离心式清洁风机的优化设计

针对纺织车间中清洁风机气动性能不足的问题,采用数值模拟与试验结合的方法对其进行研究。以静压、风量和效率为主要参数,采取分组优化的方式分别对叶片叶形和进出口安装角进行设计,并通过数值计算对各方案风机的气动性能及其流场进行分析。结果表明:Bezier函数拟合的新叶形,叶片流道面积增加9.4%,迎风面曲率和宽度的加大,使得叶道内流场分布优于原叶片,压力分布更趋平滑,对静压提升效果最明显,相比原风机增幅为10.9%;以降低流力损失为目标,通过粒子群寻优法知,进出口角的适当改变对风量、效率的提升效果最明显,相比原风机增幅分别为7.2%,5.1%。结合两组方案的最优解,确定最终风机模型。优化后风机的静压提高12.9%,风量提高8.1%,效率提高7.2%,大于分组设计中各方案单一优化的结果,符合实际生产需求。分组优化可以避免各动静部件之间的协同干涉作用,最大限度的提升风机性能。

课程思政协同育人机制与实施路径探索

基于新时代高校“培养什么样的人,为谁培养人”的核心问题,围绕如何将高等教育从知识与能力的维度推进到价值维度,回归教育“初心”的宗旨。结合工科学生的特点,针对目前存在的人文思想和专业教育的不匹配,思政教育和专业教育的融合不够等问题,根据中国工程教育的要求,系统梳理和深度挖掘专业课程的思政元素。从科学思维方法、工匠精神和爱国情怀等多角度形成与专业课程知识密切相关的思政教学案例库,融合学校百年历史,改进教学手段,引入校企协同育人机制,全方位开展课程思政实践,实现价值引领,为国家智能制造装备业培养卓越人才。

桥门式起重机轨道检测技术研究

提出一种桥门式起重机轨道检测的方法,开发了相应的轨道检测系统。该系统主要由全站仪和轨道机器人两部分组成,轨道机器人沿着被测轨道行进时,全站仪实时追踪机器人的位置。根据采集的数据,重构出轨道顶面中心线的空间形状,对其变形程度进行检测,以便及时维修或者更换。检测系统的测量精度可达±2mm。

微细管道内壁三维测量技术研究

提出了一种适于管道内壁缺陷检测和三维测量的计算模型和测量方法 形貌检测器在驱动机构的带动下沿着管道轴线行进时 ,按照控制指令对管道内壁任意截面进行图像拍摄 通过对图像的处理 ,提取出截面上离散点的图像坐标 ,再结合对CCD摄像机标定得到的参数 ,计算出截面环上各离散点在三维坐标系中的位置 ,从而重构出该截面的形状 ,完成管道内壁的检测 。

盾构机虚拟培训关键技术

基于虚拟现实交互技术,开发了适于盾构机隧道施工操作的虚拟培训系统。采用成组混合LOD技术生成了盾构虚拟样机模型,并构建了盾构机挖掘隧道的虚拟三维工作场景。通过对模型和场景的优化,使其场景效果更加逼真,交互操作更为流畅,模型加载效率提高了75%以上。该虚拟培训系统同时集成了施工经验、维护经验等数据库,为盾构施工培训提供了强有力的工具,大大提高盾构施工人员的培训效率。

基于曲线拟合的圆锯片变形检测算法

对大型金刚石圆锯片的内应力检测是通过测量其变形来实现的,而检测过程中圆锯片的振动会引起测量结果的波动。为了提高检测精度,本文提出了一种基于曲线拟合的圆锯片变形检测算法。首先利用固定滑窗移动的方式对定量的数据进行重构,形成新的数据结构,然后对新的数据结构进行正交多项式曲线拟合以降低噪声。根据此算法建立了圆锯片变形检测装置,并对直径为1 700 mm的锯片进行了测量。实验结果表明,该算法降低了检测系统及圆锯片本身振动带来的变形误差,检测精度可达0.02 mm。

