基于校企联合实验室的数字艺术设计类专业人才培养路径研究——以广东理工学院为例

为了进一步培养出符合企业需求的数字艺术设计类专业人才,同时解决企业专业人才缺乏的问题,文章基于校企联合实验室,从合作背景、人才培养内容建设、教学体系设计等方面入手,探索数字艺术设计类专业人才培养路径。

新工科背景下机械类专业实践教学“金课”建设探索--以广东理工学院为例

新工科背景下机械类专业实践教学“金课”建设是现代应用型高校专业建设的主要方向,对高校课程体系构建和学生专业实践能力培养都具有重要意义。根据制造业对专业技术人才知识、能力和素质的要求,广东理工学院从2017年开始对机械类专业理论和实践教学方面进行了改革。2019年,学校按照新工科要求对机械类专业进行全面的改造和升级,制定新的人才培养方案,优化课程体系和知识结构,重点改革校内实践教学模式,把实践教学中的课程设计和实训项目整合成一个综合性的实训项目。这个项目把理论设计与实践操作融为一体,不仅提高了学生的实践能力和创新能力,而且锻炼和提升了指导老师的实践教学能力。

基于Petri网的模具制造业生产流程仿真优化

以某模具厂为例,对其生产流程的时间周期和成本瓶颈进行了分析诊断。采用信息化及企业与部门间相互协作优化其生产流程瓶颈,对其冗长的生产制造流程进行了时间周期和成本优化。选择Petri网作为建模工具,建立了某厂的玩具手枪模具从获取订单到模具产品制成的生产流程Petri网模型。着重针对产品制造生产流程,选择流程周期时间为参数,应用ExSpect软件进行仿真诊断分析,对旧的生产流程进行了重组,获得了新的生产流程模型。新的生产流程生产时间周期由140 h缩短到了约71 h,时间周期明显缩短,大幅度提高了制造的生产流程执行效率;同时仿真结果的方差表明,处理过程的不确定性也有所降低。总体上提高了生产效率,实现了生产流程的优化。

人工智能背景下数字孪生在自动化专业教学中的应用

为弥补自动化专业在传统教学中存在的缺陷与不足,进一步提高教学质量和学生的创新能力,文章以自动化专业的教学为基础,通过分析传统自动化专业教学中存在的缺陷与不足,应用数字孪生技术的优势,建立数字化虚拟教学平台,模拟自动化设备在实际环境中的运行情况,实现自动化设备的数字化操作和运行,有效缓解了当前国内教学资源紧张的现状与传统落后的培养方式之间的矛盾,突破现实教学中时空的限制,做到低成本、高效率、无污染的科学知识的传递,达到提高实践教学、培养学生创新和解决问题能力的良好效果,为人工智能的完善提供良好的人才储备。

基于STC89C52单片机的智能车位锁设计

针对城市停车难、车位被占的问题,介绍了一种基于单片机的智能车位锁的设计方案。以STC8952单片机为控制核心,搭配超声波测距模块、蓝牙通信模块、继电器、车位锁、手机等器件,可以通过手机App及超声波测距对车位进行上锁和解锁。测试结果表明,该系统成本低、操作简单、运行稳定,具有一定的实用价值。

基于AT89C52单片机的智能家居护眼台灯系统设计

针对目前台灯功能单一的问题,提出了一种智能家居护眼台灯的设计与实现方法。以AT89C52为主控制芯片,以ESP8266 Wi-Fi模块为辅助芯片,搭配人体红外模块、按键模块等,既能自动、手动调节台灯亮度,也可通过手机远程控制台灯亮灭,还能根据周围环境亮度自动调节台灯亮度。测试表明:该系统成本低、操作简单、运行稳定,具有一定的实用价值。

