“三教”改革背景下教改班实施的现状及对策——以重庆工业职业技术学院为例

文章以重庆工业职业技术学院为例,首先介绍了相关背景,然后分析了“三教”改革背景下教改班实施的现状,最后提出了“三教”改革背景下教改班实施的对策,包括内培外引,打造教学团队;能力互认,突破政策瓶颈;绩效改革,激发教师热情。

PLC控制在自动化生产设计中的应用——评《机械电气控制与PLC应用》

随着PLC应用技术的不断发展,PLC得到了越来越广泛地应用,当今的工程技术人员在设计电气控制系统时,更换接触器控件并选择PLC控件,从根本上改变了机器制造系统的手动操作状态。21世纪自动电气控制技术不断向电子化、智能化和电信化的方向发展。由陈继文、范文利、逄波编著的《机械电气控制与PLC应用》一书,吸取了同类书籍的优秀成果,介绍了有关电气控制方面的新技术,本书从应用出发详述了实用的电气控制的典型功能电路,介绍的电气控制系统分析、设计方法简便、直观,对于从事机械设计和电气自动控制的工程技术人员,具有重要的指导价值和意义。

基于深度LSTM残差网络的旋转机械故障诊断研究

伴随制造加工业对可靠度与精准度的需求不断提升,及时而有效地获取旋转机械的故障信息能够保证设备的正常运行。采用深度LSTM残差网络完成旋转机械的故障诊断,主要包含3个模块:初始数据处理层、SP-LSTM残差网络信号诊断层与GAP-ELM网络下的故障分类层。该方法能够完成初始数据的深层特征发掘,利用LSTM元中的记忆与遗忘门获取故障数据的细微变化。所采用的GAP-ELM网络可规避传统Softmax方法分类准确度不高的问题,从而有效完成故障诊断。通过CWRU集完成该方法与文献方法的实验对比,结果表明该方法的鲁棒性较好,诊断正常信号、滚动体与内外圈的故障信号准确率均优于文献方法,此外,所提方法可在较少的epoch中实现稳定,并随着epoch的增加,损失值会逐渐减小。

结合3D打印和电喷雾技术制备薄膜太阳能电池

有机太阳能电池面临的一个挑战是可进行卷对卷生产的制备方法。针对现有技术中薄膜太阳能电池成品厚度不均匀问题,本文主要阐述了一种结合3D打印和电喷雾技术、能够均匀成膜的卷对卷制备薄膜太阳能电池的设备。这种简单却又高效的制备设备有望在多功能薄膜的蓬勃发展中迅速得到推广和应用,对改善和提高人类生活质量发挥关键作用。

蓝宝石晶片加工技术现状与发展趋势

蓝宝石晶体具有强度高、耐高温、耐化学腐蚀、抗磨损等优良性能,在半导体照明、国防军工、航天航空、智能穿戴、电子产品等领域得到广泛的应用。本文对实现蓝宝石高效低损伤的加工技术进行了总结和分析,并指出蓝宝石晶体加工过程中存在的问题及未来发展的趋势。

34CrNiMo6曲轴热成形工艺研究及优化

为提高某八缸曲轴的锻造成形质量,获得材料最佳热加工工艺窗口,提高材料利用率,首先通过等温压缩实验获得了34CrNiMo6钢在不同温度和应变速率下的流变数据,并通过Hansel-Spittel模型进行了多元线性回归近似,获得了34CrNiMo6钢的高精度本构模型。等温压缩实验表明,当应变速率较低、温度较高时,随着应变的增加,应力逐渐上升,到达峰值后缓慢下降并趋于平稳。这是高温下材料的动态回复、动态再结晶软化行为与加工硬化行为共同作用的结果。当应变速率较高、温度较低时,随着应变的增加,应力逐渐上升并趋于平缓。这是由于应变速率较大时,材料发生有限的动态再结晶,其软化效果有限。其次,通过对Hansel-Spittel模型进行微分处理得到了34CrNiMo6钢的热加工图,热加工图表明:在温度为1350 K,应变速率为0.001 s^(-1)时能量耗散率较大,在该温度和应变速率下进行热加工时,材料具有较高的热加工稳定性,其动态回复、再结晶完全,能得到细小均匀的组织。最后基于Hansel-Spittel模型、热加工温度和应变速率,通过有限元仿真技术分析了坯料尺寸和阻力坎、沟结构对成形效果的影响,发现通过增加阻力坎、沟可在保证锻件无锻造缺陷的前提下,使材料利用率从65%提高到78%,并经过生产试制验证了锻造温度、锻造速率、坯料尺寸和阻力坎结构的设计合理性。

