機械工程論文模板(10篇)

導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇機械工程論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

二、機械工程系列核心課程教學(xué)培養(yǎng)現(xiàn)狀

機械工程系列核心課程包含機械制圖、機械原理、機械設(shè)計、理論力學(xué)、材料力學(xué)、電工電子技術(shù)、互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造工藝學(xué)、機電傳動控制、液壓傳動與氣壓傳動、數(shù)控技術(shù)等理論課程，以及課程設(shè)計、專業(yè)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。每門課程的理論性和實踐性都非常強，與相關(guān)課程關(guān)聯(lián)關(guān)系強，在機械類學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)中都具有舉足輕重的地位。以《機電傳動控制》為例，該課程的理論性、實踐性和綜合性強，涉及動力學(xué)基礎(chǔ)、電機與拖動、傳感器、機床電氣自動控制、電力電子技術(shù)、傳動控制系統(tǒng)、可編程序控制器等知識面，關(guān)乎《理論力學(xué)》、《電工電子技術(shù)》、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等前期課程，和《金屬切削機床》、《機床夾具設(shè)計》、《液壓傳動與氣壓傳動》等同期課程，甚至《數(shù)控技術(shù)》、專業(yè)課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等后期課程的關(guān)聯(lián)教學(xué)，在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)體系中尤為重要。現(xiàn)有教學(xué)體系中，機械工程系列核心課程均存在內(nèi)容量大，知識面廣，教學(xué)以理論為主，實驗為輔的現(xiàn)狀。理論教學(xué)方面，由于原理圖多，文字?jǐn)⑹鲚^抽象，學(xué)生又無實物接觸，難以全面了解、掌握機械工程技術(shù)在生產(chǎn)實際應(yīng)用中的內(nèi)涵和精髓，不僅影響了學(xué)生的實際應(yīng)用能力，也降低了學(xué)生在今后的工作中不斷學(xué)習(xí)提高的后勁。在工科教學(xué)中尤為重要的實驗或?qū)嵺`教學(xué)環(huán)節(jié)，多采用驗證型實踐教學(xué)，且往往由于受控對象體積大、重量重、價格高、維護難等因素，難以大量裝備于實驗室，使學(xué)生在實踐教學(xué)中無法感受工程實踐的趣味性、知識性和實驗成功后的成就感，在很大程度上挫傷了學(xué)生的積極性，更談不上對工程設(shè)計能力的培養(yǎng)。對于教學(xué)另一重要環(huán)節(jié)，即考試，現(xiàn)有的考試方式僅注重于考查具體知識點的了解或掌握，比較理論化，并不注重與工程實際的聯(lián)系，往往出現(xiàn)教師為考而教，學(xué)生為考而考、考后即忘的現(xiàn)象，無助于對工程技術(shù)人才的培養(yǎng)。機械工程領(lǐng)域知識的復(fù)雜性和交叉性，使得實際工程問題通常是隱性的，學(xué)生畢業(yè)進入企業(yè)后，無法再像課堂學(xué)習(xí)一樣根據(jù)已知條件和固有步驟得到答案，企業(yè)必須投入相關(guān)資源進行二次培養(yǎng)，企業(yè)的經(jīng)濟效益和高校的人才競爭能力都大受影響。因此，工科院校機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，針對機械工程系列核心課程實施以培養(yǎng)工程設(shè)計能力為目標(biāo)的課程改革，培養(yǎng)學(xué)生對工程實際問題的分析判斷能力、工程設(shè)計能力和終生學(xué)習(xí)能力是實現(xiàn)該專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要，是適應(yīng)社會發(fā)展需求的需要。

三、以培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力為目標(biāo)的機械工程系列

核心課程教學(xué)改革研究與實踐我校以培養(yǎng)工程設(shè)計能力為目標(biāo)的機械工程系列核心課程教學(xué)改革的思路是以培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力為總體目標(biāo)，貫徹以工程項目構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）全過程為載體的CDIO高等工程教育理念，打破以理論知識全面性為原則的專業(yè)課程群設(shè)置方式和課程教學(xué)內(nèi)容安排方式，以完成工程項目CDIO過程作為課程群設(shè)置或整合、課程教學(xué)內(nèi)容（含實踐教學(xué)）安排、教學(xué)方法以及師資和教材建設(shè)的核心，系統(tǒng)推進教學(xué)改革。一個典型的領(lǐng)域工程項目（一級項目），其CDIO過程所需的專業(yè)知識和技能幾乎可以涵蓋一個專業(yè)方向甚至一個專業(yè)的所有課程（含實驗），這就給專業(yè)課程群設(shè)置及其教學(xué)內(nèi)容整合提供了一個內(nèi)在的“綱”，極大地增強了專業(yè)課程群的整體性。與此同時，工程項目的實施流程及各部分工作內(nèi)容也為專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)重點安排提供了有效依據(jù)。以工程項目運行過程來驅(qū)動課程教學(xué)實施，構(gòu)建真實的工作場景，以完成“完整技術(shù)工作”的訓(xùn)練并以此來實現(xiàn)工程綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，加速學(xué)生從在校生到工程技術(shù)人員的角色轉(zhuǎn)變。解決現(xiàn)有教學(xué)體系中重理論輕實際、教學(xué)過程中缺乏工程實踐和工程設(shè)計的引入、教與學(xué)均是紙上談兵等教學(xué)問題；解決現(xiàn)有實驗環(huán)節(jié)以傳統(tǒng)的驗證型實驗為主的實驗教學(xué)模式下，學(xué)生動手能力差、綜合分析問題能力欠缺，以及現(xiàn)有實驗設(shè)置與工廠實際脫離、與先進技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用相脫離的現(xiàn)狀，使實驗教學(xué)環(huán)節(jié)與培養(yǎng)工程設(shè)計人才目標(biāo)相促進；解決現(xiàn)有考試方式“考”老師所“教”、考試內(nèi)容簡單化、命題標(biāo)準(zhǔn)化等教學(xué)問題，真正避免現(xiàn)有教學(xué)制度下，老師教學(xué)生“考”而不是教學(xué)生“學(xué)”和“用”的現(xiàn)狀。針對教學(xué)體系改革，建立以能力培養(yǎng)為中心、以工程設(shè)計為主線的課程教學(xué)體系，優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，改革教學(xué)內(nèi)容。如教學(xué)過程中，以“車用氣瓶螺紋接口自動加工專機”的完整設(shè)計工作為主線，給出學(xué)生某企業(yè)待加工氣瓶產(chǎn)品的不同形狀與尺寸規(guī)格、加工精度要求、加工效率與設(shè)備成本要求等參數(shù)，要求學(xué)生直接進行該產(chǎn)品加工設(shè)備的設(shè)計。整個教學(xué)過程既圍繞“氣瓶螺紋接口自動加工專機”的實際工程課題研究，又緊密圍繞《機電傳動控制》課程各章節(jié)內(nèi)容，注重工程實際在恰當(dāng)知識點的引入。如進行第二章“機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)”內(nèi)容的教學(xué)時，將轉(zhuǎn)矩折算與電機選擇、專用鉆孔動力頭設(shè)計、車床變頻器主軸改造等工程實際案例逐層相結(jié)合，扎實培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計思路和能力。教學(xué)過程中適當(dāng)引入“三通球閥加工專機設(shè)計”、“鋁塑藥品包裝機改造”“、80噴漆線伺服系統(tǒng)”等相關(guān)工程設(shè)計實例貫穿課堂的教學(xué)和設(shè)計指導(dǎo)。部分章節(jié)如“繼電器接觸器控制系統(tǒng)”、“PLC控制技術(shù)”等采用了現(xiàn)場教學(xué)模式，使學(xué)生易學(xué)，老師易教。在《機電傳動控制》課程教學(xué)改革過程，共有三條主線：其一，課程自身教學(xué)系統(tǒng)主線；其二，工程設(shè)計項目與實驗教學(xué)主線；其三，對相關(guān)課程知識進行驗證學(xué)習(xí)的主線。三條主線圍繞工程設(shè)計項目主線同步展開，最終為學(xué)生的《機電傳動控制》課程服務(wù)。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中，在授課教師的帶領(lǐng)下，進行了企業(yè)委托項目《氣瓶螺紋接口自動加工專機》的研究與設(shè)計。因涉及學(xué)習(xí)內(nèi)容多，工作量大，單靠課堂學(xué)時遠遠不能完成。但是由于構(gòu)建了一個學(xué)生進入企業(yè)后真正的現(xiàn)代化生產(chǎn)主戰(zhàn)場，極大地激發(fā)了整個團體的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。依靠課后大量的資料查閱與學(xué)習(xí)，課堂上再結(jié)合教師對《機電傳動控制》相應(yīng)章節(jié)的講解與對該工程項目的設(shè)計思路引導(dǎo)，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)期間即完成了該項目的工廠調(diào)研、工藝分析、方案設(shè)計、刀具設(shè)計等工作，完成了企業(yè)要求的設(shè)計任務(wù)。并成功申請了發(fā)明專利“氣瓶螺紋接口自動加工生產(chǎn)線”1項和實用新型專利“直動式電控疊加溢流閥”、“專用锪車復(fù)合刀具”等9項，目前均已獲得授權(quán)。由于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高漲，課后主動學(xué)習(xí)時間大增，在這個環(huán)節(jié)中扮演重要角色的教師的實際教學(xué)過程相對以往教學(xué)模式輕松。教師更多是扮演“導(dǎo)師”角色，而不是以往的“填鴨式”教學(xué)；學(xué)生通過實際的工程設(shè)計歷練逐步建立和深化了工程意識與能力，達到的是雙贏效果的工程設(shè)計人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。同步實施的實驗環(huán)節(jié)改革，強調(diào)針對工程實際進行設(shè)計、選型、搭建、調(diào)試的系統(tǒng)性實驗，培養(yǎng)動手操作和創(chuàng)造能力，注重該課程與相關(guān)課程的關(guān)聯(lián)設(shè)計，注重該環(huán)節(jié)理論與實踐的聯(lián)系；對于考試環(huán)節(jié)，不以最后一考來定輸贏，而以階段性工程設(shè)計與期末整體性設(shè)計相結(jié)合，筆試與口試結(jié)合，注重工程設(shè)計的實際應(yīng)用方面的考評。