梯度蜂窝力学行为及其多目标优化设计

梯度蜂窝因具有优异的力学性能及耐撞性受到了广泛的关注。以蜂窝的耐撞性指标为优化目标,在梯度蜂窝的设计空间内,直接采用多目标优化算法确定梯度蜂窝每层的具体参数。采用多目标优化设计方法将会得到多组最优的蜂窝梯度参数,这些参数形成一个解集,根据蜂窝不同的应用场景,可以选取合适的梯度参数。以正六边形蜂窝为研究对象,将均质蜂窝分成4层进行梯度优化设计。将NSGA⁃Ⅱ算法推荐的梯度蜂窝与均质蜂窝进行对比研究,结果表明,梯度蜂窝可以在小幅提高总吸能(EEA)与比吸能(SSEA)的同时大幅改善初始峰值力(PPCF),最大的改善程度达到7851%,证明了采用这种方法进行梯度设计的优势。

立式双搅龙TMR制备机混料系统仿真分析与试验

针对目前国内全混合日粮制备机在制备饲料过程中易出现搅拌死角和物料挂壁现象所造成的混合均匀度低、投料效果差等问题,制定了一种牵引式全混合日粮制备机的总体方案。采用motion分析和EDEM软件对混料系统中物料的运动轨迹进行分析并对各时间段的混合均匀度进行分析。为验证制备机工作性能,以8、11、14 min三个时间段的混合均匀度和投料均匀度为试验指标,采用筛分法和称重法对制备机的混合均匀度和投料均匀度进行性能检测试验。结果表明:搅拌11 min时,混合均匀度达到了94.26%,比搅拌8 min时的混合均匀度高7.30%,比搅拌14 min时混合均匀度低1.01%,综合考虑,建议牧场在制备泌乳牛日粮时将搅拌时间控制在11 min左右。

Ce-La添加量对汽车用Al-Si-Cu-Mg-Ni合金组织与力学性能的影响

对Al-Si-Cu-Mg-Ni合金中添加了不同量的Ce-La复合稀土,通过显微组织观察、力学性能测试研究了不同Ce-La复合稀土添加量对铸态Al-Si-Cu-Mg-Ni合金组织与力学性能的影响。结果表明:未添加稀土的Al-Si-Cu-Mg-Ni合金中有大量块状的初生Si相和针状共晶Si相存在。随着Ce-La复合稀土添加量的增加,合金中的初生Si相直径和共晶Si相尺寸先减小后增加。Ce-La稀土添加量为0.4wt%时,合金中的初生Si相直径和共晶Si相尺寸最小。随着Ce-La复合稀土添加量的增加,Al-Si-Cu-Mg-Ni合金的抗拉强度和伸长率先升高后降低,Ce-La复合稀土添加量为0.4wt%时,合金的抗拉强度和伸长率均达到最大值,分别为296.5 MPa和2.9%。

新工科背景下机械工程领域紧缺人才培养机制探索与实践

课题组分析了新工科背景下机械工程领域紧缺人才需求,结合地方产业规划和行业背景,充分发挥各专业特点,结合办学定位、专业特色和服务方向等,通过修订招生简章与人才培养方案,提高教学团队教学水平,改革课程教学以及创新实习实训、综合实习模式与毕业设计模式,对紧缺人才培养机制进行探索与实践。结果表明,该教学模式优化了人才培养机制,促进了人才培养水平的整体提升,毕业生普遍得到了用人单位的好评,为社会建设输送了更多紧缺人才,教改成效显著。

组合微织构刀具切削钛合金仿真研究

为提升刀具切削钛合金过程中的切削性能,考虑微织构形貌之间的交互作用,设计了微坑-微槽组合微织构刀具,并利用DEFORM-3D有限元模拟软件模拟组合微织构刀具切削钛合金的过程。以微织构刀具的刀具前角、切削速度和背吃刀量为因素变量设计了三因素三水平的正交试验,分析各试验因素对切削过程中主切削力的影响。结果表明:在组合微织构刀具切削钛合金过程中背吃刀量对切削力的影响最大,刀具前角次之,切削速度对切削力的影响程度最小,其最优组合为刀具前角为10°,切削速度为60 m/min,背吃刀量为0.1 mm;同时,组合微织构刀具在切削钛合金过程中,背吃刀量越小,切屑的卷曲程度越好;在不同背吃刀量的条件下,刀具前角对切屑形态的影响较为明显。

