小伙伴们反映都在为论文烦恼，小编为大家精选了《机械系论文范文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。【摘要】一体化机电机械系统是由通过计算机系统的控制和协调，包括机械系统、电力系统、电子系统、液压系统、光学技术等伺服系统，通过由电动机控制、传动机构以及执行机构等电子系统完成的一系列的机械运动，从而完成系统功能的任务的要求。接下来，本文将根据笔者多年的相关经验，详细论述机电一体化机械系统设计研究。
第一篇：机械系论文范文
欠驱动机械系统的分析和控制
太空飞行器的大气飞行能力和质量是基于空气动力学数据来评估的。一个完整的气动数据库将包含纵向和横向运动的静态系数和相关动力学系数。在本书中考虑了27个飞行器的空气动力学数据，这些数据集应用以下程序工具：半经验设计、半经验设计方法、风洞测试。飞行力学需要很多变量的函数作为气动系数， 对于一个特定的飞行操作需要空气动力系数的分配，在一个特定轨迹点就是一个空气动力学模型。本书描述了如何建立这样的模型。
全书分为5章和4个附录：1. 前言， 介绍欠驱动机械系统的动机和概况;2. 欠驱动机械系统概论和当前发展状况， 论述驱动机械系统的控制;3. 从拉格朗日形式体系的欠驱动机械系统， 讨论欠驱动机械系统的概念和产生的控制问题;4. 欠驱动机械系统的分类， 介绍当前存在的欠驱动机械研究的分类;5. 欠驱动机械系统控制设计方案， 论述驱动机械系统全局渐近稳定的后退控制系统算法。附录A： 非线性系统的稳定性和控制的理论背景; 附录B：线性化的限制和不稳定的危险; 附录C. 一些微分几何; 附录D. 连续系统的可控性。
本书适合空气动力学、太空飞行器的设计师，机械工程和应用数学相关领域的研究人员、工程师、教师和研究生阅读和参考。
吴永礼，研究员
(中国科学院力学研究所)
作者：Amal Choukchou-Braham等
第二篇：机电一体化机械系统设计研究
【摘 要】一体化机电机械系统是由通过计算机系统的控制和协调，包括机械系统、电力系统、电子系统、液压系统、光学技术等伺服系统，通过由电动机控制、传动机构以及执行机构等电子系统完成的一系列的机械运动，从而完成系统功能的任务的要求。接下来，本文将根据笔者多年的相关经验，详细论述机电一体化机械系统设计研究。
【关键词】机电 一体化 机械系统 研究设计
一体化机电机械系统是由通过计算机系统的控制和协调，用于完成能量流、运动以及机械力等多项动力学任务，并由多种机电部件相互配合、相互联系、相互协调所组成的系统。因为这是一个系统性的程序和任务，因此，对机电一体化的机械系统研究一定要站在“系统”的角度进行科学、合理的设计。
一、一体化机电机械系统设计的基本要求
首先，精度性高。机电产品的精度直接决定和影响产品的整体质量，机电一体化产品的工艺水平、技术性能、功能都要优于其他普通产品，因此，高进度是其首要条件和标准。也就是说如果机械系统不够精确，即使其他系统在精确，都不可能顺利完成预期机械操作。
其次，快速反应性。机电系统的快速反应性指的就是系统从接受指令一直到执行指令任务中间的时间差必须要短，只有这样才能更好地控制系统精确的完成任务，同时，控制系统及时、准确的根据系统运行状况得到相应的信息指令，从而准确的进行任务执行和完成。
再次，稳定性良好。为更好的保证机械系统的精确度和反应性，在进行机械设计中通常会有高刚度、低摩擦、无间隙、高谐振频率等要求。与此同时，机械系统还应该具备可靠性高、寿命长、重量轻、体积小等优点。
