半岛电子游戏我国大学矿物加工专业大约有30多所，选矿机械是该专业主要专业课，总体看来，多数矿物加工机械的课堂教学仍然延续过去的平面图的教学方式，学生听起来模糊，似懂非懂现象十分普遍，可见，选矿机械的实体模型教学非常必要[1]。另外，我国有选矿机械设计、研发和制造单位有千余家，每年全国甚至是世界各地都举办各种各样的国际国内设备展览会，大型设备的展览占地大、运输成本高；在国外设备展览大都采用实体模型参展，可大大节约成本。因此，通过将3D打印技术运用于选矿机械的制造中，打印出选矿机械模型在选矿机械教学和设备展览中都具有不错的应用前景。

　　3D打印技术是利用纸层叠技术的快速成型装置，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的模型图通过打印机变成实物[2]。3D打印的主要技术包括：SLA立体光刻造型技术、FDM熔融沉积成型技术、3DP三维粉末粘接技术、SLS选择性激光烧结技术、LOM薄片材料叠加技术五种该技术，其在医疗、模具、工业设计等领域的先期实体模型已得到成功应用，并且其应用领域正在快速拓宽[3-4]。

　　为了更深入了解3D打印的工作原理，以及其与传统生产制造的区别，本文以活化振动给料机为例，讲述3D打印技术在选矿机械实体模型制作中的应用以及其优点。

　　（1）运用三维绘图软件完成活化振动给料机模型的制作，如图1所示，支持三维绘图软件有很多，如：CATIA、UG、SolidWorks、Auto-CAD等软件，本文采用SolidWorks软件。

　　（2）将文件保存为STL格式，然后导入到打印机专用的Cura软件中，然后根据要求设置相关参数，如图2所示。

　　（3）切片软件中的文件修改好参数后生成Gcode代码，将其导入到3D打印机中完成打印，如图3所示。

　　（4）对3D打印后的模型去支撑架、修复、组装，最后完成成品，如图4所示。

　　经调查，我国绝大多数高校选矿机械的课堂教学仍采用传统的平面图教授方式，即教师以课堂授课的方式讲述一些选矿机械的用途、理论、原理等。这种传统的机械专业教学模式存在形式单一等问题，特别是选矿机械图的教学中，对于一些较复杂的零件组合图形，抽象的二维投影视图对学生的空间想象能力提出了较高的要求，给机械制图的教学带来了较大的难题。将选矿机械实体模型的3D打印运用与选矿机械教学中，可以将抽象的图形模型化，把机械设备带入到课堂，使得课堂情景化，学生可以一目了然，节省了脑海里从平面图到立体建模的非常耗时的过程，不仅极大提高了教学效率，而且师生交流准确顺畅，深受广大师生的好评[5-6]。

　　我国有选矿机械设计、研发和制造单位有千余家，每年全国甚至是世界各地都举办各种各样的国际国内设备展览会，全国各地的生产厂家把各自的产品运送到展览馆，在运输的过程中耗费了大量的人力、物力和财力，使得运输成本很高，当大型设备的在展览馆中展示时候，由于其体积庞大，占地面积大，在有限的展览馆的空间中只能展示有限的设备。将3D打印的选矿机械模型运用与矿山设备的展览中，可以节省在运输过程中人力、物力和财力的消耗，同时，通过在走廊两侧用陈列模型和墙壁平面宣传相结合的模式，可以取代过去单一的文字平面媒体，并且展示更多的设备，使得企业在参加展览会的时候在达到预期效果的同时为企业省钱、省力、省时。

　　3D打印技术是一种新型的技术，以其独特的优势运用广泛的运用于多个领域，本文通过阐述3D打印的基本原理及其技术，并将其应用于选矿机械，打印出选矿机械模型，以及分析了选矿机械模型的3D打印在选矿机械课程中和矿山设备展览中的应用效果，从中可以看出选矿机械模型的3D打印具有广阔的运用前景。

　　[1]杨三艳.浅谈3D打印技术在机械类课程教学中的应用[J].职业教育研究，2014，（10）：166-168.

　　[5]付昱，篙丽萍.3D打印技术及其对机械教学的启迪[J].内蒙古电大学刊，2015，（1）：101-110.

