每個(gè)人都曾試圖在平淡的學(xué)習(xí)、工作和生活中寫一篇文章。寫作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。相信許多人會(huì)覺得范文很難寫?下面是小編幫大家整理的優(yōu)質(zhì)范文,僅供參考,大家一起來看看吧。
模型描述語言篇一
教學(xué)目標(biāo):
1、知道模型及其功能,理解模型制作在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用。
2、理解模型是技術(shù)設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)和一種重要方法。
3、關(guān)注模型方法的廣泛應(yīng)用,感受模型在技術(shù)中的價(jià)值。
4、培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新思維和動(dòng)手設(shè)計(jì)能力,及培養(yǎng)熱愛祖國、熱愛科學(xué)的情操。
教學(xué)重難點(diǎn):
1、知道模型及其功能
2、理解模型制作在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段有不同的作用
3、根據(jù)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單產(chǎn)品的模型或原型。教學(xué)方法:
學(xué)生主動(dòng)思考、討論、設(shè)計(jì),教師配合講解、演示、提問,師生互動(dòng)。
教學(xué)媒體運(yùn)用:電腦多媒體平臺(tái)
教學(xué)資源準(zhǔn)備:cai課件、模型、模型設(shè)計(jì)裝置圖 教學(xué)過程:
【導(dǎo)入新課】 放映一段《大東方號(hào)》的視頻導(dǎo)入新課。
一、原型及其作用
1、原型
原型(prototype)可以是產(chǎn)品本身,也可以是在產(chǎn)品生產(chǎn)之前制作的與產(chǎn)品大小相同、使用功能一致的物體。
2、原型的作用
(1)有利于對(duì)設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)效果進(jìn)行評(píng)估。
(2)有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)與成本的估算。
案例分析(一): “大東方號(hào)”事例
“大東方號(hào)”集中了當(dāng)時(shí)造船技術(shù)的精華,運(yùn)用了所有最先進(jìn)的動(dòng)力設(shè)備,成為當(dāng)時(shí)世界上最大的遠(yuǎn)航輪船。但是,“大東方號(hào)”并沒有進(jìn)行模型制作就投入了生產(chǎn)。結(jié)果,由于動(dòng)力設(shè)備與龐大船體的動(dòng)力需要不匹配,首航便宣告失敗。思考:這個(gè)事件告訴了我們什么道理?
一、模型及其功能
1、模型
模型(model)是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思,按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。
馬上行動(dòng):在生活中我們會(huì)經(jīng)常接觸一些模型,請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合學(xué)習(xí)生活實(shí)際列舉一些模型的例子,并簡(jiǎn)要說明它的作用。
案例分析
(二):神舟飛船中的“模擬人”
(1)為什么要進(jìn)行“模擬人”試驗(yàn)?
航天員的生命安全是最重要的。“模擬人”試驗(yàn)的成功,為航天員上天后的環(huán)境控制和生命保障以及航天員的醫(yī)學(xué)監(jiān)督和醫(yī)學(xué)保障,奠定了重要的基礎(chǔ)。
(2)“模擬人”有什么特征?
具有人體代謝功能和生理信號(hào)。
2、模型的功能
(1)使設(shè)計(jì)對(duì)象具體化。
模型是一種可視、可觸、可控制的實(shí)體設(shè)計(jì)語言,為設(shè)計(jì)的表達(dá)和交流提供了一條有效途徑,使設(shè)計(jì)委托者、生產(chǎn)單位和設(shè)計(jì)人員之間能夠直接溝通,全面認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)方案。
(2)幫助分析設(shè)計(jì)的可能性。
設(shè)計(jì)一件較復(fù)雜的產(chǎn)品,必須通過模型制作,分析設(shè)計(jì)的可能性后,才能投入生產(chǎn)。
放映一段《月球車模型》的視頻幫助學(xué)生加深對(duì)模型的功能的理解。思考:“大東方號(hào)”事例告訴了我們什么道理?
