《汽车理论》一流课程的建设思路——以宁波大学为例

课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量。《汽车理论》是面向我校浙江省一流本科专业车辆工程和国家一流本科专业工程力学本科生开设的专业交叉课程,对一流专业复合创新型人才培养课程体系构建具有重要支撑作用。为适应新时代高等教育改革发展方向,《汽车理论》课程大纲已经形成了具有“课程思政”、“新工科”、“工程教育认证”等时代特色的教学指导性文件。在此基础上,围绕“让课程优起来、教师强起来、学生忙起来、管理严起来、效果实起来”等一流课程建设中心指导思想,开展了基于高阶性、创新性和挑战度的汽车理论一流本科课程建设探索。

高校“双带头人”教师党支部书记工作室建设——以宁波大学力学与工程科学系教师党支部党建为例

党的基层组织是确保党的路线方针政策和决策部署贯彻落实的基础,作为高校基层党组织,党支部业务工作与党建工作相互融合、互相促进,是构建新时代高校基层党支部的一种新的工作模式,能够更积极发挥党组织的战斗堡垒作用和党员的先锋模范作用。从高校基层党组织的历史使命出发,阐述了高校基层党组织在高校中发挥的重要作用,探讨了高校“双带头人”教师党支部书记培育工程的重大责任,以宁波大学机械工程与力学学院力学与工程科学系“双带头人”教师党支部书记工作室建设为例,围绕力学一流专业建设和人才培养,总结概述了创建以后的工作方法和成效。

基于分子动力学的SiC化学机械磨削材料去除机理研究

为了研究SiC化学机械磨削的材料去除机理,采用Lammps分子动力学仿真软件建立O_(2)环境中SiO_(2)磨料化学机械磨削加工SiC的原子模型进行分析。仿真结果表明,O_(2)分子在磨粒的机械作用下和SiC表面的Si原子发生化学反应,生成SiO_(2)和SiO,并与C原子反应生成CO_(2)和CO。当磨削温度低于1200K时,磨削温度提高对SiC的表面活化能和O_(2)扩散速率影响较小,O_(2)消耗量约为300个,Si-O键生成数量约为370个。随着磨削温度提高到1600K,O_(2)扩散速率和化学反应速率提高,O_(2)消耗量超过340个,Si-O键生成数量超过440个。O_(2)浓度增大能够加快化学反应速率,Si-O键生成数量从376个增加到598个。当磨削深度从2A增大到6A时,原子去除数量从98个增加到265个,摩擦力增大2倍,同时磨削速度的提高能够提高材料去除率。基于分子动力学对O_(2)环境下SiC化学机械磨削的材料去除机理进行研究,发现SiC会和O_(2)发生化学反应,生成Si-O氧化膜和C-O气体,为SiC的化学机械磨削提供理论依据。

新工科背景下地方院校车辆工程专业新型人才培养机制思考--以宁波大学为例

针对全球汽车产业技术变革方向,结合宁波汽车制造业环境和长三角区域一体化发展,对照高等工程教育"新工科"建设和专业认证新风向,指出了宁波大学车辆工程专业的发展机遇,详细介绍了专业建设现状及存在的问题,并提出了车辆工程新型人才培养机制相关思路与举措。

工程认证背景下机械专业大类机电综合实训项目设计及开发

实训课程教学对机械工程领域专业人才的培养有着十分重要的意义。目前的机械专业类实训课程教学体系中存在实训内容单一、环节设计简单、过程相对简单枯燥、学生参与度与积极性低等问题,亟须改进。文章在工程认证的背景下,完成了机械专业大类机电综合实训项目的设计与开发。该实训项目包括悬臂梁动力学模型理论分析、测试系统设计及搭建、数据采集分析程序设计、信号处理分析。加强了课程的趣味性,使学生更深入地参与实训项目,加深了学生对课本知识的理解,提高了学生的工程应用能力。

