基于大工程意识的汽车“安全锤”实践教学改革

北京7·21特大暴雨引起了人们对汽车逃生安全锤的关注,以此为契机培养学生"大工程意识"及参加实践训练的兴趣,对金工实训教学内容及方式进行了改革。设计了既实用又适合金工实训教学的安全锤,并进行了产品的工艺过程设计、教学实施方案、教学方式改革等,大大提高了学生学习实践的主动性、创新性及动手能力,初步搭建了专业知识架构,并形成了一定的"大工程"意识,取得了良好的教学效果。     

应用创新型人才培养与线切割实践教学改革

针对高等教育与企业需求严重脱节的问题,在数控电火花线切割实践教学中进行了一系列教学改革实践,将高等学校实践教学与企业生产实际紧密联系起来,培养企业需要的应用创新型人才.     

基于自主学习创新能力培养的工程实践平台构建探究

通过研究北京信息科技大学工科类专业大学生自主学习能力及实践能力方面的培养现状及其问题,结合机电实习中心的工程实训场地、硬件设施、师资队伍,为学生搭建了一个可以与自主实践内容申报、自主设计与加工实践、专家教授及实践教师辅导的开放性科技创新实践平台。吸引更多学生参加到科技创新实践活动中,使学生有更多的机会、更高的热情、更好的项目、完善的软硬件设施及场地进行科技创新活动,从而提高工科大学生的自主学习能力、知识应用能力、科技创新能力、实践动手能力以及工作就业能力。     

液体静压主轴热特性分析与试验研究

有效的热变形仿真分析是机床热平衡设计以及热误差补偿的基础。为了提高热变形仿真的精度,通过优化发热量等计算方法以及合理设计分析流程,基于ANSYS Workbench对超硬车数控车床液体静压主轴箱系统进行热特性仿真分析以及温升测试试验。热特性仿真与测试试验结果表明:温度场仿真与试验结果误差在5%以内,保证了热变形仿真的有效性。由变形仿真分析知:主轴3个方向上的热变形及主轴前端最大变形为5μm,为热误差补偿提供理论基础。由试验结果得到了同一转速下各热源处温升随时间的变化曲线,为合理预热、提高加工精度提供理论基础。     

高精度立式磨床热-结构耦合分析

在有限元法与热应力学分析的基础上,建立了高精度立式磨床整机有限元模型,计算了磨床在加工过程中整机热特性分析的边界条件。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行热特性分析同时对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到整机的温度场及对加工精度有主要影响的主轴热变形。分析了影响整机温度分布与主轴热变形的因素,对整机与主轴结构提出了一些热误差补偿建议,分析结果为磨床整机及主轴系统的进一步热特性优化设计及热误差补偿提供了一定的依据。     

超精密车削中心整机热-结构耦合分析

高速高精度车削中心在加工过程中,在多种热源的作用下其结构会产生一定的热变形,影响工件与刀具问的相对位置,造成加工误差.分析出车削中心整机的温度分布特点及其热变形,采取有效的措施,对于减小热变形、提高加工精度意义重大.文章在对车削中心整机热边界条件进行分析的基础上,应用有限元分析方法,建立了车削中心的有限元热分析模型,并进行了温度场及热.结构耦合分析计算,为分析热变形对机床精度的影响及热补偿的进行提供了依据.     

风电机组齿轮箱早期故障预警方法研究

为实现风力发电机组等变工况机电设备的早期故障预警,研发了变工况齿轮箱状态监测系统。在基于该系统的多种变工况行星齿轮磨损实验研究基础上,提出了一种基于流形学习的早期故障预警方法。该方法首先研究采用完全总体经验模态分解与改进快速独立成分分析盲源分离技术,有利于对复杂振动信号的滤波与盲源分离;然后研究改进了局部线性嵌入流形学习方法,基于时域、频域信息融合提取了早期故障敏感特征;最后应用k-近邻分类器实现变工况齿轮箱早期故障预警。实验研究表明,该方法提高了早期故障预警准确率,能够应用于风电机组等变工况机电设备的安全保障及科学维护,具有广泛工程实用前景。     

基于材料热特性的轴承预紧力自调节设计方法

采用滚动轴承支承的机床主轴在转速上升过程中摩擦发热产生温度变化,引起轴承预紧力变化限制了机床转速。提出材料热特性轴承预紧力自动调节方法,该方法是根据温度变化时金属材料受热伸长的特性,通过分析机床主轴转速上升时摩擦功率损耗产生的热量,建立主轴温度场模型。采用有限元计算主轴工作温升引起的热变形,按照两种金属材料受热伸长的差值,建立温差与位移关系的数学模型,并求解应用双金属材料结构设计参数。仿真计算结果表明,通过使用轴承预紧力自调节方法,可以有效地扩大机床转速范围,应用在加工中心的主轴上,主轴最高转速由2.5 kr/min 提高到了3 kr/min,取得了明显的效果。     

高精密立式静压磨床有限元热分析与实验

通过建立高精密数控立式静压圆台磨床的有限元模型,进行了磨床的热源分析及计算,并采用ANSYS Work?bench进行了有限元温度场分析求解,得到了立式磨床的温度分布。进而搭建了机床温升实验平台,进行了卧磨头磨削平面时的机床温升实验。通过对有限元理论分析求解与实验结果对比,证明了有限元分析模型及方法的可靠性,为磨床的结构优化及误差补偿提供了依据。     

超精密车削中心热分析边界条件的确定

高速高精度车削中心在加工过程中其结构会发热,从而产生热变形,影响工件与刀具间的相对位置,造成加工误差。分析车削中心整机的温度分布特点,对于如何控制机床温升、减小热变形、提高加工精度意义重大。有限元热分析是应用广泛的一种温度场虚拟分析方法,其中边界条件对分析结果起着决定性的作用。对车削中心整机有限元分析中的热边界条件进行了详细的分析计算,并建立了有限元热分析模型,进行了温度场分析,初步预测了车削中心整机温度分布。