科研訓練報告格式

學校代碼：10128學號：

科研訓練報告

題目：學生姓名：學生學號：

學院：機械學院班級：機電09－4指導教師：孫鵬文

201*年月日

內(nèi)蒙古工業(yè)大學科研訓練報告

1、選題背景和意義

1.1選題背景和目的

風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)蒙古風能資源居全國之首（可利用面積占全國的40％），具有分布面廣、平均風速大、有效風時長等特點。隨著國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，內(nèi)蒙古風電事業(yè)也以大型、并網(wǎng)型風場開發(fā)為標志得以迅猛發(fā)展，截止201*年底全區(qū)風電裝機容量已突破300萬千瓦，到201*年將達到500萬千瓦以上。“十一五”期間，自治區(qū)計劃通過與國內(nèi)外有實力的企業(yè)開展合作，在內(nèi)蒙古建成大型風力機制造基地，實現(xiàn)風電設(shè)備的本地化生產(chǎn)，以風電設(shè)施的規(guī)模化建設(shè)帶動風電設(shè)備的本地化步伐�！秲�(nèi)蒙古自治區(qū)基礎(chǔ)科學發(fā)展報告》已將“兆瓦級風力發(fā)電機設(shè)計制造技術(shù)研究”列為機械工程學科重點支持和優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。

風電機組的運行環(huán)境惡劣，風機葉片是捕獲風能的主要部件，也是風力發(fā)電機組最基礎(chǔ)、最關(guān)鍵的部件，其運動狀況和受力情況非常復雜，主要受到由氣動載荷、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、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素，直接影響風力機的綜合技術(shù)經(jīng)濟性能。隨著風輪向大型化、輕量化、高性能、低成本的方向發(fā)展，提高風輪剛度、減輕葉片重量、改善葉片疲勞特性、實現(xiàn)變槳距功率調(diào)節(jié)等問題日益突出。

為此，研究復合纖維鋪層參數(shù)對大型風機葉片性能的影響分析，目的在于解決“如何設(shè)計和實現(xiàn)纖維鋪層，使風機葉片性能達到最優(yōu)”的問題。

1.2國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及研究意義

經(jīng)過20余年的發(fā)展，歐美等西方發(fā)達國家纖維鋪放技術(shù)及裝備已經(jīng)比較成熟，鋪放過程實現(xiàn)了全自動微機程序控制，并在飛機制造業(yè)、風電行業(yè)得到了成功應(yīng)用。國內(nèi)對纖維鋪放成型技術(shù)的研究和裝備的研制尚處于起步階段，與世界先進水平相比還有較大差距，嚴重缺乏具有獨立自主知識產(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、成本高，難以實現(xiàn)復雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。西方發(fā)達國家對我國實行技術(shù)封鎖，嚴格禁運此類裝備。

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圖1復合纖維鋪放原理

國內(nèi)外對復合纖維鋪層設(shè)計的研究狀況為：1）基于等距線、等分點的纖維鋪放路徑規(guī)劃，該算法針對具體構(gòu)件的實際應(yīng)用，應(yīng)用等距線、等分點鋪放路徑均勻密化算法，完成整個構(gòu)件曲面的纖維鋪放路徑規(guī)劃。該類算法并未對鋪層方案進行設(shè)計和優(yōu)化，且研究對象主要針對飛機發(fā)動機進氣道、雷達罩等回轉(zhuǎn)體構(gòu)件，只適用于開曲面零件的纖維鋪放。2）基于遺傳算法或蟻群算法的復合材料層合板鋪層優(yōu)化設(shè)計，該類方法針對航空復合材料層合板受壓的穩(wěn)定性問題，以工程應(yīng)用中給定的鋪層厚度和鋪放角度為已知條件，以屈曲載荷為目標函數(shù)，采用遺傳算法或蟻群算法優(yōu)化設(shè)計鋪層順序。此類方法雖然可以比較容易地解決鋪層順序的組合優(yōu)化問題，但是復合材料的鋪層還要受到結(jié)構(gòu)強度、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)計變量進行優(yōu)化設(shè)計，由于其巨大的設(shè)計變量數(shù)目所引起的難以承受的計算工作量，在實際應(yīng)用中實用價值不大。另外，上述研究所針對的都是復合纖維的等厚度鋪放，而風機葉片的鋪層是由葉片所受的外載荷決定的。無論是彎矩、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。

而針對復合纖維鋪層參數(shù)對大型風機葉片性能的影響分析及鋪層設(shè)計研究在目前可查文獻中尚未見報道。

本研究具有科學研究價值和強烈的工程應(yīng)用背景。項目研究成果可為大型風機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，對于我區(qū)實現(xiàn)兆瓦級風電設(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)實意義。

2研究內(nèi)容與預期研究成果

2.1研究目標

1）建立具有復雜氣動外形和非等厚度內(nèi)部鋪層結(jié)構(gòu)的大型風機葉片結(jié)構(gòu)分析

方法；

2）探究鋪層參數(shù)對復合纖維風機葉片性能影響的宏觀性規(guī)律。

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2.2主要研究內(nèi)容

在綜合考慮復合纖維性能、風機葉片結(jié)構(gòu)、鋪層原則和鋪放工藝的基礎(chǔ)上，根據(jù)風機葉片的曲面構(gòu)型、性能要求、應(yīng)力應(yīng)變分析結(jié)果，研究探索復合纖維鋪層參數(shù)對大型風機葉片性能的影響分析。主要研究內(nèi)容有：1）大型風機葉片復合纖維鋪層設(shè)計