国外先进教学资源在机械工程专业的嫁接实践

首先分析了高等教育国际化背景下制造类企业对毕业生知识结构的要求,介绍引进并应用国外优质教学资源的嫁接方法。针对国外优质教学资源在国内机械工程专业的嫁接工作,提出应用这一方法进行机械工程类专业嫁接改革的四条原则,叙述了按照这些原则实施的国外课程体系和课程内容的嫁接改革工作,并提出三条提升教师教学水平的措施。之后介绍该项教学改革工作在笔者所在学校的嫁接实践的初步成果,并给出解决对策。

新形势下地方高校创新型人才培育的实践探究——以宁波大学为例

在"大众创业,万众创新"的国家发展战略指引下,以及争创"世界一流大学和一流学科"的国家总体教育目标规划下,高校创新型人才的塑造与培养日趋显现重要性和紧迫性。宁波大学不断探索创新型人才培养的新思路和新方法,通过整合院系资源,创新课程设置、加大政策扶持和深化校地合作等多种方式,全方位构建系统的创新教育体系,畅通培养发展渠道,强化创新型人才的创新意识,增强实践动手能力。

工艺参数对机匣冷态强力旋压力学行为影响规律研究

针对航空钣金机匣材料难于成形,且成形后的产品精度难以控制等问题,本文以高温合金GH3030为材料,在阐明钣金机匣冷态强旋成形回弹理论与载荷作用机制基础上,使用SIMUFACT.FORMING有限元软件,导入实验室之前所得到的GH3030的本构方程,在软件中建立了航空机匣锥形件冷态强旋的仿真模型,分析了旋轮间隙、旋轮进给比、芯模半锥角等旋压参数对钣金机匣冷态强旋成形回弹与载荷的影响规律;采用正交实验得到了各工艺参数对回弹角度影响的主次规律,并在此基础之上得到最优工艺参数组合;采用BBD(Box-Behnken design)响应曲面设计实验方法,得到旋压过程中最大成形力与旋压参数的量化回归模型,并对回归方程进行方差分析,计算回归方程的多元相关系数、可信度以及精确度。最终结果表明:所得到的模型的可信度和精准度较高;在最终实验结果与仿真结果中取点验证,发现误差在10%以内,因此,回归模型较为精准。最后,进行了旋压实验,对比分析了仿真结果与旋压实验实测结果的回弹角度,其平均误差在6.2%以内,验证了仿真结果及回归模型的可靠性。研究表明:仿真分析的回弹角度与实验测得回弹角度变化趋势几乎相同,并且误差较小,控制在12%以内,表明仿真分析的结果能够较准确地展现旋压件的回弹规律。本文的研究结果为实现高温合金钣金机匣锥形件冷强旋的精确成形提供了理论指导和技术支持。

基于连续损伤力学的楔横轧芯部损伤建模及预测

楔横轧因存在芯部损伤累积行为而容易形成芯部疏松缺陷,准确预测芯部损伤形成条件对楔横轧轴类件高性能制造具有重要意义。开展了不同条件下的热拉伸试验,得到了影响材料损伤的主要因素;基于连续损伤力学,提出了耦合温度、应变速率和应力三轴度的损伤本构模型;开展了不同断面收缩率的楔横轧试验,标定了损伤本构模型的材料断裂阈值,并验证了损伤模型的预测精度;利用该模型预测了断面收缩率、展宽角、成形角对芯部损伤的影响规律,为参数选择提供参考。研究结果表明:温度、应变速率及应力三轴度都显著影响材料损伤行为,所建立的耦合损伤本构模型能较好地预测楔横轧芯部的损伤演化过程;楔横轧芯部损伤与成形角成反比,与展宽角和断面收缩率成正比,各参数影响程度由小到大依次为断面收缩率、展宽角、成形角。

基于OBE理念的工程热力学与传热学教学改革

为使学生获得独立思考、分析推导简化问题的能力,该文以OBE理念为基础,结合教学实践,首先从教学内容、教学方法、教学过程及教学考核体系等方面对如何提高工程热力学与传热学课程的教学效果进行改革探索,然后就如何优化课程的内容设计及其考核体系进行初步设计,从而调动学生的学习积极性与主动性,提高学生的创新能力。最终注重以学习产出为导向,以学生为中心,并形成“教学持续开展,改进持续进行”的传统,不断引导和推进专业建设与教学改革,从而保障和提高应用型人才的培养质量。