二、一体化机电机械系统构成
首先，传动机构。机械一体化中的传动机构，一方面是转矩与转速的变换器，一方面这已经成为伺服系统中非常重要的组成部分，传动机构需要结合伺服控制的标准和要求进行设计，从而更好地满足系统机械体系的伺服性能。所以说，传动机不仅需要具备比较高的精确度，还需要具备体积小、重量轻、运转高速、噪音低、可靠性高的特点和要求。
其次，导向机构。起到支撑作用和导向作用的导向机构，能够为机械运动系统中各个装置和组成部分准确、安全的完成特定运动提供良好保证，一般值得的轴承和导轨。
再次，执行机构。所谓的执行结构，指的就是能够直接完成任务的操作装置，其能够结合不同的操作指令的具体要求+动力源带动，完成各项预定操作任务。通常情况下，执行机构需要较高的精确度和灵敏度，具有较高的可靠性和重复性。计算机的功能强大，有效的使传统的动力发动机转化了执行、变速和动力等多种功能的发动机，进一步简化了执行和传动机构。
三、一体化机电机械系统设计思想分析
首先，静态设计思想。静态设计指的是根据各个系统功能的要求，经过相关研究制定出设计机械系统的方案和步骤。这只是一个初步、大体轮廓系统，主要包括系统的部件种类以及各个部件之间连接、控制以及能源需求等。设计出基本方案之后，就需要从技术手段出发，设计系统各个部件运动参数、关系和结构，确定零件的精确度、材料和结构。验算执行元件的过载能力、功率和参数。选择其他香断的部件、原件，配置系统阻尼等等。
其次，动态设计，是为了研究机械系统在整个频率域的性质、特点，通过静态设计的结构帮助，建立系统各个环节之间的数字模型，进一步推导整体系统的传递函数，然后充分利用自控控制方法计算频率特性。频率特性，一方面体现出了整个系统对不同信号频率的不同反应，一方面还决定了整个系统的抗干扰能力、工作最大频率和稳定性。
四、一体化机电机械系统的性能分析
为了更好的保证机电一体化机械系统的伺服性能，一方面需要更好地满足机械系统的静态特征，一方面还需要充分的利用控制自动化的方法和理论进行系统体系的动态设计与分析。要进行动态设计必须建立在静态系统的数字模型上，通过控制方法分析整个系统的特性频率，通过相应参数的调整，改变整体伺服性能。
首先，建立相关数字模型。建立机械系统数字模型一般与建立电气系统数字模型基本相同，也就是通过折算的方法，把复杂的装置结构转化为简单的、等效的函数关系，一般通过线性微分方程的数学表达式进行表达。一般机械系统的模型数字分析是输入和输出之间的关系。将复杂结构的机械系统的机械参数，比如说，阻尼、弹性模量、系统惯量的进行归一处理，进而通过数学方式准确、全面的反应各个机械参数对于整体机械系统性能的影响。要想建立这种数学模型，需要先把机电系统中的各个物理量直接折算到某个元件上，将复杂、多变额多轴传动转化为单轴传动，一定要遵循转化前后总机械系统性能相等。在单轴基础上结合输入量与输出量之间的关系，建立自身的数学表达式(输入/输出)，通过此表达式反应的机械特性，就能真实的反应出原系统性能。在建立数学模型过程中，需要结合不同量的要求，折算出等效值。
其次，性能参数对整个机械系统性能价值的影响。机电系统一体化要求必须精度高、工作可靠、运动平稳，这一方面是静态设计的问题，另一方面也是进行动态系统伺服设计的要求，通过对相关数据参数的调整，从而达到系统的整体性能优化。系统自身的固定频率、阻尼直接决定了传动系统的参数、性能，所以说，机械系统的参数结构又取决于固有频率与阻尼的比率。所以说，机械系统的参数直接影响到其伺服系统的性能。通常情况下，机械系统能够简化成二阶系统，可以通过单位阶跃曲线全面反映系统阻尼的影响。在设计系统中，需要对多种性能指标进行综合考虑，通常取欠阻尼系统，不仅可以保证一定范围的震荡，比较平稳、快速的震荡，同时，灵敏度还非常高。