風機葉片復合材料鋪層設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)層合板理論及單層性能，設(shè)計鋪放角度、各定向?qū)酉鄬τ诳倢訑?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)對風機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）復合纖維大型風機葉片結(jié)構(gòu)分析方法；2）鋪層參數(shù)對風機葉片性能的影響分析。

2.5預期研究成果

1）形成大型風機葉片復合纖維鋪層結(jié)構(gòu)分析方法，鋪層參數(shù)對復合纖維風機葉片性能影響的宏觀性規(guī)律。

2）論文：在國內(nèi)外學術(shù)期刊及國際學術(shù)會議上發(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

[1]金海波.復合材料飛機結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)研究[D].南京航空航天大學博士學位論文.201*.P46

[2]陳紹杰,申振華,徐鶴山.復合材料與風機葉片[J].玻璃鋼/復合材料.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]汪長明，楊繼賢，孫業(yè)保等.車輛發(fā)動機動力學[M].北京：國防工業(yè)出版社，第一版.1981.

車床數(shù)控化改造-機械部分設(shè)計

車床數(shù)控化改造-電氣控制部分設(shè)計多叉式升降平臺設(shè)計

手動液壓升降平臺車設(shè)計

直流電機單片機控制系統(tǒng)設(shè)計步進電機單片機控制系統(tǒng)設(shè)計立式加工中心換刀機構(gòu)設(shè)計

三菱電梯控制系統(tǒng)的繼電器控制及PLC程序設(shè)計四自由度碼垛機機械部分設(shè)計四自由度碼垛機電氣部分設(shè)計交流伺服系統(tǒng)的研究

步進電機控制系統(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)機構(gòu)動力學仿真研究參數(shù)化建模技術(shù)設(shè)計特征建模技術(shù)研究

大型風機葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計

大型風機葉片結(jié)構(gòu)鋪層技術(shù)城市生活垃圾破袋機設(shè)計

城市生活垃圾臥式氣流分選機設(shè)計回轉(zhuǎn)式盤形懸式絕緣子自動膠裝設(shè)計步進式盤形懸式絕緣子自動膠裝設(shè)計滾珠絲杠電動伺服機構(gòu)設(shè)計通用兩維運動平臺設(shè)計

小型數(shù)控立式銑床工作臺升降和制動裝置設(shè)計小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動裝置設(shè)計

擴展閱讀：科研訓練格式范本及實習報告填寫

題目：×××××××××（宋體小二號，加黑）

摘要：××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××（仿宋五號字，100字以內(nèi)；“摘要：”二字加黑，具體內(nèi)容不加黑）

關(guān)鍵詞：×××；××；××××；×××（仿宋五號字，3-5個，用分號隔開；“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字，一級標題加黑，二級以下不加黑）[參考文獻]（[參考文獻]加黑，5個以上）[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]．太原理工大學學報，201*，32(1)：51-53．

（2）專著

[序號]主要責任者．文獻題名[M]．出版地：出版者，出版年．示例：

[3]劉國鈞，王連成．圖書館史研究[M]．北京：高等教育出版社，1979.

（3）專利文獻

[序號]專利所有者．專利題名[P]．專利國別：專利號，發(fā)布日期．

示例：

[11]姜錫洲．一種溫熱外敷藥制備方案[P]．中國專利：881056078，1983-08-12．

（4）國際、國家標準

[序號]標準代號，標準名稱[S]．出版地：出版者，出版年．示例：

[1]GB/T161591996，漢語拼音正詞法基本規(guī)則[S]．北京：中國標準出版社，1996．

（5）報紙文章

[序號]主要責任者．文獻題名[N]．報紙名，出版日期(版次)．示例：

[13]謝希德．創(chuàng)造學習的思路[N]．人民日報，1998-12-25(10)．（6）網(wǎng)絡(luò)文獻：

［序號]作者.題(篇)名.網(wǎng)址，發(fā)表日期.示例：

[2]李文.加入WTO后中國“三農(nóng)”收入面臨的新問題.中國財會網(wǎng)，htm，201*-07-19.

（7）其它來源文獻注釋可根據(jù)具體情況參照有關(guān)學術(shù)刊物標注，或根據(jù)指導教師的意見確定注釋方式。

實習報告填寫

目的：通過科研訓練，樹立正確的科研觀，培養(yǎng)科研思維方式，掌握正確的科研方法，提高綜合分析社會經(jīng)濟和管理問題的能力、掌握理論及實證研究的科學方法及經(jīng)濟管理類論文寫作的基本過程，為畢業(yè)論文的寫作、從事科研活動打下良好的基礎(chǔ)。要求：

（1）在明確題目與方法后，在導師指導下開展科研活動。積極主動地向?qū)�師請教、匯報進展情況；

（2）充分發(fā)揮主動分發(fā)揮主動性和積極性，積極進行調(diào)查研究、查閱文獻、分析論證、制定方案、分析總結(jié)等方面的獨立能力訓練，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劃；（4）提交科研訓練報告。

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