高校非机械类工科专业“工程制图”课程教学改革探讨

鉴于新时代“新工科”建设对人才培养的新要求,针对非机械类工科专业在“工程制图”教学过程中存在的一系列亟须解决的问题,文章通过分析非机械类工科专业“工程制图”课程教学现状,基于教学内容、所支撑的课程目标与毕业要求指标点,在教学内容、教学方式和考核方式等方面提出了一系列教学改进措施的思路与方法,以达到提升学生学习效果的目标,望为“工程制图”教学课程发展提供启发。

高Q值(1-x)(Sr_(0.2)Nd_(0.208)Ca_(0.488))TiO_3-xNd(Ti_(0.5)Mg_(0.5))O_3微波陶瓷的微结构及介电性能研究

采用固相法制备了（1–x）（Sr0.2Nd0.208Ca0.488）Ti O3-x Nd（Ti0.5Mg0.5）O3（0.3≤x≤0.4,SNCT-NTMx）系微波介质陶瓷材料,并研究了该体系的相组成、显微结构、烧结性能和微波介电性能之间的关系。结果表明：在x=0.3~0.35范围内,SNCT-NTMx陶瓷形成了正交钙钛矿固溶体,并伴随有少量未知第二相;当x增至0.4时,第二相含量有所增加。介电性能研究结果显示：随着x的增加,体系介电常数（εr）减小,但品质因子（Q×f）得到改善;此外,体系谐振频率温度系数（τf）随NTM含量的增加逐渐向负值方向移动。当x=0.35,陶瓷样品在1520℃烧结4 h得到的微波介电性能较优：εr=50.1,Q×f=44910 GHz,τf=–1.7×10-6/℃。

Al_2O_3掺杂对微波介质陶瓷Ca_(0.16)Sr_(0.04)Li_(0.4)Nd_(0.4)TiO_3烧结特性和微波介电性能的影响

采用固相反应法在1300℃烧结4 h得到了致密的具有钙钛矿结构的Ca0.16Sr0.04Li0.4Nd0.4TiO3微波介质陶瓷。通过X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪系统的研究了不同含量Al2O3掺杂对Ca0.16Sr0.04Li0.4Nd0.4TiO3(CSLNT)陶瓷的烧结行为、晶体结构、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明,对于CSLNT+xwt%Al2O3陶瓷,随着Al2O3掺杂量的增加,介电常数(εr)有轻微的降低,而温度系数(τf)有所增加;由于第二相的出现导致了品质因子(Q·f)先增后减。当Al2O3掺杂量为2wt%时,其介电性能最佳的致密化烧结温度为1200℃,此时具有最佳的微波介电性能:εr=112.6,Q·f=1698 GHz和τf=31.9 ppm/℃。

高介电(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷微波介电特性

采用固相反应法制备了具有钙钛矿结构的(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷,并对其烧结行为、相组成、显微结构及微波介电性能进行了研究。结果表明:随着(Ba0.4Sr0.6)2+含量的增加,(1–x)Ca_(0.7)Nd_(0.2)TiO_(3-x)Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3(0.05≤x≤0.5)陶瓷的品质因数(Q·f)及谐振频率温度系数(τf)单调递减,而相对介电常数(εr)先升后小幅降低。当x=0.2,且烧结温度为1 450℃时,该介质陶瓷的微波介电性能为:εr=151.3,Q·f=5 900 GHz,τf=399.4×10–6/℃。与CaTiO_3(εr=160,Q·f=6 800 GHz,τf=850×10–6/℃)相比,Q·f和εr略微降低,τf有较大程度的减少,故此陶瓷体系有望替代CaTiO_3成为新一类高介电性微波陶瓷。

烧结温度对Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4系微波陶瓷介电性能的影响

采用传统固相合成法制备了Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4微波介质陶瓷,并系统研究了该陶瓷的相成分、微观形貌、微波介电性能与烧结温度之间的影响关系。XRD结果表明:在1100~1180℃温度烧结,该体系的主晶相均为Li_2(Mg_(0.8)Zn_(0.2))SiO_4,但同时也伴随有少量的MgSiO_3第二相。SEM结果表明:随着烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸不断增加,尤其是当烧结温度为1180℃时,有些大晶粒出现了开裂现象,这会在一定程度上降低样品的品质因数(Q·f)。因此,对于微波介电性能,随着烧结温度的增加,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷的Q·f值呈先增后减趋势,而相对介电常数(ε|_r)的数值较为稳定;此外,该体系谐振频率温度系数(τ_f)随烧结温度的增加逐渐向正值方向移动。当在1160℃烧结4 h时,Li_2(Mg_(1/2)Zn_(1/2))SiO_4陶瓷可获得最佳的微波介电性能:ε_r=6.09,Q·f=21 616 GHz(f=11.62GHz)和τ_f=–64.34×10^(–6)/℃。

