公务员期刊网 精选范文 机械仿真设计范文

机械仿真设计精选(九篇)

前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的机械仿真设计主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。

机械仿真设计

第1篇:机械仿真设计范文

关键词:锻造机械手;建模;虚拟装配;ADAMS仿真

机械手(机器人)是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备[1]。机器人的诞生能够显著提高生产率以及改善工作环境等。因此对机械手的研究具有重大的意义。国内外许多学者已对机械手建模、优化设计、控制、运动学及动力学仿真等方面做了大量的研究工作[2-6]。其中,张明辉等人[2]对并联机械手动力学仿真进行了研究并通过运动学和动力学仿真模型,为进一步对机械手的设计与分析奠定了基础。文献[3]针对五自由度机械手,通过UG建立实体仿真模型,然后将模型导入ADAMS中建立了虚拟样机,并且进行了动力学仿真,分析了末端机械手速度对各关节力矩、角速度和角加速度的影响,这对提高机械手的设计性能及机械手的控制分析等打下了基础。总体来说,对机器人相关的研究方面取得了一些进展,但对机械手(机器人)的研究还有待进一步深入下去。文章的研究正是基于某企业锻造流水线对机械手的功能需求而进行开展的,首先对装配机械手的总体功能进行了分析。然后对各个部分进行了三维建模及虚拟装配,并对部分关键零件进行强度校核。最后,运用ADAMS进行仿真分析,结果表明所建立模型正确性与合理性,为下一步研究机械手的智能控制提供了设计参数。

1 应用背景及功能分析

根据某锻造企业的需求,锻造时,锻件按特定的位置放在锻造炉中进行加热;锻造炉门通过PLC控制其开放和关闭状态。当机械手臂靠近炉门时,通过PLC控制其打开,待机械手臂抓取锻件取出后,炉门被再次被控制而关闭。取出后的锻件被机械手臂夹取而放在锻台固定位置后进行锻造的第一个冲压工序。同样的道理对炉中的锻件逐一进行工序一的加工过程;待工序一完成后,再次通过PLC对机械手臂进行控制使其进行抓取以满足工序一过程后进行的工序二的模具要求,直至锻件被加工完成。

2 装配机械手的三维建模

锻造机械手的结构设计要考虑到传动件的定位、零件之间的空间位置等等,同时还要考虑到装配和加工工艺的可行性。基于以上的功能要求等,对各个部分结构设计及建模分别如图1-图5所示。最终建立锻造机械的三维装配模型如图6所示。

图1 底座 图2 转动轴 图3 转向台

图4 转动臂 图5 传动轴 图6 锻造机械手

另外,对关键零部件进行了校核,包括内部传动直齿锥齿轮的齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、圆柱蜗杆传动的齿面接触疲劳强度、蜗轮齿根弯曲疲劳强度、蜗杆的刚度等都满足强度或刚度的要求。

3 基于ADAMS的锻造机械手的仿真

利用UG软件强大的建模功能对所设计的锻造机械手进行三维实体建模,然后通过UG和ADAMS良好的数据接口将模型数据直接导人ADAMS,根据实际设计要求添加相关约束,在此基础上进行运动仿真,研究机械手各机构关节的运动,测量各个关节的角位移、角速度和角加速度的变化情况,以验证设计的合理性。

在保证锻造机械实现功能的前提下,首先对其三维实体模型进行了简化,如图7所示。

注:1、工件输入带;2、锻造台1;3、机械手;4、锻造台2;5、工件输出带

图7 基于UG软件的机械手简化三维模型

然后,将三维模型导入到ADAMS中,添加相应的运动副约束和驱动约束,如图8所示。

图8 ADAMS环境下的锻造机械手仿真模型

最后得出各个关节的角位移、角速度和角加速度的变化曲线分别如图9,图10和图11所示。

通过观察各个关节的角位移、角速度和角加速度的变化曲线可以看出,各关节的角位移、角加速度、角加速度平稳,验证了所设计的五自由度送料机械手的合理性。

4 结束语

结合对自动化工业锻造流水线的应用对象,选定了机械手所要实现的功能。首先,对该锻造机械手具体结构进行了建模、虚拟装配,并对部分关键零件进行强度校核。然后利用ADAMS软件对机械手模型进行运动学仿真,并生成各角位移、角速度、角加速度的变化曲线,通过观察各曲线,验证了机械手的合理性。为下一步机械手的智能控制提供了一定的参考。

参考文献

[1]黄金风.MSRS和ODE环境下POWERCUBE模块化机械手的仿真研究[D].大连:大连交通大学,2010.

[2]张明辉,禚宝海.Diamond并联机械手动力学仿真的Simulink实现[J].山东科技大学学报:自然科学版,2010,29(1):90-94.

[3]刘淑英,张明路,韩慧伶.五自由度机械手动力学分析与仿真[J].河北工业大学学报,2009,38(2):32-36.

[4]Menon C,Vertechy R,Markot MC, Parenti-Castelli V. Geometrical optimiza-tion of parallel mechanisms based on natural frequency evaluation: application to a spherical mechanism for future space applications. IEEE Transactions on Robotics, 2009,25(1):12-24.

[5]Muller A, Hufnagel T. Model-based control of redundantly actuated parallel manipulators in redundant coordinates. Robotics and Autonomous Systems, 2012,60(1):563-71.

第2篇:机械仿真设计范文

关键词:虚拟设计及仿真;CATIA;ANSYS;有限元分析;数值分析

1 引言

虚拟现实技术又称灵境技术,涉及图像分析技术、人机交互技术、传感技术等。通过计算机对复杂数据的可视化操作,将人“投射”到虚拟环境之中。美国于上世纪80年代将虚拟现实技术应用在“虚拟行星探索”试验计划之中。我国虽然起步较晚,但是随着各学科的快速发展,我国的虚拟现实技术也取得了长远的进步。[1]

随着计算机的发展,虚拟现实技术在各领域得到广泛应用,国内外虚拟现实技术主要涉及到通过计算机图形技术建立三维仿真的视觉效果,在电影领域,《阿凡达》动画渲染需要的硬盘存储空间就超过1PB,要由500块2TB的硬盘搭建这套存储系统。我们可以看到世博会的中国馆眉到流动的清明上河图,可以看到最先进的虚拟现实技术。[2]

2 齿轮三维模型的建立与分析

2.1 VB对CATIA的二次开发

建立齿轮的三维实体模型的方法有很多,如通过UG、Pro/E等三维软件直接建立三维模型,或者通过利用CAXA电子图板的绘制高级曲线中的功能,形成齿轮的端面廓形,然后将其导入有限元分析软件ANSYS中,再利用ANSYS的前处理器的建模功能,由齿轮的渐开齿廓线生成三维的齿轮实体模型。本文是应用CATIA的强大三维实体模型功能以及VB(Visual Basic)友好的人机交互界面,Visual Basic是一种由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言。从任何标准来说,VB都是世界上使用人数最多的语言――不仅是盛赞VB的开发者还是抱怨VB的开发者的数量。它源自于BASIC编程语言。VB拥有图形用户界面(GUI)和快速应用程序开发(RAD)系统,可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库,或者轻松的创建ActiveX控件。程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。本文通过VB对CATIA进行二次开发,建立齿轮传动的三维模型,然后将建立的齿轮三维模型导入ANSYS中。