在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中,有時(shí)直接制作原型,不通過模型對(duì)設(shè)計(jì)方案的可能性進(jìn)行評(píng)估分析是不行的。
三、模型在不同階段的作用
1、草模
草模用于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的初期階段,用立體模型把設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單的表示出來,供設(shè)計(jì)人員深入探討時(shí)使用。
2、概念模型
概念模型就是在草模的基礎(chǔ)上,用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風(fēng)格、布局安排、人機(jī)關(guān)系等,從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的整體概念。
3、結(jié)構(gòu)模型
結(jié)構(gòu)模型是為了研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,清晰地表達(dá)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方法,并進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)而制作的模型。
4、功能模型
功能模型主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機(jī)關(guān)系,同時(shí)也用作分析、檢查設(shè)計(jì)對(duì)象各部分組件尺寸與機(jī)體的相互配合關(guān)系等。
5、展示模型
展示模型是采用真實(shí)材料,按照準(zhǔn)確的尺寸,做成與實(shí)際產(chǎn)品幾乎一致的模型。作為產(chǎn)品的樣品進(jìn)行展示,以便提供實(shí)體形象,并可以直接向設(shè)計(jì)委托方征求意見,為審核方案提供實(shí)物依據(jù)。
四、練習(xí):海豹頂球模型的設(shè)計(jì)改進(jìn)
分小組進(jìn)行討論,改進(jìn)海豹頂球模型的設(shè)計(jì),使效果更逼真更合理。
五、小結(jié):
一、模型
1、草模
2、概念
3、結(jié)構(gòu)
4、功能
5、展示
二、模型在不同階段的作用
1、原型及其作用
2、模型:是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思,按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。
3、模型的功能:
(1)使設(shè)計(jì)對(duì)象具體化。(2)幫助分析設(shè)計(jì)的可能性。
模型描述語言篇二
室內(nèi)手?jǐn)S滑翔機(jī)
教學(xué)目標(biāo):
1、通過制作手?jǐn)S滑翔機(jī)使學(xué)生初步感受空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí),培養(yǎng)
學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),科學(xué)興趣和科學(xué)理想。
2、讓學(xué)生學(xué)會(huì)看圖,培養(yǎng)學(xué)生勇于提出問題的能力和動(dòng)手制作能力。
3、通過活動(dòng)感受探究的方法以及培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心認(rèn)真的態(tài)度。
教學(xué)重點(diǎn):
制作和調(diào)試手?jǐn)S滑翔機(jī),學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)的方法探究問題,懂得并初步掌握手?jǐn)S模型調(diào)試的基本方法。
教學(xué)難點(diǎn):
會(huì)根據(jù)對(duì)模型飛行姿態(tài)的綜合分析的判斷,確定調(diào)整手段的方法。
教學(xué)過程設(shè)計(jì):
一、導(dǎo)入
1、思考:為什么沒有螺旋槳或發(fā)動(dòng)機(jī),仍可以翱翔于天空?
2、認(rèn)識(shí)手?jǐn)S滑翔機(jī)
二、自學(xué)制作方法
1、了解套件材料有哪些
2、根據(jù)制作說明圖,說說制作要點(diǎn)
三、介紹制作過程及注意事項(xiàng)
1、滑翔機(jī)的組成:機(jī)翼、尾翼和機(jī)身
2、制作材料:機(jī)翼和尾翼——吹塑紙或硬質(zhì)紙,機(jī)身——吸管
3、說明制作要點(diǎn)
四、制作與試飛
1、學(xué)生制作滑翔機(jī)
2、了解如何調(diào)整
3、學(xué)生試飛并調(diào)整
模型描述語言篇三
