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珍奇动物范文1
关键词: 发动机 故障树 诊断流程
发动机不能起动的现象主要有以下几种:起动机不能带动发动机运转,或能带动但转动缓慢;起动机能带动发动机正常转动,但不能起动,且无着车征兆;有着车征兆,但不能起动。造成发动机不能起动的原因很多,有起动系统、防盗系统、电控点火系统、电控燃油喷射系统及发动机机械故障等。发动机机械故障的排除应在排除电控燃油喷射系统和电控点火系统的故障后再进行。下面重点就发动机无法起动,且无着车征兆的故障诊断与排除方法加以说明。诊断一般程序如图1所示。
1.发动机无法起动,且无着车征兆的诊断与排除方法
(1)对于发动机不能起动的故障。油表指针不动或油量警告灯点亮,一般应先检查油箱的存油情况。打开点火开关,若燃油表指针不动或油量警告等亮,则说明油箱内无油,应加足燃油后再起动。
(2)检查点火系统。导致发动机不能起动的最常见原因是点火系统不能点火。因此做进一步检查之前,应先排除点火系统的故障。在检查电控燃油喷射式发动机电控点火系统有无高压火花时,应采用正确的方法,不可沿用检查传统触点式点火系统高压火花的方法,以防损坏点火系统中的电子元件。正确的检查方法是:从分电器上拔下高压总线,让高压总线末端距离缸体7~10mm或从缸盖上拔下高压分线。用起动机带动发动机运转,将一个火花塞接在高压分线上,将火花塞接地。接通起动开关,同时观察高压总线末端或火花塞电极处有无强烈的蓝色高压火花。
如果没有高压火花或火花很弱,则说明点火系统有故障。在查找故障部位之前,可先进行发动机故障自诊断,检查有无故障码。燃油喷射式发动机的故障自诊断系统通常能检测出点火系统中的曲轴位置传感器及点火器的故障。如有故障码,则可按显示的故障码查找故障部位;如无故障码,则应分别检查点火系统中的高压线、高压线圈、各缸火花塞、点火器、曲轴位置传感器及点火控制系统的电脑。点火系统最容易损坏的部件是点火器,故应重点检查点火器。
(3)没有高压火花的另一个原因是发动机正时带断裂或轮齿滑脱,导致配气相位出现问题。
(4)检查电动燃油泵工作是否正常。电动燃油泵不工作也是造成发动机不能起动的最常见原因之一。拔下电动燃油泵继电器,将继电器插座上连接继电器触点的两端子(30和87)用一根导线短接,然后打开点火开关,此时应能从油箱口处听到燃油泵运转的声音;或用手捏住进油管时能感觉到进油管的油压脉动;或拆下油压调节器上的回油管,应有燃油流出。如果电动燃油泵不工作,应检查熔丝、继电器及电动燃油泵控制电路等。如果电路正常,则说明电动燃油泵有故障,应更换。
图1发动机无法起动的故障诊断的一般程序
如果电动燃油泵不工作,应检查熔丝、继电器及电动燃油泵控制电路等。如果电路正常,则说明电动燃油泵有故障,应更换。如果在检查中电动燃油泵工作,可尝试在这种状态下起动发动机。若可以起动发动机,则说明电动燃油泵控制电路有故障,使燃油泵在发动机起动时不工作。在这种情况下,应检查电动燃油泵控制电路。
(5)检查点火正时。如果点火提前角与标准相差太大,则也会出现起动时毫无起动征兆的故障现象,所以应检查、调整点火正时。
(6)检查喷油器是否喷油。如果点火系统和电动燃油泵工作正常,则应进一步检查喷油控制系统。在起动发动机时,检查各喷油器有无工作声音。如果喷油器不工作,则可用一个大阻抗的试灯或双向发光二极管测试灯,接在喷油器的线束插头上。如果在起动发动机时试灯能闪亮,则说明喷油控制系统正常,喷油器有故障,应更换喷油器。如果试灯不闪亮,则说明喷油控制系统或控制线路有故障。
