新工科背景下通过竞赛驱动跨学科工程训练的改革研究

为了应对工程教育在适应新工科建设过程中遇到的新挑战,一种新的跨学科工程训练模式应运而生。此模式以竞赛项目为教学主线,通过系统优化教学目标、课程结构、教学内容及评估标准,增强教学的精准性与实效性。实施该模式旨在培养出具有多学科知识背景、创新思维和卓越团队协作能力的工程师。这种竞赛驱动的跨学科工程训练策略为工程教育改革提供了可行的路径与参考。

工程训练中心教学中的安全教育

基于高校工程训练中心特殊的教学内容,提出将其作为学生安全教育平台,深化安全意识的培养。结合近年来我校工程训练中心在安全教育中的一些探索,对确保工程训练课程的安全性和建立学生自身安全意识的具体措施进行了讨论。

关于现代工程训练中心建设的几点探索

现代工程训练中心是以培养学生创新意识、动手能力和协作精神为目的的实践性教学基地,建设好工程训练中心,充分发挥它在21世纪人才培养中的作用,已成为目前高等教育必须重视的问题。我们应该在更新观念、注重创新教育;突破传统的教学模式、营造培养创新人才的新模式;建设一支高素质的具有创新精神的金工教学教师队伍方面做一些扎实有效的工作。

工程训练中心在工程教育中的基础平台作用探析

深刻认识到工程教育在高等教育中的重要性,加强工程训练中心的建设和管理的必要性,如何充分发挥工程训练中心在工程教育中的基础平台作用的实践与探索。

基于大学生创新能力培养的工程训练课程教学模式的探索

作为本科院校新设的实验创新训练课程,其目的在于全面推进高校创新创业教育的改革。学生创新精神和实验能力的培养是满足现今社会发展对人才培养需求的必然趋势,然而在高效教育中却依旧存在较多的问题,主要包括重理论轻实践、重个案轻系统和重体系轻保障。本文通过分析地方本科院校实验创新训练课程教育存在的问题,对实验创新训练课程教学模式的改革进行探究。

试论高校教师专业成长的新视点——基于现代工程训练的视角

面对素质教育下培养基础宽、能力强、素质高和具有创造性的复合型和应用型人才的教育改革的要求,就如何提高工程训练中心教师的专业指导技能,以适应培养学生创新意识和动手能力的探索和实践作了阐述。

工程训练与理工科学生整体素质的培养

工程实践是理工科学生在校期间最重要的教学活动之一 ,工程训练基地是科学知识和科学技术推广、普及的基地。因此 ,学生需要在特定的工程环境中锻炼和熏陶 ,培养初步的工程素养 。

3D打印技术与ProENGINEER软件结合的工程训练研究

本文根据实习教学体会,将三维造型软件ProENGINEER与熔融挤压成形工艺引入到3D打印技术工程实训中。文中循序渐进使用简单三维造型、模型近似处理以及熔融挤压成形工艺过程,在有限的时间内完成了该工艺的实习教学,学生理解并掌握了3D打印技术工艺实习的基本要求,收到了良好的效果。示讲与示演相结合的方法既激发了学生学习新技术新工艺的兴趣,又提高了他们将数字模型转化为实物模型的工程应用能力,对完善高校实验训练模式到了一个参考和借鉴作用。

相场法模拟增材制造及焊接过程中显微组织的研究进展

增材制造以及焊接过程都是多物理场耦合的复杂过程,难以采用试验方法直接观测熔池显微组织的演变过程。随着计算材料学和数值模型的快速发展,从数值模拟出发研究凝固过程中的显微组织演变成为可能。对比分析了几类常用的显微组织模拟方法,其中相场法在晶粒形貌模拟准确性上具有独特的优势。综述了相场法在增材制造及焊接领域模拟显微组织的应用现状,并对未来的研究方向进行了展望。

工程训练课程思政元素教学设计——以激光内雕技术为例

以《激光内雕技术》课程为研究对象,从教学目标、课程设计思路、教学方式方法等方面,将思政元素与工程训练课程进行融合。将思政元素引入教学内容与教学管理过程中,在实践教育体系中进行思政隐形教育,实现构建“三全育人”的大格局。

汽车用镁合金纯剪切变形工艺的模拟分析

为了弱化织构和细化晶粒以改善AZ31镁合金材料综合力学性能,设计了纯剪切挤压变形工艺。通过Deform 3D软件对该工艺进行模拟分析。结果显示,通过该挤压剪切变形,镁合金材料呈现不对称性流动,变形主要集中在材料外侧。随变形程度增加,应变向内部延伸扩展,进而形成较大剧烈塑性变形,弱化织构和细化晶粒,有利于镁合金综合性能提高。

基于改进Mobile-UNet的轻量级瞳孔分割算法设计

偏心摄影视力筛查设备是屈光状态快速检测应用的重要手段,瞳孔图像分割是其成像算法的重要内容。针对嵌入式设备计算资源有限和瞳孔分割精度低等问题,提出一种基于改进Mobile-UNet的轻量级瞳孔图像分割算法。算法基于U-Net改进,采用倒残差线性瓶颈模块初步轻量化。通过分组卷积降低参数,利用通道混洗打开组间通道,并引入自适应参数融合并行注意力机制提升分割性能。此外优化损失函数增强对边界的注意。实验结果表明,与MobilenetV2相比模型参数量减少90%,浮点运算次数增加19%,但分割性能显著提升;与U-Net相比模型复杂度大幅降低且分割性能提升。相比其他算法该模型的复杂度和分割性能均表现出优势,实现轻量且高效的分割。