計(jì)劃生育模型
模型1.根據(jù)中國人口的現(xiàn)狀及以下的很多理想假設(shè),來設(shè)計(jì)模型,討論我國計(jì)劃生育實(shí)行的狀況。
假設(shè)1:在我國人口眾多,男女比例不協(xié)調(diào)的情況下,我國人口數(shù)量由死亡率和女性數(shù)量決定。
假設(shè)2:在計(jì)劃生育政策實(shí)行的最初階段t0(0, a
3)時(shí)段,有且
僅有適齡生育的男性n1、女性n2,總?cè)丝跀?shù)為n1+n2。
假設(shè)3:人均壽命為a歲,計(jì)劃生育所指定的女性人均生育數(shù)為k。
假設(shè)4:在長達(dá)人均壽命的a年內(nèi),假設(shè)所有人都死亡,且死亡人數(shù)平均分布在下列計(jì)算時(shí)劃分的三個(gè)階段內(nèi)。
假設(shè)5:由我國人口現(xiàn)狀及人們思想觀念等的約束,現(xiàn)假設(shè)我國男女比例短期內(nèi)保持不變,且新出生的男女嬰兒比例也為此比例。
以下將按人均壽命的a年為一個(gè)整體的交替時(shí)間段,將其按女性生育年齡段大致分為三個(gè)階段,也即為人一生所經(jīng)歷的三個(gè)輩分。來討論我國計(jì)劃生育實(shí)行若干年時(shí)我國人口的變化狀況,具體如下:
第一階段:在(0,人數(shù)為3kn
a2a3)年內(nèi),平均每年出生的孩子為,假設(shè)平均每年死亡人數(shù)為3kna2,其中女孩,則在此n23(n1?n2)
an1?n2
階段內(nèi),某年份t時(shí)刻的總?cè)丝跀?shù)為:
n(t)=(n1+n2)-3(n1?n2)
at + 3ktn
a2=(n1+n2)(1-t)
+
3ktna,t∈(0,a3)
a3
第二階段:在(3kn2
a,2a3)年內(nèi),平均每年出生的孩子為
3kn2
a
·
n2n1?n2
其中女孩人數(shù)為·(n2n1?n2)假設(shè)平均
每年死亡人數(shù)為為:
3(n1?n2)
a,則在此階段內(nèi),某年份t時(shí)刻的總?cè)丝跀?shù)
n(t)=(n1+n2)(1
a3
-
a3a3)+)·
3kn2
a
·
a3a3
-(t
-)·
3(n1?n2)
a
+
3kn2
a2a3
·(t-
n2n1?n2,t∈(,2a3)
第三階段:在(3kn2
a,a)年內(nèi),平均每年出生的孩子為
3kn2
a
·(n2n1?n2)其中女孩人數(shù)為
·(n2n1?n2)假設(shè)平
均每年死亡人數(shù)為數(shù)為:
n(t)
a3
3(n1?n2)
a,則在此階段內(nèi),某年份t時(shí)刻的總?cè)丝?/p>
= +
[(n1+n2)(1
3kn2
a
-
a3)
]-
a3
+
3kn2
a
·
a32a3
-
·
3(n1?n2)
a
·
a3
·
2a3
n2n1?n2
3(n1?n2)
a
·(t-)
+
3kn2
a
·(n2n1?n2)·(t-
2a3),t∈(kn2,2a3)
·(t-
= {(n1+n2)[
-1+(n1?n2)]+kn2}-
3(n1?n2)
a
2a3
+
3kn2
a
·(n2n1?n2)·(t-
2a3),t∈(a3,2a3)
分析:對(duì)以上三個(gè)階段的函數(shù)n(t)求導(dǎo),使其n’(t)<0,這樣的話,計(jì)劃生育政策就起了一定的作用,人口數(shù)量函數(shù)是遞減函數(shù),則三個(gè)結(jié)果中都有k<
n1?n2
n2
=1+
n1n2n1n2,>2, 再聯(lián)系我國計(jì)劃生育政策實(shí)行的年
由以上題目假設(shè)已知1+
份,我國計(jì)劃生育狀況處于以上模型的第二階段,若要使人口處于均衡狀態(tài),則k=1+
n1n2,若不考慮超生因素,則計(jì)劃生育實(shí)行若干年后
必有k<2,人口將迅速減少,但我國人口變化并不如此,與此模型假設(shè)很多理想狀況有關(guān),以下對(duì)模型1進(jìn)行修正:
模型2:設(shè)人口死亡率為m,平均每年處于生育階段的人數(shù)(包括男女)占總?cè)丝跀?shù)為a,生育階段中的女性人數(shù)與處于生育階段的人口數(shù)比為g(由中國現(xiàn)實(shí)來說,g<1/2),該階段女性人均生育數(shù)為k,設(shè)n=n(t)表示我國在時(shí)刻t的人口數(shù),并以n0表示在時(shí)段t0的人口數(shù),則出生率= 總?cè)丝?=n(t)akg /n(t)=akg,增長率=出生率-死亡率=akg
-m這樣得到人口增長微分方程模型是
出生人口
由微分方程得n(t)=n0e
?(akg?m)n(t)
dt
{n(t)?n
00
dn(t)
(akg?m)(t?t0)
上述模型是在模型1中忽略的人口超生問題及人口爆炸基礎(chǔ)上建立的,若要使人口數(shù)恒定,則akg=m.人口死亡率m長期來說將是一個(gè)常數(shù),它不會(huì)隨著人口的數(shù)目,男女比例,以及人口結(jié)構(gòu)的變化而變
