大规模线上教学质量保障体系构建与实证分析

随着信息技术对教育教学方式的影响,长期或短期的大规模线上教学已成为突发应急状态下开展教育教学活动的关键手段,在丰富教学模式的同时也对教学质量提出了新挑战。基于评价优化思想,从教学活动内涵特征出发,提出了“实时数据追踪、短期反馈改进、长期评价优化”的大规模线上教学质量保障体系,并依据教学质量监控数据元素设计,针对Q高校大规模线上教学活动中教学资源、课堂主体、教学方式方法、教学效果等数据进行了实证分析,提出的质量保障体系构建和实施途径对大规模线上教学持续改进十分有效。

理工类院校构建中华优秀传统文化课程体系的研究

在“双一流”建设背景下,理工类院校开展中华优秀传统文化教育成为必然趋势。本文就理工类院校中华优秀传统文化课程开设现状和存在的问题为契入点,提出了理工类院校中华优秀传统文化课程体系的建设路径,包括构建公共必修课、传统文化选修课以及通识在线课为一体的课程体系;组建教材编写团队,编写中华传统文化特色教材;建立多元化课程评价体系。

“双一流”建设背景下构造地质学课程教学改革实践与成效

“双一流”建设是当今高等教育的重要工作,在此背景下开展构造地质学课程教学改革与实践,对提高一流本科地学人才培养质量具有深远意义。从构造地质学课程的教学内容、教学手段、评价考核等方面探讨了教学改革对策。前期实践表明,改革提高了课程教学质量,促进了学生综合素质培养。

基于WOA-BP算法的氟金云母钻削工艺参数优化

通过氟金云母陶瓷钻削实验,测试了在不同加工参数下的材料去除量和刀具磨损量。利用WOA算法优化BP神经网络,并基于单因素实验值和WOA-BP网络预测值,利用最小二乘法拟合,建立了材料去除率和刀具磨损率关于工艺参数的一元模型,以相关系数检验了模型的精确度。在一元模型的基础上提出了多元模型,基于正交实验值和WOA算法对多元模型进行求解,模型误差在合理范围内。以材料去除率最大和刀具磨损率最小为优化目标,基于WOA算法进行了工艺参数双目标优化,得到了一组最优参数。基于最优工艺参数进行验证实验,实验结果表明得到的最优参数是合理的。

水润滑陶瓷滑动轴承材料配副摩擦学性能的研究

陶瓷滑动轴承由于材料化学性能稳定,适合在各种与水直接接触的场合下运行。为找到边界水润滑条件下摩擦学性能较优良的陶瓷轴承材料配副及其适合的运行工况,对Al_(2)O_(3),ZrO_(2)陶瓷分别与不同陶瓷材料组成的配副开展了摩擦学性能试验。结果表明:1)Al_(2)O_(3)系列配副的磨损机制为从前期的机械磨损为主逐步过渡到以摩擦化学磨损为主;Al_(2)O_(3)/Si_(3)N_(4)配副的摩擦系数最小,耐磨性好且摩擦接触面较光滑;在选取的4种速度条件下,当摩擦副相对滑动速度为0.157 m/s时,润滑效果最好。2)ZrO_(2)系列配副的磨损机制以磨粒磨损为主,ZrO_(2)/Si_(3)N_(4)配副的摩擦系数和磨损体积最小;在选取的4种速度条件下,当摩擦副相对滑动速度为0.136 m/s时,摩擦系数最小,但其摩擦系数曲线不稳定。

氟金云母陶瓷材料铣削温度预测模型及试验研究

为了研究铣削的主要工艺参数中铣削速度、每齿进给量、铣削宽度和铣削深度对氟金云母陶瓷材料铣削过程中的温度影响,对铣削过程中热量的来源进行分析。通过热源法建立铣削面热源对已加工表面传热的温度数学模型,并优化热量分配比例系数,使数学模型的计算误差减小;设计单因素试验分析主要工艺参数对氟金云母陶瓷的铣削温度影响规律,发现在参数范围内铣削温度均随着加工参数的增大而增大。最后将温度数学模型计算的理论值与试验值进行对比以验证结果的一致性,并发现两者之间的误差在1~11℃之间,均在合理误差范围内。

基于支持向量机与蛇优化算法的氧化锆陶瓷磨削工艺参数优化

为探究磨削工艺参数对氧化锆陶瓷的磨削温度和法向磨削力的影响,通过单因素实验和支持向量机方法建立磨削温度、法向磨削力的一元模型,模型决定系数均大于0.93。基于一元模型对多元模型进行假设,由正交实验结果和蛇优化算法求解得到多元模型,并对模型进行验证。以温度、法向磨削力的多元数值模型作为目标函数,对温度和法向磨削力进行优化;基于蛇优化算法对工艺参数进行双目标优化,获得磨削工艺参数的最优解,验证实验结果表明,模型具有较高的精度,得到的最优工艺参数合理。

