国际博士生人才培养模式及实践探究——以同济大学中德博士生院建设为例

针对国际双向高水平博士生培养中存在的瓶颈问题,分析新形势下国家人才需求和高校深化国际交流合作的具体内涵。以同济大学为例,提出并实施中德双向博士生以跨学科交叉、跨国别协作为基础,包含双导师制指导、共同课堂学习、合作科学研究、联合论文发表的培养模式,制定博士生选拔方案,探索博士生企业实践项目及跨文化交流类特色课程,为建立跨学科、高层次的国际培养环境,支撑高校“双一流”建设和高质量内涵式发展积累一定经验。

基于层次分析法的应用型本科专业课程设置及其类别的分析——以同济大学中德工程学院的汽车服务工程专业为例

课程设置的合理性直接影响到学生的知识结构是否能适应社会发展的需求。本文首先从专业培养目标出发探讨了专业特色与专业基础课、学科基础课、基础课层次的课程设置的确定,而后运用层次分析法确定课程类别,并以汽车服务工程专业为例加以分析。

建筑节能掀起可持续发展的风潮——访同济大学中德工程学院 龙惟定教授

自2005年7月1日以来,《公共建筑节能设计标准》已经实施一周年了,我国建筑节能工作在民用建筑领域全面铺开。本文针对建筑领域对标准的执行情况和存在问题进行了归纳总结,并且对建筑节能总体目标的设定提出了新的见解,认为推行建筑节能要具有前瞻性。

基于图像识别仿生木纹的三维打印路径规划方法

针对传统三维打印采用的诸如网格、三角等均匀同构介观结构填充存在结构效率低、与承载零件应力场不协调等问题,受自然生长的木纹可提高木材整体性能的启发,提出基于图像识别仿生木纹的三维打印路径规划方法,旨在借鉴木材的纤维排布以改善零件的机械性能。通过木材铣削分层,依次提取各层图像木纹并生成对应打印路径,并逐层打印出仿生木纹试件。拉伸试验结果表明:相比同质量的网格填充、三角填充、直线填充三种传统均匀同构填充试件,基于仿生木纹的非均匀异构打印试件最大拉伸载荷分别提高了115.03%、72.89%、64.39%,证明了基于仿生木纹的非均匀介观填充结构能够显著提高打印件拉伸强度。

基于机械臂的多向3D打印系统

随着3D打印制造技术日渐成熟,以龙门式框架为基础的传统3D打印设备的支撑问题和仅沿单一方向成型的问题逐渐显现,不能最大程度发挥材料性能,直接导致其无法用于主承力件或结构件,仅能作为快速原型示例使用,而不能满足实际力学性能和表面质量的需求。为此,基于EPSON六轴机械臂,设计构建了用于空间曲面3D打印的机电系统及配套路径生成方案,并以几种典型的基本模型为范例进行了实际加工测试。结果表明:所提出的曲面3D打印系统可以根据设计路径完整进行空间3D打印,传统加工过程中必需的额外支撑完全不再需要,大幅节省了后处理所需时间和所需原材料,相比传统方法节省材料90%以上,材料利用率接近100%,得到的模型工件表面质量良好,实验结果符合预期。

基于有限单元法密封结构影响因素建模分析

密封圈结构对高压试验装置的密封性、承压性具有直接影响。依据高压试验装置的结构特点,对O型密封结构进行结构参数分析,基于Mooney-Rivlin模型对特性进行分析;利用MARC有限元分析的方法对O型圈进行密封分析,分析不同密封间隙和槽深的尺寸下,接触压应力和Von Mises应力的大小,基于分析结果,优选密封间隙和槽深参数。结果可知:密封间隙为(0.04~0.14)mm间,压缩率为(10~20)%间,能够满足设计承载条件下的密封要求;通过对影响因素分析发现,密封间隙与Von Mises应力正相关,与接触应力负相关;压缩率提升,Von Mises应力先增后降,最大接触应力先降后增;80MPa压力下,较小密封间隙、压缩率对密封结构承载是有利的;通过分析设计密封圈影响趋势,发现参数的最优解为间隙0.043mm,槽深5.357mm,压缩率为10%。分析方法和研究结果可为超高压压力容器O型密封结构设计提供参考依据。