化,它只與醫(yī)療水平相掛鉤。故決定人口增長率的決定因素由akg決定。對(duì)于短期來說(比如說五年),生育人口占總?cè)丝诒壤齛將是恒定值,生育人口中的女性比例g也將是恒定值,而計(jì)劃生育已經(jīng)實(shí)行多年的現(xiàn)在,處于生育階段的女性人均育子數(shù)k也將是個(gè)恒定值。在我國計(jì)劃生育實(shí)行的過程中,對(duì)于k的控制很嚴(yán)格,但從目前新生兒男女比例的失調(diào)來看,我國對(duì)于人口的控制還是不到位,隨著k下降的同時(shí),由于g的下降,人口增長率的下降將遠(yuǎn)超出預(yù)期。若g保持現(xiàn)狀(低于0.5),那么在未來的某階段,即使國家放開計(jì)劃生育政策,人口的快速增長也是困難的,同時(shí)由于男女比例失調(diào)而引發(fā)一系列問題也將會(huì)成為社會(huì)巨大的負(fù)擔(dān)。
模型描述語言篇四
四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)車的結(jié)構(gòu) 2 車輛動(dòng)力學(xué)模型
建立整車動(dòng)力學(xué)模型,考慮到汽車的復(fù)雜性,為了簡(jiǎn)化模型,假設(shè)如下:(1)汽車在水平路面上行駛;(2)車前軸的左右車輪轉(zhuǎn)角相同;
(3)忽略懸架的作用,懸架、輪胎始終垂直于地面;(4)汽車的俯仰角和側(cè)傾角為0;(5)四個(gè)輪胎型號(hào)類型完全一致;
2.1 車體動(dòng)力學(xué)模型
根據(jù)假設(shè),將車體視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)心為坐標(biāo)原點(diǎn),建立車輛動(dòng)力學(xué)模型如下:
圖2.1 車輛動(dòng)力學(xué)模型示意圖
描述車輛在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的方程一般有三個(gè):縱向運(yùn)動(dòng)方程、側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程和橫擺運(yùn)動(dòng)方程。2.1.1 縱向運(yùn)動(dòng)方程
車輛的縱向運(yùn)動(dòng)方程為:
??v??)?(f?f)cosp?f?fm(vxyx1x2x3x4?(f?f)sinpy1y(1)
?x、v?y其中,m為整車質(zhì)量,vx、vy分別為整車的縱向速度和側(cè)向速度,vfx、fy分別為車輪的縱向力和側(cè)向力,分別為整車的縱向加速度和側(cè)向加速度,p為車輪轉(zhuǎn)向角,?為車輛車身橫擺角速度。
當(dāng)汽車在直線行駛時(shí),xyp?0,此時(shí)車輛的縱向方程為:
x1x2x3x4??v??)?(f?f)?f?fm(v2.1.2 側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程
車輛的側(cè)向運(yùn)動(dòng)方程為:
(2)
??v??)?(f?f)cosp?f?fm(vyxy1y2y3y4?(f?f)sinpx1x(3)
2.1.3 橫擺運(yùn)動(dòng)方程
基于車輛質(zhì)心的橫擺力矩運(yùn)動(dòng)方程為:
??(f?f)cosp?a?(f?f)sinp?ai?zy1y2x1x2?(f?f)?b?my3y(4)
z其中,iz為汽車在質(zhì)心處的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,a、b分別為前軸中心線和后軸中心線到質(zhì)心的距離,mz為直接橫擺力矩。
mz計(jì)算如下:
dd m?(f?f)cosp??(f?f)sinp?
(5)
22其中,d為前后軸的軸距。zx1x2y1y22.1.4 車體動(dòng)力學(xué)模型
根據(jù)公式,在simulink中建立車體動(dòng)力學(xué)模型:
圖2.1.4.1縱向模型和側(cè)向模型仿真圖
圖2.4.1.2橫擺模型仿真圖
2.2 車輪動(dòng)力學(xué)模型
車輪模型包括車輪力矩平衡方程和車輪垂直載荷動(dòng)力學(xué)模型。2.2.1 車輪力矩平衡方程 對(duì)車輪的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析得車輪的運(yùn)動(dòng)模型如下:
圖2.2車輪力矩平衡圖
車輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由車輪力矩平衡方程確定的。左前輪的力矩平衡方程為:
??t?f?r
(6)j??
1bx1右前輪的力矩平衡方程為:
??t?f?r
(7)j??
2bx2左后輪的力矩平衡方程為:
??t?f?r
(8)j??
3bx3左后輪的力矩平衡方程為:
??t?f?r
(9)j??