篇2

2GA算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和算子

2.1GA算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

圖式定理是GA算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，圖式定理是Holland提出的，它在一定程度上解釋了GA算法強大的數(shù)據(jù)信息處理能力，由定理我們能看出，經(jīng)過不斷地復(fù)制和交叉變異，在第一代中包含的編碼數(shù)量H可以用如下公式表示：m（H，t+1）≥m（H，t）（N（H）/FAV）[1-PC•（〥（H）/（L-1））-O（H）•Pm]（1）如以遺傳學(xué)講，其中m（H，t）和m（H，t+1）分別代表第t代和第t+1代種群數(shù)量，N代表圖式H中染色體適應(yīng)能力的平均水平，F(xiàn)AV代表種群中包含的染色體的適應(yīng)力的平均水平，交叉比率用PC表示，變異比率用Pm表示，圖式的長度用〥表示，OH是H的確定參數(shù)，即階，染色體長度用L表示。

2.2GA算法的算子

GA遺傳算法的基本算子有三個，分別是選擇、交叉和變異。選擇算子相當(dāng)于生物界優(yōu)勝劣汰，決定物種最終存活的自然選擇，在生物群中選擇一些適應(yīng)力強的生物，將它們的染色體放入基因庫，是染色體重新交叉組合完成變異的前提，選擇算子的特點是只能在原有的基礎(chǔ)上選擇出優(yōu)良的基因，而無法重新創(chuàng)造。交叉算子相當(dāng)于自然界生物為完成繁衍生息和進化而進行的繁殖現(xiàn)象，染色體經(jīng)由交叉，重新組合后形成新的染色體，即從雙親染色體里隨機地分別選擇一條再重新組合，是染色體的重新創(chuàng)造。變異算子是在選擇和交叉算子完成重組的基礎(chǔ)上使遺傳算法能力的增強，以尋找GA值的最優(yōu)解，如果在整個GA算法中少了變異操作，就只能在原有基礎(chǔ)上來回尋找而沒有新的突破。

3如何實現(xiàn)遺傳算法

遺傳算法歸根結(jié)底是尋找一個最優(yōu)的解或者工程中所講的最好的解決方案，從函數(shù)來講是求如下函數(shù)的最優(yōu)解：F=f（x，y，z），x，y，z∈Ω，F(xiàn)∈R（2）其中x，y，z是自變量，每一組（x，y，z）就是一組解，優(yōu)化目標(biāo)的目的是尋找一組解使得：F=f（x0，y0，z0）=maxf（x，y，z）（3）首先，將公式（2）的各個參數(shù)通過二進制數(shù)編碼形成字符串，再進行鏈接形成所謂的“基因鏈”，據(jù)已有的研究結(jié)果，可以知道字符串長度不同、碼制不同都將對最終計算的結(jié)果的精度產(chǎn)生影響。其次，采用隨機抽選的方式選擇個體的初始值，之所以隨機抽選是因為這樣產(chǎn)生的結(jié)果更具有一般性，能代表尋常情況。最后，確定群體的規(guī)模，即確定基因選擇的目標(biāo)源，在這個目標(biāo)源中尋找最佳值，規(guī)模的確定決定了GA算法結(jié)果的權(quán)威性和有效性，太小則不能提供足夠的采樣點，結(jié)果的多樣性將會打折扣，太大則會增加計算量，拖長搜索時間，通暢將規(guī)模控制在40～200左右為宜，在對每個個體的優(yōu)劣實施評價之后，設(shè)置一個適應(yīng)度函數(shù)，然后分別確定交叉率和變異率，判斷搜索何時停止，在本次討論中，判斷標(biāo)準(zhǔn)可以定為搜索所得的解是否達到了預(yù)期的最大值。

4GA在機械工程中的應(yīng)用

GA算法的優(yōu)點顯而易見，它在機械工程中的應(yīng)用是極為廣泛的。在零件的切削中可以對零部件和切削工具予以優(yōu)化，使得切削參數(shù)的設(shè)置達到總在工作以最低的成本，實現(xiàn)最高的效率，最終得到最高的收益的目的，在自動化控制的智能制造系統(tǒng)中可以為系統(tǒng)的靜態(tài)動態(tài)的配合尋找到最佳契合點，以下對GA算法在機械公式和功能中的應(yīng)用以具體實例加以闡述。

4.1優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)

ANN，即人工神經(jīng)網(wǎng)，是一種用于建模和控制的，針對模型結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的線性系統(tǒng)而設(shè)計的結(jié)構(gòu)，單次結(jié)構(gòu)目前并不成熟，并沒有確切的數(shù)據(jù)指導(dǎo)后來者準(zhǔn)確的使用，處于摸索階段。對于ANN，目前采用的訓(xùn)練方法是反向傳播算法，大速度比較慢且結(jié)果具有一定的局限性，GA算法可謂使這一問題得見柳暗花明。在AN的行學(xué)習(xí)參數(shù)的優(yōu)化工作中，仍用反向傳播，但對一下因素進行編碼操作，包括隱含層數(shù)、隱含層數(shù)的單元數(shù)、勢態(tài)、網(wǎng)絡(luò)連接方法、迭代數(shù)等，編碼完成后，構(gòu)成ANN基因鏈，把基因鏈的適應(yīng)度函數(shù)定義為10-MSE-隱含單元數(shù)/10-訓(xùn)練跌代數(shù)/1000，MSE是訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)對樣本的方差。

4.2優(yōu)化FLC矩陣的參數(shù)