(7)检查燃油系统压力。燃油系统油压过低会造成喷油量太少,也会导致发动机不能起动。在电动燃油泵运转时检查燃油系统油压。在发动机未运转的状态下,正常燃油压力应为300kPa左右。如果燃油压力过低,则可用钳子包上软布,将油压调节器的回油管夹住,阻断回油通路。此时,若燃油压力迅速下降,即可说明油压调节器漏油造成油压过低,应更换油压调节器;若燃油压力上升缓慢或基本不上升,则说明油路堵塞或电动燃油泵有故障,应先拆检燃油滤清器。如有堵塞,应更换燃油滤清器;如滤清器良好,则应更换电动燃油泵。
(8)检查气缸压缩压力。若上述检查均正常,则应检查气缸压缩压力。一般平均气缸压缩压力低于1.0MPA则说明发动机机械部分有故障,应拆检发动机。
2.总结
对于发动机无法起动的故障,是一种全面的综合故障,排故时一点要重视思路。要做到事先必须清楚的了解车型的结构特点工作原理,其次,通过查找一些资料,根据电路图去分析故障原因,才能达到事半功倍的效果。
3.参考文献
[1] 嵇伟 汽车电喷发动机常见故障诊断与分析2008年10月1日
[2] 鲁植雄 汽车发动机故障诊断图解(第2版) 2007年9月1日
[3] 吴显强 , 夏明君 汽车发动机故障诊断与排除2010年8月1日
4.作者简介
珍奇动物范文2
关键词:着火征兆;淹缸;跳火试验
【分类号】:U472
1、 故障现象
一辆09款本田雅阁轿车,排量为2.0L,发动机型号为R20A3,行驶里程55000公里,车主反应该车最近一段时间总是出现发动机启动时间过长,但可以启动,伴随着一股较臭的尾气味;有时干脆不能启动,随着时间推移,能启动的频率越来越少,现在每次点火基本无法启动。
2、 故障诊断与分析
首先进入驾驶室,点火开关打到ON档,发动机故障灯点亮,说明正常;听油泵是否工作,能听到“吱…”声,持续约3秒钟,说明油泵工作正常。启动发动机,发现起动机能带动发动机有力运
转,但是没有着火征兆,发动机不能启动,观察转速表,在启动时,转速表指针会偏摆,说明
曲轴位置传感器和线束正常,不是因为曲轴位置传感器相关问题导致发动机不能启动故障。
连接诊断仪KT600,选择对应车型,读取发动机故障码,显示系统正常,如图1所示。而发动机正常启动需
要四个条件,足够的点火高压和能量,恰当的混合气空燃比,正确的点火正时,正常的汽缸压力。考虑到此车之前可以起动,行驶里程并不多,所以首先排除缸压的影响,把目光集中在点火,燃油和进气系统。
检查空气滤清器,取下滤芯,用压缩空气吹净,再装入。然后用本田专用燃油压力表测量初始油压,为3.8巴,查阅维修手册,得知R20A3发动机燃油压力在3.8-4.3巴之间,油压正常。之后应该判断喷油器是否正常喷油,火花塞是否正常点火?R20A3发动机为独立点火,每缸一个点火线圈控制火花塞点火,接下来做火花塞跳火试验,逐一拆下各缸点火线圈和火花塞,肉眼观察四个火花塞电极被打湿,已经淹缸,去除火花塞电极处的燃油,拔去喷油器插接器做跳火试验,发现各缸火花塞都不点火,经过试验可以初步判断油路基本正常,又因为四缸均不点火,所以可以判断不会是四个点火线圈,火花塞故障,应把重点放在点火电路上。
此发动机点火线圈为三线,1号端子与发动机控制单元相连,为控制线;2号端子为发动机搭铁;3号端子为点火线圈供电,如图2所示。关闭点火开关,拔出点火线圈插接器,用万用表直流电压档测量点火线圈电脑侧3号端子对地电压为11.43伏,电压偏低,如图3所示;万用表电阻档测量点火线圈电脑侧2号端子对地电阻为0.7欧,正常,如图4所示;最后拔出发动机电脑C号插接器,用万用表电阻档分别测量四个点火线圈电脑侧1号端子到发动机电脑C号插接器C15,C16,C17,C18电阻,均为0欧,说明线束导通。从以上检测中可以看出四个点火线圈供电均偏低,然后用万用表电压档检测蓄电池两端电压,为12.19伏,如图5所示,发现电压不对等,接下来只有查阅电路图,找出点火线圈的供电电路走向。