面向模块化设计的水下机器人集群编队控制

针对在近海环境下,利用“以机代人”进行自主特种作业的实际需求,设计研发模块化可重构水下机器人,并提出一种基于领航者-虚拟结构的编队策略。首先针对几种不同的典型水下作业任务,依据重构方案设计异构水下机器集群;然后根据水平面三自由度运动学和动力学方程,推导水下机器人集群的动态误差模型;针对路径已知的集群编队问题提出领航者-虚拟结构策略,其中跟随者水下机器人采用基于通信时延补偿的滑模控制器进行跟踪。结果表明,该控制策略可以快速形成队形且轨迹误差小于5%。最后应用3种已开发完成的水下机器人,在可视化仿真平台中进行实验验证,证明该异构水下机器人集群编队方法合理高效。

基于德国大学教育模式的FMS实验室建设

针对中国高等教育工科专业学生在理论应用能力、独立分析问题和解决问题以及创新能力方面与世界发达国家学生之间存在的问题,围绕引进德国应用科技大学人才培养模式的主题,通过对同济大学中德工程学院背景的介绍,阐述了德国模式的柔性制造系统FMS实验室建设。指出了该实验室的规划设计是依据德国应用科技大学相关实验室模式,遵循接近工业生产系统同时拥有自己功能特色的原则,论述了该实验室建设关键是引进德国先进的高等教育理念,为培养中国自己具有国际竞争力的理论研究、高级工程应用和管理等人才探索一条新路。

深冷处理对Mg-2Zn-0.5Y合金组织与拉伸性能的影响

对挤压态Mg-2Zn-0.5Y合金进行不同时间的深冷处理,采用OM、SEM、XRD、拉伸试验研究了不同时间深冷对Mg-2Zn-0.5Y组织与拉伸性能的影响。结果表明:挤压态Mg-2Zn-0.5Y合金组织主要为α-Mg与少量W相。随着深冷时间的增加,合金中晶粒尺寸没有发生明显变化,W相析出量逐渐增多;深冷12 h后,Mg-2Zn-0.5Y合金中W析出相体积分数为5.33vol%。深冷处理对Mg-2Zn-0.5Y合金的抗拉强度无明显影响,但可以显著提高合金的塑性。深冷1 h的Mg-2Zn-0.5Y合金的伸长率达到17.4%,比挤压态合金的伸长率提高142%。

国内外“绿色”大学简介

本文详细介绍了“绿色”大学的定义和实施的意义,针对近年来“绿色”大学的发展,重点介绍了国内外近年来“绿色”大学的实践活动,最后概述了ISO14001标准在发展“绿色”大学过程中的辅助作用,本文为今后的研究工作提供参考依据。

基于动态ε约束处理机制的双种群约束多目标优化算法

约束多目标优化问题(CMOPs)除了需要解决多个相互冲突的目标之外,还需要满足一定的约束条件。针对约束造成CMOPs的Pareto前沿被分为多个部分,同时不可行区域的扩张进一步阻碍种群的探索,使种群陷入局部最优及其多样性急剧下降等问题,提出了一种基于动态ε约束处理机制的双种群约束多目标优化算法。该算法使用双种群协同进化策略,主种群考虑约束,通过改进的动态ε约束处理机制,充分利用不可行解提供的有效信息;而辅助种群不考虑约束,在平衡多样性的基础上向无约束Pareto前沿(UPF)快速收敛,并及时向主种群提供可行域外的有效信息,指导主种群的探索方向。实验结果表明所提出的算法在MW测试问题上相比其他算法更具竞争力。