2.2 齿轮传动模型的建立与分析

二十世纪七十年代以前人们用经典的弹性力学方法求解接触问题[3]。随着计算机的技术的发展,各种数值方法得到广泛的应用。接触问题的数值方法又称为非经典弹性力学方法,包括有限元法,边界元法和数学规划法,边界元与有限元的偶合法,边界元或有限元与数学规划法的结合[4]。数学规划法是将连续条件、非嵌入条件,引入接触体的能量泛函中,求解能量最小化序列问题。这种方法有时得不到最优解。

有限元法发展早,有普及广、功能强的大型标准程序,如:SAP、ADINA、ANSYS等,用的较多。所做的研究有:有大连铁道学院[5]做的根据接触问题的有限元二次规划解法,定量分析了影响强度的几个因素。本文所分析的齿轮传动的主要数据为齿数51、厚度28mm、分度圆直径102mm、模数2mm,运行VB开发的齿轮工具箱,生成齿轮模型,然后建立完整分析齿轮模型。

将建立好的三维模型导入ANSYS中,按划分网格、施加载荷和约束及后处理的步骤对齿轮进行分析,分析结果如图1、图2。要对齿轮进行接触分析的有限元计算,划分网格的质量是很关键的。若直接利用ANSYS提供的自由网格划分功能,对整个齿轮划分网格,划分出单元是四面体形状,轮齿上的网格划分的很细,轮体上的网格划分很粗,致使轮齿和轮体上的单元大小相差很大,在计算时易形成病态的刚度矩阵。由于体扫掠网格划分方法,划分出的单元形状是六面体单元,易于控制实体各部分的网格的大小,故对两个齿轮的三维实体采用体扫掠网格划分方法。为能进行体扫掠网格划分,对两个齿轮实体模型进行了合理的分块,每块是只包含一个源面和一个目标面的小实体,这些小实体是相互粘接的以保证划分网格也是相联接的。对每个小实体进行网格划分控制,着重对齿轮上的轮齿进行较细划分,使两个齿轮在啮合时有足够的单元参与接触并使轮体与轮齿上的网格划分尽量均匀。这样划分的网格计算比较精确。同时要对齿轮上的轴向上的线和齿轮端面轮廓上的线划分的单元数要进行适当的控制,使轮齿和轮体的网格划分尽量均匀,必须使用网格划分工具的功能对齿轮进行网格划分的控制。

从应力云图和受力图可以看出,齿根应力最大,最大变形量为位于齿轮顶端,这与理论相符。但是,由于在做齿轮分析时没考虑:齿向载荷分布系数、齿廓齿轮的应力、修正系数、齿形系数、重合度系数等修正因素,所以与实际有一定的差距,如果综合考虑以上因素,结果应该更加准确。由于直接在ANSYS中精确建立齿轮的齿廓很困难,可利用CATIA的强大三维建模功能与VB友好的界面及强大的二次开发功能,建立齿轮的三维模型。并将此三维模型导入ANSYS中,在ANSYS软件中进行分析及处理。

3 结论

CAD/CAM技术在机械设计制造行业的广泛应用使得其效率得到提高,而虚拟现实技术则作为它们的扩展,使在平面的显示得到了向空间的发展,并且人机交互得到大幅提高,机械设计制造流程变得更加形象简单。随着技术的发展,未来很可能会产生像科幻电影《钢铁侠》里那样的设计系统:全息投影,直接用手操作,并且数据实时智能化存储,人机甚至可以用语音直接对话而不是采用呆板的键盘输入,设计制造智能控制。届时,因其强大的互动性和及其简单的操作,机械设计制造将不是少部分人的专利,而是全民都可以参与其中,整个制造业将发生翻天覆地的变化。

参考文献

[1] 陈泽等.基于虚拟现实的移动械臂控制系统分析[J],山东建筑大学学报,2013,2(1):68-72

[2] 郭朝霞.虚拟现实技术实现机械产品的优势分析[J],教育教学论坛,2014,5(20):197-200

[3] 杜庆华,于寿文.弹性理论[M],北京:科学出版社,1992

第3篇:机械仿真设计范文

关键词:虚拟现实;起重机械;仿真实验平台;设计

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.153

0 前言

随着城市化的进展,工程数量显著增加,起重机械的应用频率随之提高。起重机械的性能,在很大程度上决定着工程施工效率,且对工程成本等影响较大,对其性能进行评估十分重要。鉴于起重机械庞大的体积,实际展开性能评估难度较大,在应用虚拟现实技术的基础上,建立相应仿真实验平台,使性能评估,能够在网络上进行,对于评估效率以及准确度的提高,具有重要价值。

1 虚拟现实

虚拟现实技术,又称VR技术,是信息化时代下的产物,目前已经被应用到了各领域当中,并取得了显著成果[1]。虚拟现实技术所能够提供的服务较多,不仅具有计算机图形学功能,同时还能够支持系统仿真以及通信等的实现,人机交互水平高。通过对该技术的应用,用户能够与虚拟世界间的联系逐渐增强,用户甚至能够产生身临其境的感觉,体验效果极佳。

目前,虚拟现实基础主要应用到航空航天以及工程建模等领域。起重机械作为工作机械的一种,其设计以及性能评估,同样可以采用虚拟现实技术来实现,以该技术为基础,建立相应仿真实验平台,对于传统起重机械性能评估所面临的难度大的问题的解决,具有重要价值[2]。

2 基于虚拟现实的起重机械仿真实验平台的设计

2.1 实验准备

实验需做好如下准备[3]:(1)准备起重机械,作为实验平台的设计原型。在实际工程中,起重机械的类型包括很多种,为确保仿真实验平台具有更加广泛的适应性以及使用性,应选择应用范围较广的起重机械作为原型展开设计。考虑上述问题,将平头塔吊作为了平台设计原型。(2)建立平头塔吊三维模型:平头塔吊三维模型的建立,应同时考虑机械结构的运行原理,以及机械具体使用场景两方面问题,应确保模型能够与机械有关原理相符,同时,还需模拟工程施工的实际情况,完成三维建模过程。(3)虚拟现实软件的选择:选择unity 3D作为虚拟现实软件,采用Solidworks完成起重机械驾驶室的设计,将其导入到虚拟现实软件当中,做好实验准备。

2.2 三模模型与虚拟现实技术的结合

应将三维模型,导入到虚拟现实软件当中,具体方法如下[4]:(1)塔吊分解:将平头塔吊的各组成部分进行解构,提高塔吊的简化性水平。考虑塔吊各部分的功能,以及虚拟现实软件的要求,将塔吊分解成为了驾驶室、塔身以及载重等不同部分。(2)数据采集:分别采集塔吊不同部分的有关数据。数据采集可以通过对获取塔吊设计最初的CAD图纸的参考来实现。(3)数据整理与建模:整理出有效数据,展开建模。采用Solidworks软件,完成驾驶室的建模,同时,采用其他件,完成对塔身等部分的建模。(4)格式转换:采用3DS MAX软件,对三维模型的格式进行转换,使之成为虚拟现实软件所支持的格式,并将其导入到Unity3D当中。