基于虚拟探照灯的离合制动履带底盘寻径跟踪

油动履带底盘由于具有成本低、技术成熟、动力充足、续航能力强、维修便捷等特点而被广泛应用于农业生产,但其操控精度低、振动严重等问题对其应用造成挑战。该研究以农用油动履带底盘为对象,根据共性传动结构提出离合制动式履带底盘,并以STM32F303作为主控器搭建基于实时动态差分全球导航卫星系统(real-time kinematic global navigation satellite system,RTK-GNSS)的自动导航系统,建立其运动学模型,提出一种改进模糊式预瞄控制算法—虚拟探照灯寻径跟踪(virtual searchlight pathfinding tracking,VSPT)算法。针对横向偏差和速度变化引起的跟踪振荡问题,提出基于横向偏差指数的视域角动态调整方法和基于行驶速度的虚拟目标点判断方法,并通过仿真和试验验证算法的有效性。仿真结果表明,在底盘前进速度0.4 m/s时,横向偏差指数λ、视域增益k1和目标增益k2取值分别为1/4,0.005 rad·m和6 s^(-1)时可获得较好的导航效果。现场试验结果表明,在水泥路面,不同初始位姿下,直线导航平均上线距离为1.64 m,平均横向偏差和航向偏差为0.44 cm和1.57°;行驶速度提高会导致导航精度降低,适当修正k1、k2可维持较好的导航效果,3种行驶速度下获得的平均横向和航向偏差分别为0.75 cm和1.05°,平均纠偏次数为4.7次;田间路况下,由于土路附着系数增加,转向相对平稳,纠偏次数降低至2.7次,相同参数时2种路况下的导航效果接近。研究表明,VSPT算法针对离合制动式履带底盘具有良好的跟踪效果和路况适应性,该研究可为离合制动履带平台提供一种高效、稳定的导航控制方案。

有限样本下基于迁移学习的铣削稳定性预测方法

传统铣削稳定性分析因采用静态刀尖点频响函数和平均切削力系数而使其在真实工况下的预测精度降低。为此,引入迁移学习提出一种基于少量实验样本的铣削稳定性预测方法。首先,生成静态刀尖点频响函数和平均切削力系数在全转速范围内多个系列的随机值,并在各系列下进行铣削稳定性分析,通过计算少量极限切削深度实验值与对应的预测值之间的误差,确定最优系列并以其构造源域稳定域数据;然后,利用大量源域数据建立极限切削深度的预训练模型,通过少量实验样本全局微调此模型使其适应真实加工场景。以40组颤振实验样本展开实例验证,所提方法比采用少样本建模的预测精度提升32%,并对比不同数据规模下各类模型预测精度,共同验证所提方法的有效性。

磁流变传动装置尺寸优化分析与设计

为了优化圆筒圆盘式磁流变传动装置结构和磁场分布,以传递最大转矩为优化设计目标,提出磁场分布、磁流变液有效工作间隙和传动尺寸优化方案;基于磁流变传动特性,采用有限单元法和控制变量法,分别得出最优的磁流变液工作间隙的有效厚度、磁场性能最佳的线圈布置方案和磁流变传动装置结构尺寸的最优化设计方案。结果表明:线圈布置于圆筒端面两侧能够显著增强磁场强度,有效提升磁流变传动装置的传动性能;磁流变液工作间隙结构尺寸满足传动尺寸比ε=1.6时,传递的转矩达到最大值13.3 N·m,此时传动性能最佳、装置结构紧凑。

车齿刀前刀面几何构型对切削力和切削温度的影响

车齿工艺具有生产效率高、适应齿轮类型广的优点,近年得到了快速发展。车齿刀几何结构复杂,其前刀面有平面、锥面和球面不同构型,对切削力与温度具有显著影响。通过建立三种典型前刀面构型的车齿刀模型以及具有对应切削刃空间切削轨迹的工件模型,对不同车齿刀的切削性能进行有限元仿真,实现对切削过程中各参数动态变化的预测,并分析选用不同前刀面几何构型对刀具主切削力和温度分布的影响。结果表明,球形前刀面构型切削力较另两种构型更小且更平稳,高温分布区域更少,适用于车齿刀实际加工。

