基于产教融合的机械专业三层次三维度实践教学体系构建与实践

产教融合将教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接,培养面向产业的优质人才,具有深远的现实意义。但是实施过程中,教学、人才、产业以及创新等多种元素和维度发挥的体制机制问题并不十分通畅,往往没有形成长效机制。该文基于浙大宁波理工学院机电与能源工程学院的产教融合实践教学体系建设和实施实践,提出基于产教融合平台的三层次三维度有机融合的机械专业工程实践能力培养模式,将工程实践教学资源拓展为基础实践、产业实践、“双创”实践三个层次,学生、教师、雇主三个维度共同参与、共同评价实践教学效果,建立一套行之有效的运行机制,循环迭代、立体驱动学生工程实践能力的持续提升。建设成效显著,示范作用明显,吸引诸多企业踊跃参与。该文可为地方院校工科类专业开展产教融合的教学实践提供一种比较可行的实施路径。

改进水平集协同FLICM的汽车零部件表面缺陷识别

针对汽车机械零部件中检测效率低、误检率高等瓶颈问题,提出了一种结合图像处理技术的方法。基于汽车副车架表面结构复杂以及缺陷异形等特征,首先通过小波邻域收缩去噪和多尺度增强算法对零件图像进行预处理,再通过水平集函数初步定位缺陷区域,最后结合空间模糊聚类进一步精确定位缺陷区域,达到对零件表面缺陷识别的目的。对工件表面划伤、压痕、气孔三种缺陷进行检测。实验结果表明:该算法相对于其它两种算法的检测率分别93.3%、86%和90%,具有较高的检测成功率。为后续缺陷零部件分类奠定良好的基础且可以满足工业检测要求。

应用型高校机械类专业产教深度融合人才培养模式研究

文章针对地方应用型高校机械类专业学生工程实践能力弱的问题,以提升机械类专业学生实践技能水平为目标,通过产教深度融合,促进高校人才培养与企业人才需求相适应,学生参与企业项目研发,活化教学资源。通过企业人才供应链与高校人才培养链的有效嵌入,学生实践技能掌握与企业技能需求“两张皮”问题得到有效化解。专业教师与企业工程师联合进行产品研发,科学研究项目落地,“双师型”团队建设坚实前行,实现校企双方共享共赢。

基于两相流欧拉方法的中空纤维管血流动力学数值模拟

对人工肝中空纤维管内血液两相流动进行了三维数值模拟,研究了中空纤维管内血流速度分布、红细胞径向体积分数分布、黏度分布以及壁面条件对红细胞体积分数分布的影响.结果表明,红细胞在轴心附近处黏度高,在壁面处黏度低;红细胞流速略大于血浆流速;红细胞沿径向体积分数分布呈双峰状,随各截面与入口距离增加,邻近壁面处的红细胞体积分数逐渐减小,壁面处的红细胞体积分数逐渐增大;不同壁面条件下,壁面处的红细胞体积分数随所受升力减小而增大,远离壁面运动趋势减弱.

基于LabVIEW的按键力与行程采集机器人系统

为达到多按键产品自动化测试效果并得到精密测量结果,设计了一套实现按键力与行程实时采集的机器人系统。整套系统包括机械手子系统和数值采集子系统两部分,机械手子系统实现工作空间范围的移动定位,其末端执行器即数值采集系统以CompactRIO为控制器,通过力传感器与直线电机模块完成力与行程的同步采集,并基于LabVIEW平台实现数值实时显示与处理。选取车用多按键开关产品为测试对象,通过试验分别验证了其自动化测试能力和重复测量精准度。结果表明,该系统能够自动执行多个目标点位的数值采集任务,且在重复测量工况下力值精度等级与相对线性误差系数分别为0.122%、0.024%,行程最大测量误差为29μm,对应的平均测量误差为8.75μm,实测数据结果满足关键部件技术指标,保证按键手感一致性检测要求。

汽车前端框架力学性能评估及结构优化

为满足汽车部件轻量化与安全性需求,以某款前端框架为研究对象,综合采取新材料替换与结构优化途径对其进行优化设计。提出一种长玻纤增强聚丙烯材质的全塑前端框架,利用有限元分析技术(CAE)评估前端框架模型刚度、强度和模态力学性能,基于企业判定标准找出整体结构的刚度薄弱处,从锁扣区加强筋形状及壁厚尺寸优化维度提升前端框架整体刚度指标。结果表明,锁扣区X向、Z向刚度分别提高20.4%、42.1%,优化修整后的模型可通过注塑工艺制造出实体产品。本文提供的CAE性能评估及优化方法可有效提升产品开发效率。

