相似理論在機械工程的應用

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隨着經濟科技的進步,越來越多的發明在基於理論基礎成熟之後才顯現。下面是小編蒐集整理的相關內容的論文,歡迎大家閱讀參考。

相似理論在機械工程的應用

 摘要:理論研究是推動科技發展的基礎。自改革開放以來,國內的機械工程已經取得了翻天覆地的變化。就機械工程的發展而言,相似理論無疑起到了極爲重要的促進作用。相似理論也就是充分發揮理論知識的導向作用,並以此爲基礎進行建模,同時參照理論對構建出模型的實際操作步驟加以初步確定,進而爲機械工程中不可預計因素的處理提供一定的參考。近年來,相似理論已經在工程領域中得到了極爲廣泛的運用,代表着我國機械工程發展的重要方向。文章首先對相似理論的實質進行了簡要分析,進一步對其在機械工程中的實際應用加以說明,一方面作爲作者的學習總結,另一方面也希望能夠爲相似理論應用範圍的推廣貢獻自己的綿薄之力。

 關鍵詞:相似理論;機械工程;應用

相似理論源自上個世紀前期,自問世之初就受到了國內外物理學科研究人員的廣泛關注。衆做周知,在現實生活中有很多極爲類似的物理現象,他們的作用原理大多相同。由於該類作用本質或是現象之間存在着奇妙的聯繫,因此在衆多科學研究人員的不懈努力下已經早在上個世紀就形成了獨立的研究學科,也就是現在所說的相似理論。顧名思義,相似理論主要是對現實情況中相似作用的影響元素及其表現出來的物理性質進行分析。伴隨着國內外科學技術的不斷髮展,相似理論也逐漸趨於完善。構建成了以“相似三原理”爲基礎的研究體系,另外我國也發表了與相似理論相關的工程理論論文,引起了極大的反響,並且獲得國內外相關研究人員的一致好評,被高度譽爲相似理論的新鮮血液。

一、相似理論的實質與特點

相似理論其實質爲對實際生活中各種類似現象進行分析解釋的學說。也就是對相似現象的共同點加以研究的理論。而該理論在模型構建上有着極爲重要的作用,可以藉助現有計算機模擬技術以虛擬的.形式,根據模型原型的預定功能、結構等,以相似理論爲指導完成對應模型的構建。相似理論發展的基礎爲:

(1)對自然界作用現象的合理定義;

(2)對應現象所涵蓋的物理原理符合於某一客觀規律,不存在偶然性;

(3)不能憑藉主觀臆斷完成對現象中各個物理量的測定,它是客觀事實。現今,相似理論已經不僅僅是對物理問題進行探究,還成爲了機械工程設計的基礎,並得到了廣泛的運用。伴隨着現今科學技術高速發展的趨勢,相似理論在今後必定隨之不斷吸納全新技術與理論概念,進而在各個適用的領域中都可以發揮出它的重要作用。相似理論通常是以物理作用現象產生的前提條件爲入手點,對每一項條件及其所對應的現象進行深入探究,同時藉助現有的數學算法對其進行系統的研究,進而以函數關係的方式得出相應的研究結果,在進行充分驗證之後實現推廣應用。相似理論的研究及其成果較爲抽象,由於大多隻是通過理論分析和數學運算的方法來得到結論,所以所得的結論大多隻能給以研究者一個理論的研究方向。同時,由於其研究的物理作用範圍極爲廣泛,因此在各個領域都有着一定的應用,不光是在機械方面,還在別的工業生產研究中有着極爲重要的指導作用。相似理論在應用於機械工程領域時,能夠有效的爲所出現的問題給以一定的指導,在解決各類複雜工程問題時,起着切入點的重要作用,在處理實踐問題上有着極大的應用價值。

二、相似理論在機械工程中的應用

2.1就我國機械工程的發展而言,相似理論起到了極爲關鍵的促進作用,同時在各類機械研發、修理中也起到重要的指導作用。相似理論,又被稱之爲相似工程學,以一個獨立學科來表示這一理論就充分說明其對於工程研究的重要作用。而就相似理論在機械工程的實踐應用而言,涵蓋了工程系統相似設計、成組技術、相似模擬製造、相似仿真以及機械相似模擬設計等等。其中現今最受矚目的就是成組技術,它的實質也就是藉助實物之間的相似性質,根據原來所存在的一定規則分門別類,對相同作用性質採用統一模式進行研究的方式。

2.2目前,依託於國內電子信息技術的不斷髮展,該技術已經和自動控制工程等相關技術進行了有效結合,已經初步實現了信息化生產。而就工程領域而言,在設計以及製造的各個環節中也得到了極爲廣泛的應用。而相似模擬技術則是藉助對仿真電路中電流以及電勢差等相關物理參數的合理控制,進而實現邏輯運算的目的。但是,該技術在實際應用的過程中過於依賴研究人員的經驗,很難對系統運行的結果加以及時控制。而藉助現有的數字化技術,能夠有效地改善這一缺點。在機械工程零件設計的過程之中,相似理論也有着極爲廣泛的應用。首先,在對機械零件繼續設計的過程中,可以預先對其需要實現的工程進行預估,藉助相似理論對能夠實現該功能的現有零件結構進行分析,初步模擬出零件的構造。

2.3進而通過仿真模擬整個機械系統的運轉情況,對不合理的結構加以適當的修正,並再次進行仿真。依託於相似理論,在多次仿真之後就可以在實踐中對零件的性能、結構以及完成預定功能的能力進行測試,併合理結合相似三準則的內容,不合理的地方加以修正,進而保證整個系統能夠安全、高效的投入到運營環節中。相似理論在機械工程中最爲重要的作用在於研究方向指導、機械問題研究切入點以及對系統整合分析等。

2.4在實際的機械工程中,藉助相似理論可以對機械整體的運轉方式加以詳細分析,併合理結合相似的相關機械對其運行特點以及預定功能進行合理劃分,並藉助相似性對其進行模擬。其基本步驟與零件設計環節類似。但是由於在對整個系統進行相似性分析時,所涉及的數據量以及各類專業理論與實踐知識過於龐大,一旦出現失誤將會造成極大的人力物力資源浪費。因此,在進行模型仿真的時候,可以對其適當的簡化,先對模型的整體框架進行構建。進而按照預定的功能,填充能夠完成相似功能的各個組件,並且及時的對模型整體運作參數進行記錄分析,對不合理的地方加以適當的調整,最終實現整個機械系統模型的構建。於此之後,則可以在實踐測試之後投產使用。

參考文獻

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