基于数字孪生的含裂纹焊接结构可靠性评价混合实践教学模式

为了适应当前新工科教育的需要，提高材料成型及控制工程专业实践教学质量，培养学生创新能力，以含缺陷焊接结构可靠性评价实训课程为研究对象，进行了材料成型及控制工程专业实践教学改革的探索。将当前教育领域的探究式教学理念、虚实融合方法及数字孪生技术方法融入材料成型及控制工程新工科实践教学改革，构建了基于“虚拟+数字孪生”环境的焊接结构裂纹扩展混合实践教学平台，将理论学习、虚拟仿真试验和实际“实验操作”结合一体；同时针对实际工程案例，学生独立自主设计试验方案，完成数据分析及应用，实现理论与实践的统一。利用此混合实践教学模式，解决了新工科项目式教学设计难题，有利于促进学生的自主学习，激发学生工程实践的探究兴趣，增强学生的实践动手能力和创新能力，从而有效提高实践教学效果。     

虚拟焊接制造系统集成仿真方法

通过对焊接生产系统进行建模和仿真研究,基于虚拟制造技术提出虚拟焊接制造系统及其集成仿真模型的实现框架和建模方法;结合CAD(计算辅助设计)、CAE(计算机辅工程分析)、VR(虚拟现实)和离散事件仿真技术,对虚拟焊接制造系统的总体流程和系统的设计与布局、焊接专机及其它设备的选择和优化、焊接生产过程的静态与动态仿真、工艺参数优化和投资前的生产分析等主要环节进行了研究;通过具体实例详细论述和分析了构建虚拟制造系统的集成仿真方法,阐述了虚拟焊接制造系统仿真的关键问题,该方法为实际生产系统提供了有效分析工具,并用于指导生产实践。     

新形势下高等院校中传统工科面临的挑战与应对——以“焊接”学科为例

在制造业转型升级和新工科加速建设的新形式下,传统工科面临一系列的问题和挑战,探寻传统工科的发展方向及应对方法对我国迈向制造强国尤为重要。文中以制造业中应用量大的焊接学科为例,通过系统分析焊接学科在新形势下面临的挑战,从国家和产业需求、学科建设、教学改革及人才培养等四方面挖掘传统工科在新形势下存在的共性问题,并提出了针对性的解决措施和应对策略,为传统工科的转型、升级及高质量发展提供一窥之见。     

新工科建设下应用型大学焊接专业实践教学改革

新工科的建设是为了顺应我国新一轮科技革命和服务创新战略要求,基于落实立德树人,通过继承与创新、交叉与融合、协调与共享主要途径来培养多元化、创新型卓越工程人才。文中主要针对新工科建设下应用型大学焊接专业实践教学中存在的一些问题,从注重学生能力培养、深化实践教学改革,拓展理论教学内容、优化实践课程教学,提高教师实践教学能力,加强校企合作等方面提出改革措施。在新的实践教学模式下,焊接专业通过不断探索和实践,取得了一定的成绩,为应用型本科院校在新工科、新形势下更好地开展专业实践教学提供借鉴和参考。     

3D打印工程人才培养模式的探索与实践

在对3D打印结构体系、实践教学体系进行规划分析、功能定位的基础上,对新工科背景下3D打印梦工厂的建设模式进行了探索,通过软硬件建设变革教学模式,形成新的教学方法,为培养具有适应未来工程需要的新工科工程人才提供了有力支撑。     

新工科背景下基于产出导向的人才培养模式构建

针对当前中国人才培养体系的不足,提出以"新工科"教育理念为指导、以"产出导向"为宗旨,以材料成型及控制工程专业为例,通过构建新培养目标和毕业要求、新课程体系、新教学内容、新教学模式、新评价体系和新创新能力培养模式等6个方面进行人才培养改革,培养学生的创新精神、实践能力、自主学习能力、交际能力以及团队合作精神等。     

优秀传统文化融入焊接专业教育体系的困境与突破研究

焊接专业是典型的工科专业,承担着为国家和社会培养综合素质高、对祖国高度热爱的复合型人才的责任。文章以优秀传统文化在高校教育体系中的应用为抓手,以焊接技术与工程专业为例对优秀传统文化在焊接专业教育体系中的现状、困境和突破进行分析,认为未来的焊接专业教育体系应该尝试加强优秀传统文化教育强度、提高师资素质、举办相应主题活动等方法,在焊接专业教育体系中融入优秀传统文化教育。     