2.3 作业场景设计

(1)驾驶室设计:设计驾驶室大体的结构框架。分别设计驾驶室内的物品,包括操作台等,设计时,应在保证设计成果的理论功能与其显示功能相符的情况下,尽可能的将设计简洁化。操作台功能较多,因此设计较为困难,应将其作为重点加以考虑。计算驾驶室内各个部门的长度宽度等参数,提高其精确度。设计驾驶室窗户。安装零件,驾驶室设计完成。(2)塔身与塔臂设计:可以采用Pro/E软件,对塔身与塔臂进行设计。在起重机械中,塔身与塔臂的结够相对复杂,采用Solidworks软件无法完成设计。Pro/E软件具有较强的适应性,能够确保复杂设计有效完成。需注意的是,Pro/E软件与虚拟现实软件的格式不匹配,设计完成的塔身与塔臂的模型,无法直接导入到虚拟现实软件中,因此需采用3DS MAX进行格式转换,使所建立好的模型,能够完整的导入到虚拟现实系统当中,避免失真等问题的发生。

2.4 仿真场景

(1)将模型导入到虚拟现实软件中,对起重机械的实际工作场景进行模拟以及布局。(2)采用JavaScript、C#,对虚拟现实软件的引擎脚本进行设计,确保软件的功能能够有效实现。

3 讨论与展望

采用虚拟现实软件设计起重机械仿真实验平台,设计效率高,仿真效果好,具有较高的应用价值。仿真实验平台的设计,能够代替实际实验,实现对起重机械性能的评估,能够有效节约实验成本,对起重机设计成本的降低,具有积极意义。需要注意的是,与仿真实验相比,真实作业过程中,起重机械所面临的风险必定较大,因此,仿真实验平台设计过程中,必须充分考虑到起重机械在实际工程中应用所需面临的风险,以最大程度提高仿真实验平台的建设水平。

在未来,应将以虚拟现实技术为基础的起重机械仿真实验平台,应用到机械性能评估过程中,在研究中,不断缩小误差,促使起重机械整体使用性能得到进一步的提升。

4 结论

基于虚拟现实的起重机械仿真实验平台的设计,能够有效解决传统实验中存在的执行难度大的问题,具有较高的应用价值,相关人员应加强重视,提高虚拟现实技术的应用水平,为起重机械性能的提升,以及工程施工的顺利开展提供保证。

参考文献:

[1]孙晖.基于IFIX组态技术的港口起重机械远程监控系统仿真实验平台[J].港口装卸,2015(06):40-43.

[2]崔荣臻,秦华,冯欣欣,许鹏.基于虚拟现实的起重机械仿真实验平台的设计[J].价值工程,2016(13):217-221.

[3]王秀萍,程文明,梁晓波,苏军朝.基于VR的起重运输机械培训仿真系统的研究[J].机械设计与制造,2015(07):223-226.

第4篇:机械仿真设计范文

【关键词】大型捣固机械 仿真平台 多媒体教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)26-0097-01

大型捣固主要用于铁路新建和维修。为了更加形象地让学生了解大型捣固机械的工作原理,我们设计了大型捣固机械仿真平台。

此教学仿真平台主要是在吸取以往多媒体教学中的不足和缺陷的基础上,利用现代计算机网络技术和模拟技术相结合的方式来开发的,科技含量高,具有实用性、直观性的特点,方便了师生,提高了现代化教学水平。

一 构建仿真平台系统

为了让学生更加详细地了解此设备和开展工作,我们按照大型养路机械的系统原理和多媒体教学技术来设计仿真平台。在早期的大型捣固机械的仿真平台模拟中,由于技术的缺乏及环境的限制,设计存在缺陷,经过综合考虑为了达到更好的教学目的,仿真平台的系统构建分为硬件和软件两大部分。硬件部分有控制操作、信号收集、信号转换、显示结果四大部分。软件部分主要用于教学,包括文本内容静态和操作流程动态的显示。

二 系统功能

1.硬件功能

第一,控制操作。控制操作主要由以下五部分组成:端子柜、操纵台、电源柜、控制台、模拟台,主要用于模拟操作台,模拟真实操作。各个操作柜都安装了大型捣固车械设备,都是可见的实物,保证安装和真实捣固装置一致。当老师教学时,可以直观地给学生讲解操作步骤和流程。为了真实再现捣固装备,还配置了总电源控制和模拟信号功能,通过控制电源来显示信号灯,能直观地看到当时电器的状态。

第二,信号收集。信号收集的核心配置是信号采集柜,主要是通过信号采集柜来采集操作控制的输入信号。原理是将操作控制的高电压转换成可识别的低压信号,采集各电器接点或线圈的电压变化,从而来检测操作控制的状态。

第三,信号转换。信号转换主要由PC机来完成,就是把信号采集柜采集的信息输入到PC机,由PC机来处理完成,结果通过相应线路颜色变化来显示。假如某一个电器设备状态发生变化,可以明显地看出电路图也相应变化。也可以实现对电路图放大、缩小、翻页等功能。

第四,显示结果。由投影仪、视频展台、电动银幕、音频系统等来完成结果显示。由PC机处理的结果连接上投影仪,然后显示到视频展台、电动银幕、音频系统等。

2.软件功能

软件部分主要指的是教学方式,分为静态和动态教学方式。静态教学指的是把捣固机械的线图或教程内容通过课件或者视频的方式显示出来。动态教学指的是通过仿真平台真实地显示捣固机械的接点电位变化状况及监测设备的变化状态等。

3.系统测试

搭建完成硬件和软件设备以后,为方便教学和远程教学,需对系统进行测试,查看每个硬件设备是否完好以及能否正确地完成操作,测试软件设备是否更加清晰及操作流畅等。系统测试时,主要是检测教师端和学生端的PC机是否存在问题,动画是否及时、准时地显示教学内容等。

三 仿真平台的教学特点

1.教学结合

仿真平台使用动态和静态教学方式相结合,多媒体教学一般讲的是文本内容和图像及视频相结合,使教学更加形象和直观。仿真平台充分利用计算机的信息化空间及可控性和交互性等特点,让教学内容以多种方式显示出来。这种大型机械仿真平台,能真实模拟实物的各方面功能。通过对模拟平台的操作动态地显示操作的各个步骤和流程,使学员清楚和明了地看到与真实机械一致的操作动作。

2.教学多样化

使用仿真平台使教学更加多样化和形象化:硬件显示的是操作流程,有了软件的支持,按照实物机械的操作,就能通过系统显示出来;系统将捣固车械按照装置组成分为白色,有电为红色,把开关的合闭等设定为标志符号,详细及形象地向学生讲解和展现原理图;每个零件的位置、用途、操作方式等通过仿真平台形象地显示到屏幕上,而且图像或视频可以放大或缩小,以便仔细地观看。

学生既可以通过仿真平台形象地判断故障位置及排除故障,也可以通过屏幕多方位地观看故障点。随着科技的发展,我们还可以更加方便地更新系统或增添新的功能。

四 总结

大型捣固车械仿真平台的建设为教学和设计提供了一个基础平台,形象地完成了捣固机械的工作过程,并且虚拟动态显示,可以直观地进行三维视图分析,进一步满足了教学中的使用要求。