基于多条件反馈调节的车辆悬架分级控制

针对车辆悬架的传统控制系统难以兼容多个影响参数的问题,提出了一种基于多条件反馈调节的车辆悬架分级控制策略,该策略在PID控制系统的基础上引入了簧载质量加速度、非簧载质量加速度和路面激励这3个影响车辆悬架综合性能的因素。利用多个控制器分别组成了多个控制回路,选取簧载质量加速度作为主控制回路的控制因素对车辆悬架性能进行直接调节,选取非簧载质量加速度和路面激励作为2个辅助调节回路的控制因素,对主控制回路中PID控制器的控制参数进行二级调节,实现了多个控制回路的同时反馈控制,充分利用了影响车辆悬架性能的多个因素,使得车辆悬架PID控制器参数始终处于设定范围内的最优区间,能够更好地满足当前路面条件和行驶状态。仿真结果表明,在单凸起路面上,优化后控制系统的簧载质量加速度衰减到0的时间为0.8 s,相比于被动悬架和PID控制时间分别缩短了77.1%和60.0%;在正弦波动路面上,优化后控制系统的簧载质量加速度相比于被动悬架和PID控制分别降低了58.3%和35.1%。同时,在随机等级路面上簧载质量加速度、动挠度和动载荷也得到了明显改善,车辆的驾驶舒适性和行驶安全性得到了明显提高。

高性能数控激光切割机进给误差补偿方法研究

数控激光切割机是现今制造工业应用范围较为广泛的大型设备,内部进给系统由于振动、偏斜现象的存在,使得进给误差无法避免,若是不对其进行补偿,会影响切割机的应用效果,故提出高性能数控激光切割机进给误差补偿方法研究。深入分析切割机进给误差来源,确定进给误差组成公式(定位误差+力变形误差),阐明定位误差与力变形误差的测量方式,获取同一时刻多个测量点的进给误差数据,利用加权平均计算最终需要补偿的进给误差,结合硬件设备与软件设备制定进给误差补偿程序,执行制定程序即可实现进给误差的有效补偿。实验数据显示:应用提出方法获得的进给误差补偿结果与预期进给位置一致,进给误差补偿响应时间最小值为0.1 s,充分证实了提出方法进给误差补偿性能更强。

冷变形及时效对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响

通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子拉伸试验机等研究了冷变形和时效处理对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响。结果表明:合金冷变形过程中没有发生相的转变。随着冷变形量的增加,合金的晶格逐渐向<011>方向旋转。合金冷变形后时效会析出均匀分布的细小针状α相,α相与β基体具有非常良好的共格关系,这有助于合金性能的提升。冷变形时效合金以时效析出强化为主,形变强化为辅。冷变形会促进时效析出,冷变形量越大,时效析出强化效果也越明显。60%冷变形时效处理的合金最大抗拉强度达到了1786 MPa。

基于PID算法的电动舵机控制系统仿真与优化

针对微型无人船现有电动伺服系统存在动态响应速度慢、控制精度差、可靠性差等缺点,通过对无人船电动舵机控制系统总体方案的分解,对系统组成和工作原理进行深入的阐述,在机械结构实现的前提下,将控制系统总体方案的硬件和软件进行细化,确定硬件和软件的各个功能模块,实现对电动舵机的智能控制。在传统舵机控制方案的基础上,提出了一种闭环反馈控制算法,结合仿真结果对算法进行优化分析,进一步优化电动舵机的控制效果。试验结果表明,所提出的闭环反馈控制系统能够满足无人船电动舵机的快速性、稳定性等性能指标要求,通过算法的优化,电动舵机控制在稳定性、响应速度、控制精度上都有较显著的提升。

基于数字孪生技术的农机耕作过程可视化系统设计与实现

在目前的农机作业管理中,仍然存在农机的运行状态难以实时监测、耕作过程参数难以准确把握等问题,对农机作业效率造成了较大的影响。基于此,数字孪生技术被引入到农机耕作过程中。文章提出了一种基于数字孪生技术的农机耕作过程可视化系统,对系统需求进行了分析,对系统架构、可视化界面进行了设计,旨在提高农机作业效率和农田管理水平。研究结果表明,农机耕作过程可视化系统的设计与实现,主要是通过物联网技术和传感器技术对农机的运行状态和耕作过程参数进行实时采集和监测,并利用云平台和数据分析算法进行处理和分析。同时,通过虚拟现实技术和三维模型的建立,能够将耕作过程的关键步骤和农机运行状态以可视化的方式展现给农机操作人员和管理人员,使其实时监控农机状态,及时发现和解决问题。该系统的设计与实现不仅提高了工作效率和农田管理水平,也为数字农业耕种和农机推广工作提供了理论基础。