新形势下普通高校职业指导的开展与实践

在新的社会经济及就业形势下,普通高校职业指导工作受到社会各界的广泛关注,并且成为热点话题之一。本文结合自身工作经验,对普通高校职业指导的开展现状进行分析,并且提出了实践中的改革策略,仅供同仁参考和借鉴。

B位(Mg_(1/3)Ta_(2/3))^(4+)置换对新型Sr基(Sr,Nd,Ca)TiO_3微波陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相反应法合成了(Sr_(0.2)Nd_(0.208)Ca_(0.488))Ti_(1-x)(Mg_(1/3)Ta_(2/3))_xO_3(0.2≤x≤0.5,SNCTMTx)系微波介质陶瓷,分析了SNCTMTx(0.2≤x≤0.5)陶瓷的相组成、显微结构、烧结特性和微波介电性能之间的关系。XRD晶体结构分析表明:当x=0.2时,SNCTMTx陶瓷为单一正交钙钛矿结构,当x值增为0.3~0.5时,陶瓷体呈现正交钙钛矿相、SrO与未知相多相共存状态。随着(Mg_(1/3)Ta_(2/3))^(4+)含量的增加,体系中第二相的出现及含量的改变导致εr先增后减,而Q×f值出现先降后升的原因是B位离子1:2有序度的出现与范围的增加抑制了第二相进一步恶化品质因子;此外,τf逐渐向近零方向偏移与氧八面体的畸变程度密切相关。当x=0.5时,在1530℃烧结4 h得到的SNCTMTx陶瓷微波介电性能较优:ε_r=55.3,Q×f≈7400 GHz,τf≈23.6×10^(–6)/℃。

MgO-CeO_2二元系复相陶瓷的微波介电性能研究

采用传统固相法制备了xMgO-yCeO_2[摩尔百分比(mol%):x∶y=1∶1、1∶2和2∶1]二元系微波介质陶瓷,并研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的影响关系。X射线衍射(XRD)结果表明,当烧结温度为1520~1680℃时,所研究组分范围内MgO-CeO_2二元系并未形成固溶体,均为MgO与CeO_2两相共存态;电子扫描显微镜带能谱仪(SEM-EDS)分析结果也进一步证实了这一现象的正确性。这说明,在MgO-CeO_2二元体系内,各组分反应的吉布斯标准自由能较高。此外,由矢量网络分析仪测试所得的微波介电性能可知,随着烧结温度的增加,MgO-CeO_2、2MgO-CeO_2和MgO-2CeO_2复相陶瓷的εr受温度的影响程度较小,而Q×f值(f=6.6~7.7 GHz)则呈先增后减趋势;其中,在1600℃烧结4 h时,该系列样品的τf值均处于(-59^-62)×10^(-6)/℃范围内。此外,以上分析结果也为MgO-CeO_2二元系相图的成分裁剪范围和构建提供了一定的实验依据。

硝酸铈添加剂对7075铝合金微弧氧化陶瓷膜特性的影响

为进一步提高7075铝合金的表面耐磨性,在硅酸钠、六偏磷酸钠复合电解液中加入不同质量浓度的硝酸铈添加剂,运用微弧氧化技术在其表面原位生长出氧化铝陶瓷膜。采用涂层测厚仪、维氏硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射议(XRD)等方法研究了硝酸铈添加剂对陶瓷膜厚度、显微硬度、表面形貌、相组成以及耐磨性的影响。结果表明:陶瓷膜主要由α-Al2O3和γ-Al2O3两相组成,当硝酸铈质量浓度为0.12g/L,陶瓷膜的厚度达到最大,约为18μm;硬度达到最高,约为916HV0.2;致密性最佳;陶瓷膜表现出更好的耐磨性能。

阴阳极电流密度比对7075铝合金微弧氧化陶瓷膜特性的影响

在硅酸钠、六偏磷酸钠复合电解液中,采用微弧氧化技术在7075铝合金表面原位生长出氧化铝陶瓷膜,研究了阴/阳极电流密度比对陶瓷膜厚度、表面及截面形貌、相组成及耐蚀性等的影响。结果表明：陶瓷膜的厚度、微观形貌、相组成及含量与阳极电流密度和阴阳极电流密度比密切相关,7075铝合金经微弧氧化处理后腐蚀电流密度降低2～4个数量级,耐腐蚀性能大幅提高。