第5篇:机械仿真设计范文

1概念

1)机械设备状态监测与诊断技术是识别机械设备运行状态的一门新的科学技术,它主要研究机械设备在运行中状态的变化,以及在诊断信息中的反应。

2)机械设备状态监测与诊断技术包括了对机械设备的诊断、预测及运行时的监测3个方面。

3)机械设备状态监测与诊断技术是通过监测状态信号,对它所监测出来的信号进行分析处理,从而诊断和识别机械设备的运行状态,进一步预测机械设备将来的状态,确定需要控制机械设备措施的一门新技术。

2控制机械设备状态监测工作的几个措施

1)定时监测。定期定时的为使用中的机械设备进行监测。

2)跟踪监测。跟踪监测数据异常的机械设备,了解机械设备生产工作状态的变化,如果发现机械设备状态有变化的趋势,就应该马上组织维修。

3)验收监测。监测维修后的机械设备,通过监测的数据进行分析判断已经维修后的机械设备的使用状态,与专业的维修人员一起商讨维修后的机械设备是不是还能够正常使用或者淘汰。

4)其他监测。在平常对机械设备进行检查时,一些不太主要的机械设备如果也监测出来问题,可以对机械设备进行检测,并且分析判断,解决小问题,避免将来促成大问题。

3机械状态监测与诊断技术的发展路程

1)监测出机械设备运行时的状态,结合多位专业人员进行分析,通过缜密研究后,最终确定出可能存在的机械设备的故障或者隐患。

2)测量仪器的出现,为机械设备状态监测及诊断技术的发展起到了一定的推进作用,用测量仪器测量出机械设备运行时的参数数据,通过计算比较,最后确定出故障的原因,或者通过对一些参数进行多次的测量比较,根据机械设备工作的状态确定出是否会出现故障或者隐患。

3)计算机硬件、软件的快速发展与开发。计算机机械设备管理模式已经逐渐的代替了原来老式的管理,机械状态监测与诊断技术也逐渐的发展到了计算机时代。有些专业的机械设备状态监测仪器不仅仅只具有测量、记录参数的功能,甚至还能够对监测出来的信号数据进行简单的分析处理。只要将机械设备监测出来的参数输入计算机内,电脑就能对这些监测出的数据作出简单分析,还能够显示出相关的一些图谱,甚至还可以通过计算机的专业系统对检测仪器所测出来的数据参数进行综合的评价。

4)计算机网络技术的普及,使机械设备状态监测及诊断技术方面的研究进入到更深更专业的阶段,研究工作从机械设备监测诊断系统的开发研制进入到诊断方法的研究;监测诊断手段由震动工艺参数的监测扩大到能量损耗的监测诊断;研究对象由旋转机械扩展到发动机、工程施工机械以及生产线;时空范围由当地监测诊断扩大到异地监测,即监测诊断网络。

4发展趋势

4.1不断引入机械设备监测与诊断_的新技术

1)硬件方面:功能强化—便携式数采增加整周期采样、双通道;提高机械设备监测与诊断技术的可靠性;性能提高——高速多通道并行,DSP器件。

2)软件方面:功能更加丰富完善、准确有效;信号数据分析处理技术的成果逐渐转为实际化;计算技术中对分布式方法的运用。

4.2计算机系统中对机械设备的诊断功能不断完善

1)诊断分析数据的确定系统:针对有关的机械设备及参数,给出若干可能故障的说明和分析依据,最后由操作者或分析人员来确定结论。

2)诊断技术的辅助系统:在给出分析处理结果和故障特征提示的情况下,利用人机集合的方式进行故障分析与判断。

3)诊断技术中的专家系统:利用知识库和推理机,由计算机自主(配合一定的人机交互)完成故障分析与诊断,并提出相应的处理措施。

4.3机械设备的管理功能占据了非常重要地位

机械设备中的远程监测是诊断技术、计算机网络与信息、决策支持技术与数据库相结合的产物,它也是建立在分布式或集中式机械设备监测系统之上的。它所应用的技术主要有:获取机械设备的故障信息、互联网和数据传输技术。而想要使信号采集、信号分析处理和诊断技术在网络上远程控制操作,就一定要解决下面的问题:网络环境下运行的远程机械设备信号采集;分析信号处理软件的设计;现场对机械设备监测的数据处理;网络的测试数据、诊断分析方法和共享软件。由此看出,机械设备监测与诊断技术中远程协作诊断已经过试验实现,但是,因为在机械设备监测与诊断技术领域中的信息还没有统一,协作手段和机制还不够完善,离建设机械设备监测与诊断医院的目标还有着很大的距离。在不久的将来,我们也应该吸取国外同行的一些实践经验和教训,学习机械设备监测与诊断技术领域的最前沿的科学研究技术。通过我们自己的努力,在机械设备监测与诊断技术领域中做出一些成绩,让这门新理念技术有更加宽阔的前景。

5机械设备状态监测与诊断技术的应用意义

5.1有利于提高人们机械设备的管理水平

把机械设备管理好,不仅是保证企业机械设备再生产的必要条件,而且还能够提高企业经济效益,推动国民经济持续、稳定、协调的发展。因此,通过机械设备状态监测与诊断技术的应用,实现对机械设备的状态维修,是提高我们对机械设备管理水平的重要条件。

5.2减少机械设备的事故危害性,避免重大机械设备事故的发生

现代机械设备的结构很是复杂,自动化的程度也越来越高,功能也越来越完善。机械设备出现重大故障或者发生安全事故所带来的影响程度,有时不仅会给企业造成经济损失,甚至还会出现重大的安全事故。

5.3可以间接产生社会效益和经济效益

生产停机、停工带来的单位损失越来越大。实施机械设备监测与诊断技术不仅减低了机械设备的周期费用,也间接地提高了以生产经济型为目标的设备管理水平。机械设备监测与诊断技术是现代机械设备管理的一个主要组成部分,机械设备状态监测和诊断技术是机械设备管理与维修不可缺少的技术思想。尤其当今社会的市场竞争日益激烈,机械设备维修成本的控制和成本降低是企业应该挖掘的途径之一。所以,机械设备应用状态监测与诊断技术,让预知维修取代传统落后的定期维修和定期预防是历史进步的必然。

第6篇:机械仿真设计范文

课程设计是对课程内容的应用性训练环节,是学生应用所学知识进行阶段性的专业训练过程,也是对理论教学效果的检验。通过这一环节使学生在查阅资料、理论计算、数据处理等方面得到基本训练,培养学生综合运用理论知识分析、解决实际问题的能力和严谨的工作作风,树立正确的规划、设计思想。

课程设计论文准备

(1)课程设计(论文)开始前应准备好教学大纲、任务书和指导书等必要

的教学文件,以及教学参考资料、范例等。

(2)在满足教学大纲和教学基本要求的前提下,课程设计选题应使学生得

到较全面的能力训练,达到培养学生实践技能的目的。题目的深度、广度和难度要适当,使学生能在规定时间内完成任务。必须明确每个学生独立完成的部分,做到参数、指标或侧重点不同,避免因工作任务雷同而出现抄袭现象。

2、课程设计(论文)指导教师的配备和职责

(1)指导教师应在课程设计(论文)开始时向学生下达任务书并公布具体

考核方式。

(2)指导教师应检查和监督学生的出勤、工作进度,保证足够的指导时间,

对学生遇到的问题要及时指导,注重启发、引导、鼓励学生提出独立见解,适当组织讨论,充分发挥学生的主体作用,发掘学生的创新潜能。

(3)指导教师应认真审查学生完成的设计论文,客观公正地评价学生成绩;

