工程训练中心应对工程教育专业认证的策略与思考

高等院校工程训练中心在工程教育专业认证中要转变观念,以认证的理念支撑培养目标、修订教学计划,同时加强工程训练中心软件硬件建设,尤其是在有效支撑专业培养目标点方面提出切实可行的方案。

基于专业认证的工程训练项目教学模式研究

通过工程训练实践课程支撑机械设计制造及其自动化专业国际认证相应的毕业要求指标,实施项目教学,能有效地培养学生的团队合作精神及在团队中的角色转换,增强学生的自主学习能力、创新能力及分析解决复杂工程问题能力,同时也激发了学生的学习兴趣,实现了工程训练注重工程素质、工艺能力及综合运用的基本要求。

构建大工程环境下的工程训练实践教学体系

综合实践能力和创新能力培养体系的构建对于应用型本科人才培养具有重要意义。基于本校"三项试点"建设工作新形势,就营造大工程环境、探索创新工程实训的途径和模式进行了探讨,并在总结工程训练中心发展历程的基础上,对下一步发展进行了规划。通过进一步明确工程训练中心建设主导思想,整合实践教学资源,构建工程训练中心实践教学体系,改革实训教学手段和方法,以彰显人才培养特色和提高人才培养规格。研究结果表明,构建适应"大工程"环境下的现代化工程训练实践教学体系,对于提高应用型本科院校实践教学质量具有重要的推动作用。

基于学生非技术能力培养的工程训练实践教学模式创新研究

随着中国正式加入《华盛顿协议》,从高等院校人才培养目标中可以看出,各大高校不再仅仅满足于对学生技术能力的培养,而是在培养和锻炼学生非技术能力上投入更多的时间和精力。以数控实训课程为例,文章通过对数控实训教学模式的改革创新研究,引入项目设计任务,并采用微课、互联网+等信息化手段,达到在培养学生技术能力的同时,还培养学生工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、自主学习等非技术能力的目的。

“以本为本、四个回归”背景下工程实训教学改革

在“以本为本、四个回归”教育背景下,对大学生工程实训中存在的问题进行系统剖析。以建设高质量高等教育体系为发展目标,以培养大学生工程实训兴趣养成为切入点,对本科层次工程训练教学进行探索与实践,培养学生工程实践和创新能力,提高综合素养。

基于项目教学的工程训练教学模式创新研究与探讨——以典型零件加工为例

工程训练中心是工程教育中规模较大、受众人数最多的实践性教学平台,文章从工科高校工程训练的目的和意义出发,通过对高校工程训练课程的教学模式对比研究,总结出工程训练普遍存在的问题。提出利用项目教学法,将典型零件的生产全过程引入实践教学中,以达到培养学生工程实践能力和创新能力的教学目的,并为后续的理论课学习夯实基础。

基于增材思维的现代设计与制造工程实训教学探索与实践

增材制造是近些年发展较快的先进制造技术之一,带动了新材料、CAD/CAM/CAE技术、机械工程、激光技术等领域发展。文中基于增材思维进行现代设计与制造的工程实训试点教学,以学生为主,指导教师为辅,工程实践项目为主要教学场景,通过轻量化结构设计、有限元分析、增材制造三个教学模块,让学生更深刻地了解实际项目开发流程,学习增材制造产品从设计到加工工艺方面的知识,培养学生创新意识、动手能力及工程思维,也为同类型本科高校开展增材制造实训教学提供参考。

基于“互联网+工程实训”自主训练模式探究

目前,部分高校工程训练中心师资队伍状况堪忧,实训指导教师数量短缺,工程实训教学任务繁重。运用“互联网+教育”的手段,依托现代智能技术设计和营造工程训练环境,可使学生自主进行训练,从而实现“无人工训”的训练模式。学生通过在线学习掌握基础知识和安全常识;通过三维扫描技术判断实训时学生着装是否符合防护要求;通过自动检测技术测量学生所加工的工件是否达标。工程实训教学平台自动统计学生成绩,消除人为因素对学生实训成绩的影响,使实训成绩更客观公正。自主训练模式将缓解指导教师教学压力,强化学生的自主学习和训练能力,提高学生的实践技能。