焊接构件虚拟疲劳仿真分析

针对焊接结构中焊缝经常出现疲劳破坏的问题,提出虚拟疲劳试验方法.利用有限元数值仿真结果及焊接接头S-N曲线数据,在计算机中模拟疲劳试验过程,完成对焊接结构件疲劳寿命的预测.通过对焊接构件的疲劳寿命仿真分析,证明此抗疲劳设计方法可行.     

液压支架横焊缝焊接专机运动学建模与工艺仿真

研究了大型结构件非标焊接专机的虚拟示教实现问题。在CATIA中建立了液压支架横焊缝焊接专机的系统模型,分析了其运动链组成,建立了其运动学方程,并给出了解算方法和结果;在DELMIA中构建了其真实的虚拟专机,以液压支架焊接工艺为基础,进行了焊接轨迹规划和示教,生成了无干涉的焊接轨迹,完成了液压支架横焊缝焊接的虚拟仿真,为实际设备的现场调试实现提供了作业指导。     

焊接理论：一般问题

异种钢恒温超塑焊接头特征区域分析;不同参数钢和铝TIG焊电弧光谱辐射分析;MAG焊熔池图像的超分辨率分析;虚拟制造环境下焊接结构有限元分析体系的研究;用数值模拟方法研究焊接工艺参数对熔池几何形状的影响     

焊接理论：一般问题

异种钢恒温超塑焊接头特征区域分析;不同参数钢和铝TIG焊电弧光谱辐射分析;MAG焊熔池图像的超分辨率分析;虚拟制造环境下焊接结构有限元分析体系的研究;用数值模拟方法研究焊接工艺参数对熔池几何形状的影响     

课程思政视角下材料成型及控制工程专业人才培养的三点思考

进入新时代,培养什么人、怎样培养人、为谁培养人成为中国高等教育必须回答的根本问题.高校作为人才培养的主阵地,推动新时代课程思政建设是落实立德树人根本任务的一项重要举措.新工科背景下,为构建课程思政与思政课程"同向同行"的"三全育人""大思政"格局,实现材料成型及控制工程专业的人才培养新体系,本文从强化专业教师队伍建设、...     

焊接机器人焊接工艺参数与空间轨迹联合规划

为提高焊接效率,改善焊接质量,对焊接机器人焊接工艺参数与空间轨迹进行联合规划,提出一种实时性高、可控性强、焊接误差小的轨迹规划方法。通过在执行器末端增加虚拟关节,建立合适的虚拟关节模型,并将焊接工艺参数用虚拟关节的关节变量表示,在机器人关节空间进行轨迹规划,使得焊接工艺参数的控制更加直观、便捷。利用虚拟关节模型结合B样条曲线仿射不变的特性,通过控制真实关节的运动曲线,来对焊接工艺参数进行间接控制。以求解最优时间解为目标,进行焊接工艺参数与关节空间轨迹的联合规划。采用ABB Robotstudio工具软件进行仿真,编写焊接机器人作业程序,以平面直线型焊缝为例进行试焊,结果显示该方法是可行的,有效的。     

汽车总成零件智能焊接系统及其关键技术

"智能制造"是"中国制造2025"的核心,"汽车总成零件智能焊接系统"是"智能制造"的探索与应用,解决"汽车总成零件智能焊接"所有业务环节的互联互通,使得信息层或虚拟层与物理层深度融合,虚拟网络与物理世界之间交互通畅;利用现有ERP、MES、APS等应用系统构建智能焊接互联协同平台,保障汽车总成零件智能焊接系统的正常运行;内嵌在系统中的"智能推理模块"利用智能算法能推导出生产过程需要的焊接参数及操作指导书;实时监控模块能对每台设备、每个汽车零件的每个焊点的焊接过程进行实时监控,确保汽车总成零件的焊接质量。     

