职业教育电子与信息大类专业转型升级略观——职业教育专业目录与简介解读

《职业教育专业目录》是职业教育国家教学标准体系中最重要的基础性文件,需根据国家产业发展和岗位需求变化及时调整。在分析了信息技术产业的发展趋势以及相关岗位需求变化对技术技能人才培养提出新要求的基础上,结合《职业教育专业简介》,对新版职业教育电子与信息大类专业目录进行解读,分专业类详细分析了新旧专业的变化及原因。新版目录对接新一代信息技术,紧密衔接新职业,专业内涵全面升级,中高本一体化设计,对引领电子与信息大类相关专业升级和数字化改造、提升人才培养质量、推动职业教育更好服务国家发展战略具有重要作用。

雪花形二维耦合振动夹心式压电超声换能器的设计

为了实现单个换能器的多方向超声辐射,提出了一种新型的雪花形二维耦合振动夹心式压电超声换能器,它由正六棱柱形金属块、6组压电陶瓷晶堆和6个金属盖板组成。基于耦合振动理论和力电类比原理建立了换能器等效电路模型,推导了其共振与反共振频率方程。通过等效电路法、有限元法和试验研究了换能器的二维耦合振动特性。结果表明:当压电陶瓷晶堆越靠近正六棱柱形金属块时,换能器的有效机电偶合系数越高;随着换能器轴向尺寸的增加纵向耦合共振频率降低;在纵向耦合共振模式下,换能器的6个输出端均可输出一致的纵向位移振幅;等效电路法、有限元仿真和试验测试取得了较为一致的结果。该研究结果为该类换能器的工程应用提供了简明设计理论,研究成果有望应用于多维超声加工、多向超声辐射等领域。

超声自冲铆复合连接成形性及力学行为研究

该文选用6061和2A12航空铝合金薄板材料,进行自冲铆接和超声自冲铆复合连接试验,基于拉伸-剪切和电子显微镜测试,研究超声自冲铆接成形性及力学行为。结果表明:超声自冲铆接头较自冲铆接头的内锁量提升了44.8%;其钉头高度下降了34.4%;超声自冲铆接头的静载强度提升了18.1%,缓冲吸震性能提升了17.5%;超声焊接致使自冲铆接头的铆钉颈部与上板接触区域、铆钉腿部与上板接触区域形成固相焊;超声焊接可有效提高自冲铆接头的稳定性。

大功率低频超声场测量研究进展

大功率低频超声场的主要特点是有空化产生 ,这给声场定量测量带来困难 ,而该类声场的测定是超声清洗、声化学等超声液体处理技术中的基本问题 ,掌握声场分布和空化强度的信息对于衡量超声系统的性能及其处理效果至关重要。文章综述了迄今用于测量大功率低频超声场的各种方法 ,将其分为直接测量方法和间接测量方法两大类进行阐述 ,介绍了每种测量方法的基本原理 ,并对各自的优缺点进行了对比分析。最后介绍了一些国内外的相关测量设备 ,结合大功率低频超声场测量领域目前的研究现状 ,探讨了今后该领域急需解决的问题及其发展方向。

大尺寸圆柱形超声塑焊开槽焊头的设计

提出一种大尺寸圆柱形超声塑焊开槽焊头的设计方法,并用有限元软件对其正确性进行验证。该方法通过将圆柱形开槽焊头和大尺寸圆柱形半波振子作比较,利用等效机械阻抗的概念求出焊头的频率方程,其间利用表观弹性法计及横向振动对焊头的影响。此外利用该方程研究开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头振动特性的影响。按此方法设计几组大尺寸圆柱形开槽焊头,并用有限元软件对其进行模态分析,结果表明焊头谐振频率的仿真值和理论值符合地很好。