激光内送粉变姿态熔覆非水平熔池流场的数值模拟

目的提高激光内送粉变姿态熔覆层成形质量,对变姿态熔覆时非水平熔池流场随基板倾斜角的演变规律进行研究。方法首先,利用FLUENT软件中离散相模型对喷嘴流场进行模拟,获取粉末频次的分布规律。其次,采用流体体积法耦合熔化/凝固模型对熔池流场进行计算。通过施加质量源项引入同步送粉,施加能量源项模拟激光热输入,选取姿态角为30°、60°、90°进行计算,对熔池流场及熔覆层界面进行追踪分析。最后,基于激光内送粉熔覆工艺进行实验测定。结果粉斑内粉末量呈“中间均匀,两端密集”的分布规律。熔池流动为“双环流”分布特征,但流动方向受重力影响,产生偏转。取3种姿态角计算时间同为0.3 s时,熔池中心处流体的偏转角分别为2°、4°、6°,并且随着倾斜角的增大,熔覆层高度分别增加了0.28%、0.83%、1.45%,熔覆层宽度减小了1.19%、1.28%、1.73%,熔覆层顶点偏移量增大到48.08、86.54、105.76μm。最后结合实验测定,数值计算与实验结果一致。结论Marangoni应力使得激光内送粉熔覆熔池流体产生由中心向边界流动的“双环流”分布特征,非水平熔池流动方向受重力影响产生偏转。随着基板倾斜角增大,熔覆层截面高度增加、宽度降低、顶点偏移量增加。为提高不便摆平非水平基面的激光内送粉变姿态熔覆再制造成形质量提供了指导。

工程机械液压稳定系统动态特性与实验研究

为了提高装载机整车结构的可靠性与稳定性,设计了一套具有蓄能器、电磁换向阀、可调节流阀的液压行驶稳定系统,建立了简化的整车动力学模型,分析了蓄能器的容积和预充压力对油缸刚度的影响,研究了不同车速、不同载荷等参数下整车结构的刚度变化规律。仿真结果表明加入行驶稳定系统之后,满载和空载工况下垂直方向车架的振动加速度得到了明显的降低。实验结果表明,蓄能器能够较好的跟随液压系统完成工作任务,起到了较好的减震效果。经过正交实验得到了蓄能的性能参数MAP图,为控制策略设计提供了数据参考。

保护气氛热处理中的氧化脱碳

分析了钢铁零件在加热过程中产生氧化脱碳的原理,指出SKS51和SAE8660钢锯链切齿片在850℃甲醇滴注气氛中将出现脱碳现象,采用碳势控制技术能获得优良的热处理质量,表面无明显脱碳。

CAD/CAM技术在数控加工中的应用

CAD/CAM技术的发展与应用以及其强大的功能,从多方面介绍在现代化工业生产中CAD\CAM的重要性。

机械《创新设计》实验课程与大学生创新思想培养的研究与探索

本文基于以慧鱼创意组合模型为载体对机械《创新设计》实验课程进行设置,并对实验课程内容方法步骤及所取得的效果成果进行了详细的阐述,指出机械《创新设计》实验课程的开设有利于大学生创新思维和创新能力的培养。

机械热运行过程中机械结构用Fe-44%C钢贝氏体形成模式分析

对奥氏体化后机械结构用Fe-44%C钢进行不同温度的等温淬火,研究机械热运行过程中贝氏体的形成模式。结果表明,等温淬火温度小于200℃时,Fe-44%C钢中形成的贝氏体基本上都是单独的棒状组织。淬火温度高于200℃时,钢材组织中形成的贝氏体基本上都是束状组织。在200℃淬火较长时间时,组织中的α相对应为贝氏体组织,等温时间较短时,α相主要对应于马氏体组组织。

扫描方式对中空环形激光熔覆层残余应力及基板变形的影响研究

目的揭示激光熔覆过程基材变形演变机理,同时研究不同扫描方式对中空环形激光熔覆层残余应力分布及基材变形的影响规律,以期减小熔覆层残余应力,控制基材形变量。方法利用有限元分析软件ANSYS APDL编程语言,首先建立单道模型,探究了熔覆过程基板变形演变机理;其次建立单层多道有限元模型,模拟了6种不同扫描方式对激光熔覆层残余应力分布及基材翘曲变形的影响。基于“光束中空、光内送粉”熔覆工艺,开展了基板翘曲变形量实验研究。结果数值模拟结果表明,基板在激光熔覆起始阶段产生了背向光源的弯曲变形,随着冷却的进行,开始转变为面向光源的翘曲变形。以减小熔覆层残余应力为评价指标,获得不同扫描方式的优越性排序为:沿长边往复扫描方式>沿短边往复扫描,外螺旋式扫描>分块式扫描>内螺旋式扫描>往复扫描。从降低基板翘曲变形程度来看,不同扫描方式的优越性排列为:沿长边往复扫描方式>沿短边往复扫描,分块式扫描>内螺旋式扫描>外螺旋式扫描>往复扫描。实验测量结果表明,基板变形程度的趋势与数值模拟结果一致,验证了数值模拟的正确性。不同扫描方式下,熔覆层残余应力水平与基材翘曲变形程度基本呈正相关趋势。结论采用分块扫描方式可以显著降低熔覆层残余应力分布,改善基材翘曲变形程度,为提高中空环形激光熔覆成形质量路径规划选择提供参考。

离焦量对中空环形激光熔覆层温度场及应力场的影响

为减小光内送粉激光熔覆层的残余应力,研究了不同离焦量对熔覆层温度场和应力场分布的影响规律。采用数值模拟与实验验证相结合的方法分别对离焦量为0、-1 mm、-2 mm、-3 mm、-4 mm的温度场及应力场进行了研究。结果表明:采用负离焦量的温度分布更为均匀,熔覆层内的残余应力更小;离焦量增大时,激光扫描方向上的残余应力随熔覆层深度增大逐渐减小。