应用型本科院校构建学生工程实践能力结构的探索

目前应用型本科院校毕业生与人才市场需求的契合度不高,用人市场需要大量技能型人才,针对高校毕业生综合能力存在的问题,充分分析国内外高校本科学生能力培养的状况,架构学生应具备的基本能力、关键能力、技术能力和非技术能力,根据人的成长规律和用人单位的需求架构学生的三个维度、三个层次的能力结构,以适应市场对技能型人才的需求。

单点渐进成形工艺参数对铝合金圆锥台表面粗糙度的影响

表面粗糙度是影响渐进成形零件质量的关键因素之一,为了探究工艺参数对零件表面粗糙度的影响,采用单点渐进成形技术对5052铝合金板料进行成形实验,研究工艺参数轴向进给量、主轴转速、进给速度对圆锥台表面质量的影响,并使用粗糙度仪测量外表面粗糙度R_(a)值。实验结果表明:降低轴向进给量可以改善零件表面质量;随着主轴转速增大,零件粗糙度R_(a)呈先减小后增大趋势;进给速度对粗糙度R_(a)影响较小,随着进给速度增大,粗糙度R_(a)呈先减小后增大趋势,受零件尺寸限制,进给速度超过2817 mm·min^(-1)时,内表面“鱼鳞纹”和粗糙度R_(a)几乎没有变化。

基于组合权重的城市轨道交通项目效益评价

利用组合权重对城市轨道交通项目效益评价进行研究,以优化轨道交通建设资源分配,使前期建设规划更具有指导性、可行性。首先,选取轨道交通项目的交通效益、环境效益、社会效益三个方面的节约乘客出行时间、减少交通事故、诱增客流、节约能源、减少环境污染、减少噪声影响、发掘经济潜力、促进国土增值和增加就业机会9个指标,构建轨道交通项目效益评价体系。然后,结合AHP(层次分析法)和CRITIC(客观权重法)各自特点,设计组合权重模型对评价指标进行组合权重计算。最后,研究选取成都轨道交通项目数据进行仿真实验。结果表明,组合权重可以弥补单一评价方法的不足,基于组合权重的评价体系得出的指标权重更具有可靠性,并为轨道交通项目前期规划设计提供一定的参考。

热固性碳纤维复合材料回收技术及再利用研究进展

碳纤维复合材料具有质量轻、比强度和比模量高、耐腐蚀、抗冲击等优点,市场规模近几年不断扩大,拥有良好的应用前景。目前国内市场以热塑性碳纤维复合材料为主,其回收再利用较为困难,碳纤维废弃物不但会造成资源浪费,同时也给生态环境带来巨大压力。文中介绍机械回收法、化学回收法、热解法3类热固性碳纤维复合材料回收工艺研究进展,同时也分别介绍所回收热固性复合材料在汽车、建筑、航天航空、增材制造领域的应用情况,并对碳纤维复合材料回收行业发展进行展望。

激光选区熔化成形半圆孔悬垂结构变形及残余应力研究

基于Simufact additive建立激光选区熔化(selective laser melting,SLM)成形AlSi10Mg合金无支撑半圆孔悬垂结构的仿真模型,分析了不同工序总变形量和残余应力变化情况,研究了几何参数厚度、内/外圆半径对最大总变形量和最大残余应力的影响。结果表明,随着半圆孔厚度增加,最大总变形量和最大残余应力呈增大趋势;半圆孔内圆半径变大,最大总变形量呈增大趋势;半圆孔外圆半径变大,最大总变形量呈减小趋势,但对总变形量影响程度较小。

低速冲击碳纤维增强铝合金层合板力学响应

基于ABAQUS/Explicit建立低速冲击碳纤维增强铝合金(CFRP/Al)层合板有限元模型。采用Johnson-Cook本构模型模拟铝合金蒙皮力学行为,使用材料子程序VUMAT定义3D Hashin准则,以此判定碳纤维增强复合材料层内失效,Cohesive单元模拟层间胶粘层分离与分层损伤。模拟结果表明,铝合金蒙皮可以有效提高碳纤维增强基复合材料抗冲击性能,并且随着蒙皮厚度增加,CFRP/Al层合板变形量、接触力峰值会有所增大,吸能量和剩余冲击能占比有所减小;随着冲击能增加,层合板变形量、吸能量、接触力峰值、剩余冲击能占比皆呈增大趋势。

