面向卓越工程师培养的“3+1”教学模式的探索——以九江学院材料成型与控制专业为例

根据"卓越工程师教育培养计划"的要求,本文以九江学院材料成型与控制专业为例,对该专业的培养目标、培养模式及校内学习阶段和企业实习阶段的培养方案等进行探索,构建面向卓越工程师培养的材料成型与控制专业"3+1"教学模式,为地方本科院校类似专业"卓越计划"培养模式的制定提供有价值的参考。

机械工程导论(双语)课程教学研究与实践

机械工程导论(双语)是一门为机械设计制造及其自动化、机械电子工程以及过程装备与控制工程等专业开设的基础课程。这门课程的教学特点是教师以中英文两种语言作为传递信息的工具向学生传道授业。在双语课程的教学实践中,出现需要妥善处理的许多不确定因素及其相互关系,构成教学改革的亮点和教学研究的热点。该文阐述双语教学的意义,进行用现代教育理念指导课程教学的研究论证,提出正确处理双语教学的几个关系问题。

蛇形空间机械臂单个2-DOF关节的运动学标定

绳索驱动的分段式蛇形空间机械臂通常具有相同结构的模块化关节,能够在狭小空间中灵巧操作,其精度是制约机器人发展的主要因素。为了提高蛇形空间机械臂的位置精度,指导蛇形空间机械臂的精度设计,以单个2-DOF关节为对象,提出一种正则化的运动学标定方法。首先,对具有多重映射关系的2-DOF关节的运动学进行分析,通过矩阵全微分理论建立包含所有几何误差参数的误差模型。然后,对2-DOF关节各部件的所有误差源进行灵敏度分析,依据3σ原则和理想的位置精度设计指标指导各部件的公差设计。最后,考虑所有的制造和装配误差,采用正则化方法对2-DOF关节进行误差辨识,用于补偿控制器中的名义运动学模型。结果表明,经过修正后的运动学模型的位置精度提高了50%,验证了运动学标定的有效性。

一种方便工程应用的铝合金板非比例加载成形极限判据

在深入分析比例和非比例加载路径下板料达到成形极限时的厚度减薄率基础上,提出了一种基于厚度减薄率的成形极限判据。针对5086和6111T4两种铝合金板,通过拟合线性加载路径下不同应变比与厚度减薄率之间的关系曲线,绘制出成形极限厚度减薄率图,并预测了复杂加载路径下的成形极限图。结果表明,基于厚度减薄率的成形极限判据能够合理预测不同加载路径下成形极限曲线的移动方向。在一定的预应变范围内,成形极限厚度减薄率图不受加载路径的影响,但当超过这个范围时,成形极限厚度减薄率图仍然表现出对加载路径的依赖性。因此在工业生产中,成形极限厚度减薄率图适合作为加载路径中不包含大预应变的成形极限判据,否则仍需要考虑加载路径对成形极限的影响。

泡沫铜负载(MnO_(2)/SnO_(2))-Ni层材料的制备及其电催化析氧性能研究

采用复合电沉积优化工艺成功制备了泡沫铜负载(MnO_(2)/SnO_(2))-Ni层材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线光电子能谱仪(XPS)对泡沫铜负载(MnO_(2)/SnO_(2))-Ni层材料的物相组成、表面形貌、元素分布、元素价态进行分析。结果表明,利用该复合电沉积优化工艺可以通过在泡沫铜基体表面金属镍的电沉积和金属镍层对MnO_(2)和SnO_(2)微颗粒的包覆,成功地制备了泡沫金属铜基体负载(MnO_(2)/SnO_(2))-Ni层材料。在浓度为1 mol/L的KOH溶液中利用极化曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、计时电流法(IT)原位分析了泡沫铜负载(MnO_(2)/SnO_(2))-Ni层材料、泡沫铜负载MnO_(2)-Ni材料、泡沫铜负载SnO_(2)-Ni层材料和泡沫铜负载Ni层材料的电催化析氧性能与稳定性。实验结果表明,在MnO_(2)及SnO_(2)微颗粒均为10 g/L条件下制备的泡沫铜基体负载(MnO_(2)/SnO_(2))-Ni层材料在100 mA/cm~2电流密度的析氧过电位仅为223.2 mV,具有较小的Tafel斜率值,约为153.8 mV/dec,且经过200圈循环伏安法循环后,过电位衰减较低,具有很好的析氧催化活性与稳定性,原因在于MnO_(2)和SnO_(2)的协同作用可以使泡沫铜负载(MnO_(2)/SnO_(2))-Ni层材料具有优异的析氧催化性能。

