新工科背景下新能源科学与工程专业建设及人才培养初探——以南京工业大学为例

新工科建设的核心是建立工科人才培养的新理念和新方法,培养兼具工程师和科学家素养的人才。文章以南京工业大学为例,从学科与专业、课程与知识体系、教学与科研体系、理论教学与实践教学等方面探讨了新能源科学与工程专业的建设和人才培养。专业的交叉性有助于学科与专业一体化发展,优良的教学管理体系能够确保学生综合素质的培养,课程体系重构将推动新工科人才的创新,贯穿工程教育理念的理论教学有助于新工科人才的培养,综合评价将促进专业内涵建设。

新工科背景下来华留学生培养和管理的问题与对策研究——以南京工业大学机械工程专业来华留学生班为例

新工科背景下,来华留学生的培养与管理需要与新工科建设特征相结合,以培养出适应未来新经济形势需要的应用型、复合型、创新型的高素质国际化人才,讲好中国故事,传播好中国声音。文章以南京工业大学机械工程专业来华留学生班为例,分析当前来华留学生的培养与管理在教材选用、英文授课课程开设、实习实践基地建设和中外学生交流互动等方面存在的问题,并尝试提出相应的解决对策。

混合动力工程机械与氢动力发动机的研究进展

混合动力工程机械和氢动力发动机是开发利用新能源的典型代表。概述了二者的研究现状、在工程和汽车领域里的应用及其关键技术。为进一步降低排耗,分别针对工程机械的能量回收率、燃料利用率低和氢气的储运以及发动机的早燃、回火等问题提出了不同的解决策略。最后,对混合动力工程机械和氢动力发动机的发展趋势进行了总结和展望。研究结果表明,这些措施都有较好的可行性。

面向综合设计能力培养的机械类课程改革探索与实践

面对“中国制造2025”战略计划和国家经济产业结构优化对机械类人才综合设计能力培养的要求,南京工业大学以课程改革为突破口,依托学校两个机械类国家一流专业建设点,重组课程模块,形成学生综合设计能力培养的递进式课程体系;促进科教融合和产教融合,实施包含构想创意、初始方案、设计理论、设计过程和创新结果的全链式教学方式;实施分阶段评价,采用全程式评价方法,最终建立了面向学生综合设计能力培养的机械类课程体系,以期提升学生的工程素养、研究能力、设计能力和创新能力。

空化效应对斜线槽机械密封性能的影响

润滑膜的空化效应对流体动压型机械密封的密封性能影响显著。以煤油基磁流体润滑斜线槽上游泵送机械密封为研究对象,考虑空化热效应以及黏温效应,建立润滑液膜特性的数值分析模型,以液膜中的气相体积分数为指标,研究工况和结构参数对密封性能的影响规律,并与仅考虑黏温效应的模型进行对比。结果表明:因空化热模型考虑液膜介质饱和蒸汽压力随温度变化,考虑空化热效应时的开启力、泄漏率和气相体积分数均小于仅考虑黏温效应下的对应值,但2种条件下各参数的变化趋势基本一致;转速和槽径比增大,空化效应增强,而进口压力、膜厚、径向夹角和槽数的增大会削弱空化效应;转速、槽深、径向夹角、槽径比增加,会导致泄漏率增加,而进口压力和槽数的增加能够提升密封性能。

起重机械损伤方钢管CFRP胶粘修复技术研究

起重机械的方管构件在使用中易出现裂纹等损伤,采用碳纤维增强复合材料(CFRP)补片胶粘可修复损伤的方管构件。利用ABAQUS软件对两种不同裂纹的损伤钢管进行了三点弯曲模拟试验,以极限承载力、胶层应力和裂纹尖端应力强度因子作为判断依据,分析CFRP补片长度、厚度和方管壁厚对损伤方管修复效果的影响。模拟试验结果表明,在脱粘风险较低的情况下,合理的CFRP补片长度和厚度可以有效阻止裂纹的扩展,并提升构件的抗弯能力,方管壁厚越大,CFRP补片脱粘的风险越大。

高校大类招生专业分流现状及培养模式探索研究——以N大学机械类专业为例

2001年,北京大学实施“元培计划”,率先开启大类专业分流,随后全国大多数高校纷纷拓宽了招生口径,强化学生的综合性和个性化培养,而合理进行专业分流是整个大类招生培养模式中至关重要的环节。通过分析高校分流培养模式发展、招生分流模式的优劣及有效优化措施等方面,可以看出“大类招生、分流培养”模式是高等教育改革发展的需要,它尊重学生的自主选择权,提高了专业招生录取率,缩小了冷热专业差距,但在实施过程中仍难以真正满足所有学生的第一填报志愿录取。高校应互相学习成功经验,根据实际情况为社会培养专业领域内的精英人才。