根据电路图分析,点火线圈供电是由蓄电池正极经过点火线圈15A的13号保险丝,再到点火继电器,如图6所示。当点火开关打到ON时,由发动机控制单元控制点火继电器吸合,电压可以通过点火继电器到23针插接器23号端子进入,16号端子输出,然后到24针插接器12号端子进入,分别从8,9,10,11到四个点火线圈。从线路上看,检查并不难,接下来从点火
图 6 发动机舱保险丝继电器盒 线圈供电端上游一步步的往上查,因为24针插接器比较隐蔽,所以直接从23针插接器16号端子对地电压,测量得到也为11.4伏,接下来只有拔下点火继电器,测量点火继电器座上测量输入端对地电压,惊人发现为12.19伏,如图7所示。这就奇怪了,为什么从23针插接器测量为11.4伏,从继电器座处测量是12.19伏的蓄电池电压,很有可能是因为继电器到23针插接器线束电阻过大所导致电压降,接着试着去测量继电器座输出端到23针插接器23号端子之间的电阻,发现为23.6欧,如图8所示。这就难怪了,导线电阻居然有23.6欧,然后拆下继电器保险丝盒,剥离此线束,发现这跟线束有一段绝缘层已经破损,里面的导线只有几根连着,很有可能是老鼠咬破的,问题终于找到了,修复线束后装复,打开点火开关至ON,再去测量点火线圈3号端子对地电压为12.19伏,然后对每个点火线圈做跳火试验,都能正常跳火。然后用压缩空气对准每缸火花塞座孔吹气,空转发动机,再吹气,尽可能的去除气缸内的燃油,装复后试车,发动机正常启动。
3.维修小结
该车的故障原因是由于点火继电器到点火线圈的供电线路破损,导致电阻过大,在点火线圈一次绕组接通时,因为导线电阻的存在,使进入一次绕组的电流明显降低,导致二次绕组不能产生足够的高压使火花塞跳火。而客户反映间歇性不能启动,是因为线束经过长时间拉扯,摩擦使线路有时接触良好,有时接触不良导致间歇性不能启动。
参考文献
珍奇动物范文3
关键词:铁芯电抗器;噪声;磁致伸缩;有限元
中图分类号:TM477 文献标志码:A 文章编号:1007-2683(2017)01-0035-06
0 引言
铁芯电抗器作为在电力系统中不可缺少的基础设备之一,具有漏磁小、节省空间等优点。随着城市中新能源和配电系统飞速发展,电抗器已经广泛使用在城市。与此同时铁芯电抗器运行中产生的振动噪声严重污染周边环境,此外电抗器在运行过程中的振动噪声过大对电抗器安全运行也会构成威胁。电抗器铁芯结构中存在气隙,导致电抗器的振动噪声问题比同容量电力变压器更加严重,针对铁芯电抗器振动噪声的分析研究与控制的问题急需解决。
目前,针对电抗器振动噪声的研究一般是依据实际测量到电抗器振动噪声数据对现有电抗器结构加以改进,并没有在设计电抗器结构模型环节中考虑其引起的振动噪声问题,因此并没有电抗器模型所引起的振动噪声的定量参数。国内外关于铁芯电抗器和变压器的研究一般集中在测试技术与电磁计算分析模块。魏亚军针对三相电力变压器建立多物理场二维模型研究振动噪声,研究分析了在空载和负载两种情况下的铁芯振动和绕组振动,提出在负载情况下的绕组振动不可忽视。汪金刚等针对直流偏磁情况下电力变压器振动进行了理论分析仿真,并验证了模型建立的可靠性。周金标等分析了串联电抗器运行中的异常噪声。刘旺玉等利用ANSYS软件研究分析了干式串联电抗器振动噪声,并提出降噪措施。孙国志等针对变电站电抗器噪声进行了测试、分析和研究。
本文利用有限元软件COMSOL在瞬态电磁场耦合、结构力场耦合以及声场耦合基础上建立一台三相干式串联铁芯电抗器模型。本文主要研究在磁致伸缩效应和麦克斯韦力作用下的电抗器振动噪声问题,不考虑绕组以及其他元件的振动,针对电抗器铁芯的振动位移以及噪声进行分析,得到电抗器铁芯的振动位移与噪声分布,并与实际测量到的稻萁行对比。
1 模型建立及多物理场耦合原理
1.1 模型建立
本文选用有限元软件COMSOL对电抗器进行仿真分析,有限元仿真过程如图1所示。