中高体积分数SiC_p/Al复合材料的力学性能及强化机制

采用热等静压粉末冶金工艺,以2024和6061铝合金为基体,分别制备体积分数为35%,45%,55%的中高体积分数SiC_(p)/Al复合材料。探究基体合金与SiC体积分数对复合材料力学性能的影响。结果表明:相同体积分数时,以2024铝合金为基体的复合材料具有更高的弯曲强度和弹性模量;但以6061铝合金为基体的复合材料则呈现出了更高的断裂应变。随着体积分数的增加,两类复合材料力学性能的变化规律相同,弯曲强度呈先增大后减小的趋势,当体积分数为45%时达到峰值,分别为656.54 MPa和548.00 MPa;弹性模量呈持续上升趋势,当体积分数为55%时分别达到202 GPa和188 GPa。基体合金差异对力学性能的影响在体积分数较低时更为明显,提高体积分数将会弱化这种差异。结合理论公式计算发现,对于微米级的增强体颗粒,Orowan机制带来的强化效应极小,可忽略不计;其他各类强化机制的强化效果将随着增强体体积分数的增加呈现不同程度的提高;几何必须位错强化和热错配强化对材料屈服强度的贡献始终占据主导地位。

高体分铝基复合材料无压浸渗近净形制备

目的研究高体分铝基复合材料无压浸渗近净形制备的可行性,分析近净形复合材料的微观组织和力学性能。方法分别采用74μm的碳化硅颗粒和5%(质量分数)的聚乙烯醇溶液作为增强相和黏结剂,通过模具冷压获得立方体陶瓷生坯,经干燥后加工成异形预制体,再经高温烧结脱胶处理,采用无压浸渗法制备高体分铝基复合材料近净形样品,并采用颗粒自然堆积方案制备复合材料对比样品。采用扫描电子显微镜、三点弯曲测试等手段对比分析复合材料的微观组织、力学性能和断口形貌。结果基于无压浸渗法成功制备出具有特定外形结构的铝基复合材料,复合材料密度为2.93 g/cm^(3),弯曲强度为327 MPa,弹性模量为205 GPa,可达到自然堆积型复合材料弯曲强度的86.7%。碳化硅颗粒均为脆性解理断裂,说明颗粒和基体合金结合良好。结论采用模压和烧结通用方法制备的异形陶瓷预制体可以实现特定外形结构铝基复合材料的无压浸渗近净形制备,近净形复合材料的弯曲强度可满足电子元器件的性能要求。

金刚石化学机械抛光研究进展

金刚石以优异的性能在力学、光学、热学和电子学(如半导体)等领域发挥着重要作用。然而,金刚石表面质量会影响其在这些领域的应用效果,因此通过高效抛光技术获得高质量表面一直是金刚石研究的重点内容。金刚石抛光技术主要有机械抛光、热化学抛光、激光抛光和化学机械抛光等,其中化学机械抛光(CMP)具有设备运行成本低、工艺简单、抛光后表面损伤小等优点。本文在对上述几种抛光方法进行分析对比的基础上,聚焦于CMP领域,对其发展历程进行了较详尽的对比与分析。早期CMP技术虽在工艺和抛光效率上存在一定局限,但为后续技术的创新与优化奠定了基础;H_(2)O_(2)及其混合物的应用,不仅增强了CMP过程中的化学反应活性,提高了材料去除率,还有效降低了表面粗糙度,改善了金刚石表面质量;光催化辅助化学机械抛光可使金刚石达到高表面质量,但设备相对复杂,无法满足大规模生产的需求,需要进一步研究和优化。此外,本文还对化学机械抛光的未来发展进行了预测,为相关领域研究人员提供参考。

基于双目视觉的机器人机械臂运动轨迹自动化检测研究

研究基于双目视觉的机器人机械臂运动轨迹自动化检测方法,为其规划最佳运动轨迹。通过平行光轴理论建立立体视觉模型,提取机器人机械臂的抓取目标的颜色信息,经HSV阈值分割获取机器人机械臂的抓取目标的三维坐标,通过NURBS曲线检测机器人机械臂到抓取目标三维坐标的运动轨迹,并以机械臂工作时间、关节加速度、关节平均跃度最小为目标,结合关节的速度、加速度、角加速度运动约束,进行机器人机械臂轨迹优化,经遗传算法求解获取最佳机械臂运动轨迹优化结果。实验结果表明,该方法可实现目标物体的精准定位,为机器人机械臂规划最佳运动轨迹,提升机械臂运动效率和关节运动平滑性、降低关节能耗,完成抓取目标的精准抓取。

重能力求创新:推进机械设计课堂改革探究

机械设计课程是以新工科建设为背景,适应国家创新驱动发展,先指出课程存在内容传统、课堂讲授为主和实践教学相对单一等不足,通过设定课程目标,根据目标对课程内容进行重构,课堂教学改革以及教学评价改革等贯穿机械专业人才培养全过程,实现多课程综合应用,融合信息技术与产业技术,重组内容、搭建新的实践平台,重构评分标准,融合第二课堂,贯彻学院“七个一”工程,可操作性强,形成对同类高校具有示范引领作用的新模式,对提升机械专业一流创新人才的培养质量具有重要的参考价值。