五、结语
综上所述，本文围绕着一体化机电机械系统的概念、性质等各个方面开始入手分析，从四个方面：机械系统一体化设计的基本要求，基本构成，设计思想以及一体化机电机械系统的性能分析，详细论述了机电一体化机械系统设计研究。
参考文献：
[1].尤惠媛，李武兴.机电一体化的应用现状与发展趋势[J].太原科技. 2011(09)
[2].李明.机电一体化系统的组成及结构模型[J].机械工程与自动化.2010(01)
[3].董立立，赵益萍，梁林泉，朱煜，段广洪.机械优化设计理论方法研究综述[J]. 机床与液压. 2010(15)
[4].许艺萍，张新民.现代设计理论方法在机械系统设计中的应用[J]. 机械研究与应用. 2010(05)
作者：金婷燕 林玲
第三篇：浅析微电子机械系统的力学问题
摘 要：现阶段，力学问题广泛存在于微电子机械系统当中，对这些力学问题的分析和研究工作是促进微电子领域持续创新和发展的关键。本文就微构件材料的基本力学性能研究作出了阐述，分析了计算微构件的力学问题，深入探讨了微电子机械系统中的各种力学问题。希望通过本文的分析，能对微电子机械系统中的力学问题给出有效的见解。
关键词：微电子;机械系统;力学问题;研究分析
一、引言
随着加工制造业的更新迭代，微电子机械系统(MEMS)的应用已在我国广泛普及，是当下行业与企业持续关注的话题。在MEMS当中，力学问题举足轻重，需要对其进行深入的研究，以思考解决这一系列问题的方法。通过这样的分析和研究，最终实现MEMS的高效性以及最大价值。
二、微构件材料的基本力学性能
通常情况下，材料的微观组织结构，是决定着材料力学性能的关键所在，也就是说，材料力学性能要发生明显变化，是依照材料微观组织的结构特征发生尺度上的变化而决定的。这种因由结构特征发生变化而造成的性质变化现象，一般被叫作机制性的尺度效应。而在这种尺度效应下，纳米铜在室温之中呈现出来的超塑性得以实现。如今的MEMS当中，一般采用薄膜工艺完成构件材料的制备工作，借由工艺过程当中众多因素的影响，所以就算是一样的薄膜材料，力学性质通常也会体现出较大的差异性。对于一些质量要求较高且精度要求较高的MEMS设计来说，这些因素是尤为重要的。故此，需要在注意到各种相关因素的情况下进行微构件材料力学性能的研究，并且把力学分析、模拟以及实际测试结合起来，才可以找出并修正不同的影响，从而让数据更加真实细致。
三、分析计算微构件的力学问题
对微机械构件的各种不同变化以及其运动规律的高效掌控，对微尺度之下表面与尺度效应的掌控，都是MEMS技术当中最主要也是比较难的问题，这也是设计功能得以实现的重要基础。此外，在MEMS中采用微构件作为谐振件时，设计的一大要素便是固有频率。在分析微构件的动力学过程中，空气对微构件运动时造成的阻力，以及结构上和温度变化上造成的阻力，都会使得固有频率产生改变，并且可以致使性能参数失稳等。值得一提的是，在微构件的力学分析过程中，还必须重视残余应力这个方面。整体来说，顾及到微尺度当中各种不同的力的运用机制，显现微系统之中表现出的各种影响要素，多种非线性因素存在的构件变形变化的规律以及研究运动的规律，都是极为重要的。
四、微电子机械系统中的力学问题
(一)粘附问题