建立三维模型,考虑到网格过密导致计算时间过长或不收敛,将铁芯简化为由一块硅钢片构成;考虑铁芯结构对涡流的抑制作用,适当减小铁芯材料的电导率;考虑到结构件对铁芯夹紧力作用,设置上下面为固定约束,即振动位移为零。简化模型如图2所示:
其中铁心电抗器主要参数如表1所示:
设置铁心、绕组、气隙和空气材料参数如表2所示。
1.2 多物理场耦合
电抗器在正常工作状态下,电抗器绕组电流在铁芯构成的磁体中产生交变的磁场,其中磁场微分方程为:
(1)其中μ0为真空磁导率,其值为4π×10-7H/m,μr为相对磁导率,A为矢量函数磁矢位。
将软件计算得到电抗器磁体中的磁感应强度B、磁场强度H以及M代入到求解域方程中,以实现磁场和结构力场的耦合。建立方程如下:
(2)其中m为质量矩阵,三为阻尼系数矩阵,K为刚度矩阵,u为位移向量。
将铁芯中计算得出的磁致伸缩和麦克斯韦力与结构力场进行耦合,其中磁致伸缩线性弹性方程为:
・σ=-FV (3)式中,σ为应力张量,FV为体积力。
将磁致伸缩力设定为电抗器铁芯初始应变参数,其中磁致伸缩力是在任何方向都可以磁化的函数,其中方程可表示为:
(4)
将麦克斯韦力设定为电抗器铁芯初始应变参数,其中电抗器铁芯中存在气隙,在任何时刻相邻铁芯都是异性磁极,因此相邻铁芯中麦克斯韦力为吸引力,其方程为:
(5)
在结构力场模块中计算得到铁芯体积应变,并将其带作为振动初始值代入到铁芯中,在铁芯振动所产生的声音传播到空气域,实现了结构力场与声场的耦合。其中微分方程如下:
(6)式中,ρ0为空气密度,p为声压,q为偶极源,Q为单极源。
2 仿真结果与分析
2.1 铁芯中磁通密度分布与气隙关系
设定电抗器三相绕组额定电流分别为:
(7)
与变压器铁芯不同,电抗器铁芯存在气隙,气隙的存在使得电抗器的漏磁远远大于同容量同电压的变压器的漏磁,因此电抗器的振动噪声问题比变压器更加严重。仿真可以得到,t=0.005 s中铁芯中磁通密度的分布如图3所示:
由式(9)可以得出t=0.005 s时B相电流达到最大值。由图3可知,t=0.005 s铁芯中柱磁通密度最大,在铁芯拐角和气隙处可以看出磁通密度集中现象,气隙是电抗器振动噪声问题的主要原因。
2.2 加载不同载荷下的振动噪声分析
磁致伸缩效应是指磁体在被外磁场磁化时,其体积和长度将发生变化的现象,由于体积变化微小,本文只研究线磁致伸缩效应。铁芯中各个方向的振动与各个方向磁致伸缩力有关,而磁致伸缩力与铁芯中的磁通量相关。单在磁致伸缩载荷作用下的铁芯位移如图4所示。
由于仿真中对铁轭的上下两面设定为固定约束,因此对中柱的振动位移起到一定限制作用,而对两侧铁芯柱的振动位移量并没有产生很大影响。
对铁芯只施加麦克斯韦力时铁芯位移分布如图5所示。
由图4、图5可以验证得知铁芯的位移分布与磁通密度的分布密切相关,而且可以看出铁芯在气隙处的振动比较大,这是由于电抗器铁芯存在气隙导致漏磁增大,因而使得气隙处的振动比其他结构处的更加明显。由磁致伸缩力与麦克斯韦力引起的振动位移相差两个数量级。磁致伸缩引起的铁芯振动位移远远大于麦克斯韦力。
如图6所示为只有磁致伸缩载荷作用下的铁芯振动噪声声压级分布。在麦克斯韦载荷作用下产生的铁芯振动所引起的噪声声压级分布如图7所示。
由图6、图7比较可得,磁致伸缩效应所产生的振动噪声远远大于麦克斯韦力作用下的,电抗器铁芯的振动噪声是由磁致伸缩效应作用产生的,麦克斯韦力作用下的电抗器振动噪声很小。
2.3 线圈电流与振动噪声关系
对绕组施加流分别为30 A、40 A、50 A、60 A时,分析磁场分布、振动位移分布和声场分布。
为了对铁心和绕组中的磁通密度分布进行深入分析,分别选取铁心柱A、B、C中点位置截点,得到电抗器铁芯的磁通密度、振动位移以及声压随激励电流的变化分别为图8、图9、图10所示。