将课程设计论文资料整理齐全,按要求存档,并填写有关报表。

3、课程设计论文的任务书和指导书

(1)课程设计(论文)任务书和指导书由指导教师拟订、撰写,经系主任

审查后,在布置课程设计(论文)任务时印发给学生。

(2)课程设计(论文)任务书的内容应包括:设计(论文)题目、已知技

术参数(题目背景)、设计(论证、调研)要求、设计(分析)方法、指导教师与系主任签字。

(3)课程设计(论文)指导书应包括设计步骤、设计要点、主要技术步骤

和关键分析、方案比较内容等。

4、成绩评定与资料归档

(1)学生课程设计论文完成后,由学生按要求装订成册,指导教师应组织

评审。课程设计论文成绩根据学生的考勤、课程设计论文完成质量综合评定,其权重由教学基层单位确定。成绩采用五级分制评定。

(2)指导教师在课程设计论文工作结束后填写《内蒙古科技大学课程设计

(课程论文)工作总结表》。

(3)课程设计(论文)成果及相关材料由学院保留四年。对于优秀课程设

计(论文),保管期限可适当延长或移交学校档案室存档。

课程设计论文要求

课程设计论文的内容应包括:

1.封面

2.任务书

3.目录

4.正文

(1).论文题目;

(2).技术参数、设计步骤;

(3).设计理论分析方法

(4).设计结论及其分析

5.参考文献

注意:绝不允许课程设计论文雷同,一经发现全部计为零分! (即便课程设计的内容相同或相近,在文字叙述中也要有自己独有的文字表达出 来,所有的图都要自己画,一旦发现报告中出现网络下载的图片取消成绩) 课程设计论文的格式要求:

论文使用A4纸打印,中文字符一律使用宋体,西文字符一律使用Times New Roman字体

一级标题采用小三号字加粗,两端对齐,段后空一行;二级标题采用四号字加粗,两端对齐;三级标题采用小四号字加粗,两端对齐;正文采用小四号字,两端对齐,1.5倍行距,首行缩进2字符。题目、目录、附录、参考文献等标题采用小三号字加粗,居中对齐,段后空一行。

图标题应在一级编号下顺序编号,如图1.1、图1.2、图2.1、图2.2??,居中置于图的正下方,段后空一行。

表标题应在一级编号下顺序编号,如表1.1、表1.2、表2.1、表2.2??,居中置于表的正上方,段前空一行。

页眉采用五号字居中注明“内蒙古科技大学课程设计论文”字样,页脚采用五号字居中标注页码(摘要和目录采用罗马数字,其它采用阿拉伯数字)。

(1)篇幅

课程设计论文的篇幅为3--4千字左右。

(2)装订

论文按封面、任务书、目录、正文、附录、参考文献的顺序装订成册。

题目:

第7篇:机械仿真设计范文

关键词:谐波平衡法; 射频功率放大器; 非线性分析; ADS仿真

中图分类号:TN911 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)09-0063-04

Analysis and Simulation of RF Power Amplifier Based on Harmonic Balance Method

YAN Bo, LIU Xi-shun, LIU An-zhi

(National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)

Abstract: In view of the continuous improvement of radio frequency band, nonlinear phenomena of power amplifier is more and more serious. Analysis and simulation method of RF power amplifier named harmonic balance method is introduced for achieving the analysis and design of RF circuit in a high power. In ADS2002 simulation environment, a non-linear parameter of LDMOS device is simulated in the mono and two-tone frequency with a harmonic balance method. Through the analysis of simulation results, the harmonic balance method has advantages in the design and development of RF circuit in a high-power.

Key words:harmonic balance method; RF power amplifier; nonlinear analysis; ADS simulation

0 引 言

近年来,随着无线通信业务的快速发展,通信频段已经越来越拥挤。为了在有限的频率范围内容纳更多的通信信道,出现了多种通信体制。频分多址、时分多址、码分多址已用于现代数字通信,多载波码分多址和正交频分多址体制相继出现。这些系统都具有共同的特点,多载波、大动态范围,对射频输出功率放大器(PA)的线性度要求非常苛刻。功率放大器总是应用在大信号状态,或工作在1 dB压缩点附近,此时非线性变得非常严重。功率放大器的AM-AM/AM-PM失真会导致已调信号的幅度和相位出现偏差,交调失真会导致频谱扩展对多载波通信系统的邻道信号产生干扰,最终都会导致通信误码率的恶化,影响通信质量。因此,在放大器模型的基础上,如何定量地描述和分析其非线性及其对通信系统的影响具有相当的工程参考意义。

目前,对于功率放大器的非线性分析主要有幂级数法、Volterra级数法、谐波平衡法和神经网络法。幂级数分析和Volterra级数分析对多个小信号激励的弱非线性电路分析是十分有用的,并可用于解决各种各样的实际问题,但对多频率大信号激励下强非线性电路的大功率放大器却无能为力。神经网络法目前还属于非线性电路研究领域中的前沿课题。谐波平衡法是分析单一频率信号激励强或弱非线性电路的最有用方法,可用于PA的非线性分析。本文主要用谐波平衡法来分析功率放大器的非线性特性,并在ADS2002仿真环境下,用谐波平衡法对功率放大器进行了仿真分析。

1 谐波平衡法的基本原理[1]

谐波平衡法的基本思想是找一组端口电压波形(或谐波电压分量),它应能使线性子网络方程和非线性子网络方程得到的电流相同。实质上就是建立谐波平衡方程,然后采用适当的方法求解。它建立方程简单,但计算比较复杂,如图1所示。

线性子电路部分采用多端口网络处理,采用Y或S矩阵表示。非线性子电路采用非线性元件的I/V或Q/V的时域特性描述,为了表示源和负载阻抗,在线性部分加入两个电压源,把整个电路简化为N+2个端口的网络。把端口各频率的电流分量用向量表示,这里INK表示线性子电路中第N端口的第K阶谐波分量的向量;NK表示非线性部分向量,由各端口电压和非线性元件决定。

图1 一个非线性射频电路被分成线性和非线性子电路

线性部分采用线性方法求解为:

NK+NK=0(1)

(N+2)×1=(N+2)×(N+2)•(N+2)×1(2)

In=[In,0In,1…In,k]T(3)

Vn=[Vn,0Vn,1…Vn,k]T(4)

式中:In,Vn向量为第n个端口上的谐波电流和电压┫蛄俊

在式(2)中导纳矩阵Y的元素多是对角矩阵。Ym,n=diag[Ym,n(kωP)],k=0,1,2,…,K;ωP为基波激励频率,激励电压向量分别为端口N+1,N+2的直流偏压,VN+1,VN+2的形式为:

VN+1VN+2=[Vb1VS00…Vb20…0]T(5)

当第N+1端口激励时,此端口有一直流偏压和┮桓龌波偏压,N+2端口只有一个直流偏压,这正对于FET放大器的情况,把Y矩阵分开,可得端口1~N的电流向量I的表达式,即:

I1I2IN=Y1,N+1Y1,N+2Y2,N+1Y2,N+2螃YN,N+1YN,N+2VN+1VN+2+

Y11Y12…Y1NY21Y22…Y2N螃螵鳓YN1YN2…YNN•V1V2VN(6)