模糊邏輯控制器，簡稱FLC，涉及到的概念有控制對象偏差和動作強度，表達了二者的模糊關(guān)系，現(xiàn)有一延時二階系統(tǒng)的函數(shù)為GS=exp（-0.4s）/（0.3s+1），要求此系統(tǒng)的輸出值盡量的跟蹤輸入值，采用FLC矩陣進行參數(shù)優(yōu)化，取矩陣R=77×11，對此矩陣的77個元素以8bit的二進制碼表示，基因鏈長616bit，經(jīng)由GA算法優(yōu)化的FLC控制下，輸出值的效果明顯地優(yōu)于“比例-積分-微分”控制器的效果。

4.3實現(xiàn)機床掛最佳組合

機床掛輪組合的完美與否直接決定了生產(chǎn)線的效率，而這又是一個極為古老的問題，最佳組合最終實現(xiàn)的是掛輪組的傳動比與要求的值誤差達到最小，本文中，筆者通過GA算法，以求能找到一個有效的方案，適合度函數(shù)定義為：F=20-ABS（id）-（A/B）*（C/D）（A，B，C，D）∈Ω其中，A，B，C，D分別代表掛輪齒數(shù)，共計4個掛輪，ABS（）表示絕對值函數(shù)，Ω是掛輪約束條件，需要A+B＞C=d+m，C+D＞B+d+m，d，m分別代表齒輪模、安裝軸徑。筆者在文中采用cenitor算法，對每個齒輪用一個5位二進制碼進行編碼，代表掛輪表的32個掛輪，共4個掛輪故基因碼長20位，個體數(shù)為100，經(jīng)過驗證后發(fā)現(xiàn)，如果id為整數(shù)，GA算法只需完成1000次雜交運算就可以選出多個誤差為0的組合，它并非盲目地完成計算，搜索數(shù)遠小于問題解的數(shù)值。

篇3

措施二：教學(xué)過程中多類比學(xué)生熟悉的事情類比的對象可以是其他學(xué)科里面的知識，也可以是生活中經(jīng)常見到的一些情景。如在講授鋼加熱時候的轉(zhuǎn)變時，很多學(xué)生在把奧氏體形成的過程機械的記憶后，并不清楚為什么熱處理要首先加熱到奧氏體區(qū)。這個時候，教師就可以類比學(xué)生初中生物就學(xué)習(xí)過的干細胞：干細胞可以分化成不同的組織，而奧氏體就相當(dāng)于鋼鐵材料的干細胞，通過不同的過冷溫度，就可以分化成珠光體、貝氏體或者馬氏體。如在講授金屬的凝固時，很多學(xué)生感覺金屬凝固過程很抽象。這時候，教師可以類比大家都見過的水結(jié)冰，就讓大家有了感性的認識。講授珠光體的結(jié)構(gòu)的時候，為了讓學(xué)生理解珠光體的層片結(jié)構(gòu)，教師可給學(xué)生看一張白菜放在水里的圖，珠光體的結(jié)構(gòu)就像白菜放在水里一樣：白菜和水層片相間，而珠光體是鐵素體和滲碳體層片相間。講授金屬滑移的時候，類比多足蟲的爬行：多足蟲的爬行直觀上是通過拱起部分的運動實現(xiàn)的，而金屬的滑移通過位錯運動實現(xiàn)。通過類比，讓學(xué)生借助舊知識掌握新知識，在對比新舊知識的過程中，加深對新知識的理解，強化記憶，并且有助于學(xué)生構(gòu)建立體的知識網(wǎng)絡(luò)。

措施三：激發(fā)學(xué)生主動建構(gòu)知識體系教學(xué)生學(xué)會用思維導(dǎo)圖的方式歸納知識。思維導(dǎo)圖是將人本身的放射性思維圖形化的一種工具，它打破傳統(tǒng)的線性思維的束縛，使人的思維處于一種被激發(fā)的和完全開放的狀態(tài)。就某一個關(guān)鍵詞所制作的一個思維導(dǎo)圖一定是一個兼有邏輯性和發(fā)散性，充分體現(xiàn)制作者個性化的圍繞關(guān)鍵詞的展開的概念關(guān)系圖。教師可以引導(dǎo)學(xué)生畫出每章節(jié)或者課程總體的思維導(dǎo)圖。教師可以抽查部分學(xué)生畫出的圖，從而讓教師了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)。學(xué)生也可以通過思維導(dǎo)圖提高歸納能力以及記憶效率。

篇4

1.缺乏符合“卓越工程師計劃”實施要求的師資隊伍

現(xiàn)有教育體系下，學(xué)生對專業(yè)知識的獲取更多的來源于教師的引導(dǎo)和直接傳授。盡管近年來工科院校師資隊伍的學(xué)歷層次得到很大提升，但絕大部分教師來自于應(yīng)屆畢業(yè)生，缺乏在生產(chǎn)一線從事技術(shù)開發(fā)或工程實踐的經(jīng)歷，這導(dǎo)致了他們在教學(xué)中所教授的知識偏理論化，與工程實踐結(jié)合較少，帶有一定的片面性和局限性，使學(xué)生的專業(yè)深度和廣度達不到工程實際的需要，不利于機械卓越工程師的培養(yǎng)。

2.學(xué)生培養(yǎng)環(huán)節(jié)中實習(xí)和實踐機會偏少

實踐教學(xué)是工程類人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，它有助于學(xué)生對理論知識的理解、吸收和推廣應(yīng)用。在美國大學(xué)課程體系中，實踐教學(xué)約占30%。我國教育主管部門也認識到實踐教學(xué)的重要意義，2012年教育部在《教育部等部門關(guān)于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》中提出各高校要結(jié)合專業(yè)特點和人才培養(yǎng)要求，增加實踐教學(xué)比重，確保理工農(nóng)醫(yī)類本科專業(yè)不少于25%。但實際情況則不容樂觀，我國高校實踐教學(xué)比例基本上只達到20%，且不同的學(xué)校相差較大。同時，配套的實驗設(shè)施和實踐實習(xí)基地也遠不能滿足卓越工程師培養(yǎng)的實際需要。專業(yè)課程配套實驗開課率較低，一般不足40%，開放性實驗與創(chuàng)新性實驗流于形式，金工實習(xí)等工程實訓(xùn)環(huán)節(jié)以教學(xué)型演練和模擬教學(xué)為主，學(xué)生缺少工程實際環(huán)境下的真刀真槍實踐機會，專業(yè)性實習(xí)以參觀為主且時間較短，很難深入企業(yè)的生產(chǎn)實踐中，導(dǎo)致學(xué)生在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中很難得到充分的訓(xùn)練和實踐機會。

3.校內(nèi)教學(xué)與工程生產(chǎn)實際相脫節(jié)

雖然學(xué)校為學(xué)生開設(shè)了很多理論課程，但所開設(shè)的課程要么以對口專業(yè)需要為目的，課程體系窄、專、深，要么與工程領(lǐng)域的生產(chǎn)實際結(jié)合得不夠緊密，教材編寫人員缺乏足夠的工程實踐經(jīng)驗，專業(yè)教材更新不及時，學(xué)生對于所學(xué)的專業(yè)知識在實踐中如何應(yīng)用缺乏具體的概念，使得所學(xué)的專業(yè)知識缺乏針對性，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果嚴(yán)重打折。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)重視不夠，實驗課時不足，實驗設(shè)施缺乏，更新不及時；實習(xí)環(huán)節(jié)存在一定的盲目性和隨機性，內(nèi)容安排上缺乏系統(tǒng)性、針對性和全面性，導(dǎo)致學(xué)生動手的機會越來越少，工程實踐能力有所下降，與用人單位的實際需求相脫節(jié)。

