基于有限元法的智能储物柜电气柜的模态分析
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基于智能识别的可变空间储物柜设计作者:王丽琴陈恩典林家俊朱灿维张惠烽丁凡来源:《电脑知识与技术》2020年第13期摘要:本文介绍了如何设计一个基于嵌入式系统开发技术、云计算技术和人工智能技术的空间可变的智能储物柜。
该储物柜能够实现用人脸识别作为开启柜子的凭证同时可以利用物件尺寸智能感知模块识别出物件的尺寸大小,从而识别出这个物件需要多大的空间来存放,进而可通过程序算法控制电机自由调节存储空间。
该设计可有效提高储物柜空间使用率。
关键词:STM32F103;人脸识别;储物柜系统;可变空间中图分类号:TP18 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2020)13-0042-03在中国互联网、识别技术和人脸生物技术快速发展的时代,我们生活中应用人脸识别的场景也在不断地增加。
目前,储物柜多采用条形码识别如超市储物柜,IC卡识别如游乐场、浴室、泳池的储物柜等,并且都是固定的储物格子,无论东西大小都是存放在固定格子里,易造成空间浪费。
并且条形码和IC卡这些物品容易丢失或忘记随身携带,不易保存。
即使当下基于生物特征的指纹识别是比较成熟的技术,但指纹容易被污染、破坏而导致识别不出用户身份信息。
使用当下流行的固定存储空间容易导致当一个格子存放的物品很小时就会浪费掉那个格子的其余空闲空间。
针对上述诸多不足之处的情况,我们对不同类型的储物柜的空间使用情况进行了调研,并进行了一系列的对比和分析,如下图1所示。
可以明显看出本项目可变空间的设计可以将传统储物柜浪费的空间充分利用起来,可以很好地解决上述传统储物柜所存在的空间利用率不足的问题。
而且本项目采用人脸识别技术,以人脸替代传统纸条或卡片作为开启柜子的凭证,顾客在取物时,可凭刷脸开启储物柜取走东西,省去保管纸条、卡片的麻烦;同时储物柜的管理人员可通过储物柜的后台管理系统对顾客存取记录进行查看和管理,便于了解储物柜的使用情况。
1系统需求简述1.1结构需求可变空间储物柜系统以物联网和人脸识别技术为基础架构。
智能储物柜设计报告1. 引言智能储物柜是一种通过引入智能化技术来提升储物柜功能的创新设计。
传统的储物柜只是提供简单的储物功能,而智能储物柜提供更加智能化的储物解决方案,可以满足人们不同的需要。
本文将介绍智能储物柜的设计方案,并讨论其应用领域、功能特点以及市场前景等相关问题。
2. 设计方案智能储物柜的设计方案主要分为硬件设计和软件设计两个方面。
2.1 硬件设计智能储物柜的硬件设计包括结构设计、电路设计和传感器设计等。
在结构设计上,智能储物柜需要考虑使用者的使用便利性和储物空间的最大化。
通过模块化的设计,使用者可以根据自己的需求选择合适的储物模块,并可以进行多种组合。
在电路设计上,智能储物柜需要具备智能化控制的能力。
通过引入微控制器和相关传感器,可以实现储物柜的开锁、监控、报警等功能。
在传感器设计上,智能储物柜需要安装温湿度传感器、红外感应器等,用于监测储物环境的状态并做出相应的调整。
2.2 软件设计智能储物柜的软件设计主要涉及用户界面设计、储物管理系统设计和安全控制设计等。
在用户界面设计上,智能储物柜需要提供友好的操作界面,使使用者可以方便地进行储物操作。
在储物管理系统设计上,智能储物柜需要具备储物管理功能,可以根据使用者的需求提供不同的储物策略,并能够自动记录储物信息。
在安全控制设计上,智能储物柜需要采用身份识别技术,保证储物柜的使用安全性。
同时,储物柜还需要具备防火、防水等功能,确保储物物品的安全性。
3. 应用领域智能储物柜具有广泛的应用领域,可以应用于以下场景:3.1 公共场所智能储物柜可以投放在公共场所,如机场、火车站、购物中心等,为人们提供安全可靠的储物服务。
使用者可以通过手机应用程序进行储物柜的预定、开锁和支付等操作,便利性很高。
3.2 酒店和宾馆智能储物柜可以应用于酒店和宾馆,为客人提供更便利的储物服务。
客人可以通过手机应用程序预定储物柜,并可以随时查看储物柜的使用记录,提高储物的安全性。
基于ANSYS的电气柜体强度与模态分析发表时间:2007-11-20 作者: 王超许平黄明高来源: 万方数据关键字: 电气柜有限元法静强度模态分析结构优化采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某机车电气拒体及其过渡梁的有限元模型,根据有限元法对其进行了静强度分析,得到了整体结构的变形及应力分布。
然后采用Block Lanczos法对该电气柜体及其过渡梁进行了模态分析,得到了其低阶固有频率及其相应的振型和振型动画,找出了结构振动薄弱部位,并对其进行了优化。
这为结构优化设计以及深入的动力学分析和疲劳分析提供了依据。
0 前言机车电气柜通过过渡梁和安装座吊挂安装在机车底架横梁上。
柜体内部吊挂安装着大量电气设备。
