沈阳大学机械专业工程人才培养模式改革探讨

面向装备制造业的发展和东北老工业基地对机械设计制造及其自动化工程人才的需求,贯彻“卓越工程师教育培养计划”的理念,以知识传授为基础,以能力培育为重点,以道德养成为根本,注重知识、能力、素质的全面协调发展,在4～5年内,完善“3＋1”校企联合人才培养模式,制订适合工程人才培养的人才培养方案和课程体系,探索学生企业学习阶段的教学方式方法及学生管理制度,在双导师制、研究性教学和学习方法、工程实践训练和校企合作培养政策机制等方面进行改革.创新教学管理体制和机制,构建运行高效、监控有力、反馈及时的教学质量保证体系.

产学研合作创新模式研究——以沈阳大学金属材料工程专业为例

分析了产学研合作模式存在的诸多问题,建立了以"学会协会+实训基地+学校"为载体的合作培养模式,构建了"四层次八模块"实践教学体系,确立了动手能力强、综合素质好的高层次应用型人才培养目标,实现了培养工科学生全面实践训练的新途径。

新工科和工程教育认证背景下材料成型及控制工程专业应用型人才培养模式改革——以沈阳大学为例

文章以沈阳大学材料成型及控制工程专业为例,阐明了对标辽沈地区装备制造业和汽车产业,探索一条材料成型及控制工程专业的升级改造途径。为了满足区域产业链的发展需求,以市场为导向,以学生为中心,从人才培养目标、课程体系、实践教学、课堂教学、质量监控体系和师资队伍六个方面进行改革,建立了在新工科和工程教育认证背景下工程教育与创新教育深度融合的应用型人才培养模式,为地方性大学工科专业应用型人才培养提供参考。

大学校园快递包装回收研究——以沈阳大学为例

随着电子商务和网络购物的快速发展,大学校园快件业务量不断增加,校园快递包装物浪费的现象也越来越严重。本文以沈阳大学北校区为例,结合校园快递的现状及相关数据来分析快递包裹包装存在的问题,提出快递点自主回收模式、学校回收模式、学校+快递点模式等三种模式,通过层次分析法选择适合学校当前发展的学校+快递点模式,提高快递包装回收利用率。

以大学生创新创业训练计划项目为依托的材料成形及控制工程专业实验教学实践

以物理场对合金熔体影响教学实验为例,采用“课程教学—创新实验—探索分析—创新能力培养”的教学方法,将大学生创新创业训练计划项目与材料成形专业实验进行深度融合。教学结果表明,深度融合不仅将优秀教学资源高效整合,使教学更生动,而且可让学生深入理解材料成形相关对应知识点,了解液态成形的金属材料性能,增强学生的创新能力和科学探索能力。

工程教育环境下机械类专业课程体系优化

针对传统机械设计与制造系列专业课程进行课程体系优化,以面向产出为导向设计教学内容,以多主体为评价标准构建教学模式,以持续改进为目的建立考核机制。实践表明,以工程教育专业认证引领下的机械类系列专业课程体系优化,遵循目标性、效率性及渐进性原则,具有开放式、多元化、多维度、任务驱动、自主实践等特点,显著提高了学生解决实际复杂工程问题的综合能力,实现了与机械制造行业发展相适应的动手能力强、综合素质好的高水平应用创新型人才的培养目标。

基于多点结构光扫描的工件定位方法

在自动化生产线工业机器人抓取工件作业中,工件定位方法直接影响作业质量、效率及系统成本。传统基于线结构光的工件定位方式通常存在专用性强、成本高等特点,难以在劳动密集型产业中推广应用。针对这一问题,利用KD-tree ICP算法,提出一种基于多点结构光扫描的工业机器人抓取工件定位方法。首先,利用模型点云和多点结构光原始点云进行粗配准;其次,提取待定位工件点云特征点,并拟合出工件边界;最后,利用模型边界点云和拟合出工件边界点云进行精配准。试验结果表明,该方法具有较高的定位精度及识别效率,满足工件抓取要求。