4.校企合作層次較淺，缺乏深度和廣度

現(xiàn)行的校企合作內(nèi)容比較狹隘，合作目的比較單一，缺乏互惠共贏的利益機制，難以深入和持續(xù)合作。困擾高校的是企業(yè)參與工程人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)的積極性不高，由于企業(yè)普遍認為人才培養(yǎng)是高校的任務(wù)，很少有企業(yè)愿意接待學(xué)生實習(xí)，學(xué)生在企業(yè)的所謂實習(xí)也只是參觀實習(xí)，缺乏動手實踐機會，無法接觸工程應(yīng)用知識。究其原因，一方面，由于市場經(jīng)濟體制，企業(yè)以經(jīng)濟效益為目的，擔(dān)心學(xué)生進入企業(yè)會影響其正常生產(chǎn)；另一方面擔(dān)心學(xué)生參與生產(chǎn)實踐易出現(xiàn)安全事故。更為主要的是，學(xué)校和企業(yè)沒有進行有效的溝通和了解，未能形成校企聯(lián)合培養(yǎng)人才的機制。

二、校企合作實施“卓越工程師計劃”的人才培養(yǎng)模式

在工程人才特別是卓越工程師培養(yǎng)方面，世界各國高校多采用校企合作方式，依托企業(yè)的工程實踐優(yōu)勢彌補高校在實踐教育和訓(xùn)練環(huán)節(jié)的不足，國外成功的校企合作培養(yǎng)卓越工程師模式，如，德國的“雙元制”模式，英國的“三明治”模式等。國內(nèi)高校多采用“3+1”培養(yǎng)的基本模式，細分開，還有“交替型”培養(yǎng)模式、繼續(xù)工程教育模式、工程研究中心模式、企業(yè)研究生工作站（包括企業(yè)博士后工作站）模式、校內(nèi)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式、訂單式培養(yǎng)模式、企業(yè)頂崗實習(xí)模式、校企共建聯(lián)合實驗室/實訓(xùn)中心模式和大學(xué)科技園模式等。在校企合作形式上，包括校企聯(lián)合辦學(xué)、聯(lián)合組建師資隊伍、共建實習(xí)基地、科研項目合作和微觀課程合作五大校企合作形式。針對校內(nèi)師資隊伍工程實踐經(jīng)驗缺乏的情況，我校與省內(nèi)外十余家企業(yè)簽訂了聯(lián)合培養(yǎng)機械卓越工程師的協(xié)議，并建立了專門的培養(yǎng)基地，在機械卓越工程師培養(yǎng)中采取了“兩段式、雙導(dǎo)師制”的校企合作培養(yǎng)模式。“兩段式”是指在學(xué)校和企業(yè)分別進行理論和實踐環(huán)節(jié)的兩段式培養(yǎng)；“雙導(dǎo)師制”是指分別給機械卓越工程師試點班的學(xué)生配置兩名導(dǎo)師，其中校內(nèi)專業(yè)指導(dǎo)教師由專業(yè)能力較強和具有一定技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品研制經(jīng)驗的老師擔(dān)任，企業(yè)指導(dǎo)教師由承擔(dān)聯(lián)合培養(yǎng)任務(wù)的對口企業(yè)選派具有豐富工程現(xiàn)場工作經(jīng)驗的工程師擔(dān)任。

三、校企合作實施“卓越工程師計劃”的思考與建議

1.做好頂層設(shè)計，確定培養(yǎng)方案和課程體系

試點學(xué)校應(yīng)成立包括行業(yè)專家、工程生產(chǎn)一線的卓越工程師在內(nèi)的卓越工程師教育委員會，根據(jù)機械行業(yè)企業(yè)發(fā)展需求，以卓越機械工程師培養(yǎng)為目標(biāo)，確定卓越機械工程師培養(yǎng)方案，重構(gòu)適合卓越機械工程師培養(yǎng)要求的課程系統(tǒng)，課程設(shè)置側(cè)重以工程實際應(yīng)用為導(dǎo)向、以職業(yè)需求為目標(biāo)，將卓越工程師計劃的專業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)細化為知識能力大綱，確定本校培養(yǎng)的卓越機械工程師應(yīng)具有的知識、能力、素質(zhì)和特色。根據(jù)安徽理工大學(xué)的煤炭系統(tǒng)行業(yè)特色，構(gòu)建基于大機械觀、大系統(tǒng)觀和大集成觀的機械工程知識系統(tǒng)，將課程體系設(shè)置為公共基礎(chǔ)模塊、公共選修模塊、學(xué)科專業(yè)必修模塊、跨學(xué)科專業(yè)選修模塊、專業(yè)核心課程模塊、專業(yè)任選課程模塊、課程實踐模塊、專業(yè)實踐模塊和素質(zhì)拓展模塊，共9大模塊。其中課程實踐模塊包括機械原理課程設(shè)計、機械設(shè)計課程設(shè)計、專業(yè)課程設(shè)計、工程制圖實踐、機械基礎(chǔ)綜合實驗和電工電子綜合實訓(xùn)；素質(zhì)拓展模塊是指參加或參與科技文化競賽、才藝競賽、社會服務(wù)等取得的獎勵、表彰以及在外語水平、計算機水平、從業(yè)資格、發(fā)明制作、論文論著等方面取得的成果，按學(xué)生所取得的成績和效果給予不同的學(xué)分，側(cè)重學(xué)科交叉和工程實踐與創(chuàng)新活動方面的引導(dǎo)。

2.出臺配套政策，保障卓越計劃的經(jīng)費投入

來自政府、高校和企業(yè)三個層面的配套政策，是有效實施“卓越工程師計劃”的重要保障。國家、省級教育部門、行業(yè)主管部門、勞動與社會保障部門等相關(guān)政府部門可以為參與“卓越工程師計劃”的企業(yè)提供優(yōu)惠的稅收優(yōu)惠政策，協(xié)調(diào)解決學(xué)生進入企業(yè)實踐前后所面臨的種種困難，為“卓越工程師計劃”的實施創(chuàng)造良好的政策和社會環(huán)境。學(xué)校可以聯(lián)合企業(yè)共建集產(chǎn)品或技術(shù)研發(fā)、測試、教學(xué)、培訓(xùn)等功能于一體的綜合科研平臺，同時面向?qū)W生和企業(yè)員工開放；制定和完善卓越機械工程師師資選拔和培養(yǎng)計劃，引導(dǎo)教師有效地將教學(xué)、科研與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，鼓勵教師融入校企聯(lián)合體，促進成果轉(zhuǎn)化；聯(lián)合制定優(yōu)秀學(xué)生獎勵和就業(yè)幫扶政策，為學(xué)生研究生推免、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、就業(yè)派遣提供幫助。企業(yè)還可以制定優(yōu)惠政策，鼓勵師生參與企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造，鼓勵優(yōu)秀學(xué)生就地就業(yè)，甚至可以在經(jīng)費許可的條件下為高校提供科研經(jīng)費，在學(xué)校設(shè)立一批競爭性的長期項目，資助工程實踐項目的開展，促進工程教育的深入改革。試點高校要加大對實施“卓越工程師計劃”專業(yè)專項資金及配套項目的投入，確保卓越機械工程師培養(yǎng)平臺和各級工程實踐教育中心按計劃建設(shè)完成，解決學(xué)生在企業(yè)培養(yǎng)階段師生所需經(jīng)費的維持。