　　[6]潘爱琼，张辉.浅谈3D打印技术在实践教学中的应用[J].中国教育技术装备，2015，（14）：58-60.

　　解决力学问题一般有三种方法，一是运用力对物体的瞬时作用效果——牛顿运动定律；二是运用力对物体的时间积累的作用效果——动量定律和动量守恒定律；三是运用力对物体的空间积累作用效果——动能定理和机械能守恒定律.其中，机械能守恒定律是物理教学中的一个重点内容，也是一个难点内容，在考试中出现频率较高.因此，我们必须使学生熟练掌握机械能守恒定律，并灵活应用到解决实际问题中.

　　为了形象、简捷地处理物理问题，我们经常把复杂的实际情况转化成容易接受的简单的物理情境，从而形成一定的经验性的规律，即建立物理模型.在应用机械能守恒定律解决实际问题的过程中，我们如果能正确地建立几种典型的机械能守恒的模型，将有利于对此类问题的分析和解决.在教学过程中，笔者总结了几种机械能守恒的模型，现介绍如下.

　　此类问题要认清物体运动过程，注意物体运动到最高点和最低点时速度相同的隐含条件.

　　例1：如图1，轻质细绳跨过定滑轮悬挂两个物体M和m，且M>

　　m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中（ ）

　　解析：M下落的过程中，绳子拉力对M做负功，M的机械能减少；m上升过程中，绳子的拉力对m做正功，m的机械能增加，所以A是错误的；对M和m组成的系统来说，满足机械能守恒条件，系统机械能守恒，所以B、D两个选项是正确的；M减少的重力势能并没有全部转移为m重力势能的增加，还有一部分转变为M和m的动能，所以C选项错误.

　　这类问题应用注意在运动过程中利用各个物体之间角速度相等这一条件，确定它们线速度的关系，从而判断它们的动能.

　　例2：如图2，质量分别为m和M（M=2m）的两个小球P和Q，中间用轻质细杆连接，在杆的中点O处有一固定转轴.现在把杆置于水平位置后自由释放，在杆转至竖直位置的过程中，下列有关能量的说法正确的是（ ）

　　解析：Q球从水平位置下摆到最低点的过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力是Q球运动的阻力（重力是动力），对Q球做负功；P球在上升过程中也受重力和杆的作用力，但杆的作用力是P球运动动力（重力是阻力），对P球做正功.所以，由功能关系可判断，在Q球下摆的过程中，P球重力势能增加，动能增加，机械能增加，Q球重力势能减少，机械能减少；由于Q球和P球系统整体只有重力作用，因此系统整体机械能守恒.

　　此类问题应注意物体与弹簧组成的系统机械能守恒，不同的过程中弹性势能的变化一般是相同的.

　　例3：如图3为某同学设计的节能运输系统，斜面倾角为37°，木箱与轨道之间的动摩擦因数μ=0.25.设计要求：木箱在轨道顶端时，自动卸货装置将质量m=2kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻质弹簧被压缩到最短（1）离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小；

　　机械设备选型是进行土石方工程施工的重要环节之一，不仅关系到机械能否合理利用发挥其最大效能，而且直接关系到土石方工程的施工成本，施工工期和质量。因此，对于土石方工程施工机械的选择必须进行全面系统的分析比较，实现优化选择，以达到经济合理的目的[1]。

　　土石方施工机械设备选型是一个复杂的决策问题。目前，在施工生产的实际中，主要根据施工管理者的决策水平和专业人员的经验判定性在目前施工单位所能够提供的机械设备中进行比较选择，缺乏相对精准定性定量的计算和分析。因此，如何做出优化的选择往往比较的困难。正是基于上述考虑，拟将特别适用于处理定性与定量相结合问题的层次分析法引入到土石方工程施工机械设备选型评价之中。

　　本文将应用层次分析法对土石方施工机械设备选型进行综合评价，考虑多个决策因素，系统分析各因素对机械设备选型的影响，建立综合评价指标体系模型，并确定各指标的权重，为土石方工程施工机械的选择提供重要的科学依据和量化指标。