由于列车运行中存在纵向冲击、垂向及横向振动,电气柜钢结构柜体及其安装结构承受着复杂的综合载荷作用。
随着铁路机车车辆运行速度的不断提高,车载吊挂件的运行工况变得更为恶劣。
柜体结构的强度和振动特性直接影响到柜内电器元件的正常工作,甚至影响列车运行安全。
因此,对结构进行静强度及模态分析,在设计阶段确保结构的可靠性是很有必要的。
本研究采用大型通用有限元软件ANSYS的前处理模块建立了电气柜体及其过渡梁的有限元模型,根据有限元法对其进行了静强度分析以及模态分析。
1 柜体及过渡梁有限元模型的建立由于电气柜体及其过渡梁全部为板、梁结合的结构,且板厚基本在10 mm以下,故根据设计厂家提供的I-DEAS实体图和AutoCAD二维图纸,直接采用ANSYS 软件的前处理模块建立其三维几何模型。
该变流器柜体结构不完全对称,为准确模拟结构的受力状况,取整体结构建立有限元力学模型。
采用计算精度较高的带中节点的板壳单元she1193进行结构离散。
shell93单元具有8个节点,每个节点具有6个自由度:沿坐标系x,y,z方向的平动和沿坐标系x,y,z轴的转动。
柜体内各吊挂安装电器元件为非承载件,故其重量以质量单元Mass21的形式模拟。
智能化配电柜设计工作探讨【摘要】科学技术水平的提高,推动了社会的不断进步。
尤其在以计算机技术、信息采集与传感、网络通信等为主导的科学技术带动影响下,作为配电网中最重要的组成基本单元,配电柜的智能化在推动整个配电网形成自动、智能、数字化模式的过程中起到了至关重要的作用。
【关键词】智能化;配电柜;设计方案1配电柜智能化的具体表现分析1.1配电柜设计呈现结构模块、标准化特点从目前的低压配电柜结构设计形式不难推测出,模块化、标准化的结构必将成为以后的设计趋势,其特点主要表现在本身的设计标准较高,同时设计步骤又较为方便,以多元化的结构形式突显多样化的需求目的,不仅适用于不同环境以及各类等级,而且极大的提升了配电柜在配电网运行中的稳定和安全。
例如:此种流程化程度较高的设计方案,展现出配电柜多种的安装模式、功能模块化、尺寸安装模数化等优势,实用性较强。
1.2开关柜智能化设计趋势科学技术的不断进步,使得低压配电柜的设计迎来了全新的改革契机。
尤其受到以太网技术及现场总线为代表的技术影响,更为低压配电柜的智能化设计改革奠定了基础。
进入互联网信息时代,低压配电柜设计有了全新的进展,从其自身结构中的元件,以及配套相关设备均发生了相应的变化。
基于智能化、自动化、模块化的发展目标,设计者结合配电网实际需求,融入像计算机、以太网、微电子等技术,在原来配电柜技术的基础上,突破限制,提高创新性和实用性,其中智能低压配电系统中的智能开关柜的设计便是典型例子。
该设施通过借助通讯网络技术设施,以此获得诸如遥调、遥测、遥控等功能。
同时缘于智能低压系统的有效利用,一方面推动了现场总线技术的提高,另一方面则做到局域网现场连接和配电保护的自动智能化,很大程度上增强了配电网供电的质量,减少了配电线路故障的发生,同时又降低了功耗,保证了配电系统的稳定有序运转。
因此,低压配电柜的智能化设计仍然要依靠计算机、通讯网络以及以太网等相关技术作为保障,进而设计出更具有便捷、安全、互动模式的智能配电系统设施,为早日实现全面的智能配单网发挥拥有的作用。
基于有限元法的配电柜温度场研究的开题报告一、研究背景随着电力系统建设的不断发展,配电柜在电力系统中扮演着重要的角色。
然而,由于配电柜内部存在复杂的电路结构和密集的电气设备,而且在运行过程中会产生较多的热量,因此配电柜的温度场分布对其工作性能和寿命产生影响,故而需要进行研究。
二、研究目的本研究旨在通过有限元法对配电柜内部的温度场进行分析和优化,以提高其工作性能和延长使用寿命。
具体来说,需要实现以下目标:1. 建立配电柜温度场模型,分析其内部温度分布情况;2. 针对配电柜温度过高的问题,探索优化方案,如增加散热器、改变布线等;3. 通过模拟实验验证优化方案的有效性。
三、研究方法本研究采用有限元法对配电柜内部温度场进行分析和优化。
具体步骤如下:1. 根据实际的配电柜结构和参数,建立三维温度场模型;2. 通过ANSYS等有限元软件进行温度场分析,得出不同位置温度值;3. 针对温度过高的部位,设计优化方案,并在模型中进行模拟实验;4. 根据模拟实验结果,评估不同优化方案的性能和效果,选择最优方案。
四、研究意义本研究可以解决配电柜内部温度过高的问题,提高其工作性能和延长使用寿命,同时还有以下几个方面的意义:1. 为电力系统的优化运行提供技术支持;2. 为其他工业设备的温度场优化提供技术参考;3. 为相关学科的研究提供实践案例。
五、预期成果本研究预期完成以下成果:1. 建立配电柜温度场模型,并分析其内部温度分布情况;2. 设计并实现针对温度过高问题的优化方案;3. 进行模拟实验,验证优化方案的有效性;4. 发表相关学术论文和技术报告,以及撰写毕业论文。