由图8可知,不同电流下的铁心磁通密度分布不同,随着电流增大,铁心的磁通密度逐渐增大;由图9可知,随着电流增大,电抗器的振动位移增大;由图10可知,随着激励电流的增大,电抗器噪声声压级逐渐增大。
2.4 铁芯内部位移变化
随着绕组电流的增大,铁芯的振动位移越来越大,加大绕组线圈电流就能看到明显的铁芯振动位移变化,如下图11所示:
考虑到结构件对铁芯夹紧力作用,设置上下面为固定约束,即振动位移为零,所以对铁心中柱的位移有明显的抑制作用。可以看出两侧铁芯内部振动位移与表面一致,都是向外侧拉伸变形。
3 实验验证
本文利用DT-8852专业高精度采样分析电抗器噪声声级以求证仿真实验的可靠性,声压级的计算精度为±0.1 dB。分别在距离铁芯15 cm和30 cm处选择一点检测三相串联铁芯电抗器噪声声压级,如下图12所示。记录下来的实测噪声与仿真结果相对比,如下表3所示。
将数据对比可知,实际测到的噪声数据与仿真结果基本相符合,误差在工程允许范围内。且由于空气阻抗等原因使声音在传播中能量逐渐减小,因此30 em处检测到的声压级相对15 cm处的声压级小,与实际情况相符合。
4 结论
本文利用COMSOL有限元软件通过多物理场耦合方法分析电抗器铁芯振动噪声,得到以下结论:
1)磁致伸缩效应和麦克斯韦力造成电抗器振动主要集中在铁芯气隙处,所以气隙是造成电抗器振动噪声的主要原因。与变压器相比,变压器铁心没有气隙,因此电抗器的噪音要大得多。
2)磁致伸缩效应远大于麦克斯韦力导致铁芯振动的作用,且相差两个数量级,铁芯振动主要是磁致伸缩效应产生的,且集中在气隙处。
3)随激励电流逐渐增大,铁心中磁通体密度逐渐增大,电抗器振动逐渐增大,从而使电抗器振动噪声增大。
珍奇动物范文4
一、蹦极运动
例1蹦极运动是勇敢者的运动,蹦极运动员将弹性长绳系在双脚上,弹性绳的另一端固定在高处的跳台上,运动员从跳台上跳下后,会在空中上下往复多次,最后停在空中.如果将运动员视为质点,忽略运动员起跳时的初速度和水平方向的运动,把运动员、弹性绳、地球作为一个系统,运动员从跳台上跳下后,以下说法正确的是( ).
①第一次反弹后上升的最大高度一定低于跳台的高度;②第一次下落到最低位置处系统的动能为零,弹性势能最大;③跳下后系统动能最大时刻的弹性势能为零;④最后运动员停在空中时,系统的机械能最小.
A. ①③ B. ②③ C. ③④ D. ①②④
解析由于运动员在往复上下的过程中要不断地克服空气阻力做功,使得系统的机械能不断减少,故①④正确.在第一次下落到最低处时,运动员的速度为零,因此其动能为零,此时弹性绳的伸长量最大,其弹性势能也就最大,则②也正确.故应选D.
点评对于蹦极运动一定要注意运动过程中的机械能损失,并能根据运动员的状态判断运动员的动能、势能的大小,以防发生错解.
二、跳起摸高
例2跳起摸高是学生经常进行的一项活动,某同学身高1.8 m,质量65 kg,站立时举手达到2.2 m高.他用力蹬地,经0.45 s竖直离地起跳,设他蹬地的力大小恒为1060 N,则他跳起可摸到的高度为多少米?
解析在人进行摸高时,可只考虑人在竖直方向的运动.该同学起跳时受到重力mg和地面对其的弹力F作用,起跳时的加速度为:a=
F-mgm=1060 N-65 kg×9.8 N/kg65 kg=6.5 m/s2,起跳的速度为:v=at=6.5 m/s2 × 0.45 s=2.9 m/s.
由于该同学离地后只受重力作用,所以他相当于做竖直上抛运动,他向上跳起的高度为:h=v22g=(2.9 m/s)22×9.8 m/s2=0.4 m,故他可以摸到的高度为:H=2.2 m + 0.4 m=2.6 m.
点评对于摸高运动一定要弄清楚摸高者的受力情况,明确其起跳过程相当于做竖直上抛运动,这样看似复杂的问题也就容易求解了.