　　层次分析法（AHP）的主要特征是将决策者的经验判断加以量化处理，按照规律把决策过程模型化、数量化，在目标因素结构复杂且缺乏必要数据的情况下使用更为方便，因而在实践中得到广泛应用[2]。依照土石方工程施工机械设备选型的实际经验和教训，在深入研究、总结的基础上，本着合理性、先进性、安全和经济性的基本原则，兼顾施工生产过程中的实际情况，将影响土石方工程施工机械设备选型的诸多影响因素划分为3个层次，构成图1所示的土石方工程施工机械设备选型评价层次结构模型。其中：最高层为决策目标层；中间层为准则层，代表了施工机械选型的主要影响因素；最底层对应于机械设备选型主要影响因素的具体影响因素。这一层次结构模型的建立，实际上就是将土石方施工机械设备选型评价问题系统化、模型化。

　　作为土石方施工机械设备选型评价模型中的中间准则层，主要考虑了以下4个主要影响因素：机械技术性能A1、施工现场作业条件A2、施工机械用途A3、机械经济和安全性能A4。

　　1.1 机械技术性能，是指该机械本身的一些技术指标，如机械的类别和型号、机械的功率、油耗量、机械的使用性能和注意事项等等半岛游戏。在选择使用该机械时，如果对该机械本身的一些技术指标不了解，机械性能就得不到充分的发挥，而且利用不当会对机械本身产生较大的磨损。因此，了解掌握机械的技术性能指标对于机械设备选型显得尤为重要。考虑到该影响因素对下一层次有关因素的支配作用，对于机械技术性能，在最底层设置了生产效率、通用性和专用性、维修和保养、节能环保性等4个次级因素。

　　1.2 施工现场作业条件：土石方工程施工现场条件一般极其的复杂多变。在进行施工机械设备的选择时，一定要选择与施工条件相适应的机械设备进行施工，这样才能有效做到安全、经济、合理。因此，考虑施工现场条件是进行机械设备选型的重要控制指标。在实际的施工过程中，土石方工程施工条件包含着许多的方面，但综合考虑其主要影响因素，对应于施工现场作业条件，在最底层设置了运送距离、土壤等级、地区和气候条件、作业工程量等4个主要的次级因素。

　　1.3 施工机械用途：施工机械用途是土石方施工机械选型评价的一项重要控制指标。在进行土石方施工机械选择时，要严格按照土石方机械的使用范围选择，所选的土石方施工机械的性能一定要与作业工况、作业内容相适应[3]。另外，施工机械应用于土石方工程中，有单机作业、多机联合作业和人、机、爆综合作业等多种作-业方式，所以在施工机械选择时一定还要考虑该施工机械在该项工程任务中的作业方式。多机、多工序作业时，应以主体的土石方机械的作业能力为基准选择，并且保证配套协调，使得工程任务低成本、高质量、高效率的完成。对应于施工机械用途，在最底层中设置了施工内容、作业方式和施工工序选择等3个次级指标。

　　1.4 机械经济和安全性能：机械的经济性是指在两种或两种以上土石方机械都可完成同一任务时，应该比较其完成任务的经济性，尽量选择作业效率高、施工转运成本低、机械间组配性能好的机种。机械的安全性能则要求在进行施工机械的操作过程中要确保人、机的安全可靠，这也是机械设备选型的基本原则之一。综合考虑影响机械经济和安全性能的主要因素，且在不与机械技术性能指标重复考虑的前提下，对应于机械经济和安全性能的最底层中设置了机械调迁和转场、机械间组配性、使用安全性和工作可靠性等4个次级因素。

　　根据建立的土石方工程施工机械设备选型评价层次结构模型，应用层次分析法的方法和步骤，对施工机械设备选型评价指标的权重进行计算。

　　2.1 中间层A1～A4各因素对目标层Z构成比较判断矩阵A，比较判断矩阵中的数值大小主要根据相关统计资料、施工管理人员的经验，并结合施工的实际情况，经过反复总结研究后确定，其取值规则按照Satty提出的1～9标度[4]进行赋值。

　　矩阵A中的各元素的取值反映了矩阵中对相关因素两两比较的重要程度差异的判断。按照同样的方法，也可以求出最底层B1～B15各因素对应于中间层A1、A2、A3、A4各因素分别构成的比较判断矩阵：