考虑流固耦合作用的超高速液体动静压轴承油膜特性研究

考虑润滑油的黏温效应对动静压滑动轴承的影响,建立超高速液体动静压滑动轴承的油膜-轴瓦流固耦合模型,采用计算流体动力学(CFD)方法求解连续性方程、能量方程和Navier-Stokes方程组得到动静压轴承油膜的压力场和温度场;采用双向流固耦合分析方法对动静压轴承进行计算,分析轴承弹性形变对油膜特性的影响。结果表明:动静压轴承的油膜压力和最大形变量均随着转速的升高以及供油压力的增加而增大;提高供油压力可以加剧润滑介质的流动,从而在一定程度上降低油膜温度;考虑流固耦合作用之后,动静压轴承的实际承载力和油膜压力均一定程度上减小。

基于多种策略改进的鲸鱼优化算法

针对标准鲸鱼优化算法收敛速度慢、搜索与开发不平衡、种群之间信息交流匮乏、容易陷入局部最优的问题,提出了一种改进算法。首先,采用Tent混沌映射提高初始种群的分布均匀性,并引入非线性收敛因子,提升算法前期的全局搜索和中后期局部开发的能力,协调了搜索与开发的转换机制。然后,将种群的平均位置向量引入随机搜索过程中,有效改善个体与种群之间缺乏信息交流的问题。接着,将自适应惯性权重引入位置更新公式中,以加快算法的收敛速度,提高求解精度。最后,利用柯西算子对陷入局部最优的个体进行变异扰动。通过15个基准测试函数对改进算法进行仿真实验,实验结果表明,改进后的鲸鱼优化算法具有良好的性能,并通过Wilcoxon秩和检验证明了改进算法的有效性。

立铣微晶陶瓷的切削层面积及铣削力研究

针对立铣刀铣削微晶陶瓷的铣削力变化问题,研究了加工参数对切削层面积的影响,建立了铣削加工参数与最大和最小切削层面积的关系,并通过不同加工参数下的立铣微晶陶瓷的试验,分析了铣削力与铣削加工参数的关系及原因。结果表明:铣削力与切削层面积呈正比关系,切削层面积的变化可以反应铣削力的变化;铣削力和最大切削层面积均与主轴转速成反比,与进给速度、径向切深成正比;适当增大主轴转速、进给速度、径向切深在增加材料去除率的同时保持较小的铣削力及铣削力波动,且在a_(p)=h_(c)时的铣削力波动最小。

可加工微晶玻璃陶瓷磨削表面成形机制

通过在MK9025A型曲线磨床上开展微晶玻璃陶瓷磨削试验,研究可加工陶瓷表面成形机制和表面粗糙度。结果表明,可加工陶瓷材料磨削时其材料去除具有延性去除、延脆性去除、脆性去除三种模式,以硬脆材料相关系数Mr改进可加工陶瓷未变形切屑厚度模型,提出延性域系数η0、延脆性域系数η1,用以构建延性-延脆性和延脆性-脆性两个临界磨削深度模型。根据可加工微晶玻璃陶瓷单因素磨削试验,提出了复合磨削因子Q,基于以上未变形切屑厚度模型和两个临界磨削深度模型建立表面粗糙度模型,得到了表面粗糙度与复合磨削因子之间的关系,利用标准差检验模型精度。正交试验验证结果表明,可加工微晶玻璃陶瓷表面粗糙度试验值与所建立的表面粗糙度模型理论值吻合度较高。

基于遗传算法与BP神经网络的微晶玻璃点磨削工艺参数优化

通过低膨胀微晶玻璃点磨削实验,测试了加工表面粗糙度、表面硬度,分析了实验数据变化趋势。通过最小二乘拟合,建立了关于粗糙度、表面硬度的一元数值模型,并将模型预测值与实验值进行了比较,以验证模型的精确性,结果表明模型具有较高的精度。根据正交实验结果,基于BP神经网络算法和遗传算法,建立了粗糙度、表面硬度的多元数值模型并以此作为目标函数,以表面硬度最大和表面粗糙度最小作为优化目标,基于遗传算法进行了工艺参数的双目标优化,获得了一组点磨削工艺参数的最优解范围,实验验证结果表明优化结果是合理的。

基于PSO算法改进BP神经网络的氟金云母点磨削工艺参数优化

通过氟金云母的高速点磨削试验,测试了加工表面硬度和表面粗糙度,分析了表面硬度和表面粗糙度随工艺参数的变化规律。基于单因素试验值和PSO算法改进的BP神经网络,利用最小二乘拟合,建立了氟金云母点磨削表面硬度和表面粗糙度关于各工艺参数的一元模型,以相关系数检验模型,证明模型具有较高可靠性。分析一元模型,提出表面硬度和表面粗糙度分别关于工艺参数的多元模型。基于正交试验值和PSO算法,对模型进行优化求解,并通过试验证明了模型具有较高可靠性。利用PSO算法对两个多元模型进行双目标优化,求解得到一组较为合理的工艺参数值。