磨蚀故障下离心泵的振动特性分析

在沙水工况下,离心泵工作过程中会存在振动过大的现象,针对这一问题,通过试验的方法对其磨蚀故障下的振动信号进行了分析。采用LabVIEW虚拟仪器平台搭建了试验装置,选用型号为IS145-78单级双吸离心泵作为试验对象;试验过程中,在水箱中添加黄河沙,对不同时间和流量下的离心泵驱动端和非驱动端振动信号进行了测量,并对其振动信号进行了时域和频域分析,获得了磨蚀故障下离心泵的振动特性。研究结果表明:磨蚀的产生会降低离心泵的扬程和效率;由时域分析可知,磨蚀故障下的振动均方根在各个方向有明显增加,但在设计点处最低;从频域分析中发现,不同流量下的振动能量主要集中在轴频f_(0)处,叶频f_(BPF)处的振动能量随着流量的增加而逐渐降低;研究磨蚀运行中的双吸离心泵振动特性,可以为离心泵的故障监测提供一定的帮助。

Ti6242s钛合金流变特性及热加工图研究

为研究Ti6242s钛合金的高温流变特性以及最佳热加工工艺窗口,首先使用Gleeble-3500热模拟试验机对Ti6242s钛合金进行不同温度和应变速率下的等温热压缩实验。使用Arrhenius模型对热压缩数据进行了多元非线性回归,多元非线性回归结果表明,低应变速率数据的拟合精度高于高应变速率数据的拟合精度。当应变速率相同时,低温数据的拟合精度最高。然后通过热压缩实验数据计算获得了Ti6242s钛合金的应变速率敏感系数、能量耗散率及失稳判据图。失稳判据表明,Ti6242s钛合金在温度低于1250 K、应变速率大于1 s^(-1)的区域易发生失稳。此外,温度为1250~1350 K、应变速率为0.001~0.043 s^(-1)时,Ti6242s钛合金的热加工稳定性较高。最后,在成形温度为1250 K,应变速率为0.001 s^(-1)下进行了钛合金盘锻件生产试制,并进行了微观组织分析。结果表明,使用通过热加工图获得的锻造温度和应变速率生产的锻件的平均晶粒尺寸比较均匀,满足零件的使用性能,说明热加工图能够指导实际锻造工艺。

多电机并联驱动-传动系统动力学建模及其固有振动特性分析

为了解多电机并联驱动-传动系统的固有振动特性,揭示系统刚度参数对其固有频率的影响规律,考虑齿轮时变啮合刚度、啮合误差等非线性因素,采用集中质量法建立其耦合动力学模型,根据中心构件振动位移的特点,给出了3种典型的系统低阶振型,即扭转振型、横向振型和行星轮振型;研究了传动轴扭转刚度和部件支撑刚度对系统固有频率的影响。结果表明,除高阶频率外,其他频率成分对系统刚度参数的变化比较敏感,且在求解系统固有频率时应充分考虑系统的耦合效应;同时,系统刚度参数的变化会引起模态跃迁现象,即系统振动模式发生突变,增加系统动力学行为的复杂性。在动态设计过程中,应尽量避开模态跃迁点,进而避免系统产生多阶次共振现象。

采用Cu中间层的Ti6242钛合金接触反应钎焊

用Cu做中间层实现Ti6242钛合金的接触反应钎焊,通过扫描电镜和拉伸试验对接头界面组织和力学性能进行表征。结果表明:在940℃保温2 min即可使中间层与母材充分反应,完全转变成Ti-Cu共晶。随保温时间延长,Cu不断向基体扩散,保温10 min组织转变为Ti_(2)Cu金属间化合物和共析组织;保温至20 min时,主要由α-Ti和少量共析反应β-Ti分解产生的Ti_(2)Cu组成;保温20 min得到的接头强度与母材一致,实现了与母材的等强连接。

新工科背景下“机床与数控机床”课程教学改革探索

“机床与数控机床”课程是高职院校数控技术专业开设的一门重要课程,新工科背景下,行业对数控技术人才、机床操作与维修人才的需求也提出了更高的要求。文章围绕高职院校“机床与数控机床”课程现有的教学模式进行了研究分析,针对现存的问题提出了相应的对策,以期对同类课程的教学改革提供参考。

