土木工程的開題報告范文
土木工程既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測、設(shè)計、施工、保養(yǎng)、維修等技術(shù)活動，也指工程建設(shè)的對象。下面，小編為大家分享土木工程的開題報告，希望對大家有所幫助!
題目：大型土木工程試驗系統(tǒng)隔振設(shè)計與分析
一、選題的背景及意義
選題背景：
振動的危害在我們的日常生活中并不陌生，常見的如城市軌道交通引起的環(huán)境振動和噪聲，由于其通常建于城區(qū)道路的下方，也經(jīng)常直接從建筑物底部穿過，人們的正常工作會受到干擾，同時附近建筑物會因此產(chǎn)生振動，造成安全隱患。
在工業(yè)領(lǐng)域，常見的機(jī)械如壓力機(jī)、鍛錘、電液振動臺和金屬切削機(jī)床等機(jī)器在正常工作時也會產(chǎn)生振動，圖為某鍛壓設(shè)備。對于這些機(jī)械設(shè)備而言，其基礎(chǔ)承受著不平衡擾力引起的振動以及機(jī)器的自重，如果該振動過大，將會影響機(jī)器的加工精度或者造成無法正常使用，甚至損壞機(jī)器和影響鄰近的設(shè)備、儀器和人員的正常工作和生活，嚴(yán)重時會對周圍建筑結(jié)構(gòu)的安全造成威脅。
選題意義：
如何評估振動可能帶來的結(jié)構(gòu)安全性問題也是人們長久以來所探究的重點領(lǐng)域。除了最根本的驗證結(jié)構(gòu)的安全性之外，舒適度作為一項評價標(biāo)準(zhǔn)同樣有著較為廣泛的使用，其主要是以人們的生理和心理所感受到客觀環(huán)境的滿意程度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量的。
某些振動雖然不能夠使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，但是人們身在其中確能感到生理和心理的不適應(yīng)，尤其是在一些和振動密切相關(guān)的建筑類型當(dāng)中，比如說火車站、地鐵周邊建筑，高層建筑結(jié)構(gòu)，大跨度懸挑結(jié)構(gòu)，人行天橋等等。由于土木工程試驗設(shè)備通常在實驗室內(nèi)使用，周邊必然有辦公的使用要求，因此對于此類建筑而言，我們也需要在隔振設(shè)計中進(jìn)行舒適度方面的考慮并力求滿足要求。
二、國內(nèi)外研究概況
由于自身的特殊用途，許多機(jī)械設(shè)備在正常工作時將會產(chǎn)生振動，比如汽輪發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)以旋轉(zhuǎn)的工作方式產(chǎn)生動，內(nèi)燃機(jī)則以活塞式往復(fù)運動工作造成振動，鍛錘等以突然打擊的方式產(chǎn)生振動，除此之外還包括一些隨機(jī)擾力機(jī)器比如磨機(jī)等等。機(jī)械的振動不可避免，為了減小該振動對機(jī)械自身以及周圍環(huán)境的影響，工程上往往采用振動控制方法或隔振技術(shù)對其減振。其中，振動控制分為主動控制和被動控制，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)自身振動特性的高要求，被動控制已經(jīng)越來越難以實現(xiàn)較好的減振效果。
機(jī)械的主動控制則包括整機(jī)、轉(zhuǎn)子和其他方面的主動控制，常見形式是在機(jī)體和基礎(chǔ)間設(shè)置作動器，施加控制力。在實際運用中，由于主動控制技術(shù)較為復(fù)雜且成本較高，大部分機(jī)械采用了隔振這種較為簡便有效的方法處理振動問題。工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的隔振主要包含兩部分，即被動隔振和主動隔振。被動隔振考慮的是減弱環(huán)境振動對精密儀器、設(shè)備的影響。如北京地鐵十號線沿線經(jīng)過中國空間技術(shù)研究院、中科院微電子所等振動敏感區(qū)域，必將引起儀器的振動，導(dǎo)致儀表刻度閱讀的不準(zhǔn)確，甚至損害儀器儀表。機(jī)械、儀器的被動隔振模型類似于建筑的隔震，即振源來自外部。