基于有限元法的管形振子声场特性研究

利用有限元分析软件ANSYS,对管形振子的振动模态及在清洗槽中的辐射声场进行数值计算分析,并用铝箔腐蚀的方法记录了管形振子的声场分布情况。结果表明基于线性理论的ANSYS软件能够较好地预测低强度的超声场;管形振子在清洗槽中的辐射声场在径向方向出现驻波,驻波沿管形振子的轴向间断出现,驻波数等于振子的半波长数,此外作耦合振动的管形振子和非耦合振动的振子相比其辐射的声场更均匀,表明这种新型辐射器有很好的应用前景。

空化噪声谱的分离

提出了一种用于分析超声空化声场的分离法,应用该方法研究了低频超声清洗声场,并和常用的谱级分析法进行比较。结果表明该分离法能直观地反映出空化的强弱,可以较细致地对瞬态空化和稳态空化进行比较分析,而且便于对空化声场的非线性过程进行更深入地了解,这对于研究声能量对物质的作用机制具有一定意义,此外也表明Frohly等人在研究了高频超声空化声场后所得出的表征空化活动强弱的指标同样适用于评判低频超声场。

具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计

提出一种具有开槽结构的大尺寸立方形超声塑料焊接焊头的设计方法,并对其进行了实验验证.首先通过合理开槽将大尺寸立方形焊头划分为若干单元,然后将各焊头单元和立方形半波振子比较,利用等效机械阻抗的概念得出焊头单元的频率方程,其间考虑了耦合振动的影响.最后利用该方程研究了开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头振动特性的影响.按此方法设计加工了几组具有开槽结构的大尺寸立方形焊头,结果表明焊头谐振频率的实测值和理论值吻合得很好.

余弦形过渡段阶梯形变幅杆研究

推导出余弦形单一超声变幅杆的等效四端网络参量.基于传递矩阵法,得到了具有余弦形过渡段阶梯形变幅杆的频率方程和振幅放大系数.在对前后段相等的这种复合变幅杆分析后发现,用余弦形变幅杆作阶梯形变幅杆的过渡段,可以得到较好的效果.

换能器布阵数量对超声清洗声场特性的影响

利用有限元法对粘贴有不同数量换能器的清洗槽的声场进行数值计算,并将声场中各点声压做统计处理来比较不同声场的强弱和均匀性。用电化学法测量了不同清洗槽的声场,实验结果和数值计算结果基本吻合。结果表明,在槽体尺寸一定时,声场强度并不随换能器个数的增加而线性增加;在换能器达到一定数量后,声场均匀性也不随换能器的增加而明显改善,此时存在一个最佳的换能器布阵数量。该文所得结果对换能器的布阵优化有一定的指导意义。

一种适用于声化学的新型复合超声变幅杆

提出一种新型复合超声变幅杆,该变幅杆总长为一个波长,由五段组成,其中三段为等截面圆柱杆,两段为变截面圆柱杆。给出了该类复合变幅杆的设计方法,并计算了两个实例。结果表明,和普通使用的半波长复合变幅杆相比,该类复合变幅杆具有在不减少甚至增大辐射面积的情况下放大振幅的特点,这对提高整个超声系统的辐射声功率和辐射效率具有积极意义。此类复合变幅杆特别适合在声化学等超声液体处理领域使用。

一种新的大尺寸长条形超声塑焊开槽焊头的设计方法

提出了一种大尺寸长条形超声塑焊开槽焊头的设计方法,并对其进行了实验验证。首先将长条形焊头合理划分为若干单元,从而把结构复杂的开槽焊头的设计转化为结构简单的焊头单元设计;然后将焊头单元和考虑了耦合振动的等截面半波振子比较,利用等效机械阻抗的概念得出了焊头的频率方程;最后利用该方程研究了开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头振动特性的影响。按此方法设计加工了几组大尺寸长条形开槽焊头,实验结果表明焊头共振频率的实测值和理论值符合很好。