基于S-RRT算法的机械臂全局轨迹规划研究

针对传统快速拓展随机树(RRT)算法在全局轨迹规划中存在的冗余节点、随机性强、收敛速度慢、探索路径不平滑等问题,提出一种S-RRT算法。S-RRT算法引入人工势场法中的势场思想,对快速拓展随机树算法与人工势场法进行融合。利用快速拓展随机树算法的随机抽样属性解决人工势场法中存在的局部最小问题,同时避免快速拓展随机树算法的复杂度和路径搜索随机性问题。改进空间采样范围,防止快速拓展随机树算法的随机采样点频繁出现在已经探索的路径上,提高空间搜索效率。优化搜索步长,在探索初期能迅速收敛到目标点,并根据迭代次数不断减小探索点到目标点的步长。对规划的路径进行平滑处理,减少不必要的路径和节点,减小节点与节点之间因角度过大对机械臂关节造成的影响。基于S-RRT算法对机械臂全局轨迹规划进行研究,在多个障碍物的环境中进行仿真验证,S-RRT算法的搜索效率显著提升,节点的利用率也明显提高。

由文生视频模型Sora引发的思考

2024年2月,美国人工智能研究公司OpenAI正式对外发布了人工智能文生视频大模型Sora。Sora的惊艳亮相一时间引起了人们的热议,讨论的话题从Sora是怎么工作的、对个人会有什么样的影响,到对社会体系、国家发展及管理有什么样的影响,乃至对人类世界的发展会有影响吗这些根本性问题……Sora这一名称源于日文“空”,即天空之意,以示其无限的创造潜力。

高校资助育人关键风险分析的模型改进

以高校资助的“育人”环节为研究对象,对传统失效模式与后果分析(FMEA)模型加以改进,通过结合三角模糊数、风险指标赋权、专家客观赋权、德尔菲法和调研访谈等方式,提出模糊FMEA模型用以分析“育人”环节的失效模式和关键风险。研究发现,改进模型能够更客观反映风险指标重要性和专家话语权的差异,具有较高的精确性和可靠性,同时针对高风险失效模式提出了相应建议。

基于PLC和Factory IO的智能仓库控制实训仿真研究

针对教学中智能仓库PLC编程,由于场地和设备限制无法根据实际智能仓库的控制要求编写PLC程序并进行现场验证的问题,提出了基于PLC和Factory IO的智能仓库实训仿真新方案,分析了使用Factory IO软件搭建智能仓库数字化虚拟场景的过程和智能仓库控制程序的工艺流程,并通过Factory IO软件创建虚拟场景对编写PLC程序的合理性和准确性进行验证,最终完成了基于PLC和Factory IO软件的智能仓库控制实训仿真,达到了提高学生对智能仓库PLC程序编程调试的实训目的。

基于PLC的运动控制实训平台设计

文章针对运动控制技术实训平台缺乏具体的应用场景导致无法直观地展示出运动控制技术的应用问题,提出了以YL239A实训平台为载体的运动控制技术实训升级改造的新方案,并通过试验完成了运动控制技术在平台上的直观展示,从而达到了学生运动控制技术应用实践能力提高的目的。

上海某大学体育中心能耗分析

应用EnergyPlus能耗模拟软件对上海某大学体育中心进行能耗模拟。其中建筑几何使用DesignBuilder软件建立,而后利用EnergyPlus进行空调建模并计算能耗。在此基础上,由于各个场馆使用情况的不同,挑选典型日对篮球比赛、游泳比赛、羽毛球比赛这三种典型情景分别模拟,计算其能耗,并分析能耗特点,在一定程度上预估该体育中心投入使用后的耗能情况。

中德会计环境及准备金制度的差异比较

中国和德国在政治、经济、法制和文化等方面的不同决定了两国会计环境及准备金制度的显著差异。借鉴德国会计准则的先进之处,对于我国推进会计改革,完善会计法律体系具有重要意义。

中德道路交通事故信息采集系统简析

目前在我国,交通事故基础数据的缺乏已经成为至于交通安全研究的重大瓶颈。为了弥补国内在交通事故信息采集方面的欠缺,本文通过大量的文献检索和数据分析,借鉴德国在这方面的先进经验,结合中国的国情,提出建立中国道路交通事故信息采集系统的必要性。

美国克莱姆森大学机械工程专业本科教学探析

本文在简介美国五所著名大学机械工程专业特色的基础上,以克莱姆森大学为例,分析了机械工程专业本科教学的培养模式、课程体系及实践性教学的特色。主要分析的内容如下:美国大学重视对学生沟通与表达能力的培养,重视对数学与物理等基础课程的教学,实验课统一编排,实践性教学形式多样化,等等。