　　与矩阵A相类似，矩阵A1、A2、A3、A4中各元素的取值同样反映了各矩阵中对相对因素两两比较的重要程度差异的判断。

　　2.2 利用和积法[5]计算成对比较判断矩阵A的最大特征根对应的归一化特征向量：

　　wA即为所求矩阵A的最大特征根对应的归一化特征向量的近似解，也是矩阵A的权向量。

　　同理，可以分别得到判断矩阵A1、A2、A3、A4的最大特征根对应的归一化特征向量的近似解wA1，wA2，wA3，wA4：

　　2.3 为了防止判断矩阵的不一致性，需要对判断矩阵进行一致性检验[6]。检验步骤如下：

　　说明比较判断矩阵A、A1、A2、A3、A4均通过一致性检验，具有可以接受的一致性。

　　2.4 层次的总排序权重就是自上而下地将单准则下的权重进行合成。对于土石方工程施工机械设备选型评价层次结构模型，中间层A层包含4个因素A1、A2、A3、A4，设其对总目标Z的层次总排序权重分别为a1，a2，a3，a4。最底层B层包含15个因素B1，B2，……，B15，设它们关于Aj的相对权重分别为 b1j，b2j，…，bxj（其中，x 为因素 Aj 所对应的比较判断矩阵的阶数）。B 层中各因素对于总目标 Z 的层次总排序权重设为b1，b2，b3，……，b15，可以通过下面的公式进行计算，即：

　　最后对层次总排序作一致性检验，利用已经得出的比较判断矩阵A1、A2、A3、A4相应的一致性指标和随机一致性指标，可以求得最底层B对目标层Z的总排序随机一致性比率为：

　　根据计算出来的最底层中各因素的层次总排序权重结果，可以得出土石方工程施工机械设备选型评价模型15个主要影响因素的重要性顺序排列为：施工内容、作业工程量、运送距离、作业方式、工作可靠性、生产效率、机械间组配性、施工工序选择、土壤等级、使用安全性、节能环保性、通用性和专用性、地区和气候条件、机械调迁和转场、维修和保养，这一结果符合土石方工程施工机械设备选型的实际情况。因此，该模型建立比较合理，对于土石方施工机械设备选型具有重要的参考价值和指导意义。

　　施工机械设备选型关乎到工程的施工效率、施工成本和质量等，因而显得尤为重要。针对施工机械设备选型因受多因素影响而难于决策的实际，本文成功地将层次分析法（AHP）应用到土石方工程施工机械设备选型评价中，并在深入探讨研究、归纳总结的基础上，完成了土石方工程施工机械设备选型评价层次结构模型的设计。通过对该层次结构模型的量化分析和计算，最后确立了施工机械设备选型评价的15个主要影响因素的权重系数，为土石方工程施工单位进行机械设备选择提供了相对科学的评判方法和量化指标。

　　[1]鲁冬林，丛伟等.土石方机械的施工选择[J].建筑机械，2007，（5）：74.

　　[2]杨振林，刘金兰.层次分析法在特种设备风险评价模型设计中的应用[J].工程机械，2009，（40）：38-41.

　　[3]王泽民.土石方工程施工机械的合理选择[J].河北水利与南水北调，2011，（16）：71-72.

　　随着我国能源形势的日益紧张，风能被人们充分利用。近些年来我国的风力发电技术，尤其是变速恒频双馈风力发电系统取得了明显进步。随着这一技术的不断扩展和应用，风力发电系统的机械传统机构的动态模型构建变得越来越重要。

　　在风力发电系统中机械传动机构动态模型的构建历来是一个重点，同时也是一个难点。当前国内对于动态模型的研究还很少，人们还没有意识到这个问题的重要性。本文将结合多年的的实际经验来对此进行专业性的探讨。

　　风力发电系统本身是一个复杂的机械系统，对于双馈风力发电系统而言尤其是如此。双馈风力发电系统的机械传动部分是由发电机、风机、高速轴、齿轮箱、低速轴等设备构成。

　　针对该风力发电系统机械传动机构动态模型的构建，首先是要分析其中各个设备之间的相关转动惯量。针对风力发电系统本身的机械传动机构各个设备之间的惯量，可以按照以下方法来做：针对高速轴的转动惯量可以折算到发电机侧，等效转到惯量我们可以设为JG、而低速轴的转动惯量可以等效为JWT。之后把低速轴与高速轴的的阻尼系数和刚度系数设出来（BWT、BG、KWT、KG），通过这一系列的设置之后就可以得到以下关系式：