3.校企深度合作，構(gòu)建校企聯(lián)合培養(yǎng)體

為了避免以往校企合作內(nèi)容狹隘、目的單一、缺乏互惠共贏的機制等弊端，校企雙方應(yīng)以“雙主體”的方式深度合作，充分考慮雙方的利益訴求，制定合作與管理機制，共同確定人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系，共建師資隊伍、共同指導(dǎo)實踐教學(xué)。通過校企產(chǎn)學(xué)研深度合作，使教學(xué)與生產(chǎn)相結(jié)合，校企互相支持、互相融合、雙向介入、優(yōu)勢互補、資源互用、利益共享、風(fēng)險共擔(dān)。一方面有利于企業(yè)借助于高校眾多學(xué)術(shù)性高端人才及其成果解決企業(yè)存在的關(guān)鍵性技術(shù)難題，促進企業(yè)的快速發(fā)展；同時，也有利于高校教師加深對生產(chǎn)實踐的了解，豐富其工程實踐經(jīng)驗。另一方面，也有利于學(xué)生深入企業(yè)，獲得真正意義上的專業(yè)實習(xí)和實踐機會，增強動手能力，并可從企業(yè)導(dǎo)師處了掌握企業(yè)工作流程，學(xué)會如何運用所學(xué)專業(yè)知識靈活地解決工程實際問題，有利于學(xué)生快速向工程師的角色轉(zhuǎn)變。按照卓越機械工程師的培養(yǎng)方案的要求，安徽理工大學(xué)已與廣東宏大爆破公司、江蘇鵬飛集團、中泰國際（集團）高新技術(shù)有限公司、凱勝重工等十余家知名企業(yè)簽署人才聯(lián)合培養(yǎng)協(xié)議，共建工程人才培養(yǎng)基地、聯(lián)合實驗室和研究生工作站。利用企業(yè)先進的工藝設(shè)計和裝備制造能力，提升學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)水平，同時實施了專業(yè)教師企業(yè)掛職鍛煉工程和青年教師進企業(yè)培養(yǎng)工程。

4.側(cè)重工程實踐，改革考核評價體系

卓越機械工程師與傳統(tǒng)的機械工程師在培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案方面不同，因而有必要改革現(xiàn)有的考核評價體系。在專業(yè)教師的評聘與考核環(huán)節(jié)中增加在企業(yè)工程實踐經(jīng)歷的要求；在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)增加注重理論性和實踐相結(jié)合，強調(diào)專業(yè)知識在工程實踐中的靈活運用；在考核評聘方面認可并重視教師在參與企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)改造等過程中所取得的成果，優(yōu)先考慮參與企業(yè)掛職鍛煉、頂崗工作的教師。對學(xué)生的考核要改變分?jǐn)?shù)決定一切的傳統(tǒng)考核方式，從單純的書本知識成績向集知識、能力、素質(zhì)和特色四位一體的綜合評價轉(zhuǎn)變。除了要具有良好的素質(zhì)修養(yǎng)、正確的人生觀、價值觀和世界觀，具備扎實的基礎(chǔ)知識和基本的人文知識，還要系統(tǒng)地掌握本專業(yè)的知識，了解專業(yè)現(xiàn)狀和前沿發(fā)展動態(tài)。更為重要的是要具有善于學(xué)習(xí)和獨立獲取知識的能力，具有一定創(chuàng)新思維能力和團隊協(xié)作能力，學(xué)會如何分析問題并靈活運用所學(xué)專業(yè)知識去解決工程實際問題。此外，還應(yīng)具有一定的專業(yè)特色和技術(shù)優(yōu)勢。目的是為了有效地引導(dǎo)各教學(xué)環(huán)節(jié)從注重學(xué)生成績向注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變，回歸工程教育的本意。尤其是在實踐環(huán)節(jié)的考核方面一定要從嚴(yán)、從實，采用雙導(dǎo)師評分法，對畢業(yè)設(shè)計課題的選題也應(yīng)來源于生產(chǎn)實際或應(yīng)用型課題，具有明確的專業(yè)背景和應(yīng)用價值。

篇5

煤礦井下環(huán)境中往往存在大量的腐蝕介質(zhì)，如CO2、SO2、H2S等，所用機械工程材料（板材）主要以低合金鋼為主，結(jié)構(gòu)件大多采用16Mn低合金鋼板。液壓支架作為綜合機械化采煤工作面重要設(shè)備之一，在工作面開采過程中，需要長期承受載荷和不斷運動，并且礦井環(huán)境對鋼結(jié)構(gòu)件有很強的腐蝕性，這些對支架材料的強度、耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞性能等均有較高的要求，圖1是立柱的腐蝕失效形貌。與國外同類產(chǎn)品相比，國產(chǎn)支架所用工程材料由于合金含量低（不添加Cr、Ni、V等合金元素）、表面不處理，因此抗磨、耐蝕性能較差，為延長使用壽命只有通過增加材料厚度來實現(xiàn)，某一型號的液壓支架質(zhì)量比國外同類產(chǎn)品質(zhì)量增加了1/3。提高國產(chǎn)支架立柱及其結(jié)構(gòu)件工程材料的應(yīng)用水平的措施包括以下幾方面：（1）材料設(shè)計著重于選擇具有Cr、Ni、V等合金元素含量的高強度低合金鋼為主，不僅保證機械工程材料具有較高的強度等力學(xué)性能，而且具有較好的耐腐蝕性能；（2）對機械工程材料表面進行必要的表面噴涂處理，使其表面具有較好的耐磨、耐腐蝕氧化層（如合金化合物、陶瓷等），提高材料的使用壽命；（3）通過提高材料力學(xué)性能和使用性能，減低國產(chǎn)支架及其結(jié)構(gòu)件質(zhì)量，減少煤炭生產(chǎn)設(shè)備材料成本和生產(chǎn)成本。

2刮板輸送機中部槽和刮板應(yīng)用存在的問題及對策

在當(dāng)前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機的中部槽是刮板輸送機的機身部件，在工作過程中，刮板輸送機刮板鏈由機頭電機牽引與刮板一起帶著貨載在中部槽中移動，長期以來中部槽部件制作都選擇普通碳鋼或低合金鋼材料，在使用過程中存在以下問題：①重量大，安裝和搬運費時費力；②為了降低生產(chǎn)成本和減輕部件重量，中部槽一般是由8~16mm的鋼板制成，在受到較大的沖擊時易變形，修復(fù)困難；③長期受硬質(zhì)煤塊摩擦磨損，磨損嚴(yán)重；④受工作環(huán)境溫度、空氣濕度影響，以及存在的CO2、SO2、H2S等腐蝕介質(zhì)，產(chǎn)生腐蝕失效。針對刮板輸送機機身部位，需要結(jié)合其惡劣的工況條件，選擇耐磨性能優(yōu)越、易彎曲、拉伸性能好、抗撕裂、耐沖擊、易施工和摩擦阻力小的耐磨材料。根據(jù)上述問題，國內(nèi)部分煤炭生產(chǎn)企業(yè)使用了山東科技大學(xué)研制的采用超高分子量聚乙烯作為襯里的鋼塑復(fù)合方法，提高大型刮板輸送機的耐磨性，其主要原理是通過利用高彈性超高分子塑性材料吸收能量，減小磨損和降低摩擦系數(shù)，在使用初期產(chǎn)生了一定效果，但由于物料輸送時與高分子塑性材料摩擦過程中產(chǎn)生摩擦熱，致使高分子塑性材料逐漸老化發(fā)生快速磨損。中部槽和刮板等工程材料的使用失效實際上是材料的摩擦磨損失效為主，材料的腐蝕及其與磨損的交互作用加速了材料的失效。提高中部槽和刮板等工程材料的應(yīng)用水平主要以提高材料的耐摩擦磨損性能為主。提高該類工程材料應(yīng)用水平的主要措施：（1）中部槽、中板材料設(shè)計為8～10mm的碳鋼材料+（8～10）mm的高鉻合金耐磨耐蝕材料，在保證部件使用強度前提下，可以采用復(fù)合鑲鑄的材料制作方法提高材料的耐磨性，也可以將厚度8～10mm的高鉻合金制作成具有互換性的通用型耐磨耐蝕板件，這對于提高100萬t以上的過煤量的刮板輸送機中部槽的材料使用壽命，通過適當(dāng)增加中板的高鉻合金層厚度更有意義；（2）在刮板表面堆焊一層耐磨陶瓷涂層（Ni基WC陶瓷，厚度8～10mm）是解決其耐磨難題的較好的工藝方法，但要求堆焊層鋪展均勻、通過退火消除堆焊層應(yīng)力，防止耐磨堆焊層脫落。