三、原地起跳
例3原地跳起时,先屈腿下蹲然后突然蹬地,从开始蹬地到离地加速过程(可视为匀加速),加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”.离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”.现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”d1=0.50 m,“竖直高度”h1=1.0 m;跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080 m,“竖直高度”h2=0.10 m.假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50 m,则人上跳的“竖直高度”是多少?
解析设跳蚤起跳的加速度为a,离地时的速度为v,则对加速度和离地后上升过程分别有:v2=2ad2,v2=2gh2.
若假想人具有与跳蚤相同的加速度a,在这种假想条件下人离地时的速度为V,与此相应的竖直高度为H,则对加速过程和离地后上升过程分别有:V2=2ad1,V2=2gH.
由以上各式可得:H=d1d2h2=0.50m0.0080 m×0.10 m= 62.5 m.
点评本题取材于跳蚤的原地起跳,为了降低解题难度,题中对题目作了简化处理.起跳过程可看作是向上的匀加速运动,起跳后则可看作竖直上抛运动,连接这两种运动的节点是速度,这是顺利求解的本题的关键.
四、跳水运动
例4一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中心,跃起后重心升高了0.45 m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间.
解析跳水的物理模型为竖直上抛,求解时要注意重心的变化高度,上升高度h=0.45 m,从最高点下降到手触到水面,下降的高度为H=10.45 m.
从起跳到最高点所需的时间为:t1=
2hg=
2×0.45 m9.8 m/s2=0.3 s;从最高点到手触水面所需的时间为t2=2Hg=2×10.45 m9.8 m/s2=1.4 s.故该跳水运动员可用于完成空中动作的时间为:t=t1+t2=0.3 s+1.4 s=1.7 s.
点评求解本题的关键是要认真阅读题给信息,进而将题中描述的过程抽象为一个质点的竖直上抛运动过程,最后再对简化后的过程进行定量分析,从而得出正确的结论.
五、蹦床
例5蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网面蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.2 m高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s,若把这段时间内网对运动员的作用力当恒力处理,求此力的大小.(g=10 m/s2)
解析由于运动员在蹦床的过程中,先做自由落体运动,与床接触时因受到向上的弹力F和向下的重力mg作用,因此离网时则做竖直上抛运动.
方法1运动员从高为h1处下落,他刚接触网时的速度大小为:v1=
2gh1=2×10 m/s2×3.2 m=8 m/s,方向向下;运动员弹跳后达到的高度为h2,则他刚离网时的速度为:v2=2gh2=2×10 m/s2×5 m=10 m/s,方向向上.
因此其速度改变量为:Δv=v1+v2=8 m/s+10 m/s=18 m/s,方向向上.则由牛顿第二定律有:F-mg=ma=mΔvt,则有F=mg+mΔvt=60 kg×10 N/kg
+60 kg×18 m/s1.2 s=1.5×103 N.
方法2由方法1可得人刚触网和离开网时的瞬时速度,又已知人与网接触的时间,故也可以用动量定理快速求解.
选取竖直向上为正方向,则有(F-mg)t=mΔv,即F-mg=ma=mΔvt,即F=mg+mΔvt
=60 kg×10 N/kg+60 kg×18 m/s1.2 s=1.5×103 N.
点评要想顺利地解答本题,一定要能够正确地对简化后的物理过程进行定量分析,能够把运动员与蹦床的接触、分离过程抽象为一个碰撞过程,通过进行理想化处理,便很容易获解.此外在利用动量定理解题的过程中,务必要注意其表达式的矢量性,否则很容易出错.
六、跳绳
例6某同学质量为50 kg,在跳绳比赛中,他1 min跳120次,每次起跳中有45时间腾空,则在跳绳过程中他的平均功率是多少?若他在跳绳的1 min内心脏跳动了60次,每一次心跳输送1×10-4 m3的血液,其血压(可看作心脏血液压强的平均值)为2×104 Pa,则心脏的平均功率是多大?(g=10 m/s2)
解析该同学跳绳时离开地面的运动可以看作竖直上抛运动,他跳一次的时间t=0.5 s(包括腾空时间和与地接触时间),要求解平均功率,则要求出克服重力所做的功.由于他上升的时间t1是腾空时间的一半:t1=(45t)×12=0.2 s,他起跳的高度为:h=12gt21=12×10 m/s2×(0.2 s)2=0.2 m,则该同学跳绳的平均功率为:
P=mght=50 kg×10 m/s2×0.2 m0.5 s=200 W.