　　通过观察以上模型，我们就可以发现在风力发电系统中自然振荡频率和刚度系数是成正相关的，而自然振荡频率与发电机惯量是呈负相关的。各种设备之间的阻尼系数也呈现出不同的关系，风机轴本身的阻尼系数与高低速轴的阻尼系数呈正相关关系。风机轴阻尼系数越高，高低速轴的阻尼系数也将随之上升。构建动态模型的一个重要目的就是要分析各种设备之间的关系，从而提升系统的稳定性以及各项性能。构建风力发电系统的机械传动机构动态模型是加强对风力发电系统进行研究的重要手段。构建动态模型的关键是要能够把握住系统的输入输出量之间的关系，把握住系统中的关键指标。只有深刻意识到这一点，才能真正构建起有效的动态模型。在构建模型过程中针对不同的系统，要采取不同的模型，也就是必须要结合自身实际情况来进行有效分析。这是加强风力发电系统的必然要求。

　　为了有效验证动态模型的分析效果，工作人员还需要进行专业地严格地仿真分析。对于风力发电系统而言，主要是采用异步电动机作为原动机来模拟风机特性。针对原动机，事先要对规格有严格规定。原动机的规格如果不符合要求就很难进行验证。因而要高度重视原动机的各项指标。

　　根据实际要求，工作人员采用额定转速为1500rad/min、额定功率为3.5kw、额定电压是380v的异步电动机。所采用的发电机则是双馈发电机，该发电机的额定功率是3kw、额定转速是1500rad/min，额定电压是380v、稳速的平衡主要是通过风机负载来实现。在实际仿真分析过程中为了有效准确的观察仿真结果，工作人员需要排除屏蔽掉塔影效应以及风剪引起的转矩脉动量。

　　针对该机组的仿真，我们主要是观察不同风机侧惯量、不同轴刚度系数半岛游戏、不同轴阻尼系数、不同发电机侧惯量与风电机转速之间的关系。通过观察不同指标同风电机转速响应曲线，我们可以得出不同指标同转速之间的关系。从图中我们可以看出传动机构轴刚度系数分别是100、50、10的时候，系统自然振荡频率也随之下降。以此类推，我们经过对不同指标的响应曲线进行认真分析之后，最终验证了上述动态模型的正确性。

　　图1 不同轴刚度系数风机转速响应曲线 不同风机侧惯量风机转速响应曲线 不同发电机侧惯量风机转速响应曲线.实验

　　风力发电系统机械传动机构动态模型的研究最终是要通过实验来进行验证的。在本次试验中工作人员通过用一台15kw的一步点击当作模拟动态风机输出，而把11kw的双馈点击当作发电机。在实验过程中工作人员发现系统本身要受到惯量差所带来的转矩、功率波动的影响。因而工作人员考虑对风机模拟器进行必要补偿。经补偿之后，工作人员发现系统性能有了明显改善，也能够满足实际需要了。

　　风能发电是一种新型发电技术，与传统的火力发电相比，风能发电技术更具优势。风能发电中系统本身由于各种因素的影响会出现一系列问题，此时加强对风力发电系统内部机械传动结构的研究就显得非常重要。本文重点分析了风力发电系统机械传动结构动态模型的构建并进行了仿真，最后结合试验结果进行了验证。在今后工作过程中应该不断加强这方面的研究。

　　[1]贾要勤，曹秉刚，杨仲庆.风机模拟平台的MPPT快速响应控制方法[J].太阳能学报，2004（3）.