中厚板T形接头焊接顺序的模拟研究

采用数值模拟方法,通过建立中厚板T形接头有限元模型,研究了七种焊接顺序对焊接变形和残余应力的影响。基于模拟分析结果可知,对于中厚板T形接头,不同焊接方案产生的变形均较小,焊接顺序对焊接变形的影响较小,但合理的焊接顺序可以有效减小残余应力峰值。焊件的残余应力既与热输入的时间有关,又与热输入的值相关,这为实际焊接提供了参考。

钙钛矿锰氧化物Ca_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3掺杂对Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3微波介电性能的影响

研究了传统固相反应法制备所得xCa_(0.5)Nd_(0.5)(Mn_(0.7)Fe_(0.3))O_3-(1–x)Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3(0.1≤x≤0.25,CNMFT_x)多晶陶瓷相组成、显微结构、烧结性能与微波介电性能之间的影响关系。X射线衍射研究表明,在研究组分范围内CNMFT_x样品均为单一正交钙钛矿结构;当烧结条件为1 400℃/4 h,x=0.1~0.2时,Fe^(3+)/Mn^(3+,4+)替代Ca_(0.61)Nd_(0.26)TiO_3中Ti^(4+)后,相对介电常数(εr为88.5~77.5)、品质因子(Q·f为7 010~9 370 GHz)和谐振频率温度系数(τf为207.4×10^(–6)/℃~149.1×10^(–6)/℃)逐渐降低,而当x=0.25时,εr(73.4)与τf值(119.6×10^(–6)/℃)仍按规律降低,虽然此时样品晶粒尺寸更为均匀,但Q·f值(5 100 GHz)降幅增加。因此,对于ABO3型钙钛矿结构的微波介质陶瓷,当具有铁磁效应离子的添加量较小时,微波介电性能的变化符合预期规律;但当置换量达到一定比例时,铁磁性增加,导电性增强,巨磁电阻效应减小,致使微波陶瓷介电损耗增加。

基于UG和ANSYS的鼓形齿轮接触应力分析

论文基于UG平台建立鼓形齿轮模型,再将模型导入ANSYS软件中,分析了鼓形齿轮在非对中有偏角工作时的接触应力分布,并结合实际,说明了有限元分析方法在鼓形齿轮接触问题上的有效性。

Li_2O添加对Sr_(0.24)La_(0.18)Na_(0.18)Nd_(0.4)Ti_(0.6)Al_(0.4)O_3微波陶瓷烧结及介电性能的影响

采用固相反应法制备了Sr_(0.24)La_(0.18)Na_(0.18)Nd_(0.4)Ti_(0.6)Al_(0.4)O_3+xLi_2O(简写为SLNNTA-x Li_2O,x=1.0%,2.0%,4.0%,8.0%,质量分数)微波介质陶瓷。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪系统研究了不同质量分数Li_2O烧结助剂对SLNNTA陶瓷的相成分、显微结构、烧结行为与微波介电性能的影响关系。结果表明:当Li_2O掺杂质量分数为1.0%～4.0%时,SLNNTA陶瓷体系仍可形成钙钛矿固溶体,说明低含量Li_2O添加可作为SLNNTA陶瓷的烧结助剂,而当添加量增至8.0%时,体系出现未知第二相;此外,与纯SLNNTA陶瓷的介电性能相比,在不大幅恶化品质因数(Q·f≈17360 GHz)和谐振频率温度系数(τ_f≈17.7×10^(-6)℃^(-1))的基础上,添加2%的Li_2O可使SLNNTA致密化烧结温度降至1400℃,同时保持了较高的相对介电常数(ε_r≈44.2)。

热处理对Mg-Al-Si-Ti-B系微晶玻璃析晶及介电性能的影响

采用差热分析仪(DSC),X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,研究了不同烧结制度下19MgO-23Al_2O_3-53SiO_2-4TiO_2-2.5B_2O_3(wt%,M-A-S-T-B)系微晶玻璃样品的析晶过程、相成分与含量及微观形貌,并分析了核化与晶化时间对材料微波介电性能的影响关系。结果表明,根据玻璃受控析晶机制,当热处理制度为850℃/2 h+950℃/2 h时,斜顽辉石(MgSiO_3)相得以较好的析出,且伴随有α-堇青石(Mg_2Al_4Si_5O_(18))、镁铝硅酸盐(x MgO-y Al_2O_3-z SiO_2)和方石英(α-SiO_2)相的析出。随着核化时间的延长,M-A-S-T-B体系各晶相种类及析出量变化不明显;而随着晶化时间的延长(20 h),材料的晶化程度提高,品质因数(Q×f)得以提升,颗粒状晶粒析出趋于显著;但当晶化时间进一步延长至30 h时,样品致密度降低,介电损耗略有增大。在热处理制度为850℃/2 h+950℃/20 h下,样品获得的微波介电性能较优:ε_r=3.85、τ_f≈–5.37×10^(–6)/℃和Q×f≈12740 GHz(f_0=13.973 GHz)。