3支架用推拉頭（聯(lián)接頭）材料應(yīng)用存在的問題及對策

煤礦機械用推拉頭是聯(lián)接液壓支架和刮板輸送機重要的鏈接聯(lián)頭，作用是聯(lián)接液壓支架和刮板輸送機，即刮板輸送機向前推進，支架同時向前步進，推拉頭的使用性能要求是抗推拉、擠壓、扭轉(zhuǎn)強度高。進口支架隨機配匹的推拉頭（如DBT型號）具有較好的使用性能，但國產(chǎn)推拉頭使用壽命短（有的30d內(nèi)斷裂，有的使用壽命不到1a），其失效形式主要是斷裂、裂紋、組織粗大，心部有氣孔、縮孔等缺陷等，如圖2、圖3所示。國產(chǎn)推拉頭的頻繁失效導(dǎo)致其更換量大、操作困難，給井下工作人員帶來極大不便，特別是該零件存在的安全隱患給井下工作人員和生產(chǎn)單位帶來人身安全和煤礦生產(chǎn)不安全的嚴(yán)重后果難以估量。圖2材料組織粗大，整體截面斷裂圖3鏈接部位斷裂推拉頭的化學(xué)成分設(shè)計、成形工藝、熱處理等技術(shù)要求對推拉頭的材料應(yīng)用壽命的長短至關(guān)重要，隨著強度的提高，特別是當(dāng)抗拉強度超過600MPa時，傳統(tǒng)合金材料受力后的延遲斷裂變得突出，這是推拉頭材料高強度化時遇到的一個主要問題和難題。根據(jù)上述用于采煤設(shè)備聯(lián)接用的合金鋼的推拉頭部件的失效分析，通過對材料的化學(xué)成分進行重新設(shè)計優(yōu)化、探索部件的成形工藝、熱處理工藝，開展系列的材料組織、性能研究和優(yōu)化，并進行新型推拉頭試制產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)場工業(yè)試驗，可最終到達批量生產(chǎn)合格產(chǎn)品的要求。提高推拉頭部件工程材料的應(yīng)用水平的措施為：采用先鑄錠成型，并確保材料內(nèi)部無氣孔、縮孔等缺陷，后鍛造成型等工藝，確保材料組織細化，致密性高，從而制備具有一定含量的Cr、Mo、V等成分的高強度合金鋼材料，并通過研究推拉頭新型材料的系列淬火工藝、回火工藝，優(yōu)化微觀組織，確保材料的力學(xué)性能。目前由西安交通大學(xué)聯(lián)合神華神東技術(shù)研究院研制的新型Cr-Mo-V高強度合金鋼推拉頭材料已經(jīng)在神東煤礦開始工業(yè)運行試驗，其使用壽命可望達到或超過進口產(chǎn)品材料。

4溜槽、落煤沖擊板等材料應(yīng)用存在的問題及對策

（1）溜槽、落煤沖擊板材料的磨損、腐蝕失效煤炭生產(chǎn)中的原煤中含煤干石10％～12％，煤干石中含高硬度的26％SiO2、10％Al2O3、15％Fe2O3、35％CaO（上述硬顆粒總量合計在86％左右），是造成輸送設(shè)備材料損耗的主要磨損源。流動的含煤介質(zhì)主要是煤泥，對輸送設(shè)備（管道、落煤管、溜槽、導(dǎo)料槽裙板等）的沖擊磨損、磨粒磨損、摩擦磨損及腐蝕嚴(yán)重。由于高硬度的、耐磨性能好的合金材料都為高合金白口鑄鐵，焊接性能差，所以現(xiàn)在煤炭生產(chǎn)中選用的耐磨材料基本上都是低合金碳鋼材料，首先保證了安裝、檢修方便（焊接性能好），但硬度低，耐磨性差。保德等9個洗煤廠所有靠近地面的煤介質(zhì)輸送溜槽斜擋板由于沖擊磨損嚴(yán)重，每隔90d就要焊補或增加一層耐磨板（16～25mm），所有溜槽斜擋板每年都要更換一次，耐磨材料的消耗量巨大，生產(chǎn)設(shè)備管理工作和工人檢修、更換的勞動強度巨大，是當(dāng)前影響和削弱神東煤炭生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本高的主要原因之一。要保證噪聲、灰份污染問題解決的效果和可持續(xù)型，首先要解決所有相關(guān)設(shè)備用材料的抗磨損問題，其后才能通過防噪音處理解決噪音污染問題，也減少了運行設(shè)備中煤粉、灰份跑、冒、滴、漏現(xiàn)象。（2）抗沖擊磨損腐蝕材料設(shè)計與應(yīng)用西安交通大學(xué)針對上述沖擊、磨損工況，進行了多次調(diào)研、分析和試驗，設(shè)計、研制了一種既抗沖擊、又耐磨損的高鉻合金鑄鐵/橡膠/碳鋼三維網(wǎng)格型雙金屬復(fù)合材料。該抗沖擊磨損腐蝕復(fù)合材料由3層及3種材料組成，底層為鋼鐵材料，中間層為高分子橡膠材料，上層為耐磨、耐腐蝕性能良好的高鉻合金鑄鐵材料。底層鋼鐵材料作為組裝和支撐高鉻合金層和橡膠中間層的基底，方便安裝焊接；中間層高分子橡膠墊硫化粘接于鋼鐵和高鉻合金鑄鐵材料之間，可以緩沖物料沖擊、降低噪音；上層高鉻合金鑄鐵材料設(shè)計成100mm×100mm網(wǎng)格型，而且整體拼接成橫截面為中間高兩邊低的弧形，防止了高沖擊致使高硬度耐磨合金碎裂問題，提高耐磨合金的抗沖擊性能，并充分發(fā)揮了高鉻合金耐磨鑄鐵的高耐磨性能（硬度HRC62～65），同時高鉻合金鑄鐵基體組織為奧氏體，也具有較好的抗沖擊性能。通過在2006年～2007年期間調(diào)研、試制，新型復(fù)合材料已經(jīng)在神華神東公司保德洗煤廠安裝并使用，并且經(jīng)90d的磨損量測試，其使用后使用壽命比原16Mn耐磨鋼材料提高9倍多（見表1），維修次數(shù)減少1/10，噪音由原95dB降至85dB。溜槽等部件材料同樣可以設(shè)計為8～10mm的碳鋼材料+（8～10）mm的高鉻合金耐磨耐蝕材料，在保證部件使用強度前提下，可以將厚度8～10mm的高鉻合金制作成具有互換性的通用型耐磨耐蝕板件，不僅提高了工程材料的耐磨、耐蝕性能，而且有利于耐磨板的更換，避免了整體結(jié)構(gòu)件的更換。

篇6

界面主要是通過GUI圖形用戶界面菜單的編輯器來設(shè)計的。根據(jù)信號分析的結(jié)構(gòu)劃分，系統(tǒng)的主頁面由多個子窗體的模塊共同組成，分別為：系統(tǒng)簡介、信號分析、推出系統(tǒng)等。只要單機主頁面上面的模塊鍵就可以打開相應(yīng)的子窗體。并且所有功能的模塊都是MATLAB系統(tǒng)應(yīng)用程序，在每個子窗體模塊中還有多個典型信號，其中有方波信號、脈沖波信號等。典型信號的分析還包括實頻譜、虛頻譜、相位譜等，相關(guān)的分析還有正弦、余弦、方波、脈沖波等信號的自相關(guān)與互相關(guān)的分析；加窗處理涵蓋鋸齒波、三角波、方波等信號的窗處理，窗函數(shù)還有漢寧窗、哈明窗、矩形窗等。除此之外，在典型的信號分析中，想要保證圖形的精確性，還要進行加窗與選取采樣點工作。這樣每一個模塊的顯示的內(nèi)容就會用菜單的形式很好的體現(xiàn)出來。