机械制造工艺课程质量监控及持续改进研究

为提高机械制造工艺课程教学质量,培养符合现代制造业需要的高级专业人才,建立学校、学院和系三级教学质量监控体系,开展课程目标达成情况评价,建立毕业要求达成情况评价机制,同时以持续改进为方法论基石,推动“反馈—改进”良性循环。

基于多元课堂反馈模式的“工程制图”教学策略浅析

随着教育理念的更新和对人才培养要求的不断提高,教学模式也应根据实际情况进行优化调整。对于注重理论和实践技能的“工程制图”课程,有效的课堂反馈对保障教学质量至关重要。因此,本文提出了基于多元课堂反馈模式的教学策略,并围绕这一教学策略开展了问卷调查。结果表明,学生对多元课堂反馈模式普遍呈积极态度。持续有效的多元课堂反馈可以有效促进师生互动,提升学生的课堂参与程度,激发自主学习兴趣,提升学生的学习体验。

机械密封可控性研究及其工程应用问题的探讨

从理论和实践两方面分析了机械密封可控性研究工程应用的可行性。对前人研究成果归纳总结表明,机 械密封的控制参数主要有端面温度、膜厚、摩擦转矩、泄漏量和端面比压,执行机构主要有电磁铁和调节阀和 液压缸等形式。同时指出带有端面温度测量传感器的静环,结构复杂、安装不便;端面膜厚测量可信度低;主 轴间串联传感器测量扭矩只适合于无负荷机械密封测试。根据生产装置上应用的机械密封控制系统的工作要 求,提出了由机械密封、转矩传感器、空心O形密封圈、信号调节器、中央处理器和执行器组成的机械密封控 制系统。

南京市天然气利用工程管道的风险评价

W. Kent Muhlbauer的指数评分法是一种比较成熟的管道风险评价方法,但该方法还存在不完善之处。通过对此方法加以改进,并将改进后的方法用于南京市城市天然气利用工程高压输气管道的风险评价中,实际应用结果表明,此改进方法的评价结果与相关文献的结果相一致,其表达更明确更直观。

基于热流体动力效应的机械密封优化设计

机械密封端面间的热流体动力效应受介质物性、密封环尺寸和材料以及工况条件等诸多因素的影响。在液膜摩擦热与端面热变形耦合分析的基础上,研究热流体动力效应的形成机理。在考虑热流体动力效应的前提下,以提高液膜承载力、减小泄漏率为目标,提出一种新的机械密封设计方法。依据该方法,可获得机械密封环传热性能最优时的几何尺寸,并可根据承载力和泄漏率的要求确定改形位置的半径Rg和改形扩散角1β。所设计的机械密封具有较高的承载能力和良好的密封性能。

多路阀控液压系统在工程机械中的应用研究

针对挖掘机挖掘工况的复杂性,采用AMESim以铲斗挖掘为例对挖掘机的多路阀控液压系统进行分析。结果显示:在铲斗齿尖过垂直位置之前,有杆腔压力一直大于无杆腔压力,在开始阶段液压泵出口压力为0,随着阀芯的移动,中位过流面积逐渐减小,系统开始建立压力。

椭圆微孔截面形状对机械密封动力润滑性能的影响

基于Navier-Stokes方程,建立单一椭圆型微孔端面不可压缩牛顿流体的三维CFD动力润滑模型,研究不同截面形状椭圆微孔机械密封的动力润滑性能,分析截面形状为矩形、梯形和三角形的椭圆微孔对端面液膜承载力、摩擦力和摩擦因数的影响。结果表明:在微孔其他参数恒定情形下,微孔深度与端面间隙比值H*<0.8时,矩形截面微孔的动力润滑性能占优,0.8≤H*<1.8时梯形截面微孔的动力润滑性能占优,H*≥1.8时三角形截面微孔的动力润滑性能最好;微孔倾斜角为45°时3种截面形状下都取得了最好的动力润滑性能,且梯形截面动力润滑性能最好;微孔长宽比1.5≤γ<2时梯形截面形状的微孔端面动力润滑性能最好,但当γ>2时矩形截面形状的微孔端面动力润滑性能最好。