ANSYS在功率超声领域中的应用

介绍了有限元软件ANSYS在功率超声领域中的应用,通过实例说明ANSYS为超声振动系统的设计以及振动系统辐射声场的计算,提供了计算机辅助分析途径。

长条形超声塑料焊接焊头的简明设计

焊头是超声塑料焊接设备中一个很重要的部件,其设计的好坏直接关系到焊接质量。将长条形焊头通过合理开槽划分为若干相等的单元,每个单元可作为复合阶梯形变幅杆来处理,用传递矩阵法得出了焊头单元的频率方程,为长条形开槽焊头的设计提供了理论依据。实验表明,利用该方程设计的长条形焊头,其实测频率与设计频率符合很好。本设计方法物理意义明显,计算简单,非常适合工程设计。此外利用该方法可方便的求出开槽数、槽宽度以及槽长度等因素对焊头尺寸的影响,也为焊头的优化设计提供了一定的理论依据。

夹心式压电陶瓷超声换能器的非线性研究进展

夹心式压电陶瓷超声换能器是目前大功率超声设备中应用最广的一种换能器,其在大功率工作状态下会呈现出明显的非线性特征。综述了夹心式压电陶瓷超声换能器非线性方面的研究进展。首先介绍了国内外在压电陶瓷非线性方面的重要理论及实验研究成果,着重阐述了大功率领域常用的硬压电陶瓷的非线性研究工作,其次对夹心式压电陶瓷超声换能器的结构及工艺所引起的非线性进行了简要分析和论述,最后介绍了夹心式压电陶瓷超声换能器非线性建模方面的研究进展。

低频超声清洗中声压的时域特征及发生器对其的影响

对于超声清洗设备的生产者和使用者来说,了解声场信号的特征有助于正确地测量超声场并合理地评价超声清洗设备。使用水听器对低频超声清洗声场的声压进行了测量,分析了声压信号的时域特征,并研究了超声波发生器对声压信号的影响。结果表明:低频超声清洗声场的时域声压波形具有宏观上的周期性和微观上的随机性两大特点;超声波发生器直接影响着清洗机的声场特性。

Simulink在高职电路分析课程教学中的应用

优秀仿真软件在教学中的合理运用,可以有效扩充教学信息,增强课程吸引力,从而使教学更加生动形象。针对电路分析课程的特点和高职院校学生的知识基础及培养目标,在教学中采用Simulink仿真软件进行辅助教学,能取得良好的教学效果。

一类用于清洗的新型超声波振子

介绍了一类新型超声波振子———管形振子及推拉换能器,比较了二者的结构,分析了这类振子的工作原理,并对其辐射声场进行了计算。结果表明这类新型超声波振子结构简单,辐射效率高,辐射声场均匀,安装方便,可用于超声清洗等大规模液体处理领域,特别适用于管罐类物件的清洗。

低频超声清洗声场强度的测量

本文阐述了用于测量低频超声清洗声场强度的几种实用方法,介绍了每种测量方法的基本原理,并对各自的优缺点进行了对比分析,最后介绍了国内外一些相关的测量设备。结合目前低频超声清洗声场测量方面的研究现状,探讨了今后该领域急需解决的问题。

压电陶瓷堆位置对郎之万换能器内部损耗的影响

压电陶瓷堆位置是郎之万换能器优化设计的一个重要对象,人们对其研究较多但结论并不一致。文章主要考虑压电陶瓷的机械损耗及介电损耗,分析了恒振幅输出时这两种损耗与压电陶瓷堆位置的关系,并通过引入负载系数探讨了不同负载情况下压电陶瓷堆位置对郎之万换能器内部损耗的影响。分析结果表明,对于不同的负载,压电陶瓷堆均对应一个最佳位置,此时换能器的内部损耗最小,且随着负载的增大,这一最佳位置逐渐向换能器的节点位置靠近。可见,压电陶瓷堆位置的优化设计与实际负载密切相关,以往关于该问题的不同结论源于其仅针对某种特定负载分析而得。