1.2通過舉例進行分析

在實際教學(xué)過程中，信號測試分析及處理就可以直接應(yīng)用先前所設(shè)計完成的信號分析應(yīng)用軟件，并且在輔助教學(xué)工具在實際應(yīng)用過程中，只需要進行菜單電機就可以完成，就以就對分析正弦信號的譜舉例說明。給出正弦波的信號為y=8sin（10π）t，并根據(jù)數(shù)據(jù)來求出信號的實頻譜、相位譜、虛頻譜等求出。然后點擊MATLAB信號分析應(yīng)用軟件，就會出現(xiàn)測試信號分析主頁面圖；再次點擊頁面中的正弦信號分析就可以進入正弦信號的分析主頁面圖。在選擇相應(yīng)的參數(shù)時，要注意頻率在6Hz左右，取300個采樣點，漢寧窗的寬度為300，點擊繪圖就可以得出正弦波信號y=5sin（10π）t的結(jié)果。求出結(jié)果為：相頻譜、實頻譜顯示為0，虛頻譜為±3.5，雙邊幅值譜為3.5，功率譜為13.5等等。根據(jù)上述的舉例分析可了解到，設(shè)計的信號分析應(yīng)用軟件具有簡便性，并且界面顯示很好，比較適合上課測驗、演示等。當(dāng)然，對于測試技術(shù)試驗及工程領(lǐng)域此技術(shù)仍然可以很好的使用。

2合理搭配與實際應(yīng)用

將MATLAB及測試信號的分析應(yīng)用軟件應(yīng)用在教學(xué)中可以取得很好的教學(xué)效果。對于教師而言，在上課中可以在講解同時還進行演示，對于一些比較抽象的問題就可以用仿真圖形來進行仿真演示，這樣會使分析結(jié)果非常清楚，減少了教師板書的書寫及作圖步驟所用的時間，在很大程度上提升了教學(xué)效率，教學(xué)質(zhì)量也隨之提升。然而對于學(xué)生來講，軟件的應(yīng)用可以幫助學(xué)生們進行深刻記憶與理解，可以作為學(xué)生預(yù)習(xí)的材料，幫助學(xué)生們解決困難習(xí)題等。此軟件的應(yīng)用充分的表現(xiàn)出MAT-LAB的靈活性，還可以對學(xué)生們起到規(guī)范作用，學(xué)生們在教師的幫助下，可以自己設(shè)計一些工具箱，無形中提升了學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性。雖然MATLAB及測試信號的分析應(yīng)用軟件具有很多優(yōu)勢，但是在測試教學(xué)中也有其自身的特色，在進行公式推算中，相比應(yīng)用板書會取得更好的效果。因為板書可以將內(nèi)容保留一段時間，方便學(xué)生們進行比較分析。軟件的應(yīng)用主要偏于結(jié)果，所以在以后的機械工程測試技術(shù)教學(xué)中，要將軟件應(yīng)用與其他教學(xué)方法進行科學(xué)合理的搭配使用，這樣才能充分發(fā)揮出其自身優(yōu)勢。

篇7

二、教學(xué)內(nèi)容改革

現(xiàn)在使用教材是楊叔子主編的《機械工程控制基礎(chǔ)》，教材內(nèi)容系統(tǒng)性強、內(nèi)容詳實，但本學(xué)院該課程課時相對少，且本院機械類專業(yè)以應(yīng)用型專業(yè)為主，所以必須結(jié)合專業(yè)特點，與機械工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題緊密結(jié)合，對教學(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化、簡化和整合。將復(fù)變函數(shù)和拉普拉斯變換等課程需要的主要數(shù)理內(nèi)容整合到教學(xué)內(nèi)容中，簡化了部分原理和公式的詳細敘述和推導(dǎo)，并刪除了拓展性的可自學(xué)的狀態(tài)空間模型、高階系統(tǒng)的時間響應(yīng)分析、非線性系統(tǒng)初步、線性離散系統(tǒng)初步和系統(tǒng)辨識初步部分，收集補充拓展了應(yīng)用實例的內(nèi)容以及關(guān)聯(lián)領(lǐng)域最新研究進展。根據(jù)課程和專業(yè)特點，重新設(shè)計了機械工程控制基礎(chǔ)課程以下五個方面的教學(xué)內(nèi)容：1.機械工程控制基礎(chǔ)概述，主要介紹機械工程控制論、機械控制系統(tǒng)分類、模型、特點、要求、由來和發(fā)展、發(fā)展趨勢以及與機械制造及其自動化和機械電子工程專業(yè)的結(jié)合及應(yīng)用。2.機械工程控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，主要講述拉普拉斯變換、系統(tǒng)的微分方程數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和方框圖及其在實際機械工程實際問題中的應(yīng)用。3.機械工程控制系統(tǒng)的時間響應(yīng)分析。主要講述時間相應(yīng)及其組成、典型輸入信號、一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)時間響應(yīng)分析及其在實際機械工程實際問題中的應(yīng)用。4.機械工程控制系統(tǒng)的頻率特性分析。主要講述頻率特性組成及圖示方法、頻率特性的特征量、頻率特性分析及其在實際機械工程實際問題中的應(yīng)用。5.機械工程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主要講述系統(tǒng)穩(wěn)定性特性、Routh穩(wěn)定判據(jù)、Nyquist穩(wěn)定判據(jù)、Bode穩(wěn)定判據(jù)及其在實際機械工程實際問題中的應(yīng)用。在每一章節(jié)中，我們都增加了機械工程領(lǐng)域內(nèi)實際的控制問題實例，并使用Matlab軟件進行仿真，擴充教學(xué)信息，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、教學(xué)方法改革

在教學(xué)方法上，我們圍繞應(yīng)用型機械工程專業(yè)的特點，重視實踐活動，理論緊密聯(lián)系實踐環(huán)節(jié)，提出了新的教學(xué)方法和教學(xué)模式。1.以機械工程控制系統(tǒng)為中心主線，運用實例引出教學(xué)內(nèi)容。整個課程教學(xué)以一個典型的復(fù)雜機械工程控制系統(tǒng)實例為主線，導(dǎo)出講述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立、傳遞函數(shù)、時間響應(yīng)分析、頻率響應(yīng)分析等內(nèi)容，理論與實踐相結(jié)合，可以使教學(xué)過程思路清晰，學(xué)生理解直觀具體，有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.多媒體技術(shù)廣泛應(yīng)用。重新制作多媒體課件，增加具體實例控制系統(tǒng)的視頻、動畫等多媒體資源，可使課堂教學(xué)更為生動；在課件中增加自學(xué)課堂部分，包含課程背景知識、前面刪除的課堂不進行的教材拓展內(nèi)容、基礎(chǔ)數(shù)理知識和例題解析，學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)；課件增加自我測試部分，學(xué)生可以自主測試，診斷學(xué)習(xí)中的問題并改進。3.增加Matlab仿真環(huán)節(jié)。將Matlab及其提供的Simulink仿真軟件應(yīng)用到教學(xué)中去，可以使公式推導(dǎo)、概念講述更為生動。仿真平臺可更改系統(tǒng)的各項參數(shù)進行演示，可對實驗環(huán)節(jié)進行有效補充。既可降低教學(xué)成本，又可讓學(xué)生自己進行實驗設(shè)計奠定基礎(chǔ)。4.實驗環(huán)節(jié)教學(xué)方法改革。實驗環(huán)節(jié)由教師演示向?qū)W生自主設(shè)計實驗環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)變，增加學(xué)生自主設(shè)計開放實驗環(huán)節(jié)，教師對學(xué)生選題進行指導(dǎo)，選擇實際的機械工程控制系統(tǒng)問題作為實驗主題，由學(xué)生獨立提前設(shè)計方案，實驗課上進行實驗驗證和修正的方式來進行。