面向“大众创业、万众创新”,基于协同创新的机械类工程创新创业人才培养模式探析

李克强总理在2015年政府报告中提出,要在全社会打造"大众创业、万众创新"的局面。培养"掌握基本的创新方法,具有追求创新的态度和意识"的工程类学生也是国际工程教育认证的重要理念。南京工业大学机械与动力工程学院多年坚持自己特色,努力使学生具备工程实践、创新发展、团队合作和终身创业等四种能力。协同校内校外各方面资源,建立"一二三四"的工程创新人才培养模式,一是以导师制为引导,二是以大学生创新基地和创业基地为实践平台、三是以大学生创新训练计划、创业训练计划、创新基金为项目运作抓手,四是以学科基础知识竞赛、学科工程实践竞赛、学科创新竞赛、创业计划竞赛为实践途径,为大学生提供了认识社会、增长才干的能力提升通道,促进了理论与实践的融合。同时培养提高本专业大学生在工程实践、创新发展、团队合作和终身创业等方面的能力。

多方协作培养机械工程卓越工程师机制研究

机械行业是工业现代化的支撑行业,需要大量高素质复合型的工程人才。本文针对新工科形势下如何推进机械工程卓越工程师培养问题,结合我校机械工程类专业教学实践和改革的体会,提出了几点改革意见。

基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法

由于工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差会导致焊接焊缝跟踪结果存在一定的误差,因此提出了一种基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法。首先,采用激光扫描传感器采集工业机器人焊接焊缝图像,并对图像进行滤波、增强、黑白化预处理;其次,检测图像边缘后,采取激光扫描方法确定焊接焊缝边缘图像中激光条纹骨架的大概位置,经最小二乘法直线拟合出准确的激光条纹中心线,提取焊接焊缝特征点;再次,结合工业机器人手眼标定矩阵,将激光扫描传感器坐标系中的焊接焊缝特征点坐标转化为工业机器人坐标,从而形成焊接焊缝轨迹;最后,采取3次非均匀有理B样条方法得到工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差,修正机器人焊枪位置,从而实现工业机器人焊接焊缝的精准跟踪。实验结果表明,该方法不仅能够准确检测出焊接焊缝边缘,而且能够跟踪不同宽度、不同形状的焊接焊缝工件。

工程机械车架结构分析及优化设计

以某型号道路工程车辆车架为研究对象,在CATIA软件中建立了该车架的3D模型,导入Hypermesh进行网格划分并建立其有限元模型,根据车辆的实际工作情况,构建满载静止和支撑两种工况然后进行强度分析,选择应力与变形较大的工况进一步计算其模态频率。构建以厚度为应变量的响应面模型,基于车架近似模型以车架的总质量和第一阶模态频率作为优化目标,以车架的强度作为约束条件进行多目标优化。优化结果表明:在满足车架整体性能要求的前提下,优化后的车架第一阶模态频率提高了6%,并且车架质量减轻了7%,证实了该优化设计方法的有效性,为后续工程车架的设计提供指导。

机械密封椭圆微孔端面动力润滑性能

为了深入探讨机械密封椭圆微孔端面的动力润滑性能,应用计算流体力学软件FLUENT,基于Navier-Stokes方程,建立单一椭圆型微孔端面不可压缩牛顿流体的三维CFD动力润滑模型,分析微孔深度、倾斜角、长短轴之比以及雷诺数对液膜承载力和微孔端面摩擦因数的影响。结果表明:当其他因素不变且仅考虑单一因素的影响时,微孔深度为端面间隙的1/2时液膜承载力最大、摩擦因数最小,端面间的液体动力润滑性能最好;倾斜角为45°时,液膜承载力有最大值,摩擦因数有最小值,端面间液体动力润滑性能也达到最佳;随椭圆微孔长宽比的增加,液膜承载力增大,摩擦因数减小,液体动力润滑性能提高。

某工程车辆车架的结构动力学分析与优化

为实现车架轻量化,提高车辆的燃油经济性,以某型号工程车辆车架为研究对象,在Hypermesh中建立其有限元模型,分析车架在满载弯曲、扭转和制动三大典型工况下的静态特性,计算发现车架在对角轮悬空工况下的应力最大,最大应力为189.2 MPa。对车架进行模态分析,得到车架的前16阶模态频率与振型图,并在此基础上推导车架的动载系数,计算得到车架的最大动应力为230.8 MPa。基于分析结果对车架进行尺寸优化,使车架质量降低了7.14%,一阶模态频率提高了13.4%,二阶模态频率提高了12.6%,达到了预期的轻量化目标。