高Prandtl数双层流体的热毛细对流数值模拟

不相溶混的双层流体系统的传热传质现象广泛地存在于自然界和工程技术领域中,尤其是芯片工业与微电子工业中半导体材料的液封提拉法生长制备工艺中,双层流体的流动稳定性直接影响着晶体材料的生长质量。微重力条件下,由于没有了重力的影响,可以增强双层流体流动的稳定性以获得更为优异的晶体生长环境,然而,两相界面处的热毛细力引起的热毛细对流却对双层流体系统中的传热传质现象影响甚大。目前,可采用实验研究的方法对水平温度梯度作用下的双层流体的热毛细对流进行可视化研究,以观测流动特性及失稳的耗散结构。在空间实验中,由于低Prandtl数流体不可透视的特性,故在实验中鲜少采用其作为观察工质,多采用高Prandtl数流体。关于双层流体的热毛细对流,前人的研究主要集中在矩形腔体内环形池内的低Prandtl数双层流体的流动特性,对环形液池中高Prandtl数双层流体的流动特性及失稳耗散结构的研究还鲜见报道。本工作针对微重力条件下,水平温度梯度作用下的环形液池内B_(2)O_(3)/蓝宝石熔体、5cSt硅油/HT-70、水/FC-75三组工质对的热毛细对流特性进行了研究,采用数值模拟的方法获得了R-Z截面的流函数、温度分布,以及监测点的速度和温度周期波动,揭示了流动失稳后的振荡流型。研究结果表明,运动粘度会影响流动流型,对于运动粘度较低的5cSt硅油/HT-70、水/FC-75的工质对,流动失稳为热毛细对流失稳,而高运动粘度的B_(2)O_(3)/蓝宝石熔体则出现了热毛细对流失稳与Marangoni失稳。对比三种工质对的流动失稳临界Marangoni数,发现上下液层Prandtl数比值越大,则临界Marangoni数越大,选择较大的上下液层Prandtl数比值,可增强环形双液层流体流动稳定性。

码垛机器人轨迹规划研究现状与展望

如何能够保证码垛机器人快速、准确、高效、稳定地抓取、搬运和放置货物,是码垛机器人的主要目的。轨迹规划是完成码垛作业任务的关键环节。分析码垛机器人标准作业流程,提出码垛运动轨迹的规划需求。介绍了机器人轨迹规划的研究现状,最后展望机器人轨迹规划的发展趋势。

大型非等厚7075铝合金自由锻件残余应力消减研究

制定合理的热处理工艺及消除热处理后的残余应力是保证7075铝合金综合性能的关键因素。用Jmatpro热力学计算软件分析铝合金平衡相成分、TTT(等温转变曲线)、CCT曲线(连续转变曲线);用扫描电子显微镜及电子背散射衍射技术(EBSD)对固溶处理后的析出相及晶粒尺寸进行分析;用Deform-3D软件模拟分析大型自由锻件淬火残余应力,并探究分步冷压对消减大型锻件残余应力的影响。结果表明:7075铝合金在室温下的平衡相主要包括α(Al)、η(MgZn)、S(Al_(2)CuMg)和Al_(6)Mn等相,其中η、S相为主要强化相,最佳固溶温度为460~490℃,淬火过程中由于锻件心部冷却速度较小,会析出部分η′相。分步冷压对消除残余应力效果明显,且冷压量为3%时,淬火残余应力消减率较高,应力分布更均匀。

新型可换头钻头的结构优化研究与试验验证

本文运用有限元分析软件AdvantEdge FEM对新型可换头钻头的结构进行了研究,建立了钻头的有限元分析模型;通过正交试验法分析研究了钻头的顶角、切削刃角、排屑槽半径以及横刃在加工难加工材料316不锈钢时钻头钻削力、Mises应力的影响关系以及规律,基于仿真及试验结果,采用极差分析优选出优化后的钻头结构参数,并通过试验验证仿真结果的正确性。

设备故障问题的系统性分析法应用探究

以激光焊接非标设备为例,采用帕累托图、鱼骨图、“五why”分析法等系统性分析方法,从机械和电气不同视角逐项分析和讨论设备常见故障的现象和产生原因,并针对主要问题制定具体方案加以实施,以降低设备故障率。实践表明,故障的系统分析法可为设备运维人员解决故障问题提供思路,但需进一步明确应用系统性分析法的注意事项。