盾构机关键部件快速设计技术研究

提出了盾构机关键零部件的一种快速设计方法。首先创建一个互动的设计环境,结合盾构设计和施工的经验,以及相关的实验数据,快速建立两种及以上刀盘及驱动装置虚拟样机模型。然后对不同结构的零部件及整机进行仿真分析并比较,从而得到合理的结构。最后通过虚拟操控,检查各运动部件的干涉情况并进行改进。快速设计的使用降低了技术人员经验造成的影响,提高了刀盘及其驱动的设计效率和设计质量,产品开发周期缩短了30%以上。

盾构机盾尾间隙检测技术研究

为了研究盾构施工过程中盾尾与管片间隙变化及盾尾变形情况,提出了一种激光检测方法。结合有限元分析结果及盾构内部布局,确定了激光测点位置。沿轴向和径向分别布置激光测距仪,轴向用于确定截面位置,径向对盾尾和管片进行测量,同时推导了盾尾检测测量公式。利用该方法在地铁隧道施工现场进行了实验,并与人工测量数据进行对比,结果显示平均相对误差仅为5.8%。表明激光法具有较好的检测精度和测量效率。

起重机轨道检测机器人的研制

根据起重机轨道的工作状况及环境,开发了一种适于轨道检测的单轨机器人.该机器人可以携带反射棱镜沿轨道匀速行进,快速前进、后退的速度分别为0.285,0.281 m/s,慢速前进、后退的速度分别为0.185,0.180 m/s.在行进过程中,根据两边侧轮距离的变化可以判断轨道横截面宽度的变化.单轨机器人的位置,可由全站仪追踪.全站仪发射的激光,经棱镜反射,由全站仪接收.通过对采集数据的处理,计算出轨道机器人的位置坐标.

太阳能电池层压机的有限元分析与优化

在太阳能电池板的封装过程中,层压机的上下箱体受到大气的压力,容易产生变形,因此要具有足够的强度和刚度。同时为了减少工作过程中能量的消耗及设备的制造成本,应尽量简化设备的结构。利用有限元方法对层压机的上下箱体进行了分析,并对其结构提出了相应的优化方案。优化后的结果与现有设备相比,结构更为简单,箱体工作过程中所受的最大应力和最大变形都减少了,并且能够节省约0.5t钢材。

微细管道内表面光电检测及三维重构系统

基于位置传感器PSD和光学三角原理,开发了一种适于空间曲线型微细管孔内表面三维重构的检测系统。该系统主要由管道机器人、形貌检测器和曲率检测器等部分组成。形貌检测器可以采集管道内壁截面信息,并计算出截面环上的点在局部坐标系中的位置。曲率检测器负责测量管孔中心轴线在检测器采样位置处的局部几何性质,并完成管道中轴线的重构。在管道机器人的驱动下,根据上述两方面提供的数据以及其前进步距,可以实现管道内表面的三维重建。实验结果表明,利用该技术检测的管道时,管道曲率半径的相对检测精度可以达到±2%,内表面缺陷及内径的测量精度可以达到±0.1mm。

道内壁截面轮廓提取方法的研究

为了研究细管道内表面检测技术,在分析细管道内壁成像特点的基础上,提出了一种内截面轮廓提取方法。首先根据投射在管道内壁光环的几何特征,提取出有效的图像区域。以图像中心为原点按一定的角度向光环做射线,把图像均匀分成若干扇形,再分别沿着每一射线径向搜索出灰度值最大处作为内轮廓截面上的一点。根据提取出的截面上点的坐标,可以计算轮廓上任一点的半径。该方法的检测精度达到±0.1mm。实验结果表明,利用该技术,能够实现小管道内壁的检测。

空间曲线型微细管道曲率检测器

研制了一种适于空间曲线型微细管道的曲率检测器。该检测器主要由激光光源、关节、PSD传感器三部分组成。在管道内壁的约束作用下,出射激光和PSD传感器的中轴线的夹角将随着管道曲率的变化而变化。根据光学三角原理,可以求出该夹角的大小,然后结合检测器的结构参数可以计算出管道相应位置的曲率半径。该曲率检测器的总长度为34mm,重约为6g。在微型管道机器人的驱动下,可以实现微细管道的曲率半径测量及其中轴线的三维描述,对管道曲率半径的相对测量精度达到±2%。

