机械设计基础课程思政教学改革与实践

课程思政是一种创新的教育教学理念,要求所有课程都承担育人任务,所有教师都肩负育人职责。机械设计基础作为一门专业基础课,教师在课程思政教学过程中可立足课程的特殊视野,探寻授课内容和思政教育的融入点,改革教育目标、教学内容、教学方法,形成“政治引领,学术贯通,教师主导,学生主体”的育人路径,将思想政治工作贯穿在理论教学、实验教学和课程设计的全过程。

近海废弃物收集系统压缩装置运动学与动力学分析

以近海废弃物收集系统压缩装置为研究对象,对其进行运动学分析,推导出推板和液压缸相关运动参数关系,并通过Matlab软件进行数值计算。数值计算结果表明:推板的运动参数随液压缸运动参数的变化而变化,基本保持线性相关。基于ADAMS软件对压缩装置做动力学仿真,得到仿真后的推板参数与液压缸参数随时间变化的曲线。仿真结果表明:装置在启停、保压启停阶段的稳定性较低,但总体对液压缸影响较小;推板在整个工作过程中沿横向做直线运动,在纵向波动较小,相对平稳,但在横向运动过程中会对压缩装置产生一定的冲击力。仿真分析结果与数值计算结果基本一致,推头移动速度的相对误差为5.9%。推头位移的相对误差为2.2%。

近海废弃物收集系统压缩装置的疲劳寿命分析

针对近海废弃物收集系统中压缩装置在焊接处易产生裂纹等问题,对压缩装置的推板进行了疲劳寿命分析。首先基于有限元法对推板进行静力学分析,得到推板在理论载荷和约束下的应力应变云图。结果表明:推板强度能够满足设计要求,最大受力区域位于推板顶部,推板变形较大。为保证推板的安全性,对推板的结构做出改进,并进一步对改进后的推板做静力学分析。结果表明:改进后的推板变形量减小的同时强度依然满足设计要求。将改进后推板的强度分析结果导入Ansys Workbench疲劳寿命分析模块中,在推板的应力历程和疲劳特性S-N曲线的基础上,对推板的疲劳寿命进行预测。结果显示:推板的疲劳寿命最小值为9.2×10^(6)次;在最大基本载荷扩大1.1倍后,推板的疲劳寿命循环次数为4.1×10^(5)次;推板的整体结构相对安全,但与推板相连的液压缸基座处应力最大,产生疲劳裂纹的可能性最大。

近海废弃物打捞装置流场分析与优化研究

针对近海废弃物打捞装置吸取效率低下的问题,研究了不同航速、不同吸取口水下深度对吸取单元吸取速度及吸取压力的影响。采用SolidWorks三维软件,建立了近海废弃物打捞装置吸取单元吸取口数值计算模型,并基于Workbench-Fluent模块,对吸取单元内部流场进行了数值模拟仿真分析;基于Kriging近似模型,建立了吸取口工况参数与吸取速度、吸取压力之间的映射关系;最后,联合NSGA-Ⅱ算法对吸取口进行了多目标优化,寻求了打捞装置的最佳工况参数。研究结果表明:随着航速的增大,吸取单元的吸取速度和吸取压力增大;吸取口的水下深度由50 mm增加到150 mm的过程中,吸取单元的吸取速度和吸取压力随之增大;当航速v=9.79 m/s,吸取口水下深度h=102 mm时,吸取单元的吸取速度提高12.3%,吸取压力提高13.2%,打捞装置工作效率提高明显。

空气捻接器凸轮过渡曲线运动特性分析

针对空气捻接器中凸轮因过渡曲线形式导致振动、冲击和噪声等问题,对不同形式的凸轮过渡曲线运动特性进行了分析。采用平面展开法,建立过渡曲线坐标系,归纳出圆弧式、抛物线式和五次多项式3种形式的过渡曲线,并探究凸轮半径R0、动程s和过渡角θ对过渡曲线位移、类速度和类加速度的影响。研究结果表明:圆弧过渡曲线、抛物线过渡曲线将会在曲线端点处产生柔性冲击;五次多项式过渡曲线可以通过选择适当的参数值,避免柔性冲击。