新工科背景下现代设计方法教学探讨

“现代设计方法”是机电工程专业一门重要的专业必修课程。聚集于新工科中解决复杂工程问题的能力这一重要目标,针对目前教学中存在的一些不足之处,本文从教学内容、教学模式与教学方法等角度提出了相应的教学改革措施,为进一步培养学生解决复杂工程问题能力提供借鉴。     

亚微米级孔径微弧氧化膜层工艺研究

在其他加工参数固定的条件下,对Ld_(10)铝合金试件进行处理,然后采用扫描电镜对膜层表面显微结构进行观测分析,研究由KOH、KF、Na_2SiO_3、(NaPO_3)_6构成的溶液中各种成分浓度的变化对膜层表面放电孔径的影响.结果表明:KOH浓度变化对膜层孔径影响最小;随着Na_2SiO_3浓度的增加,膜层放电孔径先减小后快速增加;而增加KF和(NaPO_3)_6的浓度时,膜层孔径都会逐渐减小,最后趋向一个最小值.实验表明:调整好上述溶液的配比,可在试样表面获得最小放电孔径为350 nm的微弧氧化膜层.     

黄河流域河道岸线功能区划分方法探讨

为有序利用黄河岸线资源、保障防洪安全,结合黄河流域特点,根据岸线控制线、岸线功能区的定义,对临水控制线、外缘控制线及4类岸线功能区的划分方法进行了探讨。同时建议:对各功能区现状开发利用程度进行分析、评价,提出岸线利用分区管理指导意见;明确开发利用的制约条件、相应的配套措施、适宜的开发利用类型和工程建设布局等。     

环境变迁对征地移民心理的影响及相关对策

水利水电工程征地移民属于非自愿性移民,通过对小浪底工程移民的调查研究发现:征地移民因环境变迁会表现出拒变、迁就和因应、退避等心理反映,从而影响到其移民后的正常生产与生活。针对这些心理问题应采取的措施是:①关注移民的心理需要与心理健康;②重视群体的力量带动移民发展生产;③关注舆论对移民行为的影响,占领移民舆论宣传阵地。为了保证移民经济的发展及安置区的社会稳定,国家和地方政府必须关注移民问题,尤其是要关注移民中的弱势群体,以正确的舆论引导其消除心理顾虑。     

小江调水调蓄水库方案研究

小江调水是引江济渭入黄方案中的重要方案之一.小江调水方案是从三峡库区支流小江取水,水源丰富,调水量保证率高,Ⅰ期调水40亿m3,引水流量300 m3/s.在综合分析各种调蓄水库的可能性后,推荐采用沣河平原水库方案来调蓄小江来水,并对该方案的作用和效果进行了分析.结果表明:该方案冲淤效果得到改善,减淤量在平水系列比无水库时提高19.6%,在枯水系列提高32.4%.     

SOI压阻传感器的阳极键合结合面检测

由于当前绝缘体上硅(SOI)压阻传感器芯片的封装质量仍依赖人工检测,本文提出了一种自动实现该项检测的视觉检测方法。分析了压阻传感器的工作原理,研究了芯片定位精度和结合面质量对传感器性能的影响。以传感器性能和质量为导向,提出了一种以中心定位偏差和键合面结合度为检测点的封装结合面检测方法。该方法通过对Hough圆检测效果和实际图像的分析完成定位精度的检测;基于对传感器质量影响因素的分析和气泡面积的统计实现结合面质量的检测。在传感器实际制造封装过程中对该视觉检测算法进行了实验验证。结果表明:该方法能识别的结合面上的最小气泡直径为6μm;玻璃内孔半径检测误差约为0.015mm.。本文提出的基于视觉检测的方法基本满足了压阻传感器封装对结合面检测的要求,有助于实现封装质量的自动化检测。     

堤防防浪林宽度设计方法探讨

在堤防工程设计中,应根据规范要求设置必要的超高,以抵御洪水波浪的冲击。堤防临水侧的防浪林可削弱波浪的冲击破坏,进而降低堤防设计超高,减少工程造价。以国内某河道堤防超高设计为例,借用海堤设计规范中的乔木消波计算公式,采用国内成熟的灌木消波计算公式,寻找最佳的防浪林林相结构,实现以最小的防浪林宽度取得最优的消波效果。同时提出了不同水位下堤防对削减波浪能量的不同要求,以及防浪林宽度和林相结构相结合的设计方法。国内多年实践表明,防浪林能够有效削减波浪爬高,削弱波浪对堤防的破坏,有效降低堤防超高。     

非枝晶铝合金(A356)半固态感应加热模式及控制模型

以感应加热原理、“集肤”效应、“电磁尾端”效应和坯料表面能量损失为基础,来探讨坯料温度分布不均匀的主要 原因;利用分析软件ANSYS和实验手段模拟二次加热模式,并以电动势传感器为例介绍二次加热的控制模型。     

基于遗传算法的直驱SCARA机器人臂长优化设计

由于选择顺应性装配机器手臂（selective compliance assembly robot arm,简称SCARA）机器人关节驱动链过长,无法满足电子芯片等制造行业高速、高精度的要求,因此提出了一种直驱SCARA机器人,其特点是结构简单、消除了中间传动环节,代替了传统的伺服电机加减速器驱动的方式。同时,针对直驱关节转矩脉动较大、影响机器人端部稳定性的问题,提出了一种优化和设计思路,对于机器人的整体结构和参数进行了优化。在确定了SCARA机器人最大运动范围之后,分别建立了速度评价函数和刚度评价函数,以速度、刚度性能函数为适应性函数,采用多目标遗传算法对臂长进行优化。臂长优化前后的实验对比显示,优化前关节联合速度最大为3.9 m/s,优化后关节联合速度最大为4.6 m/s,有较大的提升。通过仿真发现：在末端载荷相同的情况下,优化后的形变量更小;优化前重复定位精度为±0.010 5 mm,较之传统SCARA机器人的重复定位精度已有一定提升,优化后重复定位精度进一步提高为±0.009 mm。仿真与实验结果证明,遗传算法优化有效解决了SCARA机器人端部稳定性问题,能明显提升机器人关节运...     

恒流微弧氧化工艺参数对膜层表面粗糙度的影响

铝合金微弧氧化膜表面粗糙度的影响因素较多,膜表面的粗糙度对其应用有影响,过去研究甚少,为了找出改善和控制膜层表面粗糙度的方法,在恒流模式下利用双极性脉冲电源对LD10铝合金试件进行了微弧氧化处理,采用TR200粗糙度仪检测了膜层表面粗糙度,分析了加工参数对膜层表面粗糙度的影响.结果表明:在一定范围内单独缩短微弧氧化时间、减小正向或负向电流密度、提高频率、降低占空比,都有利于降低膜层表面粗糙度;但温度过高或过低都不利于降低膜层表面粗糙度,只有在30～40 ℃的工作液中处理获得的膜层表面粗糙度才最佳.在30 ℃、电流密度10 A/dm2、脉冲频率200 Hz、占空比24%时,可获得最佳表面粗糙度(Ra 1.2 μm)的硬质微弧氧化膜层.