现代产业学院视域下专业学位研究生产教融合多元协同培养机制研究——以青岛理工大学为例

现代产业学院是落实党的二十大关于教育、科技、人才“三位一体”决策部署的人才培养新模式。文章在对现代产业学院战略定位与功能属性解读的基础上,结合青岛理工大学与山东省产业技术研究院产教融合多元协同培养专业学位研究生的生动实践,全面梳理当前产教融合协同育人的堵点痛点,提出产教融合应该坚持“四个导向”,构建政府、高校、企业、行业(协会)多元协同培养机制。

基于工程教育专业认证OBE理念的安全人机工程实验室建设研究与实施——以青岛理工大学为例

在工程教育专业认证背景下,高校实验室是开展科学研究、进行学生培养的重要场所。以青岛理工大学安全人机工程实验室建设为例,以学生为主体,对标面向专业认证的安全人机工程课程的知识目标、能力目标、素质目标进行实验体系建设,分享运行管理实践经验,让专业实验室在培养学生综合能力和保障学生身心健康方面发挥应有的作用。

面向工程教育专业认证的机械原理课程目标、过程考核与评价标准

工程教育专业认证是国际通用的工程教育质量保证制度,是实现工程教育国际互认的重要基础。课程建设是专业认证的出发点和落脚点,构建科学的课程目标、过程考核环节与评价标准是专业认证工作体系中的重要内容和必要环节。结合本校机械设计制造及其自动化专业开展工程教育专业认证实践,对机械原理课程进行了系统研究和设计,建立了能够与专业认证标准紧密关联的课程目标,以产出为导向,构建了面向能力指标的课后作业、讨论课、项目课、实验、期末考试等过程考核环节,并建立了突出能力考核的各环节评价标准。本研究为开展工程教育专业认证、进行课程目标和毕业要求达成评价奠定了基础。

基于物理台架的汽车人机工程学虚拟现实技术学习方式应用探索与实践

在工业4.0可持续发展和高校新工科的背景下,传统的高校教学模式难以跟上新产业和新经济的发展步伐。为了强化学生的理论知识与工程实践能力,在传统的汽车人机工程学教和学的基础上,结合工程应用场景提出了新的设计应用课题。我校通过建立一个系统平台,将汽车人机工程学教学内容融入虚拟现实的学习环境,让学生真实感受到整车设计过程。目的在于提升学生理论知识与工程实践相结合能力,对现有教与学的学习模式进行更新补充,对教与学工程应用环境模式进行变革完善。培养符合现代背景新领域的科技人才。

新工科背景下本科毕业设计的思考与探索——以青岛理工大学交通运输专业为例

文章分析了当前工科院校毕业设计存在的问题,以毕业设计为切入点,在新工科背景下,对工科本科生的课程体系建设、理论知识和工程实际的结合、如何提升工科学生科研素养及综合竞争力等方面做了深入的思考和有益的探索。

卓越班本硕连读新工科教育变革的探索——以青岛理工大学为例

新工科时代来临,这对我国高等工程教育来说既是机遇也是挑战,教育改革迫在眉睫,高校卓越班本硕连读培养模式也应作出相应变革。高校应向产教融合的高等工程教育改革大方向靠拢,在践行教育探索实践要求的基础上,进行特色创新,如研究生课程前置、双语课程增设、学习共同体构筑、综合能力培养及学科融合等,这些创新方式都将对推进高校人才建设具有重要意义。以青岛理工大学为例,以新工科为背景,以产教融合为指导方针,结合创新改革教育方法展开教育变革并对高等人才培养大纲进行调整有利于高校人才培养建设。

端面铣削工件表面粗糙度数学模型与实验验证

目的针对多种表面粗糙度影响因素的耦合作用使轮廓形成机理不清,导致表面粗糙度数学模型存在表面质量智能管控工业应用预测精度不足的技术难题,建立端面铣削工件表面粗糙度数学模型。方法首先,基于加工运动学机理和刀具几何学分析端面铣削工件表面轮廓形成机理,建立考虑刀具跳动的工件表面轮廓模型以及轮廓高度偏差关于铣削力的补偿函数,并通过卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)进行解析。其次,建立端面铣削表面粗糙度数学模型。最后,进行可转位面铣刀端面铣削ZG32MnMo的实验验证,分别采集轮廓数据与铣削力信号,建立以铣削力为输入、轮廓高度偏差数据为输出的铣削数据集,训练卷积神经网络解析轮廓高度补偿值并验证理论模型的准确性,对比分析考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型与CNN优化考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型的精度。结果CNN优化考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型对加工重叠区与非重叠区内沿刀具进给方向的轮廓算术平均偏差Ra的预测误差分别为18.71%和14.14%,与考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型相比,精度分别提高了10.61%和32.83%,CNN优化考虑刀具跳动的表面粗糙度数学模型对轮廓单元的平均宽度R_(sm)和支承长度率R_(mr(c))的预测结果与实验值吻合。结论考虑刀具跳动以及动态铣削力耦合作用边界条件的表面粗糙度数学模型能够有效预测端面铣削表面粗糙度,可为在质量管控工程中的应用提供理论指导与技术支撑。