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2創(chuàng)新思維在機械工程設(shè)計中的運用

2.1在機械產(chǎn)品運動方案設(shè)計中的運用

機械產(chǎn)品運動方案設(shè)計是機械工程設(shè)計的重要內(nèi)容，創(chuàng)新思維在產(chǎn)品運動方案設(shè)計中運用指的是設(shè)計人員對客戶提出的產(chǎn)品各方面需求而提出的初步構(gòu)思，這是要解決機械工程可能出現(xiàn)的問題和明確機械工程的工作原理。無論是機械產(chǎn)品的原動機、傳動結(jié)構(gòu)還是機械的整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)方法，必須滿足用戶的產(chǎn)品功能性需求。運動方案是否符合客戶需求與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝、成本、性能和使用維護等多方面存在直接關(guān)系，這也是影響機械產(chǎn)品質(zhì)量和性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。機械產(chǎn)品運動方案在機械工程設(shè)計中處于基礎(chǔ)階段，對于同一功能產(chǎn)品可以采用不同的工作原理和機構(gòu)來完成。該階段是機械工程設(shè)計的重中之重，設(shè)計人員必須充分運用創(chuàng)新思維不斷構(gòu)架和搜尋設(shè)計運動方案，首先產(chǎn)品的最優(yōu)性能。

2.2在機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用

機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計也是機械工程設(shè)計的重要內(nèi)容，其包括產(chǎn)品的外形、各部分的配置及其總體結(jié)構(gòu)。客戶對機械產(chǎn)品的功能需求不同決定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的差異。機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求是保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形態(tài)多樣化，運用創(chuàng)造性思維進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠更好地滿足人們對產(chǎn)品功能要求的增加趨勢。這樣的現(xiàn)實需求要求設(shè)計人員在機械產(chǎn)品有限的空間內(nèi)盡可能將產(chǎn)品功能集中于更少的產(chǎn)品。傳統(tǒng)辦公場所中打印機、復(fù)印機、掃描儀功能都是單一的，大量占用了辦公室空間，這使得以佳能公司為代表的企業(yè)運用創(chuàng)新思維盡可能將打印、復(fù)印和掃描功能集于一體，這其中該公司設(shè)計部門采用了“離散及綜合”創(chuàng)新思維方法，改善了辦公條件，提高人們的工作效率。

2.3在機械產(chǎn)品外觀造型設(shè)計中應(yīng)用

機械產(chǎn)品外觀造型設(shè)計中的創(chuàng)新思維主要體現(xiàn)在產(chǎn)品外形、色彩、面飾等外觀方面，一般運用現(xiàn)代美學(xué)基本原理來構(gòu)造機械產(chǎn)品的美感和適用性。機械產(chǎn)品外觀造型設(shè)計采用創(chuàng)新思維將美學(xué)觀點融入進去，利用現(xiàn)代材料和工藝充分體現(xiàn)產(chǎn)品的線條美、色彩美和造型完美，給人身心以美的享受。

2.4在機械產(chǎn)品動力能源設(shè)計中應(yīng)用

隨著機械工程設(shè)計的材料加工技術(shù)和能源獲取技術(shù)不斷被發(fā)現(xiàn)，機械工程設(shè)計人員在產(chǎn)品動力系統(tǒng)設(shè)計上的選擇也不斷增加，設(shè)計人員可以充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性思維、觀念和方法，將各種新的潔能源作為機械產(chǎn)品的動力能源運用到機械產(chǎn)品設(shè)計中。現(xiàn)代的電動汽車與傳統(tǒng)的燃油汽車相比，其本身就不會排放出污染大氣的有害氣體，同時也減少了硫和其他微粒污染物，降低對環(huán)境的污染。電動汽車可以在用電低峰期充電，提高電能的利用率和經(jīng)濟效益。

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機械工程訓(xùn)練實踐教學(xué)效果分析

通過幾年來的機械工程訓(xùn)練實踐教學(xué)模式的實踐，金工實習(xí)教學(xué)方法的改革，將原來的“學(xué)習(xí)工藝知識，提高動手能力，轉(zhuǎn)變思想作風(fēng)”教學(xué)理念進行了加到轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變?yōu)?第一，由被動單一的實習(xí)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動、自擬制件的實習(xí)方式;第二，由以培養(yǎng)動手操作能力為主要目的轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ淘O(shè)計能力和創(chuàng)新能力、工程實踐能力為主要目的;第三，由思想作風(fēng)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合素質(zhì)的培養(yǎng)。在幾年機械工程訓(xùn)練實踐教學(xué)模式實踐之后，通過對學(xué)生的問卷調(diào)查(見表1)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對實習(xí)內(nèi)容、安排和效果的滿意度都非常高。因此，機械工程訓(xùn)練實踐教學(xué)模式的實施能有效擴充和保留實訓(xùn)規(guī)模，增加了實習(xí)工種，能極大地滿足低年級學(xué)生實際動手訓(xùn)練。同時，工程訓(xùn)練實踐教學(xué)模式能有效促進學(xué)生的課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計的進行，幫助學(xué)生們順利畢業(yè)，參加社會工作。工程訓(xùn)練實踐模式制訂了管理制度，以接待學(xué)生的教學(xué)實踐活動。現(xiàn)在，每年都有大批學(xué)生利用中心的教學(xué)資源解決后續(xù)課程和設(shè)計中所遇到的工程實際問題，并取得很好的教學(xué)效果。機械設(shè)計工程訓(xùn)練實踐教學(xué)模式的實踐，其效果明顯。學(xué)生們大多感覺自己收獲頗豐，都認為實踐教學(xué)是其上大學(xué)以來印象最深、收獲最大的環(huán)節(jié)，通過此環(huán)節(jié)，學(xué)生們的知識面得以拓展，創(chuàng)新意識得以加強。許多大學(xué)生都主動要求到實驗室參加工作，踴躍報名參加大學(xué)生研究訓(xùn)練項目和設(shè)計大獎賽等課外科技活動。機械設(shè)計工程訓(xùn)練實踐教學(xué)模式的實踐有效促進了學(xué)生從科目分科學(xué)習(xí)向工程實際綜合、從知識積累向能力生成轉(zhuǎn)化，加強了綜合實踐能力的培養(yǎng)。

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納米材料顆粒之間都存在著范德華力、庫侖力等,甚至有些顆粒還會和化學(xué)鍵結(jié)合,結(jié)果導(dǎo)致了陶瓷顆粒很容易出現(xiàn)團聚,而且顆粒愈小,團聚就越緊,在這種情況下,納米材料應(yīng)有的良好性能就比較難以充分發(fā)揮出來。就解決方式而言,一般通過施加機械能,或者引發(fā)化學(xué)作用這兩種途徑進行解決,不過硬團聚由于顆粒之間結(jié)合的比較緊密,單純的通過化學(xué)作用是遠不能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)的,所以還需要另外施加一個比較大的機械力,例如剪切力、撞擊力等。通過這些里對材料的結(jié)合力進行破壞。

納米磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用

一般而言,對于靜態(tài)的密封比較容易解決,通常可以采用塑料、金屬、橡膠等材料制作的O型環(huán)當(dāng)做密封的元件,將其密封。但對于動態(tài)的密封,特別是旋轉(zhuǎn)條件下的密封則一直沒有好的解決方式。在高速、高真空條件下一般不能進行動態(tài)密封,而納米磁性液體則帶來了一種新的解決方式。納米技術(shù)對磁性液體在旋轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)用取得了很大的促進作用。我國南京大學(xué)已經(jīng)成功進行了多種磁性液體的制成,比如硅油、水基、烷基、二脂基等。而在磁性液體的應(yīng)用方面,電子計算機的硬盤在防塵密封方面就普遍采用了磁性液體。而在劑的制造方面,對新型劑的制造也起到了較大的促進作用。