虚实结合数控加工实训教学改革与效果评价

本文介绍了虚实结合教学模式在数控加工实训课程中的应用。以异形螺栓数控车削加工为例,详细描述了该模式下数控车削工艺分析与方案设计、自动编程、虚拟仿真、实际加工与检验等内容。通过该教学模式的引入,激发学生学习的兴趣,提升工程实践能力,以小组为单位进行分工合作,锻炼了学生沟通协作能力,培养了学生工程思维和创新思维。同时,采用课程考试和实训项目考核(组内自评、组间互评、教师评价)的教学评价方法,更加真实的反映出学生学习效果,为实训教学进一步优化提供依据。

一种圆柱凸轮转向的“S环形”势能驱动车设计

根据“S环”型轨迹要求自动变距绕桩行走,构造出势能驱动车行走迹线方程,采用圆柱凸轮控制转向,建立势能驱动车转向机构数学模型,确定各参数与势能驱动车行驶轨迹之间的关系。制作势能驱动车,通过实际赛道运行验证了圆柱凸轮转向机构设计的合理性和可靠性。

基于无人机光学遥感的森林生物量估算研究

森林生物量(Forest biomass)是研究地球生态环境和气候变化的关键影响因子,在碳循环研究中起着决定性的作用,准确且直接地估算目标样地内森林生物量具有重大意义。为探索东北林业大学城市林业示范基地单木尺度上的生物量研究方法,获取目标样地内单一树种的生物量估算模型,得到目标树种的地上生物量。该研究利用无人机获取东北林业大学城市林业示范基地内建模样地和验证样地内的樟子松遥感影像;对无人机获取的遥感影像进行预处理,并获取建模样地(plot1)和验证样地(plot2)内所有目标样木的胸径;对影像进行分割并提取树冠信息。运用eCognition软件对无人机获取到的遥感影像进行信息提取,并进行自动的分割和分类从而提取单木树冠;将信息导入ArcGIS软件,统计出所有樟子松的树冠面积,估算样地内樟子松的生物量。结合实测胸径数据,对建模样地内的樟子松数据进行拟合,拟合出树冠面积-胸径的最优模型,并借助胸径-生物量的经验模型,得出樟子松地上生物量。研究表明运用无人机遥感技术和拟合出的最优模型可以有效估算目标样地内樟子松的地上生物量,其中,plot1的总生物量为6 315 kg;plot2的总生物量为5 802 kg。

基于“多功能+”培养学生创新能力研究

在充分分析工程实训教学现状的基础上,以创新能力培养为目标,创造性地提出“多功能+”的理论,并在该理论指导下,依托项目教学手段进行研究与实践,有效地解决了在工程实训过程中培养创新能力的问题。实施过程中学生以小组为单位,进行了“多功能手锤设计”的实践教学,培养了学生的创新能力、设计能力、自主学习能力、解决复杂工程问题能力和团队合作意识,取得了较好的教学效果。

基于3D打印的轻量化轴类零件内部结构设计与研究

随着科技不断发展和进步,零件的轻量化设计是机械制造业的发展趋势。在保证零件强度、韧性、精度、刚度等基本性能的基础上,将零件内部实体结构设计变更为三角型、圆型、网型加劲肋结构,通过利用UG软件对轻量化轴类零件进行建模,生成STL文件,利用3D打印技术进行内部结构复杂零件的加工制造,利用电液伺服压力试验机进行力学试验并对试验数据进行分析,得出轻量化轴类零件内部结构最优化设计为网型结构。这一结论的得出,在实现零件加工节能、节材和环保的基础上,为零件轻量化设计及研究的进一步实施提供了理论基础。

“方套方套球”的设计理论及加工工艺分析研究

车削加工主要针对回转表面,对方体或整球零件进行车削加工是一种挑战。“方套方套球”零件首先是2个镶嵌的方套方,内方体可在外方体内自由旋转,其次在内方体中有一个可自由旋转的圆球,3个个体互不脱出,设计独特,造型美观。对“方套方套球”零件的设计过程及加工工艺进行详细分析和论证,解决了内部整球和内方体的加工难点。另外,“方套方套球”的结构能否用于液压阀中,还有待进一步研究。