基于ISSA和IA^(*)的AGV集成作业调度及其路径规划

针对单一算法在求解车间调度和路径问题时最优性和多样性方面的缺陷,提出了优化飞鼠搜索算法ISSA(improved squirrel search algorithm)和优化A^(*)算法并建立集成作业调度和AGV路径规划的双层模型。首先,采用贪婪策略融合飞鼠搜索算法建立考虑能耗的AGV集成作业调度上层模型;其次,将安全距离因子引入A^(*)算法,构建AGV路径规划下层模型,并通过梯度下降法进行路径平滑;进而,运用6个测试函数和kacem实例验证ISSA的寻优能力,结果表明ISSA的其收敛速度较快,运行效率较高,且不容易陷入局部最优;最后,基于栅格法建模进行对比仿真实验,IA^(*)比A^(*)算法拐点数量降低了22%,同时节约了21%的行驶时间,ISSA和IA^(*)均得到了良好的验证。结果表明,ISSA和IA^(*)能够更有效求解AGV集成作业调度及其路径规划问题。

凝胶聚合物电解质用于锂离子电池的研究进展

电解质在电化学储能中起着至关重要的作用。在锂离子电池(LIB)中,液体电解质(LE)在几十年的发展中表现出了优异的性能,如高的离子电导率(10-3 S/cm)和与电极良好的接触。然而,LE中的安全问题以及由枝晶生长引起的性能退化严重阻碍了LIB的实际应用。因此,聚合物电解质(PE)有望取代LE。固体聚合物电解质(SPE)虽然有很好的安全性和机械性能,但其受温度限制,离子电导率较低,且与电极接触较差,电池循环性较差。凝胶聚合物电解质(GPE)结合两者的优点,被认为是现有有机液体电解质的有效替代品,它可以用来制造更安全的锂电池。对现有聚合物基体的交联、共聚和混合改性——能够提高电解质的电化学性能的方法进行了综述。同时也对GPE在LIB中的最新研究进展进行了综述,并介绍了新型生物基凝胶电解质基体。最后,展望了制造性能优异的基于GPEs的LIB电池面临的挑战和发展方向。

基于混合策略改进的鹈鹕优化算法

针对鹈鹕优化算法求解精度低、稳定性不足、易陷入局部最优等问题,文章提出一种混合策略改进的鹈鹕优化算法(IPOA)。首先,为了增强种群的随机性和多样性,扩大种群的搜索范围,引入反向折射学习机制;其次,利用正余弦算法和鹈鹕算法融合,改进鹈鹕搜索猎物的方式,增强算法的局部搜索与全局搜索能力;然后,采用Levy飞行机制对鹈鹕位置进行更新,从而提高算法的搜索能力以寻找最优值;最后,引入自适应t分布变异算子,使用算法的迭代次数作为t分布的自由度参数来增强鹈鹕种群的多样性,避免算法陷入局部最优。通过12个标准测试函数对改进算法与海鸥优化算法、黑猩猩优化算法、鲸鱼优化算法、蛇群优化算法和基本鹈鹕优化算法进行测试比较,结果表明,IPOA具有更好的收敛速度和稳定性。最后将改进鹈鹕算法应用于压力容器设计优化问题,进一步证实改进后的算法具有较好的求解性能。

基于人工鱼群-遗传算法的多品种小批量零件数控加工工艺优化研究

基于多品种小批量零件加工成本高的问题,基于人工鱼群-遗传算法(AFSA-GA)构建了数控机床能耗模型,以实现零件加工能耗下降。首先,将数控机床功率划分为各工序功率模型,基于功率模型与工作时间关系得出机床运转能耗模型,结合产品表面粗糙度模型,对各工序能耗模型及整体粗糙度进行归一化处理,形成整体能耗模型;其次,以能耗及粗糙度为目标函数,建立AFSA-GA算法,通过对各工序能耗求解得出最适当的机床功率及其所对应的能耗和表面粗糙度;最后,针对所获得的最优功率,进行优化结果的验证,为五轴机床的实际加工提供解决方案。

SEIAR模型在应急医疗物资动态分配优化中的应用

针对突发公共卫生事件中应急物资供应不足、分配不合理、配送效率低等问题给疫情防控带来的影响,用引入迁移率的传染病模型SEIAR(susceptible-exposed-infected-asymptomatic-recoverd,SEIAR)预测需求地不同时间段内受灾人数的动态变化,从而间接预测应急医疗物资的需求量;建立以需求地满足率最大化、运输时间最小化及总成本最小化为目标的多目标应急医疗物资动态分配模型。提出一种融合莱维飞行和非线性自适应惯性权重的改进鲸鱼优化算法,以提高算法寻优精度。以某地区新冠疫情发生状况为案例进行验证与仿真。结果表明,所构建的SEIAR模型具有较好的适应性,与传统的遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)相比,所提出的算法收敛速度更快,收敛精度更高。