I=IS+YN×NV(7)

相当于把线性部分等效成N个电流源,N+1,N+2端口不存在了。

非线性部分可以是非线性电容或非线性电阻、电导等。采用傅里叶反变换就可以得到每个端口的时域电导:

R-1{Vn}Vn(t)(8)

对一个非线性电容,电荷与电压的关系为:

qn(t)=fqn[v1(t),v2(t),…,vN(t)](9)

用傅里叶变换,有:

IC=jΩQ(10)

式中:

Q=[Q1,0Q1,1…Q1,KQ2,0…Q2,K…QN,K]T

Ω=diag[0 ωP 2ωP … kωP 0 ωP … kωP]

IC=[IC,1 IC,2 … IC,N]T

把式(7),式(10)代入式(1)有:

F(V)=IS+YN×NV+jΩQ=0(11)

式(11)称为谐波平衡方程,当F(V)=0时,说明求解的这组电压就是正确解。通过这个解可以求出任何元件上的电压、电流,因为结果是多谐波的,对电路的非线性现象就可以利用结果来很好的描述。求解谐波平衡方程有多种算法,如:优化法、分裂法、牛顿法和反射算法等,算法的优劣程度决定了计算的时间,实际应用时根据具体情况选择[2]。

2 谐波平衡法仿真原理

谐波平衡法仿真着眼于信号频域特征,擅长处理对非线性电路的分析。如果调制的周期性信息可以用简单的几个单载波及其谐波表示出来,或者说如果其傅里叶级数展开式很简单的话,谐波平衡法仿真是一个有效的分析工具。

谐波平衡法仿真允许对电路进行多频声仿真,可以展示包括谐波间频率转换的交调频率转换。从数学方法上来讲,谐波平衡法是一种迭代法,假定对于一个给定的正弦激励有一个可以被逼近到满意精度的稳态解,则采用谐波平衡仿真器可以确定电流或电压的频谱成分、计算参数(如:三阶截取点、总谐波失真及交调失真分量)、执行电源放大器负载激励回路分析、执行非线性噪声分析等功能。

3 ADS仿真[3]

本文仿真了一个输出为0.25 W的射频功率放大器,晶体管选用Motorola的LDMOS功放管(为一款测试功放管,类似MRF9742),该模型的构造是利用导入数据文件“Motorola-mosfet-h”实现的。本仿真利用谐波平衡仿真法来分析该功放管的非线性表现。1 dB压缩点的输入功率为14 dBm,仿真时用到的双音频中心频率为850 MHz,频率扫描间隔从10 kHz~10 MHz。在ADS中设计的仿真电路图如图2所示,图中的MotorolaPA是一个封装模块的示意图,如图3所示。┩4为放大器的增益特性曲线,图中的标识m2为其1 dB压缩点,图5为单音谐波仿真的放大器AM/AM,AM/PM特性曲线图,可以看到输人为14 dBm时,输出信号的功率为27 dBm,输出相位发生了122.46°的相移。图6为其在850 MHz附近的输出频谱图,m2为其输出三阶交调点[4-5]。

图2 用于谐波平衡法的仿真电路图

图3 MotorolaPA电路符号的子电路

图4 电路增益与输入功率的关系曲线

如图7(虚线代表增益),图8,图9所示。当该款功放管的输入功率为14 dBm时,当输入频率增加到1 GHz时,它的转换功率增益,转换效率都会明显下降,而且三阶交调分量在900 MHz以上时也会明显增大,因此频率增大会影响其非线性参数,要严格控制,以免影响通信质量。

图5 功率放大器AM/AM,AM/PM特性图

图6 Vout在850 MHz附近的频谱图

图7 输出功率和增益随频率变化曲线

图8 转换效率随频率变化特性曲线

图9 IMD3随频率的变化曲线

4 结 语

通过查找Freescale提供的有关Motorola-Mosfet晶体管的特性曲线和实验室的测量结果,并结合以上的分析和仿真实例可知,仿真结果基本上与厂家的测量结果一致,但也有一些微小的差别,这主要是因为实际的器件和仿真模型不完全相同,另外仿真电路有某些理想的元件。在电路仿真中,可以通过优化电路参数达到放大器的性能要求,但通过实际选用器件并制版后,由于各种原因可能不能达到性能要求,这时需要根据测试的结果调整所选用的器件,最后达到性能要求。

谐波平衡法在分析和仿真射频功率放大器方面有很大优势,可以看到它能有效地补充纯电路仿真法的不足,并能得到与实际更接近的仿真结果,从而有利于进行实际电路的设计与调试。这项工作对耗时长并难以预计结果的大功率射频功率放大器的研发具有特别的益处,虽然仿真不能完全取代实际调试,但对实际工作具有指导意义[6]。

参考文献

[1]张玉兴,赵宏飞,向荣,等.非线性电路与系统[M].北京:机械工业出版社,2007.

[2]郑博仁.射频/微波放大器非线性特性分析方法比较[J].信息与电子工程,2005(3):203-206.

[3]陈艳华,李朝晖,夏玮.ADS应用详解――射频电路设计与仿真[M].北京:人民邮电出版社,2008.

[4]梁雅琴.基于记忆效应的射频功放建模和线性化研究[D].上海:同济大学,2007.

[5]曾志斌,智慧川,李栋.非线性功率放大器记忆效应仿真分析[J].中国传媒大学学报,2009,16(1):56-60.

[6]南敬昌,刘元安,高泽华.基于ADS软件的射频功率放大器仿真实现[J].电子技术应用,2007(9):110-112.

[7]格列别尼科夫.射频与微波功率放大器设计[M].张玉兴,赵宏飞,译.北京:电子工业出版社,2006.

[8]陈勇,马洪,黎英云.矩量法在射频功率放大器仿真设计中的应用[J].电子技术,2006(17):144-146.

[9]林强.射频线性功率放大器研究[D].武汉:华中科技大学,2005.

[10]方伟.800 MHz射频功率放大器的研制[D].南昌:南昌大学,2007.

第8篇:机械仿真设计范文

【关键词】非地震振动;房屋结构;危害;特征;措施

交通系统的公路路政部门作为公路一线的执法队伍,其职能发挥对公路维护意义重大。路政基层业务用房因其紧邻公路边缘因地而建,所以必须解决公路沿线车辆交通振动等非地震振动的不利影响。

一、 振动传播方式和产生破坏的规律

要减少车辆交通引发的振动波危害就要先理解振动的传播方式。考虑到振动和地震作用在实质上的相似性可借鉴结构抗震方法进行振动分析。我们知道振动的传播由径向、切向和垂直等3个方向分量组成,根据实际工程经验,振动波在多层建筑中自下而上传播时,切向和垂直振动分量在第2层起就出现较显著的衰减现象,而径向分量在第2层以上却有一定程度的增加,而径向分量由于持续时间长、主频与建筑主频相近的特点使其在结构破坏中起主导作用,因此通常上部楼层结构的振动破坏一般先于下部楼层出现。对于多层以上的建筑物,底层的建筑物的水平振幅,大体接近于地面的水平振幅;而上部随层数增加,其振幅会逐渐增加。由于建筑结构主要承受竖向荷载,在竖向比水平具有更强的抗振能力, 加之水平振动对建筑物有着较大响应,因此通常把水平向的最大速度值、最大加速度值作为评价非地震振动强度的物理标准。而通常振幅增加即意味着速度增加,因为弹性模型中角速度不变时,线速度和幅度随半径增加而变大。所以房屋结构破坏首先来自建筑物顶层。