所谓粘附问题，实质就是微构件所具有的回弹力对表面中近距离的接触活动发生时产生的粘着力不能有效克服。微电子机械系统中发生粘附问题的现象有很多，比如在加工过程当中结构的释放，周围的环境温度发生变化，以及在运行当中表面产生近距离的接触等。有效降低表面接触过程中的粘着力，并且提升机械构件所含弹性的恢复能力，是預防粘附问题的基础思想。
事实证明，微尺度之下的表面能和表面力确定着表面接触的变化以及粘着。因为存在表面力，所以实际的接触面会变大，就算是零载荷状态，也会致使接触变形。现有的JKR和DMT等模型，是基本的模型，是对经典Hertz接触理论实施所谓计入的表面力修正工作。应对单峰的接触，可以应用这些基本模型及其理论。眼下，对于抗粘附的相关研究当中，接触表面改性，从而降低粘附力这种技术是最为高效的。基本的方式包含自组装单分子膜，还有氮化硅固体膜，以及表面疏水层、物理修饰等。
(二)微构件当中的疲劳磨损以及破坏
在微尺度之中，表面粗糙程度所起的作用就像细小的裂纹一样，要研究疲劳破坏这个问题，就需要注意粗糙度所造成的影响。仔细观察力学对于微米尺度和亚微米尺度材料细观本构的关系研究，就可以研究到细小裂纹扩展的过程和破坏的现象，这是作为微构件相关疲劳研究的理论基础。微构件相关防磨损的工作，是为了保障系统长久且稳定的运作。美国的Sandia实验室在研究微型发动机时，从中得出，摩擦表面出现磨损或者咬死现象，是构件发生失效的一大主要因素。通过研究还发现，若周围环境达到50%的湿度时，磨损比较低且粘附也比较低，这是由于摩擦副当中吸附水膜将表面实施了钝化工作，所以形成润滑的意义。在这当中，要是湿度上升，那么粘附几率就会加大，若湿度下降至10%左右的时候，摩擦表面就可能发生严重的磨损。因此，微尺度之下所出现的磨损问题，在力学模型当中，必须全面考虑到表面的粗糙问题、环境湿度问题以及化学和物理各方面的因素问题。
(三)多层材料之间发生层间脱裂的问题
介于加工工艺对微机械所造成的限制，当前的单层型结构的多晶硅构件仅仅只能完成有限的运动以及变形工作，双层的还可以被制成可旋转的齿轮，而要到三层结构的才可以被许可装配设计。不过，多层结构的材料常常出现脱裂问题。要解决这个问题，减少残余应力以及加大界面当中的吸附力，并且降低接触面的排斥力这些方面都是关键所在。
总而言之，对抗粘附的研究想要完成对构件“活动起来”这种问题的解决，必须要结合弹塑性力学以及接触力学的相关理论，再加上对构件回弹和接触两力的控制。而实施减少摩擦的研究，为的是解决构件之中“平稳运动”这个问题，这需要涉及到动力学加上润滑力学，对构件运动的相关规律进行掌控。想让构件使用期限够长，解决这个问题需要抗疲劳研究以及对防磨损方面的研究。还有众多有价值的研究，都需要与微电子机械系统紧密结合起来。
五、结束语
美国是MEMS产业、技术和产品的发源地，其发展水平在世界处于领先地位。由于我国MEMS产业起步较晚，MEMS产业还处于发展的起步阶段，我国MEMS传感器产品在力学问题的研究中与国外存在巨大差距，应用范围也多局限于传统领域。对微电子机械系统中力学问题的分析研究，是目前必须重视的一项研究，它关系着这个系统的发展前景。只有通过大量实验研究，仔细分析MEMS中存在哪些力学问题，采取有效策略解决这些问题，才能使MEMS这种系统的应用实现高效化。
参考文献：
[1]陈文涛.关于微电子机械系统的力学问题分析[J].科学中国人.2015，12.
[2]王志宏.微电子机械系统技术与应用领域研究[J].电子技术与软件工程.2014，20：122.
作者：杨秦天