类矩形盾构机刀盘受力分析与检测研究

类矩形盾构采用双辐条式圆形大刀盘加两个偏心刀盘的组合切削形式,刀盘受力状态复杂。为了研究掘进过程中各刀盘推力的变化,提出了一种基于与有限元分析相结合的在线检测方法。首先建立刀盘推力和扭矩的计算模型,结合有限元分析确定胸板上应力测点的位置,得到刀盘推力和测点应力之间的关系。然后,搭建刀盘应力采集系统,获取盾构掘进过程中测点的实时应力状态,与仿真结果进行对比,推导出刀盘的实际推力以及推力在各刀盘的分布状态。实验结果表明:该方法可实时检测类矩形盾构施工时各刀盘的推力,为盾构机刀盘的结构设计和安全操作提供理论指导和参考依据。

单轨检测机器人的研制

文章根据桥门式起重机轨道的工作状况及环境,开发了一种适于轨道检测的单轨机器人。该机器人可以携带反射棱镜沿轨道匀速行进。它具有两个侧轮,在行进过程中,根据两边侧轮距离的变化可以判断轨道横截面宽度的变化。单轨机器人中心的位置,可由全站仪追踪。全站仪发射的激光,经棱镜反射后,再由全站仪接收。通过对采集数据的处理,计算出轨道机器人的位置坐标。该位置在轨道横截面上的变化反应了轨道中轴线的变化。检测时,单轨机器人的前进和后退速度分别为1.853m/s和1.804m/s。

面向卓越工程师计划的校企联合培养模式研究

研究校企联合培养模式对"卓越工程师计划"培养质量的持续改进具有重要的意义。结合卓越工程师培养的具体实践,建立了校企双赢的联合培养模式,双方共同参与学生培养目标和教学计划的制定,共同参与毕业设计的指导,以达到理论和工程实践的紧密结合,从而提高学生了的学习效果和培养质量。

基于OBE理念的《公差配合与技术测量》过程性考核

成果导向是工程教育专业认证的核心理念之一。文章基于成果导向的理念,以《公差配合与技术测量》课程为例,强化了过程性考核。通过增加课堂随机测验、期中考试等多种形式,把各知识点的学习融合到平时的考核中,促进了学生学习的积极性,加强了学生对知识的理解和掌握,提高了学生的学习效果。

计算机辅助设计技术教学方法研究

计算机辅助设计技术是高校工科专业的一门重要专业基础课。也是理论和实践相结合的一门课。制造业水平和计算机技术的不断发展，对本课程提出了越来越高的要求。如何提高学习效率，为社会培养符合实际需要的工程设计人员，是授课教师面临的一个课题。在多年教学经验的基础上，提出了三结合一利用的方法，在实际工作中起到了良好的效果。

基于卓越工程师计划的公差配合与技术测量教学探索

本文以上海理工大学机械设计制造及自动化专业卓越工程师班为例,对公差配合与技术测量课程的教学进行了探索,延伸了课本的内容,结合机械设计课程设计、CAD/CAE知识进行讲授,并根据工程教育专业认证的要求,对相关内容进行了调整。在课堂上,利用互联网技术进行教学,提高了学生的学习积极性和学习效率,取得了良好的教学效果。

机械原理线上教学探索与实践

机械原理是机械类各专业本科生理论课和专业课之间的一个重要桥梁和纽带,学生对相关机构设计及运动分析等知识点的正确理解、运用和充分掌握,能够为后续的机械设计等专业课程的学习打下坚实基础。在2020年的特殊情况下,为了保障学生的学习效果,我们采用了“三融一统”的授课模式进行机械原理的教学。根据以往的课堂教学经验,结合互联网的优势,融合平台、融合产业、融合思政,统一思想,顺利完成了教学任务,并取得了良好的教学效果。