二、振动造成的房屋破坏裂缝的特征。

(1)在楼面板与墙壁交界处,以及在顶层门窗过梁的灰缝处出现水平向张拉裂缝。这是由于在靠近振源处的建筑物,竖向响应振动的加速度和振速,要大于水平方向的,所以振动引发的屋面板向上最大拉应力大于其自身重力和材料的抗拉应力时,就可能产生水平张拉裂缝和斜向裂缝。此种裂缝主要发生在楼面板与墙壁连接处,或门窗过梁位置,并在等结构强度薄弱处有扩大趋势。(2)顶层抹灰、吊灯等非结构装饰物松脱、开裂。这是因为顶层屋面板向下的最大加速度也引起的装饰物的惯性力导致的。(3)框架结构的柱梁节点交汇处则易产生斜向裂缝,砖混结构底层窗间外墙处较易产生45°交叉斜裂缝。这是因为水平振动引底部最大剪力;以及因竖向振动引起的房屋底部大竖向拉压力,结构内部在拉压力和剪切力共同作用下,会在构件刚度最强处首先破坏,如窗间、墙梁柱节点处等。因为刚度大的构件,构件间的相互位移就越小,也就更不利于能量的散耗,对振动作用就更加敏感。

三、振动危害的防治措施

(1)在规划选址上,尽量远离震源。振动在地基中传播时,一般随距离增大发生逐渐衰减。所以在保证建筑物正常使用的前提下,尽可能让其远离震源。(2)在结构设计上:一是采用合理的上部结构形式,目前国内建筑物常用结构形式有砖混结构、钢筋混凝土框架结构、钢结构等。钢筋混凝土本身具有柔性,因而这种结构的建筑物变形能力好,承载能力高,一般的抗震能力较强。从抗震角度来说,结构的侧向位移程度是选择结构体系时要考虑的重要因素,这点在高层建筑中尤为重要。建筑物沿着高度增加,结构在振动作用以及其他水平荷载作用下产生的水平位迅速扩大,要求结构的抗侧移刚度必须随之增大。钢筋混凝土结构体系,由于构件及其组成方式的不同,以及受力特点不同,产生出不同类型。其抗侧移刚度能力千差万别,使其具有各自不同的合理使用高度。因此,为了满足结构的抗侧移刚度要求,避免不合理的设计,应对不同类型的钢筋混凝土结构体系的建筑物总高度进行不同的限制,这是设计选择结构的一个重要前提。在选择多层砖混结构体系时,应优先选用横墙承重或纵横墙共同承重的方案。二是采用轻质材料,减少结构自重。在同等条件下,建筑物的重量越大,受到振动力也越大,因此减小结构自重不仅可以节省材料,而且有利于减少振动影响。三是采取构造措施,在构造上多采用抗震缝、圈梁和构造柱等构造措施,提高结构整体性。减少振动作用因结构局部应力过大产生破坏。四是采用合理的基础形式。对地基基础的振动影响,为避免因地基液化出现的基础严重不均匀沉降现象,而导致上部结构破坏,应减少柱下条形基础、筏形基础、箱形基础等浅基础的使用。有条件宜采用桩基础甚至是端承桩基础作为基础结构形式。此外还需要保证施工质量,对房屋振动受损进行评估检测。及时对损伤进行加固修缮。

参 考 文 献

[1]林中龙.《非地震振动下房屋结构检测技术探讨》.广东土木与

第9篇:机械仿真设计范文

[关键词] 代谢综合征;病因;护理方法

[中图分类号] R47 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2016)05(c)-0191-03

Study on the causes and nursing methods of metabolic syndromes among community residents in Shenzhen

SUN Xiao-ling SUN Shi-hua LUO Xia

Dongyuan Community Center,Futian People′s Hospital of Shenzhen City,Shenzhen 518033,China

[Abstract] Objective To investigate the risk factors of metabolic syndromes (MS) in community residents in Shenzhen,and to explore the nursing methods accordingly. Methods With adoption of the sampling method,2000 residents in Futian community over the age of 30 from March 2014 to June 2015 were involved as the research object and divided into Healthy Group and MS Group according to the Metabolic Syndrome Diagnostic Criteria.Then,the single factor and multi-factor were utilized to analyze the general factors of patients and explore the pathogenes is factors of MS.Based on the risk factors,relevant nursing measures were discussed. Results Among 2000 samples involved in this study,386 patients were diagnosed as MS,and the incidence rate was 19.30%.The single-factor analysis result showed that male with increasing ages,low educational background,high labor intensity,high psychological pressure,bad living habits and related genetic genes had higher incidence of MS (P

[Key words] Metabolic syndrome;Causes of disease;Nursing method

代谢综合征(MS)为糖脂代谢紊乱、胰岛素抵抗、高血压、肥胖等聚集的临床综合征,随着生活水平提高和人们生活习惯的改变,发病率呈逐年上升趋势[1]。统计指出,MS在西方人群中发病率为25%,而在我国城市地区20岁以上人群中发病率为14%~16%[2]。MS为心脑血管疾病、2型糖尿病发生独立危险因素,危及人群健康,为目前备受关注公共卫生问题[3]。深圳市为经济发达城市,MS发病较高,临床中针对MS发病相关因素实施护理,对预防、治疗MS有重要意义。为此,笔者随机选取深圳市福田社区30岁以上居民2000例作为研究对象,分析影响MS发病因素,并探讨护理方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

采用抽样方法抽取2014年3月~2015年6月深圳市福田社区30岁以上2000例居民作为研究对象,其中男1123例,女977例;年龄30~82岁,平均(48.3±8.2)岁。所有研究对象均为深圳市福田社区常住居民,排除合并有严重心肺肝肾功能不全、恶性肿瘤、精神疾病患者。将符合MS诊断标准人群分为MS组(n=384),其余归为正常组(n=1614),采用单因素和多因素研究两组一般资料,包括性别、年龄、文化程度、经济收入、劳动强度、心理压力、生活习惯、遗传等,探讨影响深圳市居民MS发病危险因素,并针对发病危险因素提出针对性护理措施。

1.2 方法

检测所有研究对象一般项目和血液学指标,包括身高、体重、腰围、血压、心率、体重指数(BMI)、空腹血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、尿酸(UA)、γ-谷氨酸转肽酶(GGT),参照《代谢综合征诊断标准》(中华医学会糖尿病学分会)[4],具备以下4项中的3项或全部。①肥胖或超重:BMI≥25 kg/m2;②血糖升高:FPG≥6.1 mmol/L及(或)2 h PG≥7.8 mmol/L及(或)已确诊为糖尿病并治疗者;③血压升高:SBP/DBP≥140/90 mmHg及(或)已确认为高血压并治疗者;④血脂紊乱:空腹血TG≥1.7 mmol/L及(或)空腹血HDL-C

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件对数据进行分析,两组研究对象一般临床资料采用单因素分析(χ2检验)及多因素分析(Logistic回归分析),以P