基于误差转换的汽车曲轴圆度及圆柱度误差评价数学模型构建研究

针对国内汽车曲轴轴颈圆度误差、圆柱度误差检测普遍存在的效率低、精度低等问题,建立基于误差转换的平面曲线和空间曲线误差数学模型,结合圆和圆柱的数学表达建立满足最小包容条件的圆度和圆柱度误差评定数学模型,并采用遗传优化算法计算出符合最小评定要求的曲轴轴颈形位误差,解决了理想包容要素位姿参数不精确的问题。同时,建立基于图像域的汽车曲轴轴颈形状误差检测试验台,针对测量过程中连杆轴颈沿主轴颈公转运动,从而导致连杆轴颈图像域检测数据存在坐标不归一问题,以曲轴法兰端特征孔为基准,通过模板匹配特征与孔边缘提取实现了连杆轴颈圆度和圆柱度测量数据空间坐标归一化处理。以某型号发动机曲轴为例进行大样本误差检测试验,并与三坐标测量机测得的结果进行对比,数据分析表明提出的曲轴轴颈形状误差检测方法的精度为1μm,且重复检测误差在0.1μm以内,证明了其理论上的正确性及实践操作的可行性。

基于点云数据的复杂型面数字化检测技术研究

针对设计制造流程中复杂型面检测难的问题,建立了由数据获取、点云与计算机辅助设计模型匹配及偏差分析组成的数字化测量系统。采用格雷码加相移技术的三维非接触式光学测量技术,获取了待测零件的表面数据。为满足光学三角法要求,在测量机构中采用了定制光栅,提出了具有小扰动的改进最邻近点迭代算法进行点云与计算机辅助设计模型的准确匹配。在偏差分析中采用多分辨率层次分析法对测量点云与计算机辅助设计模型进行比较,为设计人员及时提供了精度分析数据,使设计制造检测成为一个反馈系统。以某型号轿车车灯配光镜为例,验证了该系统的可行性。

不同害虫管理措施梨园的天敌群落多样性

通过田间试验和系统调查,研究了北京地区不同害虫管理措施梨园的天敌群落结构。调查发现了主要天敌6目,18科,25种,树冠捕食性天敌多,而地表寄生性天敌多。梨园捕食和寄生性天敌种类分别为76%和24%。整个生育期喷施农药3次的试验梨园树冠优势捕食性天敌数量显著大于喷药次数超过8次的常规梨园,试验梨园地表寄生性天敌数量略大于或显著大于常规梨园。试验梨园中天敌总个体数是常规梨园1倍以上,化学药剂施用次数与梨园天敌个体数量呈负相关。分析显示,试验梨园树冠天敌群落多样性指数和均匀性指数显著大于常规梨园,而天敌群落丰富度和优势度指数没有明显差异。研究结果对提倡生物防治、减少化学农药的使用以保护梨园天敌提供了部分实践依据。

劳动教育融入工程训练绪论课教学设计

工程训练绪论课遵循以学生为中心的教学理念,融入劳动教育内容,突出课程蕴含的劳动技能和劳动素养,对学生整个课程的学习和综合素养的提升十分重要。本研究针对工程训练绪论课教学内容和模式机械化、教学方法和评价单一化等问题,分别从完善课程性质和目的、创新课程教学内容、强化课程教学方法和健全课程教学效果评价等四方面设计劳动教育融入工程训练绪论课教学的路径。通过对工程训练绪论课教学设计完善创新,提升绪论课教学质量,培养学生课程意识和劳动技能,树立正确的劳动价值观。

以“C4+P4”为核心的独立院校实践能力培养

独立院校在人才培养过程中存在"重理论轻实践"、"重形式轻结果"等问题,导致学生实践能力差、工程创新能力弱,学生的工程素质与企业需求难以无缝对接。论文以机械设计制造及其自动化专业为例,探索以工程实践能力培养、实践平台构建为核心的工程技术人才培养模式。在制图能力不断线、计算机能力不断线、设计能力不断线和制造能力不断线的C4实践能力培养基础之上,构建实践教学、专业实践、科研实践及产业实践的P4实践平台体系,通过C4与P4的有效融合,全面提升人才的工程实践技能和创新思维能力。培养模式通过4年的应用,学生的实践能力、工程思维能力明显提高,就业能力显著增强,学校人才培养模式得到企业认可。

基于非均匀热传导理论的点云数据平滑处理

在逆向工程和自由曲面数字化检测过程中,针对面点云及散乱点云数据平滑与特征信息准确保留的矛盾及噪声点的传播问题,引入非均匀热传导理论建立点云平滑数学模型,将点云数据拟化为一个温度场,点云特征边界处可设定为绝热壁,从而使平滑操作仅在局部区域内进行,使平滑操作与特征信息的保留达到很好的协调。试验结果证明该方法具有鲁棒性强,及在点云平滑的过程中能够完整保持特征边界信息的特点,为后续的逆向建模及自由曲面数字化检测提供了可靠的质量保证。