Mg_3(Si_(1-x)Ce_x)_2O_7系复合陶瓷微波介电性能研究

采用固相反应法按式Mg_3(Si_(1-x)Ce_x)_2O_7(x=0.2,0.3,0.4和0.5)制备了MgO-SiO_2-CeO_2系列微波介质陶瓷材料,研究了不同组分体系的相组成与结构、微观结构与微波介电性能之间的影响关系。结果显示:MgO-SiO_2-CeO_2体系在研究组分范围内的晶相主要由正交相的Mg_2SiO_4与立方相的CeO_2组成;其中,当x=0.5时出现了少量的未知相;经EDS分析可知,该未知相是由Mg、Si、Ce和O元素组成的新相;随着x值的增加,体系εr和τf值在1350~1600℃烧结温度下的变化不明显,而体系的Q×f值则呈先降后升趋势。此外,尽管体系并未能确定形成RP相层状结构,但其研究结果仍对探索新型RP相微波介质材料具有借鉴作用。

基于IMU与激光雷达紧耦合的混合匹配算法

针对线、面特征匹配的激光雷达测距与地图构建算法(Lightweight and Ground-Optimized Lidar Odometry And Mapping, LeGO-LOAM)在自动导引运输车(Automated Guided Vehicle, AGV)室内室外实时建图与定位时,易出现激光里程计累积误差大和旋转估计不准确等问题,本工作采用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)与激光雷达紧耦合的LeGO-LOAM算法,通过IMU为激光雷达提供的初始位姿信息,构建IMU与激光雷达联合误差函数,实现位姿共同迭代优化.其中,对于室外结构化信息较少时,在点对点的迭代最近点算法(Iterative Closest Point, ICP)较高定位精度的基础上,结合LeGO-LOAM算法和ICP算法互补性,进一步提出基于IMU与激光雷达紧耦合的混合匹配算法:当环境中结构信息较多时,激光里程计采用LeGO-LOAM算法,而当环境中结构化信息较少时采用ICP算法.实验结果表明,基于IMU与激光雷达紧耦合的混合匹配算法可有效降低激光里程计相对位姿误差和累积误差,提高AGV小车定位精度以消除部分地图重影.

校企合作模式下的机械类专业大学生创新素质能力提升新思路

随着我国机械行业的快速发展和教育制度不断改革,对机械类专业的要求更高,培养学生的创新能力已成为人才培养的重要方向。文章以大学生创新创业训练计划项目为依托,以锻炼大学生自主创新和解决实际工程问题的能力为目的,搭建校企合作育人平台,提出完善“大创”计划项目实施的新思路,开展资源联动、共建共育,实现校企双赢,确保机械类专业的人才培养能够符合社会的发展需求。

整体式波形片的成形回弹分析与模具优化

以65Mn整体式波形片(由8个子片组成)为研究对象,利用ABAQUS有限元分析软件对其成形及回弹过程进行了数值模拟,分析了模具圆角半径、模具间隙和板料厚度对整体式波形片成形高度的影响,并对整体式波形片两种成形方法(多子片冲压与单子片冲压)的误差进行了对比分析。结果表明,波形片的成形高度随模具间隙及圆角半径的增大而逐渐减小,随板料厚度的增大而增大;此外,根据同一关键区域成形高度的模拟结果发现,多子片冲压成形较单子片冲压成形的误差更小。结合数值模拟所得误差分析结果和现有板材成形模具参数,优化了该类整体式波形片多子片冲压模具,当模具的关键参数模具圆角半径R1、R2、R3、R4和模具深度H分别为18、17、17、19和2.4 mm时可获得符合精度要求的波形片。

基于Dynaform的整体式波形片成形回弹研究及其模具参数优化

以某型号65Mn离合器整体式波形片为研究对象,结合逆向试算法确定参数模型,通过Dynaform有限元分析软件对该波形片子片（厚度t为0.6 mm）的成形及回弹过程进行了数值模拟,分析了不同虚拟冲压速度对材料应力应变及回弹量的影响。当速度参数设定在200 mm·s^-1时,研究了模具深度及弯曲半径对波形片成形高度的影响规律,从而按照模拟结果优化了模具结构参数。其中,弯曲半径越大,回弹量越大;而模具深度越小,则回弹量越大,成形高度数值越小。试验结果表明,当模具关键参数R1（R2）,R3,R4,H1,H2和H3分别为13.5,21,24,1.8,1.2和1.3 mm时,可加工出符合产品要求的波形片,回弹过程模拟与实际生产结果取得较好的吻合性,这也说明了Dynaform可以较好地模拟计算厚度较小且材料屈服强度偏高的接触卸载回弹问题。