退火态增材制造AZ91D镁合金在极端条件下的力学行为

本研究使用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)制备了AZ91D镁合金(SLM-AZ91D),并对其进行去应力退火处理,采用微观组织表征与力学特性测试研究了退火态SLM-AZ91D镁合金在不同温度与应变速率等极端条件下的力学行为。结果表明:退火态SLM-AZ91D试样中主要包含α-Mg基体、β-Mg_(17)Al_(12)等相,不同区域的蜂窝结构存在明显差异,平均晶粒尺寸非常细小,仅为1.82μm,无明显织构;相较于打印态试样,退火态试样的平均显微硬度值提升了约26.7%;退火态试样的压缩流变应力在173~293 K时对温度不敏感,而在373~573 K时则表现出显著的温度软化效应;随着温度的升高,流变应力呈现下降趋势。尽管应变速率强化效应较弱,但退火态试样的流变应力仍随着应变速率的增大而逐渐增大。基于实验结果拟合了修正Johnson-Cook本构模型,该模型的计算结果与实验结果吻合较好。

汽车用2024-T351铝合金的动态力学行为各向异性

采用拉伸机、扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜(OM)等研究了汽车用2024-T351铝合金的动态力学行为各向异性与微观组织演变。结果表明,2024-T351铝合金表现出明显的各向异性且应变率对力学性能与微观组织有一定的影响。相同应变率下,0°方向上的应力最大,45°方向上的应力最小。在0°方向上,合金的抗拉强度随应变率的增加变化相对较小,而屈服强度、延伸率和断面收缩率呈现先增加后保持不变最后持续增加的趋势;在45°和90°方向上,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率与断面收缩率均随着应变率的提高呈现先增加后保持不变最后持续增加的趋势;90°方向相比于其他两个方向有着更强的应变率敏感性。拟合得到三个方向上的Johnson-Cook本构方程,其可以很好地预测2024-T351铝合金在各个方向上的动态力学行为。所有试样断口表面均有大小不一的韧窝,且应变率越高形成的韧窝就会越大且越深。断后晶粒尺寸与方向和应变率基本无关,但晶粒纵横比受方向和应变率的影响较大。

基于神经网络的连续球压痕法预测钢轨钢拉伸力学性能

神经网络在预测中具有灵活性和高效性,是当下机器学习领域的热门技术。强大的非线性建模能力使神经网络适用于各种复杂的数据模式。基于神经网络,采用连续球压痕法对RAT钢轨钢拉伸力学性能进行预测。以MATLAB软件和ANSYS软件联合仿真方式建立数据库,训练获得神经网络,在载荷位移和应力应变双重优化的前提下,通过遗传算法优化目标函数,得到预测结果。预测结果与拉伸试验结果误差较小,表明所提出的方法能够较好地预测钢轨钢的拉伸力学性能。

材料弹性常数关系推导在材料力学教学中的应用研究

弹性模量、剪切模量和泊松比等弹性常数是材料力学和弹性力学中重要的知识点,也是后续力学课程学习的基础。各向同性线弹性材料只有两个独立的弹性常数,因此其弹性模量、剪切模量和泊松比之间具有直接关联关系。在力学基础教学中充分利用这一关系的不同推导方法,可将相关力学知识串联融合,加深学生的理解,同时也可拓展教师授课的深度和广度。鉴于此,本文分别梳理了在单向拉伸应力状态、纯剪切应力状态和一般应力状态下各向同性材料弹性常数之间关系的多种推导方法,并揭示了该关系式实质上是各向同性线弹性体弹性完全对称性的反映,以丰富教学素材,培养学生举一反三的创新实践能力。

考虑复合故障和撞击力的滚动轴承动力学建模研究

滚动轴承是一种广泛应用于机械领域的零部件,动力学建模对提高滚动轴承性能具有重要意义。对由于滚动体与故障边缘接触而产生的撞击力激励函数进行推导,随着故障宽度及转速的增大,撞击力不断增大。建立一种考虑内外圈复合故障、撞击力激励函数、滚动体随机滑动因素的四自由度滚动轴承动力学模型,采用数值计算方法对动力学模型进行仿真求解。通过试验得到不同转速下滚动轴承的振动响应,验证动力学模型的正确性。