2 结果

2.1 单因素分析

本次研究选取2000例居民作为研究对象,386例患者明确诊断为MS,发病率为19.30%。单因素分析得出男性、年龄增加、文化程度低、劳动强度低、心理压力大、生活习惯差及有遗传人群MS发病率较高,差异有统计学意义(P

表1 单因素分析(n)

2.2 多因素分析

经Logistic回归分析得出,性别、年龄、文化程度、劳动强度、心理压力、生活习惯及遗传均为深圳市居民MS发病危险因素(表2)。

表2 多因素分析

3 讨论

本次研究得出,深圳市社区30岁以上居民MS发病率为19.30%,高于我国人群MS发病率,可能与本次研究对象年龄选择及深圳市地区差异有关。同时分析得出,影响深圳市居民MS发病危险因素较多,包括性别、年龄、文化程度、劳动强度、心理压力、生活习惯及遗传。MS为代谢性疾病,其发生与多因素有关,男性人群代谢较女性有显著差异,加之男性人群吸烟、酗酒比例大于女性,同时男性人群在心理压力、生活习惯等方面较女性人群危险程度更高[5-7]。影响MS发生危险因素中,除遗传和性别外均为可控制因素,临床中通过危险因素控制可有效降低MS发生率,进而保障人群生活质量和健康。护理工作在健康教育方面有重要发挥价值,通过护理措施、健康教育协助患者养成良好生活习惯,避免危险因素可有效预防MS发生。学者研究指出,MS重点在于预防,通过社区、临床中健康知识讲解、生活习惯干预、饮食指导等多种方式干预可降低发病率[8-10]。临床护理工作中针对影响MS发病危险因素实施护理,可获得满意的预防、治疗效果。

针对本次研究影响深圳市社区居民MS发病危险因素提出相应的护理措施,具体如下。①加强健康知识宣传:提高人群对MS相关知识了解、掌握,为提高人群自我预防、依从性,降低MS发病率做好基础。以社区为单位,通过张贴宣传海报、发放宣传手册、举办讲座、一对一讲解等多种形式向居民宣传MS相关健康知识,提高社区居民对MS发病、发展及危险程度等健康知识掌握度,让居民从自身健康出发进行自我预防,自觉养成良好生活习惯,避免危险因素,从而获得良好预防效果,特别对于男性人群应加强管理和宣传,评定患者发生MS危险程度,及时消除危险因素。建立管理档案,将人群一般情况、合并疾病、用药情况、体检状况进行登记,通过动态观察和评定,便于系统管理人群。②养成良好生活习惯:指导社区居民科学、合理膳食,养成低盐、低脂、高蛋白、高维生素,少食多餐的良好饮食习惯,根据不同人群合理搭配三餐饮食[11-12];根据运动喜好,指导居民进行体育锻炼,每日应坚持锻炼30 min以上,包括散步、跑步、游泳等有氧运动;对吸烟、酗酒人群应指导其尽早戒烟、戒酒,同时列入高危人群行列,鼓励每年坚持体检;对于肥胖、超重人群,应根据患者自身特点实施减肥计划,控制体重。③减轻精神压力:随着经济发展,人们生活节奏加快,精神压力随之增加[13-14]。本次研究得出,心理压力同样为MS发病危险因素,对于精神、心理压力较大的应列入重点人群监测对象,通过组织娱乐项目、心理疏导等多种方式减轻心理、精神压力。④高危人群管理:以社区为单位将符合MS发病高危人群建立档案进行统一管理,定期进行电话、上门随访等形式了解高危人群生活习惯、饮食、运动等改变情况,对高危人群实施监督、管理。上述护理措施均根据影响MS发病危险因素制定和实施,将护理方法和措施有针对性地实施可有效避免患者接触危险因素,从而更有效地降低MS发病率,保障患者健康和生活质量。学者研究指出,MS发病主要与日常生活方式有关,通过健康教育、宣教等方式提高人群健康知识掌握度,在生活中积极避免危险因素为降低MS发病,保障人群健康提供保障[15]。另有学者研究指出,MS发病呈逐年上升趋势,不仅与生活水平提高、不良生活习惯有关,还与疾病健康知识在人群中推广和讲解有关,临床中应加强健康知识宣讲,为预防和降低MS发生提供保障[16]。

综上所述,深圳市社区居民MS发病危险因素较多,包括性别、年龄、文化程度、劳动强度、心理压力、生活习惯及遗传等多因素,临床中针对危险因素实施针对性护理,对避免影响MS发生危险因素,降低MS发生率,提高人群生活和健康有至关重要的意义。

[参考文献]

[1] 曹男,林连捷,郑长青,等.脂肪肝相关危险因素的研究[J].中国全科医学,2013,16(10):1115-1119.

[2] 陈星,郭剑明,王国民,等.代谢综合征与泌尿系结石尿液危险因素的相关性[J].复旦学报(医学版),2015,42(5):596-600.

[3] Ucero AC,Sabban B,Benito-Martin A,et al.Laser therapy in metabolic syndrome-related kidney injury[J].Photochem Photobiol,2013,89(4):953-960.

[4] 徐芳华,霍亚南,吴明斌,等.南昌社区中老年女性产次等因素与代谢综合征的相关性研究[J].中华内分泌代谢杂志,2014,30(6):460-463.

[5] 胡浙芳,丁钢强,章荣华,等.浙江省城市居民膳食营养素与代谢综合征关系研究[J].营养学报,2014,36(1):17-21.

[6] 雷鸣,周权,夏先考,等.膳食因素与常德市城区居民代谢综合征关系的研究[J].实用预防医学,2015,22(6):682-685.

[7] 王娟,马秀玲,张崴,等.既往妊娠糖尿病患者代谢综合征患病情况及与炎性因子和其他因素的相关性分析[J].国际内分泌代谢杂志,2013,33(4):229-233.

[8] 李津,石一鸣,严晋华,等.广东和江苏两省成年居民代谢综合征患病率和危险因素分析[J].中华内科杂志,2013, 52(8):659-663.

[9] 袁越,季红,胡淑春,等.老年代谢综合征病人针对性护理干预效果分析[J].护理研究,2014,28(10):1216-1217.

[10] 陈冯梅,陆宏虹,郭志荣,等.老年代谢综合征、非代谢综合征人群血尿酸水平与2型糖尿病的相关性[J].中国老年学杂志,2013,33(24):6082-6084.

[11] 陈丽,刘红,叶丽梅,等.对215例代谢综合症患者进行健康教育指导及其效果观察[J].现代生物医学进展,2013, 13(23):4492-4494.

[12] 张金惠,吕阳梅,缪艳霞,等.能量计算模型对代谢综合征患者的临床护理效果研究[J].中华护理杂志,2013, 48(1):10-13.

[13] Lin Z,Vicente Goncalves CM,Dai L,et al.Exploring metabolic syndrome serum profiling based on gas chromatography mass spectrometry and random forest models[J].Anal Chim Acta,2014,827:22-27.

[14] Jeong S,Jo YM,Shim SO,et al.A novel model for metabolic syndrome risk quantification based on areal similarity degree[J].IEEE Trans Biomed Eng,2014,61(3):665-679.

[15] 牛建民,雷琼,吕莉娟,等.妊娠期代谢综合征诊断标准的评价及危险因素分析[J].中华妇产科杂志,2013,48(2):92-97.