六、研究进度安排本研究的主要进度安排如下:1. 第一阶段(1-2周):文献综述和预备研究,包括相关技术和方法的学习和认识;2. 第二阶段(3-4周):建立配电柜温度场模型,并进行温度场分析;3. 第三阶段(5-7周):设计优化方案,进行模拟实验并评估方案效果;4. 第四阶段(8-10周):撰写论文,并准备答辩。
10.16638/ki.1671-7988.2018.21.024基于储物柜模态分析研究振动特性张龙威,张泽豫(天津科技大学,天津300222)摘要:建立某款储物柜的几何模型,运用Hypermesh在已建立的几何模型的基础上进行网格划分,根据实际实际情况定义边界条件与施加载荷,完成有限元模型的建立;通过模态分析验证该储物柜的固有模态频率与发动机激励频率相差在3Hz以上,保证储物柜不会与发动机激励产生共振,从而提高NVH性能。
关键词:模态分析;储物柜;NVH中图分类号:U467 文献标识码:B 文章编号:1671-7988(2018)21-68-03Study on Vibration characteristics based on Modal Analysis of lockerZhang Longwei, Zhang Zeyu( Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300222 )Absrtact: The geometric model of a certain kind of storage cabinet is established, and the finite element model is established by using Hypermesh on the basis of the established geometric model, and the boundary conditions and applied loads are defined according to the actual situation. The modal analysis verifies that the inherent modal frequency of the lockers differs from the engine excitation frequency above 3Hz, which ensures that the lockers will not resonate with the engine excitation so as to improve the performance of NVH.Keywords: modal analysis; storage tank; NVHCLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)21-68-03前言近年来,随着汽车行业的不断发展,消费者对于汽车的各项性能提出了更高的要求,而NVH(Noise、Vibration、Harshness)是衡量汽车制造水平的重要标志[1],它可以直接反映消费者对汽车舒适性的体现。
1概述随着我国铁路交通的飞速发展,为提升乘客出行的舒适性,旅客列车的灯光装饰、空调系统等各项性能得到了升级。
但与此同时,电器元件的增多也增加了列车电器柜的负载,加上列车的行驶速度快,对安全性要求较高,故在列车电器柜设计阶段要进行严谨的强度分析,确保性能满足要求。
电器柜生产线的特点是一次性柜体成型流水线,此线根据客户的参数及图纸量身定制而成,集中加入了每一项流程里的技术工艺,包括上料开卷装置,校平设备,伺服送料机器,液压冲孔设备,冷弯机身,定尺切断装置,电控系统等,一人便能操作且加以监控,安全系数高,产品精度强。
电器柜本质上是一种电气设备,外线进入电器柜后,首先与柜内主控开关相连,然后再与分控开关相连,各分路按其需要连接。
如仪表、自控、电动机开关、各种接触器等。
当设有低压室电器柜和高压室的电器柜时,应设置有高压母线,还应设置保护主要设备的低周减载器。
近年来数值计算方法的发展迅速,计算机性能的不断提高。
有限元法也随之不断发展,现在有限元方法的应用范围包括固体力学、流体力学、热导学、电磁学等各个工程领域[1-2],因此在解决工程问题时,有限元方法也就成为一种不可或缺的计算方法。
李瀚通过SolidWorks 对设计开发阶段的机车变流柜进行了结构强度分析,通过虚拟仿真发现产品缺陷并完善设计,极大地缩短了开发周期,降低了成本[3]。
刘超通过CATIA 进行了配电柜结构设计,并建立其有限元分析模型,对不同工况下的静力学进行了仿真计算,得到了相应的等效应力分布,发现连接强度满足设计要求[4]。
米承继等人基于改进应变能量密度法,研究了焊缝的疲劳强度,并通过对焊接结构进行非线性有限元分析获得了应力应变响应,预测结果和实际情况一致[5]。
本文通过建立列车电器柜柜体骨架有限元模型,考虑冲击与振动的影响,对其进行强度分析,冲击按照GBJ150.18A-2009规定进行计算,振动按照GBJ150.16A-2009规定进行计算,发现柜体骨架结构相对薄弱位置,验证其是否满足GBJ202A-1998中强度要求[6]。