復(fù)雜氣動(dòng)外形和非等厚度內(nèi)部鋪層結(jié)構(gòu)的大型風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)分析
方法;
2)探究鋪層參數(shù)對(duì)復(fù)合纖維風(fēng)機(jī)葉片性能影響的宏觀性規(guī)律。
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2.2主要研究?jī)?nèi)容
在綜合考慮復(fù)合纖維性能、風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)、鋪層原則和鋪放工藝的基礎(chǔ)上,根據(jù)風(fēng)機(jī)葉片的曲面構(gòu)型、性能要求、應(yīng)力應(yīng)變分析結(jié)果,研究探索復(fù)合纖維鋪層參數(shù)對(duì)大型風(fēng)機(jī)葉片性能的影響分析。主要研究?jī)?nèi)容有:1)大型風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合纖維鋪層設(shè)計(jì)
風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)層合板理論及單層性能,設(shè)計(jì)鋪放角度、各定向?qū)酉鄬?duì)于總層數(shù)的比例及鋪設(shè)順序。鋪放角度與主應(yīng)力的方向一致,不同截面的鋪層比例和層數(shù)則根據(jù)該截面的計(jì)算應(yīng)力數(shù)值關(guān)系以及總鋪層厚度確定;在綜合考慮鋪層原則、鋪放工藝及工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,規(guī)劃鋪設(shè)順序,初步確定幾種鋪層方案。
2)鋪層參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片性能的影響分析,優(yōu)化確定最佳鋪層方案分析極限載荷下不同鋪層方案葉片的等效應(yīng)力和結(jié)構(gòu)變形,采用理論分析和有限元分析相結(jié)合的方法,探討鋪層順序、鋪層角度和各定向?qū)愉伔艑訑?shù)等參數(shù)對(duì)葉片性能的影響,優(yōu)化確定最佳鋪層方案。
2.3研究方案及技術(shù)路線
2.4擬解決的關(guān)鍵技術(shù)
1)復(fù)合纖維大型風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)分析方法;2)鋪層參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片性能的影響分析。
2.5預(yù)期研究成果
1)形成大型風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合纖維鋪層結(jié)構(gòu)分析方法,鋪層參數(shù)對(duì)復(fù)合纖維風(fēng)機(jī)葉片性能影響的宏觀性規(guī)律。
2)論文:在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊及國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表相關(guān)科研論文2篇以上;3)人才培養(yǎng):培養(yǎng)碩士研究生3-5名。
3、主要參考文獻(xiàn)
[1]金海波.復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究[D].南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文.201*.P46
[2]陳紹杰,申振華,徐鶴山.復(fù)合材料與風(fēng)機(jī)葉片[J].玻璃鋼/復(fù)合材料.201*,3:42-46
[3]ShirinzadehB,AliciG,FoongCW,etal.FabricationProcessofOpenSurfacesbyRoboticFibrePlacement[J].RoboticsandComputerIntegratedManufacturing,201*,20:17-28
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[4]-01/01/content_21769174.htm
[5]汪長(zhǎng)明,楊繼賢,孫業(yè)保等.車輛發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,第一版.1981.
車床數(shù)控化改造-機(jī)械部分設(shè)計(jì)
車床數(shù)控化改造-電氣控制部分設(shè)計(jì)多叉式升降平臺(tái)設(shè)計(jì)
手動(dòng)液壓升降平臺(tái)車設(shè)計(jì)
直流電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)立式加工中心換刀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
三菱電梯控制系統(tǒng)的繼電器控制及PLC程序設(shè)計(jì)四自由度碼垛機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)四自由度碼垛機(jī)電氣部分設(shè)計(jì)交流伺服系統(tǒng)的研究
步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的研究嵌入式控制系統(tǒng)的研究組態(tài)軟件核心技術(shù)的研究自適應(yīng)PID控制系統(tǒng)的研究并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真研究參數(shù)化建模技術(shù)設(shè)計(jì)特征建模技術(shù)研究
大型風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
大型風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)鋪層技術(shù)城市生活垃圾破袋機(jī)設(shè)計(jì)
城市生活垃圾臥式氣流分選機(jī)設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)式盤(pán)形懸式絕緣子自動(dòng)膠裝設(shè)計(jì)步進(jìn)式盤(pán)形懸式絕緣子自動(dòng)膠裝設(shè)計(jì)滾珠絲杠電動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)通用兩維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)
小型數(shù)控立式銑床工作臺(tái)升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
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題目:×××××××××(宋體小二號(hào),加黑)
摘要:××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××(仿宋五號(hào)字,100字以內(nèi);“摘要:”二字加黑,具體內(nèi)容不加黑)
關(guān)鍵詞:×××;××;××××;×××(仿宋五號(hào)字,3-5個(gè),用分號(hào)隔開(kāi);“關(guān)鍵詞:”三字加黑,具體內(nèi)容不加黑)
一、(一)1.2.3.