面向工程教育认证的“三层次—四融合—三维度”课程教学改革与实践

坚持工程教育专业认证的三大理念,结合青岛理工大学安全工程专业建筑安全的特色,本文开展了面向工程教育认证的“三层次—四融合—三维度”的“火灾爆炸预防控制技术”课程教学改革与实践。首先进行面向“三个层次”的教学资源体系设计,然后开展了基于“四个融合”的教学模式优化改革,最后实现了“三个维度”的课程教学效果评价体系建设。本课程的研究成果可以为其他高校的安全工程专业火灾爆炸类课程改革提供建设思路。

智能网联汽车信息融合系统架构及关键技术研究

当前,全球汽车行业已进入新一轮转型期,智能网联汽车作为与科技行业全面融合的革命产品,其互联化和智能化将成为新的汽车核心技术。信息融合系统在减少多元数据处理难度,提高决策、执行响应时效,增强车辆的感知范围,提高汽车主动安全性方面起到至关重要作用,成为智能网联汽车快速发展的内在关键驱动要素。本文在综合国内外智能网联汽车全栈式解决方案的基础上,对智能网联汽车信息融合系统架构及关键技术进行概述,以期为后续研究提供借鉴。

液体辅助激光加工织构及表面摩擦特性研究

为了缓解切削加工钛合金等难加工材料过程中存在的刀具磨损等问题,采用激光器分别在空气介质和液体辅助条件下在YG6硬质合金刀具表面加工直线沟槽织构,在UMT直线往复摩擦磨损试验机上测试了不同工艺加工所得织构刀具的摩擦及磨损性能,通过体视显微镜对磨损形貌进行表征分析,采用计算流体力学方法对试验进行模拟仿真,并结合流体动力学分析,探究织构刀具在润滑条件下的减摩机制。结果表明:激光加工工艺显著影响硬质合金刀具表面在切削液润滑条件下的摩擦磨损行为,液体辅助激光加工所得织构表面表现出较好的抗摩擦磨损性能,摩擦因数相对于无织构刀具表面降低了78.2%,主要是由于在摩擦过程中刀具-工件接触区的油膜产生了较好的楔形效应,改善了摩擦过程中的润滑状态,提高了摩擦学性能。

基于手持示教笔的工业机器人轨迹演示示教方法

针对工业机器人传统示教方式存在示教交互性差和编程效率低、学习成本高等问题,提出一种基于手持示教笔的工业机器人轨迹演示示教方法。该方法首先通过手眼标定建立位姿追踪系统坐标系与机器人基坐标系之间的转换矩阵,提出基于迭代最近点(ICP)的标定精度优化方法,以提高手眼标定精度。然后,使用位姿追踪系统追踪手持示教笔的位置和姿态,并将其位置和姿态转换到机器人基坐标系下,通过以太网传输给工业机器人控制柜,从而控制工业机器人复现手持示教笔的轨迹。搭建了机器人示教平台,进行了工业机器人轨迹演示示教实验。实验结果表明,利用手持示教笔得到的位姿数据平均误差为2.19 mm,最大误差为4.57 mm,能够满足工业机器人示教需求。

退火处理对粉末床熔融Ti6Al4V合金腐蚀磨损性能的影响

研究了退火处理对粉末床熔融(Powder bed fusion,PBF)制备的Ti6Al4V合金在腐蚀环境中摩擦磨损行为的影响,由微观组织结构中α/α′相形貌及含量入手,分析造成PBF-Ti6Al4V合金力学性能和耐腐蚀磨损性能差异的机理。结果表明:相同热处理工艺下合金平行成型方向的强度和硬度高于垂直成型方向,随退火温度的升高,PBF成型内应力减小,相尺寸增大,合金的强度和硬度有所下降,且垂直和平行成型方向的差异减小。PBF-Ti6Al4V合金在Hanks体液中的磨损机制主要为磨粒磨损和粘附磨损。800℃退火处理的合金具有最佳的综合性能,XY面和XZ面摩擦腐蚀电流分别为4.04×10^(-7)和2.77×10^(-7)A/cm^(2),磨损量分别为21.97和19.99μm^(3)。

基于COWA的高校工程测量实验室安全管理灰色聚类评价

针对土木类、交通类、地质类等高校普遍关注的工程测量实验室的安全管理问题,结合青岛理工大学某工程测量实验室的特点,构建了涵盖6个一级指标、20个二级指标的安全管理评价指标体系,运用COWA算子对各指标进行赋权,然后采用灰色理论对各指标进行灰色聚类评价,创建了基于COWA和灰色聚类的工程测量实验室安全评价模型.通过具体实例分析,论证了该模型的可行性及有效性.