改进蚁群算法的AGV自主避障

针对传统蚁群算法在AGV任务调度效率的不足和避障问题,提出了一种改进的蚁群算法。首先,通过引入路径忙碌值,改进蚁群算法中的路径信息素浓度,提高路径规划解的质量;其次,对启发式的信息素浓度添加随机影响因子,进而提高算法的搜索效率。然后,在改进的蚁群算法基础上,引入路径多次规划参数和工作运行影响参数,并对AGV制定基本调度规则和任务优先级,提出一种综合的避障策略来解决冲突问题。仿真实验结果表明改进的蚁群算法可以评估路径使用率,进而规划最优的路径。在多任务调度效率上有明显优势,并能有效实现自主避障,解决碰撞问题。

数字孪生驱动的数控车床主传动系统故障诊断研究

数控车床主传动系统是机床的核心部件,其一旦发生故障会造成加工质量甚至作业安全问题。数字孪生技术能降低故障诊断的难度,但目前研究仍存在物理实体到虚拟实体转换效率低和神经网络过拟合问题。为了解决上述问题,提出一种基于数字孪生和正则化BP神经网络的故障诊断方法。建立数控车床主传动系统数字孪生模型,通过OPC UA通信完成了物理实体和虚拟实体间孪生数据的交换,对比分析正则化改善过拟合问题的4种方法,构建了丢弃法正则化BP神经网络故障诊断模型。通过对比不同信噪比下BP神经网络、丢弃法正则化BP神经网络和卷积神经网络的损失函数和预测准确度,验证了诊断模型的可行性和算法的适用性。

混动汽车整车热管理系统冷却优化

为了使整车能量控制与利用更加具有合理性与有效性,从而提高整车的性能,以某混动汽车为研究对象,基于某仿真软件搭建空调系统模型和电池电机冷却系统模型,进而拟合成协调配合的热管理系统模型。通过对热管理系统模型结构优化,使得电池组可由风冷和液冷两种方式共同冷却。提出将空调系统与电池组冷却系统进行热量传递和转换的控制方案,并在NEDC工况下对比空调座舱独立热管理系统冷却方案和空调座舱与电池组协同热管理系统冷却方案的差异。研究结果表明,在保证座舱舒适性的前提下,采用空调座舱与电池组协同热管理系统的冷却方案更加节能,有助于整车剩余电量与行驶里程的提高。

TX-100辅助电沉积氧化镍电致变色薄膜

不同表面形貌的多孔NiO纳米薄膜在电致变色领域应用潜力巨大。在NiSO_(4)·6H_(2)O水溶液中添加非离子表面活性剂TX-100,制备多孔NiO薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对未添加表面活性剂以及添加TX-100的NiO薄膜形貌和组成进行表征。采用电化学工作站和紫外-可见分光光度计测试电致变色性能。结果表明TX-100的添加可以使多孔NiO薄膜孔径变小,表面更加致密,这提供了更大比表面积与更多活性位点,改善光学性能,并在一定程度上提升NiO薄膜的循环稳定性。在600 nm波长处,添加TX-100的NiO薄膜的最大光调制幅度为68.88%,相较未添加表面活性剂的NiO薄膜增加了8.58%。

工程教育专业认证背景下的毕业设计教学改革与实践

在学校转型发展及专业认证的双重背景下,沈阳大学机械设计制造及其自动化专业对毕业设计教学进行了深入的改革。由结果评价转向过程评价,突出考查学生的工程实践能力,全面实行毕业设计在企业一线完成,取得了较好的效果。

大学校园交通优化设计

针对当前大学校园交通的现状,以沈阳大学为例,结合其具体问题,对校园交通进行优化.运用TransCAD软件建立沈阳大学路网;应用人因工程学相关理论以及标志设计相关理论设计校园交通标志;应用Dijkstra算法解决最优路径选择问题.

筛分机械的现状及其发展

阐述了目前我国筛分机械的基本情况以及筛分机械的发展动向.