(二)1.2.3.……空一行二、(一)1.2.3.
(二)1.2.3.……空一行三、(一)1.2.3.
(二)1.2.3.……
(正文部分均為宋體小四號(hào)字,一級(jí)標(biāo)題加黑,二級(jí)以下不加黑)[參考文獻(xiàn)]([參考文獻(xiàn)]加黑,5個(gè)以上)[1][2]……
示例:
[1]袁慶龍,侯文義.Ni-P合金鍍層組織形貌及顯微硬度研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),201*,32(1):51-53.
(2)專著
[序號(hào)]主要責(zé)任者.文獻(xiàn)題名[M].出版地:出版者,出版年.示例:
[3]劉國(guó)鈞,王連成.圖書(shū)館史研究[M].北京:高等教育出版社,1979.
(3)專利文獻(xiàn)
[序號(hào)]專利所有者.專利題名[P].專利國(guó)別:專利號(hào),發(fā)布日期.
示例:
[11]姜錫洲.一種溫?zé)嵬夥笏幹苽浞桨竅P].中國(guó)專利:881056078,1983-08-12.
(4)國(guó)際、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
[序號(hào)]標(biāo)準(zhǔn)代號(hào),標(biāo)準(zhǔn)名稱[S].出版地:出版者,出版年.示例:
[1]GB/T161591996,漢語(yǔ)拼音正詞法基本規(guī)則[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1996.
(5)報(bào)紙文章
[序號(hào)]主要責(zé)任者.文獻(xiàn)題名[N].報(bào)紙名,出版日期(版次).示例:
[13]謝希德.創(chuàng)造學(xué)習(xí)的思路[N].人民日?qǐng)?bào),1998-12-25(10).(6)網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn):
[序號(hào)]作者.題(篇)名.網(wǎng)址,發(fā)表日期.示例:
[2]李文.加入WTO后中國(guó)“三農(nóng)”收入面臨的新問(wèn)題.中國(guó)財(cái)會(huì)網(wǎng),htm,201*-07-19.
(7)其它來(lái)源文獻(xiàn)注釋可根據(jù)具體情況參照有關(guān)學(xué)術(shù)刊物標(biāo)注,或根據(jù)指導(dǎo)教師的意見(jiàn)確定注釋方式。
實(shí)習(xí)報(bào)告填寫(xiě)
目的:通過(guò)科研訓(xùn)練,樹(shù)立正確的科研觀,培養(yǎng)科研思維方式,掌握正確的科研方法,提高綜合分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理問(wèn)題的能力、掌握理論及實(shí)證研究的科學(xué)方法及經(jīng)濟(jì)管理類論文寫(xiě)作的基本過(guò)程,為畢業(yè)論文的寫(xiě)作、從事科研活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。要求:
(1)在明確題目與方法后,在導(dǎo)師指導(dǎo)下開(kāi)展科研活動(dòng)。積極主動(dòng)地向?qū)熣?qǐng)教、匯報(bào)進(jìn)展情況;
(2)充分發(fā)揮主動(dòng)分發(fā)揮主動(dòng)性和積極性,積極進(jìn)行調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、分析論證、制定方案、分析總結(jié)等方面的獨(dú)立能力訓(xùn)練,從而鍛煉自己。(3)定期總結(jié)前階段的工作,提出下一階段的工作計(jì)劃;(4)提交科研訓(xùn)練報(bào)告。
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