而主動隔振則恰恰相反，振源為機(jī)械設(shè)備本身，其隔振目的則在于減小動力機(jī)器的振動對生產(chǎn)、工作以及建筑物周邊環(huán)境產(chǎn)生的危害。目前國內(nèi)外在這方面的研究和工程實例較為豐富，比如在金屬零件鍛造及建材制造中常見的螺旋壓力機(jī)，中國南車集團(tuán)曾引進(jìn)德國公司的噸壓力機(jī)，經(jīng)過有效的隔振設(shè)計達(dá)到了水平方向隔振效率，垂直方向的優(yōu)良效果。此外，無錫葉片廠引進(jìn)的噸螺旋壓力機(jī)、陜西紅原鍛造廠引進(jìn)的噸螺旋壓力機(jī)經(jīng)過合理的設(shè)計均滿足了要求，至今使用良好，為提高生產(chǎn)效率做出了較大貢獻(xiàn)。
三、主要研究內(nèi)容
本論文歸納總結(jié)了現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備的隔振設(shè)計思路和方法，并針對振動臺和大型多功能試驗機(jī)這兩種土木工程試驗領(lǐng)域常用的設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的隔振設(shè)計和振動分析研究。本文通過簡化模型和有限元模型研究了試驗設(shè)備的隔振效果及其振動對周邊結(jié)構(gòu)的影響。具體內(nèi)容包括以下幾個方面：
(1)本文對工業(yè)設(shè)備的主動隔振設(shè)計方法進(jìn)行歸納總結(jié)，獲得適用于土木工程試驗設(shè)備的隔振設(shè)計方法。與此同時，本文基于該方法確定了某大型實驗設(shè)備底部隔振參數(shù)并進(jìn)行了簡化分析。此外，本文還考慮了試驗機(jī)內(nèi)部齒的碰
撞這一特殊情況對隔振效果的影響。
(2)分別對某大型試驗機(jī)和振動臺進(jìn)行了隔振設(shè)計。對于多功能試驗機(jī)，通過 ANSYS 進(jìn)行有限元模擬，進(jìn)行了模態(tài)、長柱壓縮等工況的計算與分析，驗證隔振效果的好壞，并考慮到其自身特殊性，對其進(jìn)行了地震荷載下的模擬，考察其抗震性能。對于振動臺，本文基于空氣隔振支座，通過簡化模型分析了三種常見工況和自身共振工況，并對比了其隔振前后的位移和加速度，給出詳細(xì)設(shè)計方案并評估了隔振效果。
(3)對振動臺和多功能試驗機(jī)的底部動基礎(chǔ)的振動進(jìn)行分析，驗證其安全性，并對周邊建筑結(jié)構(gòu)的二次振動進(jìn)行評估，基于振動和舒適度的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析建筑結(jié)構(gòu)二次振動的影響。
四、工作進(jìn)度計劃
1. 第1周~第2周 查閱相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)、資料;完成開題報告，外文翻譯。
2. 第3周~第6周 根據(jù)設(shè)計原始資料，完成方案設(shè)計及建筑設(shè)計。提交建筑總平面圖、首層平面圖、標(biāo)準(zhǔn)層平面圖、頂層及屋頂平面圖、正立面圖及側(cè)立面圖、剖面圖(樓梯間等剖切面)、主要節(jié)點構(gòu)造詳圖。
3. 第7周~第10周 結(jié)構(gòu)計算。完成屋面及各樓層樓面荷載計算、選取一榀典型框架手工進(jìn)行內(nèi)力分析、組合、梁板配筋計算、樓梯配筋計算、基礎(chǔ)配筋計算。
4. 第11周~第12周 繪制結(jié)構(gòu)圖。提交首層梁板配筋圖、標(biāo)準(zhǔn)層梁板配筋圖、頂層及屋頂梁板配筋圖、各層柱配筋圖、樓梯、雨蓬及檐口大樣圖等、基礎(chǔ)平面圖幾配筋圖。
5. 第13周 撰寫和整理設(shè)計計算書，上交畢業(yè)設(shè)計成果。
6. 第14周 畢業(yè)設(shè)計答辯。
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