4bx4?i為車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度,tb為車輪上的合力其中,j為車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,?矩,r為車輪的半徑。
2.2.2 車輪垂直載荷動(dòng)力學(xué)模型
根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型與剛體力學(xué),四個(gè)車輪在行駛狀態(tài)下的垂直載荷為: ??f??f???f???f?z11z22z33z441b1?mg?mh2a?b21b1?mg?mh2a?b21a1?mg?mh2a?b21a1?mg?mh2a?b2gggg??v?va?b??v?va?b??v??va?b??v??va?bxyxyxyxy??v?v?mhb(a?b)d??v?v?mhb(a?b)d??v?
(6)v
?mha(a?b)d??v?v?mha(a?b)dyxgyxgyxgyxg其中,fz11、fz22、fz33和fz44分別為左前輪、右前輪、左后輪和右后輪的垂直載荷,hg為車輛質(zhì)心高度。2.2.3 車輪動(dòng)力學(xué)模型
根據(jù)公式,在simulink中建立車輪動(dòng)力學(xué)仿真模型:
圖2.2.3.1車前輪力矩平衡仿真圖
圖2.2.3.2車后輪力矩平衡仿真圖
圖2.2.3.3車輪垂直載荷動(dòng)力學(xué)
2.3 輪胎模型
對(duì)汽車輪胎的建模采用魔術(shù)公式模型,具體就是使用三角函數(shù)的組合公式來擬合輪胎特性,用公式表達(dá)出輪胎的縱向力、側(cè)向力和回正力矩。
魔術(shù)公式的一般表達(dá)形式為:
?y(x)?y(x)?s? ?y(x)?dsin?carctan[bx?e(bx?arctan(bx))]?
(7)?x?x?s?vh如圖2.3所示,y用來表示各個(gè)輪胎力,x表示側(cè)偏角或縱向滑移率,系數(shù)b,c,d,e根據(jù)輪胎的垂直載荷和外傾角來定,sh和sv分別表示水平和垂直方向漂移。
圖2.3基于“魔術(shù)公式”的輪胎輸入輸出變量
2.3.1 車輪側(cè)偏角方程
車輪側(cè)偏角計(jì)算公式為:
v?a??)?p?c_cp1?arctan(1v?d??2??c_cp2?arctan(v?a?)?p1?v?d??(8)?v?b??c_cp3?arctan()1?v?d??2?v?b?)?c_cp4?arctan(1?v?d??2其中c_cp1、c_cp2、c_cp3和c_cp4分別為左前、右前、左后、yxyxyxyx右后車輪的輪胎側(cè)偏角。2.3.2 汽車滑移率方程
車輪的輪心速度計(jì)算公式為: 1?(v?d?)cosp?(v?a?)sinp21?(v?d?)cosp?(v?a?)sinp(9)1?v?d?21?v?d?2其中,v、v、v和v分別為左前、右前、左后、右后車輪的輪心速??v?v????v??v??x1xyx2xyx3xx4xx1x2x3x4度。
車輪的滑移率計(jì)算公式為:
???????????????1?1?234j?vj??1?
(10)
vj??1?vj??1?vx1x2x3x4其中,?
1、?
2、?3和?4分別為左前、右前、左后、右后車輪的滑移率。2.3.3 輪胎的縱向力和側(cè)向力計(jì)算方程
取中間參數(shù)為t,t的表達(dá)式為:
u?f?(1??)t?2(c?tanc_cp)?(c??)z11i2yixi2
(11)
當(dāng)t??1時(shí),車輪的縱向力和側(cè)向力計(jì)算公式為:
xixic(2?t)?t???f??1???
(12)?ctanc_cp?(2?t)?t?f??1???iyiyii當(dāng)t?1時(shí),車輪的縱向力和側(cè)向力計(jì)算公式為:
xixic???f??1????c?tanc_cp?f??1???iyyii
(13)
i其中,cx和cy分別表示,u表示。2.3.4 輪胎模型
根據(jù)公式,在simulink中建立輪胎模型:
圖2.3.4.1車前輪側(cè)偏角仿真圖
圖2.3.4.2車后輪側(cè)偏角仿真圖
圖2.3.4.3車前輪輪心速度仿真圖
圖2.3.4.4車后輪輪心速度仿真圖
圖2.3.4.5汽車滑移率仿真圖
圖2.3.4.6汽車縱向力和側(cè)向力仿真圖
2.4 整車模型
將各個(gè)模塊進(jìn)行聯(lián)合仿真,建立simulink仿真模型:
圖2.4整車模型仿真圖
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