基于扩展高斯球的点云数据与CAD模型配准

针对点云数据和三维CAD模型坐标配准过程中初始对应位置无法定量确定及最临近点计算效率问题,提出基于扩展高斯球的快速模板匹配算法,通过点云数据扩展高斯球空间与笛卡尔空间的相互转换,使外特征配准算法中测量点云与三维CAD模型初始位置的确定得到定量解决。为提高配准算法中点云数据与三维CAD模型最临近点的计算效率,采用三维CAD模型引导点云对测量数据与三维CAD模型进行桥接,从而将测量点与自由曲面的数值迭代计算问题转化为三维空间中最临近点的空间搜索,使算法的效率得到提升,实例验证了算法的有效性。

基于遗传算法的点云数据与CAD模型坐标归一化研究

用非接触测量方法进行复杂型面零件数字化检测,点云数据与CAD模型的坐标归一化处理是必须的。针对传统的ICP(Iterative Closest Point)方法在坐标归一化过程中对初始点要求严格及由于型面的特殊性所造成的算法不能收敛问题,采用遗传算法对点云与CAD模型进行坐标归一化,由于遗传算法具有全局收敛性及对初始位置要求不严格,所以用该方法能使点云与CAD模型达到正确的配准。并以具体的实例验证了算法的可行性。

基于三坐标测量仪的双目视觉测量方案及其数据分析

在产品检测过程中 ,物体形状信息的获得至关重要。本文将平行轴双目视觉测量原理应用于获取物体的形状信息 ,并将该方法用于对集中式分布的物体进行测量 ;在三坐标测量仪上验证了该方法的可行性 ;通过对测量数据进行分析 。

木皮在汽车智能内饰表面透光性能研究

为满足客户对汽车座舱驾驶性和舒适性需求,汽车内饰研发设计趋向智能化和集成化发展。针对内饰透光表皮材质透光率低及表面图标显示不清晰等问题,以木皮在汽车内饰件应用为研究开展相关透光率实验及图标透光研究。结果表明,木皮的透光性能取决于木皮材料、厚度及表面处理技术。在满足木皮表面图案透光性能条件下,木皮表面孔径及孔距需满足尺寸要求。通过透光性能研究为木皮大量应用于汽车智能内饰提供参考。

以“C4”为核心的独立院校工程人才培养模式及应用研究

针对独立院校的人才培养定位,文章通过探索以实践能力为核心,以工程素养为本位的工程技术人才培养模式,提出制图能力不断线、计算机能力不断线、设计能力不断线和制造能力不断线的C4人才培养模式,构建实践训练平台,知识拓展平台及新型课程体系,全面培养具有良好工程素养的高层次工程技术人员。培养模式通过四年的示范应用,学生的实践动手能力、就业率及企业反馈度得了明显提高。

基于新工科的图学课程体系建设与实践

新工科图学课程体系建设要通过教学理念更新、教学内容调整,将实践教学内容真正融入在线开放课堂教学中;以工程图样表达机械运动原理及功能性设计为核心,在零件结构功能设计上充分利用形体特征分析方法,形成工程图学新体系;通过工程制图内容的重新组织,引入工程项目案例式教学,强化工程制图功能创新设计,破解工程制图课程图形表达与功能设计割离、教学内容封闭性与跨专业知识融通的问题。

自由曲面检测中点云偏差色斑图的显示

针对基于实体CAD模型的数字化检测过程中可视化偏差表示的效率问题,提出了一种采用K-D树的近似偏差可视化表达方法.与点到自由曲面精确偏差表达不同,首先对待测CAD模型曲面进行指定尺度的离散,形成CAD模型点云数据.然后,利用K-D树的分治搜索策略,使点与面距离计算近似地表达成点与点的距离计算,使算法的运算复杂度由O(N3)降低为O(N2logN),其表达精度达到全局性观测的目的,并在ACISRⅡ与HOOPS800图形平台上通过结点颜色插值实现点云色斑图的显示.最后,以某型号车灯零件为例进行验证,取得了较好的效果.

“变被动为主动”机械类工程图学课程作业评价模式改革与应用实践

工程图学课程存在着批改作业量大、作业批改环节与课程教学环节的重视度失衡导致的传统作业批改模式效率低、知识反馈性差等问题。可以对传统作业批改模式进行调查,分析其优缺点。作业批改的新理念即角色转换,变被动为主动,学生由原来的被动接受者变成主动参与者,并通过建立多种形式进行跟踪反馈,最大限度地发挥学生的学习主动性。通过班级试点可知,作业批改模式整体效果良好,可操作性强,为专业课程改革提供了一条可鉴之路。