高频焊接轻型H型钢自动化生产线的设计

设计腹板高度不大于100 mm的高频焊接H型钢自动化生产线。制定了整个生产线的工艺流程,将生产线分为焊接前的准备、高频焊接、焊后的处理等过程;采用SolidWorks软件从零件的特征建模到机构的虚拟装配进行了虚拟样机设计,对机构和整条生产线进行了运动仿真;采用PLC控制器组成闭环控制系统,控制整条生产线的自动运行。     

轨道式焊接机器人的虚拟样机设计与仿真

针对受损的水轮机叶片等具有空间复杂曲面结构,在其安装位置直接进行修复工作,设计了一种基于移动平台的焊接机器人虚拟样机。为确定焊枪末端与机器人6个关节之间的运动关系,建立虚拟样机DH坐标系,借助Matlab软件得到运动学方程正、逆解。将在Solid Works软件中建立的焊接机器人三维模型,导入ADAMS仿真软件进行运动学分析。仿真结果表明:机器人在狭窄空间启动时,由滑动、转动关节运动引起的焊枪末端空间位移变化小,速度、加速度曲线变化平缓,无任何突变,证明了该虚拟样机设计的有效性,满足基坑内的焊接工作要求。     

虚实结合的焊接实践教学研究

近年来,虚拟仿真技术在实验实训中应用越来越广泛。虚拟焊接技术因其具有绿色、安全等特点,也正在被部分高等院校所接纳,成为焊接实训中辅助教学的工具。文中通过在焊接实践教学中引入虚拟焊接技术,搭建虚实结合的焊接实践教学平台,并以虚补实的方式解决实操训练不能解决的问题,着重建设虚实结合的焊接实践教学体系,全面对教学内容、教学方法及考核机制等方面进行探索,并介绍了弧焊机器人虚实结合的训练方法,激发学生在焊接实践过程中的热情和兴趣,实现以提高学生实践能力为理念的培养目标。     

弧焊机器人轨迹规划及应用研究

机器人弧焊技术,因焊接质量稳定、生产效率高等优势,在汽车工业中得到广泛的应用。在建立机器人弧焊工作单元的基础上,本文分析研究了弧焊工作站运动仿真、离线编程的实际应用及影响焊接质量的因素。通过使用轨迹优化仿真软件,指导焊接工装设计,降低投资成本;进一步的离线编程的使用使得虚拟轨迹与真实机器人运动轨迹挂钩,提高了工作效率和可靠性。通过实验对比及弧焊工作站的调试,讨论了焊接电流、焊接电压、机器人焊接速度对焊接质量的影响。     

中国焊接培训与资格认证委员会重要启事

中国焊接培训与资格认证委员会(以下简称CANB)将于2000年在我国实施国际统一的焊接培训与资格认证体系,即按照国际焊接学会(IIW)的培训规程在我国培训焊接专业技术人员,颁发国际统一的资格证书。 对现已取得中国焊接专业技术资格的人员,根据其学历、工作年限及现有技术资格,可以以一定方式直接过渡为相应国际焊接专业技术人员,而不必经过正规培训。我国过渡期为2000年元月1日起至2004年12月31日止,共四年,超过此期限后,一律通过正规培训并参加考试合格后,方能取得国际统一资格证书。 过渡的学历要求:国际焊接工程师要求正规工科院校焊接专业毕业,具有学士学位;国际焊接技术员要求工科院校焊接专     

虚拟焊接训练技术研究进展

摘要： 虚拟焊接训练作为焊工培训方式的重要组成部分因具有环保、低损耗等优势得到了较广泛的应用。文中首先对现有虚拟焊接训练系统及其系统架构进行了归纳与总结;其次分析了虚拟焊接训练系统的关键技术,并从立体显示技术、焊接熔池形态建模方法、多目标跟踪技术、力反馈技术、虚拟焊接训练评价等5个方面进行了梳理,最后对当前虚拟焊接训练系统中存在的缺陷和不足进行了剖析,并在此基础上对未来发展趋势做出了展望。 创新点： 通过对国内外虚拟焊接训练系统研究的梳理,归纳出虚拟焊接训练技术的模式构架,在此基础上提炼出虚拟焊接训练的关键技术,并结合现有研究成果对虚拟焊接训练技术未来的发展进行展望。