ZrO_2/CePO_4可加工陶瓷材料钻削加工的试验研究

分别用高速钢刀具和硬质合金刀具对ZrO_2/CePO_4可加工陶瓷材料进行钻削加工试验。通过比较ZrO_2/Ce-PO_4陶瓷和低碳钢材料的加工过程,分析了ZrO_2/CePO_4陶瓷的加工特性、材料钻削规律及其影响因素。实验结果表明:刀具的磨损是ZrO_2/CePO_4钻削加工的主要特征之一。钻削ZrO_2/CePO_4陶瓷材料的去除过程可分为高效率和高磨损2个阶段,刀具材料影响ZrO_2/CepO_4可加工陶瓷材料的加工效率。可加工陶瓷的加工过程中,应选择合理的刀具参数和加工工艺参数,以获得良好的加工质量。

基于CFD的新型仿生织构及实验验证

针对氧化锆陶瓷零部件难以满足新型高强度工作要求的问题,在生物体表面提取了三种仿生轮廓,利用数值模拟和试验相结合的方法探究织构化表面仿生形状、织构角度、织构排布方式对减摩性能的影响。模拟结果表明,不对称的压力分布区域、较小的最大负压绝对值具有更大的油膜承载力,鳞形织构、270°的织构角度及“>”型织构排布方式具有较小的负压绝对值峰值和更大的油膜承载力,减摩性能最佳。试验结果表明,鳞形织构在不同工况下均取得了最低的摩擦系数,验证了数值模拟的结果。

基于GA和DEFORM的陶瓷材料切削力数值模拟

通过有限元仿真及材料本构模型修正、遗传算法优化、数值模拟以及车削试验,研究了车削陶瓷材料切削力变化规律.有限元仿真成屑对比结果表明,经典的Johnson-Cook模型的切屑为连续片状,与实际加工不符;模型改进后,其仿真切屑为块状崩碎屑,对陶瓷材料有限元仿真较为适用.依据简单单因素有限元仿真数据,利用最小二乘法进行了一元回归数值拟合,获得了切削力与单一参数的解析式,相关系数检验结果表明模型具有较高的精度.利用遗传优化算法,建立了切削力多元模型.通过单因素试验、正交试验进行了多元模型验证,结果表明该模型能够准确反映切削力变化规律,具有较好的可靠性.

氟金云母陶瓷车削参数对刀具磨损的影响

对氟金云母可加工陶瓷进行车削加工试验,分析了切削中的刀具磨损特性,讨论了影响刀具磨损率的因素。以单因素实验法分别考察了刀具材料、冷却条件、切削深度、进给速度等对刀具磨损的影响规律。结果表明:刀具磨损过程可划分为三个阶段,自来水冷却可降低刀具磨损率,高速钢刀具不能满足加工需要,陶瓷刀具相对较好;切削深度对刀具磨损率的影响曲线为一抛物线段,进给速度对刀具磨损的影响曲线为一余弦线段;车削氟金云母陶瓷对刀具磨损过程与切削金属相似。

基于BP和GA的微晶玻璃点磨削表面硬度数值拟合

通过低膨胀微晶玻璃的高速点磨削实验,测试了加工表面硬度,分析了表面硬度随工艺参数的变化趋势.基于BP神经网络算法与单因素实验值,通过最小二乘数值拟合,建立了点磨削低膨胀微晶玻璃表面硬度与各工艺参数关系的系列化一元模型,以决定系数检验模型的精度,结果表明模型具有较高的可靠性.通过单因素一元模型分析,提出了低膨胀微晶玻璃表面硬度与工艺参数关系的多元模型.在正交试验的基础上,基于遗传算法对多元模型进行了优化建模求解.通过验证实验检验了模型的精确度,结果表明,多元模型具有较高的可靠度.

氟金云母陶瓷车削加工中刀具磨损的研究

分别用高速钢刀具、硬质合金刀具和Si3N4陶瓷刀具对氟金云母可加工陶瓷进行车削加工试验,考察了氟金云母陶瓷车削加工中刀具的磨损过程、磨损形态及失效原因。SEM电镜观察和能谱分析表明,刀具磨损主要发生在后刀面和刀尖处,刀具磨损的主要形式有磨料磨损、粘结磨损,材料高硬度、低热导率是引起刀具磨损的主要原因。刀具破损的主要形式为高速钢刀具切削刃塑性变形和陶瓷刀具的崩刃。刀具与工件的组织不均匀,以及切削过程中产生的冲击性机械应力和热应力是刀具破损的主要原因。

玻璃陶瓷车削表面形成机制及实验研究

以玻璃陶瓷为加工对象,通过单因素车削实验研究了硬脆性材料车削机理,分析了车削深度、车削速度和进给速度对表面粗糙度的影响规律。已加工表面质量观测结果表明,随着切削深度的增加,刀具与工件挤压作用增强,表面损伤加重;随着切削速度的增加,刀具与工件作用时间减小,裂纹扩展缩短,表面破坏减弱;将切削过程分为挤压与切削两个阶段,随着进给速度的增加,在挤压阶段刀尖和工件的接触区域产生更深层裂纹,切削阶段材料崩碎加剧。测量已加工表面粗糙度,结果表明:粗糙度随切削深度和进给速度增加而增加,随切削速度增加而减小。