　　摘 要：随着我国经济建设速度的加快，建筑行业的发展呈现出飞速发展的态势。建筑高度的增加让人们对于电梯的依赖度越来越高，做好电梯的建设和应用也就显得极为重要。为了更好地促使电梯应用效果的强化，需要通过其机械系统动力学模型的建立和修正达到其效能的优化。基于此，本文就高速电梯机械系统动力学模型的建立与修正进行分析研究，以供参考。

　　关键词：高速电梯；机械系统；动力模型；建立与修正前言：近些年，高层建筑甚至超高层建筑层出不穷，其带给人们舒适的生活之余，也对于电梯的要求越来越高。尤其超高层建筑，其更加需要高速电梯的应用，从而更好地为人们提供服务。但是，依照我国当前的情况来看，我国高速电梯的速度为1.6m/s，其舒适度和动态性能与我国《电梯技术条件》的标准还有一段距离，为了更好地提升电梯应用效能，为了让其动态性能得以优化，对其机械系统动力模型进行建立并修建就显得非常重要，这也是提升其动力性能的重要基础，是让电梯深入高层建筑和智能化建筑的重要捷径。

　　就电梯的使用情况来说，其主要可以分为两种工作状态半岛游戏，一种是电梯的升降系统，一种是电梯的维护系统，两种系统的应用构成了电梯机械系统的完整体系。在电梯升降过程中，其运转主要是通过电动机带动曳轮进行工作的，电梯在曳引钢绳的牵引下，将电梯厢和对重牵值钢绳两端，其电动机系统发生变速转变时候就会对减速器进行曳引，从而促使曳引轮发生转动，达到电梯的运行。在电梯维护过程中，就电梯升降过程中所产生的问题进行检查，并对其进行检测维护，保证其质量的管控，提升其应用的效能，避免电梯事故的发生。电梯在运行过程中造成振动的因素较多，比如曳引机的问题，减速器密封圈的问题，钢丝绳松紧度问题等等，都可能造成其振动，为了更好地促使电梯稳健运行，做好其动力学模型建立，做好相应的修正工作也就显得极为重要。

　　依照电梯的传动原理，我们可以对其进行模型建立。其中m1为平衡重质量，m2则为曳引机与导向轮质量，m3则为架桥及其附着件质量，m4为轿厢和荷载重量，m5为张紧装置质量。Ki，Ci（i=1，2，3……5）为相应的刚度和连接阻尼。通过电梯机械系统力学模型，我们可以将其自由度调整为7个，xi（i=1，2，3……5）则表示位移， 1， 2则表示角位移。通过矩阵表示广义位移：

　　通过相应的公式，我们对电梯能耗进行分析研究，能够对速度予以控制，能够达到减速的效果，从而让电梯进入到平稳运行阶段，能够让电梯得以静止停靠。同时，通过刚体运动，可以为系统提供强大的激励动力，让电梯的加速呈现出曲线模式达到更好地动力应用。此模型的建立对于电梯系统的构建起到了极为重要的推动作用，能够了解其运动弹力学方法的应用原理。

　　以上基于第二类拉氏方程导出了电梯机械系统的运动微分方程，利用该方程可以计算电梯在起动、运行和制动全过程中的动态响应，分析电梯机械系统各部分⑹对其动态性能的影响。但是，由于电梯力学模型中的质量、刚度与阻尼参数均是根据设计图纸与经验公式估算 ， 因此模型中在电梯机械系统运动微分方程中，假定电梯阻尼矩阵为比例阻尼矩阵，这样在 用模态迭加法计算电梯动态响应时只需用到各阶模 态阻尼比，而模态阻尼比可以从实测电梯振动响应信号中识别。由于在电梯动态响应计算中并不涉及到具体的阻尼矩阵元素，为使问题简化，我们只对质量和 刚度参数进行修正。同时，考虑到电梯振型测试比较 困难，仅以实测电梯机械系统固有频率为基准来进行模型修正，通过此多方面的修正达到电梯稳定性能的提高。在对电梯动力模型进行修正的过程中，还要结合电梯的实际应用效果，通过不断的调整，对模型进行修正。

　　电梯的运行与建筑物高度具有非常重要的关系，其运行的稳定性决定了其与建筑物之间是否能够达成和谐的关系，决定了其是应用是否能够为人们带来安全性和稳定性。依托于机械系统动力模型能够更好的对电梯的动力系统进行研究，能够了解其问题所在，对于解决电梯运行中的问题具有非常大的帮助和作用。相关人员还要对模型的建立进行深入分析，通过模型的修正达到电梯效能的提高。

　　[1]马幸福，陈炳炎. 超高速电梯系统动态仿真分析[J]. 图学学报，2015，（03）：397-401.