大学生共同富裕政策认同量表的设计与检验

大学生对共同富裕的政策认同情况直接影响着他们参与共同富裕实践的行为。基于政策认同理论构建大学生共同富裕政策认同概念,编制“大学生共同富裕政策认同量表”。通过分析浙江省26所高校的调查数据发现:问卷开发过程严谨,信效度良好;“四因子模型”具有良好的信效度;对后续开展大学生共同富裕政策认同研究具有启发意义。

内曲线液压马达定子曲线设计与动力学建模

定子是内曲线液压马达关键零件之一,其曲线形状对液压马达的性能和使用寿命具有重要影响。针对等加速型内曲线液压马达在运行过程中存在冲击较大的问题,提出一种基于五次多项式运动规律的定子曲线设计方法。通过对液压马达功能模块的受力分析,建立液压马达输出扭矩与零速区段幅角的量化关系,并在此基础上对零速区幅角进行了优化,结果表明,当零速区段幅角为0.5°时,定子曲线扭矩脉动率最小;进一步建立考虑定子磨损的液压马达动力学模型,并采用数值计算方法对该模型进行仿真求解;最后,通过实验方法研究不同转速下液压马达的振动响应,验证了理论模型的正确性。

用于机械化栽植的西兰花钵苗力学特性试验

为了降低西兰花钵苗机械化栽植过程中的破损率,避免栽植嘴已经运行到栽植位置而钵苗还未滑到栽植嘴的底部而造成移栽失败,该文采用正交试验的方法,以土钵体积（表示穴盘规格）、苗龄和含水率为试验因素,针对栽植过程农艺要求,进行了不同方案下土钵的抗压强度试验和钵苗沿栽植嘴壁面下滑的运动阻力系数测试。通过建立西兰花土钵与栽植嘴壁面碰撞过程接触力学模型,分析得到为避免土钵破损钵苗和栽植嘴碰撞时不同组合允许的最大相对速度。以栽植作业中避免钵苗破损,同时运动阻力不能过大为目标,采用综合评分法,得到适宜机械化栽植的4个土钵体积、苗龄和含水率组合,进而对这4个组合进行模拟田间栽植试验,得到最优的组合：土钵体积为中（穴盘规格为128）,苗龄为2-3片真叶,含水率约为63%。该研究为栽植机构的设计提供依据。

地下工程抗爆防震塌设计动力学机理讨论

在爆炸载荷下,反射拉应力波是导致混凝土防护结构震塌的主要原因。材料的动态抗拉强度是结构抗爆防震塌设计所必须考虑的主要参量,抑制或减弱拉伸冲击波的强度是防护结构设计的一个重要目标。研究了混凝土和钢纤维增强混凝土的动态力学性能以及它们结构的爆炸震塌响应。试验表明,高强混凝土C100的抗震塌能力还不如普通混凝土C40;加入体积含量2%的钢纤维可有效提高混凝土的强度以及结构的抗震塌能力;而且加入相同含量的钢纤维后,纤维增强C100混凝土的抗震塌能力与增强C40混凝土相比并无明显不同。应用一维应力波理论近似分析,揭示了抗震塌设计的动力学机理,分析表明,"三明治"复合层结构可以有效提高结构的抗震塌能力,此分析为设计具有更好抗爆能力的防护工程提供了科学依据。

新工科背景下“双一流”地方高校工程力学专业创新人才培养探索

新工科建设背景下,面对中国制造2025、数字经济和智能技术快速发展的机遇,“双一流”地方高校工程力学专业人才培养需要与时俱进。如何培养适应地方经济社会发展迫切需要的高素质拔尖创新人才,是工程力学专业面临的重大挑战。从新工科建设需要、目标定位、课程改革、赛学结合、科研发展、国际化等几个方面,阐述了对地方高校工程力学专业创新人才培养的关键问题的探索与实践,为推进工程力学专业拔尖创新人才培养模式改革、促进人才培养质量提高提供参考。