将每一次输送的血液简化成一个正方体模型,输送位移为该正方体的边长L,则有:
P=Wt=FLt=PΔVt2
=(2×104Pa)(1×10-4m3)1 s=2 W.
点评在求解平均功率时,务必要弄清楚所用的时间问题,否则极易发生错解.
七、跳伞
图1
例7跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机距地面224 m时,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动.运动一段时间后立即打开降落伞,展伞后运动员以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降.为了运动员的安全,要求运动员落地的最大速度不得超过5 m/s.求:
(1) 运动员展伞时离地面的高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?
(2) 运动员在空中的最短时间为多少?(g=10 m/s2)
解析如图1所示,运动员跳伞表演的过程可分为两个阶段,即降落伞打开前和打开后.临界速度上升着地时的竖直向下的速度vm=5 m/s.
(1) 第一阶段:v2=2gh1;第二阶段:v2-v2m=2ah2,因为h1+h2=H,可解得h2=99 m.
设以5 m/s速度着地相当于从高处自由下落,则h3=v2m2g=1.25 m.
(2) 第一阶段:h1=12gt21;第二阶段:h2=vt2-12at22,因为t=t1+t2,可解得t=8.6 s.
八、单杠
例8我国著名体操运动员童非首次在单杠项目上实现了“单臂大回环”:用一只手抓住单杠伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.假设童非的质量为65 kg,那么他在完成“单臂大回环”的过程中,其单臂至少要承受多大的力?
解析对于“单臂大回环”可看作竖直平面内的圆周运动,解题时务必要注意过圆周最高点的临界速度:因单杠是支撑物,故人过圆周最高点的临界速度为零.
由圆周运动的知识可知,单臂在最低点时承受的力最大:F-mg=mv2L,人在“单臂大回环”时机械能守恒,则有:mg×2L=12mv2.由以上二式可解得:F=5 mg=3250 N.
点评深入地理解“人过圆周最高点的临界速度为零”是正确求解本题的关键,明确了这一点然后利用机械能守恒求解就很容易了.
九、杂技表演
图2
例9如图2所示,一对杂技演员(都可视为质点)乘处于水平位置的秋千,从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A.求男演员落地点C与O点的水平距离s.已知男演员质量为m1、女演员质量为m2,并且m1∶m2=2∶1,秋千质量不计,秋千的摆长为R,C点比O点低5R.
解析设分离前男、女演员在秋千最低点B的速度为v0,则根据机械能守恒定律有: (m1+m2)gR=12(m1+m2)v20.
设刚分离时,男演员的速度大小为v1,方向与v0方向相同;女演员速度大小为v2,方向与v0方向相反,则根据动量守恒定律有:(m1+m2)v0=m1v1-m2v2.
当男、女演员分离后,男演员做平抛运动.设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t,则根据题给条件由运动学定律有:4R=12gt2,s=v1t.
根据题给条件,女演员刚回到A点时,根据机械能守恒定律有: m2gR=12m2v22.
又因m1∶m2=2∶1,联立以上各式可解得:s=8R.
点评本题涉及的知识点较多,有机械能守恒定律、动量守恒定律、平抛运动规律等,因此有一定的难度,与此同时还考查了同学们抽象思维能力与建模能力.
十、排球运动
图3
例10某排球运动员在距网3 m线上,正对着网前跳起将球水平击出(不计空气阻力),击球点的高度为2.5 m,如图3所示.已知排球场总长为18 m,网高度为2 m.试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界?