基于TD-Mask R-CNN的机械装配体图像实例分割

在机械产品装配过程中,为了准确识别机械装配体零件信息以减少零件漏装、错装等现象,提出一种改进的机械装配体图像实例分割方法TD-Mask R-CNN。首先,在主干网络ResNet101中引入可变形卷积(deformable convolutional networks, DCN)以增加网络模型的泛化能力;其次,使用Transfiner结构作为掩码分支以提高机械零件边缘的分割精度;最后,在Transfiner结构中引入离散余弦变换(discrete cosine transform, DCT)模块以提升模型对机械装配体图像整体的分割能力。实验结果表明,提出的实例分割方法在合成深度图像数据集和真实彩色图像数据集上得到的掩码平均精度(average precision, AP)分别为87.7%和92.0%,与其他主流实例分割算法相比均有所提升。

基于Simulink对机械臂可视化上料研究

自动上料设备可以通过现代化技术实现数据采集和分析,以优化制造流程,提高生产效率和产品质量,从而更好地实现智能制造。为了实现链板等零件的自动上料过程,文章介绍了机械臂的三维可视化人机交互平台模型的构建过程,以Gluon机械臂为分析对象,进行正运动学分析和逆运动学验证,并通过Simulink搭建了控制系统模型,实现了对Gluon机械臂的联合仿真。仿真过程中,对各关节的旋转角度、角速度以及末端执行器的齐次变换矩阵实时显示。通过验证,为后期搭建实物平台提供了可行性支撑,为进一步优化和完善系统功能奠定了基础。

思维导图在机械设计基础课程教学中的应用

以专业知识体系构建为导向,在CDIO、PBL、线上线下混合式教学等现代课堂教学改革中引入思维导图。根据专业培养目标对机械设计基础课程教学内容进行优化调整,并从课前准备、课堂讲解、课后回顾及教学活动等方面改革教学方案,调动学生主观能动性,培养创新思维与实践能力,提高教学质量。

项目教学法在机械工程专业英语教学中的应用研究

本文主要介绍了项目教学法,以及在机械工程专业英语课程中如何运用此教学方法。实践表明,项目教学模式可以显著提高学生的课堂效率,提高学生学习积极性,提升教学质量。而且,项目教学法贴合工程教育专业认证工作,以学生为中心,以学生能力培养为导向,有助于加强工程教育与实际应用的紧密结合,对于培养具有国际竞争力的工程技术人才具有重要的推动作用。

汽车方向盘发展前景分析——基于人机工程学

该文基于人机工程学对汽车方向盘的发展前景进行研究,剖析了人体工程学和汽车方向盘两者的关系,阐述了人体工程学在汽车方向盘设计中的重要作用。随着经济水平和生产力的提高,人们的消费重点开始向舒适化、美观化、简洁化方面发展,对人机交互界面也提出了更高的要求,因此,分析影响汽车方向盘设计的因素,研究其合理性与不足之处,预测未来产品的发展方向,对日后产品的改进以及设计方面的创新性突破有重要意义。

《金属切削原理与刀具》课程教学现状及改革措施

本文结合课程组长年从事金属切削原理与刀具课程的教学工作,对该课程的目前课堂气氛沉默、文学元素湮没、实践经历贫乏、考核方式单一等教学现状进行梳理,通过重构课程内容、丰富教学活动、开发教学资源、强化实践方式、多元教学评价等措施进行教学模式的改革和创新,从而有效调动学生主动学习热情,促进课程教学效果与质量的提高。

微量润滑工况下纳米粒子协同微织构对刀具切削性能的影响

目的探究微量润滑工况下纳米粒子与织构协同作用对刀具切削性能的影响及其变化规律。方法通过有限元数值模拟软件ABAQUS对不同工况下刀具的等效塑性应变、等效应力以及切削力的变化进行仿真和预测评估。同时,通过切削试验进行验证分析,并结合刀具前刀面的磨损状态、前刀面磨损区主要元素含量、切屑形貌及其变化以及已加工表面质量对刀具的切削性能进行综合评价,以探究纳米粒子与织构刀具的协同作用对刀具切削性能的影响机制。结果仿真结果表明,N-O-M切屑的等效塑性应变较小,切屑层较薄,与N-O-T相比,最大等效应力值降低了26.4%,平均切削力为232N,刀具减摩效果最为明显;不同工况下平均切削力误差均控制在10%以内,试验值与仿真值高度一致;N-O-M磨损面积仅为1.95×10^(-2) mm^(2),刀具表面无明显的黏结物和崩刃现象,磨损面积仅为N-O-T的39.8%;N-O-M切屑卷曲半径最小,已加工工件表面脊线较长,工件表面质量较优。结论微量润滑工况下纳米粒子与表面织构的协同作用对提高刀具切削加工性能具有重要意义。微液滴在一定的压力下能渗入刀-屑界面接触区形成液膜,织构沟槽中的纳米粒子随着液膜中润滑介质的流动能够周期性释放到摩擦副的接触表面,持续作用于切削区域改变原有的摩擦接触状态和润滑方式,促进摩擦副间摩擦形式由滑动摩擦向滚动摩擦状态转变,实现减摩降磨的目标。