新工科背景下机械专业课程思政教改探索——以《热工基础》课程为例

新工科背景下机械专业课程思政教改需要突出培养学生的创新能力,提高课程思政水平。以机械专业课程《热工基础》为例,首先介绍了课程思政的研究现状,说明了新工科背景下机械专业课程《热工基础》的课程定位、内容、教学方法、教学目标及考核方式,最后根据机械专业课程思政教改要求在《热工基础》课程内容各模块中融入典型课程思政元素,在实践教学中起到了以点带面的效果。

应用型本科培养目标下的材料力学性能实验教学改革与实践

随着应用型本科建设进程的不断推进,传统的实验教学模式已不能满足应用型人才的培养要求。本文以《材料力学性能》课程的实验课为例,针对实验课中“难以对实验课进行有效的考核、学生参与度低”等问题,以应用型本科人才培养目标为指导,从“引入国家标准学习、建立微课教学资源库、优化教学内容、灵活设计教学模式、优化考核方式”等方面进行了一系列的教学改革实践。本教学改革的实施取得了良好的效果,可以为其他实验及实验类的课程提供一定的参考。

汽车工程材料的现状与发展趋势分析

分析了汽车工程材料的现状与发展趋势;结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降,在性能可靠的的条件下,将尽可能多地采用铝合金、复合材料等轻型、新型材料取代钢铁材料。大量新材料,如高分子材料、复合材料等的迅速发展,为现代汽车的发展提供了必要的条件。

地方高校《材料科学与工程概论》双语教学的实践与问题

双语教学是地方高校大学教育的一大难题。本文分析了《材料科学与工程概论》课程双语教学实践中的问题,对教学过程中的英语使用比例、课前准备、课件制作、作业和考核等问题提出了初步改革方案。

九江学院材料专业大学生创新能力培养现状及改革研究

地方高校材料专业教育要适应地方和区域经济社会发展的需要,立足知识、能力和素质的协调发展,不断优化材料专业人才培养模式,使之更好地适应面向生产一线的高素质创新型人才培养目标的实现。本文首先分析了高校创新人才培养的现状,同时也分析了地方高校工科专业教育所遇到的难题和挑战,然后清楚认识到新世纪对材料专业人才所提出的要求,最后对地方高校材料专业大学生创新能力培养模式进行了探索。

面向学生工程能力培养的《机械制图》教学改革探讨

为了实现卓越工程师人才培养的需求,立足培养学生的工程能力,从教材建设、教师队伍的优化和制图技能培养体系设置3个方面对《机械制图》课程进行教学改革。教材建设方面,应加强与企业的联合,编写富含制图理论在工程中应用实例的制图教材;教师队伍优化方面,应选拔具有工程知识背景的《机械制图》主讲教师;制图技能培养体系设置方面,应与后续课程设计、毕业设计共同实现对学生制图技能的不间断训练和体系化培养。

基于“回归工程”教育理念,实施“卓越工程师教育培养计划”的探索——以九江学院为例

"卓越工程师教育培养计划"是我国高等工程教育的重大教学改革措施,九江学院作为江西省首批试点院校,针对实施该项目的几个重要关键点,提出基于"回归工程"的教育理念,选择良好的合作企业,制定合理的实施方案,建立健全保障体系。在实践过程中,以加强学生的工程实践能力目标,真刀实枪开展毕业设计,强化师资队伍建设,丰富学生的课外科技活动等,以期培养更多优秀的应用型工程技术人才。

大学生创新实践能力培养--以西安文理学院机械专业为例

随着社会的不断发展,一种新的人才需求模式——创新型人才需求已经诞生,对高校对人才的培养提出了新的挑战。机械专业为适应不断变化的人才需求,创新型人才培养模式得到前所未有的发展。在这种新型人才培养模式下,对机械专业的培养理念、教学方法、师资队伍以及学校的管理等都发生了巨大的变化。本文以西安文理学院机械专业为例,浅谈了该校大学生实践能力培养的方法,列举出了本校在机械专业实践能力培养方面采取的一些措施。

地方应用型普通高校材料成型及控制工程专业人才培养模式建构与内涵要素

地方应用型普通高校人才培养要有自身办学特点与优势,教学体系与人才培养模式必须相辅相成、有机融合、动态协调。本文以某高校的材料成型及控制工程专业为例,建构"3331"人才培养模式并说明该人才培养模式特征,阐述"3331"人才培养模式内涵要素。

机械工程专业双语教学课程的系统化设计

双语教学是时代发展的需要,是改革开放的必然结果。机械专业的双语教学面临教师学生英语水平相对较差、国内外专业教材内容不同、教学方法简单呆板等问题。机械类双语教学课程体系的设计坚持持续性、渐进性教学原则,为双语教学的实践提供了可借鉴的方法。