珍奇动物范文5
1故障诊断仪系统结构与功能
1.1结构
图1示出电动汽车用手持式故障诊断仪的系统架构图。由图1可以看出,该诊断仪的系统架构及工作方式为:手持式故障诊断仪通过CAN总线读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员可以选择是否将该故障码通过无线网络发送给远程故障诊断服务器。如果选择不发送,现场人员则根据故障码对现场的故障进行诊断排查,故障排除后清除ECU单元中的故障码,如果选择远程故障诊断,现场维修人员需等待远程故障诊断服务器返回给现场维修人员的维修意见,从而指导现场人员的工作。
1.2功能
1.2.1本地和远程诊断功能
该诊断仪读取电动汽车ECU单元中的故障码,现场维修人员通过故障诊断仪的显示屏幕读取故障码,通过该故障码确定故障的部位或故障级别,对故障进行检查排除。同时将该故障码及故障处理方式通过无线网络远程发送给远程故障诊断服务器,用于指导其它远程故障诊断,同时清除ECU单元中的故障码。如果现场维修人员读取的故障码不能进行故障排除,可将该故障码上传至远程故障诊断服务器,远程故障诊断服务器将诊断数据库中对应于该故障码的诊断信息反馈给现场人员,现场人员通过该信息进行故障诊断。
1.2.2本地和远程标定功能
本地和远程标定功能类似于本地和远程故障诊断功能,当现场维修人员对一些参数进行标定时,可以通过手持式故障诊断仪的标定功能对电动汽车进行现场标定,如果对一些标定参数不能确定,可以请求远程故障诊断服务器进行远程标定协助。
2硬件系统架构
可以看出,该诊断仪的硬件电路设计,主要包括CPU控制与电路设计、CAN网络接口电路设计、可靠性保障电路设计及电源电路设计等。
手持式故障诊断仪通过电源电路给整车设备供电,并通过CAN网络接口读取ECU单元的故障码,该故障码可以通过USB接口进行存储,也可以通过无线通信模块发送给故障诊断服务器。
3软件系统架构
基于无线通信的电动汽车用手持式故障诊断仪的软件系统架构,包括手持式故障诊断仪与远程故障诊断服务器软件架构两部分。
可以看出,该诊断仪软件架构包括:读取和清除故障码、诊断数据库和软件升级等。其中软件和诊断数据库升级以及请求远程标定功能均需在无线通信功能使用的情况下才可以使用,否则该手持式故障诊断仪仅仅是由现场使用人员操作的一款诊断设备。
远程故障诊断服务器的软件系统为了配合手持式故障诊断仪的使用,主要包括:远程故障诊断、远程标定、手持式故障诊断仪诊断数据库升级、软件升级以及自身的数据库升级与更新。
软件系统的总流程,如图4所示。通过图4可以看出,该软件有诊断、升级及标定模式3种。这3种模式是互斥的关系,现场人员需根据具体情况对功能进行选择。
4结论
珍奇动物范文6
神秘而强大的Bd真菌
从1970年开始,世界上两栖类动物种群数量大幅度减少。一个国际科学家小组研究证实,过去40年来,包括蛙类和鲵类在内的水陆两栖动物数量以平均每年4%至5%的幅度逐年减少。
据科学家研究,上世纪70年代,一种致命的传染性真菌类疾病首先袭击了墨西哥的火蜥蜴,从此科学家们展开了一个关于两栖动物传染病的新研究。在接下来的20年里,这种疾病又扩散至危地马拉以及哥斯达黎加。
关于火蜥蜴的最初研究记录了这种流行性疾病的历史情况,也进一步证实这种被称作Bd的真菌是最近几十年来两栖动物种群锐减的一个重要原因。青蛙、蟾蜍以及其他两栖动物的40%的种群数量都在衰减中。
“这可以证明这种疾病毁坏性是多么的强,”美国旧金山州立大学研究人员蒂娜・郑说,“直到现在,尚不知道这种病菌如何影响着火蜥蜴,但可以确认如今许多两栖动物都在它的强大威胁中。目前尽力保护的结果只能是尽量减少这种疾病的冲击。”
研究有助于延缓真菌蔓延态势
为了深入研究,蒂娜・郑和同事查看了伯克利大学以及得克萨斯大学博物馆收藏的数以百计的火蜥蜴以及青蛙样本。和传统的将动物组织切片进行小心研究的方法有所不同,研究者们用棉签沿着每个生物体的皮肤表面进行摩擦,然后,分析从中取得的Bd真菌的DNA。利用这个新方法,他们在6小时内就能扫描100个样本,比传统方法快得多。
最后,他们的研究结果清晰表明上世纪70年代早期在墨西哥南部采集的样本中,Bd真菌是不存在的。但是自从Bd真菌到达那里后,到了上世纪80年代它就已经蔓延扩散至危地马拉、哥斯达黎加等地区。从博物馆收藏样本提供的数据可以发现,Bd真菌在每个地区的出现和该地区两栖动物的锐减呈现出惊人的一致性,由此可以证明传染病是两栖动物死亡的一个重要原因。这份研究报告刊登在美国《国家科学院院刊》(PNAS)中。