水利與土木工程學院2010年URP計劃指南

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1、水利與土木工程學院2010年“URP”計劃指南項目一：水泥土凍融后抗剪強度變化研究郝仕玲副教授一、項目概況凍融破壞是指在水飽和或潮濕的狀態(tài)下，由于溫度的正負變化，土體內部的孔隙水結冰膨脹、溶解松弛產生的疲勞應力，造成土壤抗剪強度降低的破壞現(xiàn)象。我國凍融侵蝕面積125萬km2。將試驗土樣分兩組按一定密度和一定含水量裝入試樣盒進行試驗,通過實驗研究總結出同種土質不同含水量、不同試驗條件下的凍脹系數(shù)和融沉系數(shù)等有關凍融的指標.通過實驗不同含水量不同配比，研究土體凍融指標的相關因素,土體的凍融是一個動態(tài)變化的過程.進行凍融侵蝕評價時,要充分考慮土質

2、和土壤本身的含水量及凍融過程中的水分補給、環(huán)境變化等因素。二、實施計劃及方案1）由于本項目名稱指明的是學生科研的范圍，學生在參加URP計劃后，即開始檢索國內外有關文獻文獻，通過系統(tǒng)分析，結合實驗室的實驗條件，再確定其研究具體的內容，使學生體驗科研立項的工作過程。該環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學生文獻查閱和學習的能力。2）學生在參加URP計劃的2個月左右上交一份開題報告，內容包括：國內目前研究動態(tài)、實驗方案、實施計劃等。該環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學生社會調查能力，該環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學生社會調查能力，完成相關調查報告。3）由指導教師組織項目研究的有關人員對開題報告進行評審，提

3、出評審意見，并聽取學生的陳述。學生在與指導教師及有關人員討論后，對開題報告進一步完善。4）學生按項目研究實施計劃開展研究工作。5）學生在參加URP計劃6個月左右提交中期總結報告，內容包括：研究進展情況分析、存在問題和解決方案等。該環(huán)節(jié)著重培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。6）研究期滿，學生填寫的水利與土木工程學院URP計劃實施情況考核表，提交書面研究報告，并向考核小組匯報有關情況。利用課堂所學知識，整理實驗結果，編寫研究報告，7）指導教師評價學生在參加URP計劃過程中的合作能力、思維能力、動手能力、獨立工作能力、工作態(tài)度等方面的綜合表現(xiàn)，整理有關檔案資

4、料，上交學校有關部門備案。。三、項目實施的基礎和條件1.指導教師從事該方面研究多年，有一定的研究基礎，熟悉相關研究內容；2、實驗條件學生可在中國農業(yè)大學土力學實驗室進行實驗。土力學實驗室2004年6月被列為學校振興計劃建設項目，學校對該實驗室投資40萬元，目前實驗室80%設備得到更新，實驗室已具備土力學的常規(guī)實驗條件。四、學生提交的成果1.開題報告2.中期總結報告3.提交研究報告1份4．在國內正式刊物發(fā)表論文1篇項目二：風力機調向過程扭矩自平衡齒輪傳動裝置可行性驗證劉竹青副教授一、項目概況風力機直接致熱效率要高于風能通過其他形式致熱的效率，

5、研究風力致熱機有著重要意義。水平軸風力機風輪的運動方式是兩種運動的合成，其一為風輪繞自身軸的旋轉，稱為相對運動，此運動的主要功能是將風能轉化為風輪的旋轉機械能；其二為風輪及機艙作為整體在塔架的支撐下，繞中心軸旋轉，稱為牽連運動，此運動的主要功能是調向，使得風輪盡可能正對著風吹來的方向。相對運動與牽連運動混合運行是一種比較復雜的運動形式。在水平軸風力發(fā)電機中，牽連運動主要是通過一對內嚙合圓柱齒輪來實現(xiàn)的。而對于風力致熱機來講，它的能量傳遞過程與風力發(fā)電機不同。風力發(fā)電機是將風能先轉換為旋轉機械能，然后由機械能轉化為電能。風力致熱機是將風能先轉

6、換為旋轉機械能，然后由機械能轉換為熱能。由于風力發(fā)電機組的發(fā)電機部分一般放置在塔架頂端，所以機組不需要向地面?zhèn)鬟f扭矩。風力致熱機的發(fā)熱裝置放置在地面上，因而需要將風輪的旋轉機械能通過換向器（一對圓錐齒輪機構）和一根豎軸配合將扭矩傳遞到地面。另外一個不同之處在于風力發(fā)電機機艙旋轉所繞的中心軸是靜止不動的，而風力致熱機機艙旋轉所繞的中心軸是一根動軸。這一點不同，導致原來風力發(fā)電機上的內嚙合圓柱齒輪調向裝置在風力致熱機上無法奏效。在風力致熱機塔架上方的換向器是由一對圓錐齒輪構成的，一對圓錐齒輪能夠達到向下傳遞動力的目的，但是無法同時解決風輪調向的

7、問題。因為風力致熱機所帶負載相對于調向尾翼所受到的風力而言，無疑是巨大的。那么此時由于圓錐齒輪的特性所致，尾翼、機艙、風輪整體將會出現(xiàn)在塔架上方繞豎軸空轉的現(xiàn)象，這將無法向下傳遞動力。為了解決上述問題，有學者提出了一種新的風力機調向過程扭矩自平衡齒輪傳動機構設想，但目前尚未得到實際驗證。本項目旨在通過實際驗證風力機調向過程扭矩自平衡裝置的可行性，來解決風力致熱機研制過程中的技術難點。也希望能從中積累一定的實際操作經驗，為以后的研究打下好的基礎。具體研究內容和要求如下：1、學習并掌握關于風力致熱機設計及其運行方式的基本知識。2、學習并掌握關于

8、齒輪箱機構的計算、設計、安裝、傳動等基本知識。3、設計齒輪箱傳動機構，繪制裝置的autocad圖形。4、購買、加工所設計的自平衡裝置然后進行試驗臺的搭建。按照要求做試驗，驗證。二