气动夹具系统改进设计

某机加工企业因业务发展需要新接收一批零件,但该企业现有气动机床夹具设备不能胜任其定位及加工精度要求,在不增加过多成本的基础上,对现有气动夹具系统改进设计做详细论述,并给出各设计环节的气动系统图、设计说明及设计完成后的气动夹具总图。将设计完成后的夹具系统在Automation Studio 7.0 Professional软件中建模并仿真,分析各缸线性位置-时间关系;各缸起步伸出时在0~50 mm范围内3个缸同步,有效提高了设备的生产效率。在51~250 mm长度范围内夹紧缸运动速度开始降低,实现定位缸先定位。退出时由于夹紧缸垂直布置原因,在250~233.69 mm范围内出现微小波动,其波动范围在16.3 mm;由于此段为各缸退出段,对零件加工精度无影响。正常工作后各缸运行平稳,波动现象消失,满足加工要求。最后将改进后的气动系统和原系统作对比分析,结果表明:改进设计后的气动系统不仅能够完全胜任新零件的加工精度要求,且有效避免了原设备故障率高、维护保养困难、设备成本高、噪声大的诸多不足。

机床夹具气动系统的改进

某机械加工厂新接收一批零件,现有机床夹具设备不能满足加工定位要求。针对这一问题,在分析现有机床夹具气动系统原理,不增加过多成本的基础上,对机床夹具气动系统进行改进。介绍了改进方案,进行仿真分析,并对改进前后机床夹具气动系统进行对比。对比表明,改进后的机床夹具气动系统不仅能够满足新接收零件的全部加工要求,而且在气动元件使用量、后期维护保养方面均明显优于改进前。

基于物联网的交通运输管理系统设计

随着交通运输需求的不断增长,传统的管理方式已经无法满足高效率的需求。基于物联网的系统可以实时监控和控制运输过程,有效减少人工干预,提高工作效率。基于物联网的交通运输管理系统采用感知层、传输层、处理层和应用层等分层架构,以提高系统的可靠性和灵活性。系统通过安装各类传感器设备收集交通相关数据,利用LoRa无线通信技术进行可靠数据传输,并通过应用云计算平台,对交通数据进行分析处理。系统具备车辆调度、路径优化、监控预警等功能,以提高交通运输效率,降低交通运输运营成本。通过集成测试,基于物联网的交通运输管理系统在路径优化方面表现良好。测试结果显示,该系统优化后交通运输配送距离减少,交通运输管理效率得到了显著地提升,证实了该系统具备较高的实用性和有效性,能够对交通运输管理产生积极影响。

基于ANSYS Workbench的行星齿轮减速器仿真分析

随着光纤激光应用的成熟和普及,在汽车制造、船舶、医疗和航空航天等方面得到广泛的应用。为了进一步提高光纤激光设备的高可靠性、高稳定性和高效率,有必要对行星减速器进行有限元分析和模态分析。通过建立行星齿轮减速器的简易模型,以行星齿轮减速器为研究对象,分析其传动过程中的载荷及工况,利用三维软件ANSYS建立行星齿轮减速器的三维模型,并将模型导入至有限元分析软件ANSYS Workbench中,对三维模型进行了静力学有限元分析和模态分析。试验研究表明,整个行星减速器的等效应力和应变主要分布在太阳轮与3个行星齿轮啮合处,且最大应力发生在太阳轮的齿根圆角处,其最大值为119.64 MPa;最大应变发生在啮合齿轮齿根处,最大位移发生在太阳轮齿轮顶部,其最大值为9.75×10^(-3)mm;行星齿轮减速器的模态结果主要表现为行星齿轮的扭转变形,其设计结果满足要求。