机械工程专业卓越工程师培养探索与实践

武汉科技大学机械工程专业"卓越工程师教育培养计划"是为培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量机械工程技术人才。从卓越工程师培养方案制定、小班授课和双导师制实施,实习实训基地建立,师资队伍建设以及教学方式和考核方式改革等方面对卓越工程师培养进行了探讨,重点加强学生创新能力和工程实践能力培养。     

基于不完全齿轮齿条转向的避障小车研究

设计了一种以不完全齿轮和齿条啮合来控制转向的避障小车。小车在前行过程中能自动避开相隔一定距离的障碍物。该小车由转向系统、传动系统和车架等组成。转向系统由两个不完全齿轮与齿条啮合驱动转向轮转向;传动系统由齿轮机构组成。实践表明该避障小车的设计是合理可行的。     

平板式催化剂装箱过程中轨迹规划的研究

为了提高平板式催化剂装箱的效率,降低工人的劳动强度,开发了一套平板式催化剂装箱设备。为了降低系统的残余振动,提高定位精度,对设备装箱运动的轨迹规划进行了研究。提出采用高阶轨迹曲线运动控制方式,在对三阶轨迹的轮廓出现的几种情形进行分析后,提出基于时间的顺序推导的高精度三阶点对点轨迹规划算法,简化了算法的实现,并给出了相应的数学描述。最后针对设备的实际情况,给定了几组不同的约束条件,对算法进行了仿真,验证其有效性和实用性。     

避障小车转向系统的设计

设计了一种具有方向控制功能小车的转向系统.该小车在前行过程中能自动避开赛道上设置的等距障碍物.由于凸轮机构能实现复杂的运动规律,本设计采用凸轮机构完成小车的转向功能,通过MATLAB软件对凸轮轮廓曲线进行了拟合,并对导向杆运动规律进行了分析,结果表明本转向机构的设计是合理可行的.     

机械工程及自动化专业“卓越工程师”人才培养模式

武汉科技大学机械工程及自动化专业已启动＂卓越工程师教育培养计划＂,目的是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量冶金机械工程技术人才。为了提高＂卓越工程师＂人才培养质量,从＂卓越工程师＂培养方案、实践基地建设及教师培养和选拔等方面进行了探讨,建立了针对卓越机械工程师教育培养的教学体系,加强了学生综合能力的培养。     

一种五自由度喷涂机器人运动学与振动分析

设计了一种适用于长筒型工件内外表面涂装的五自由度混联喷涂机器人。列出了机器人的D-H参数表并推导出了末端执行器的位姿矩阵,应用MATLAB软件模拟了局部关节联动形成的包络面。在蒙特卡罗方法的基础上,改进算法,规划出了机器人的完整工作空间。针对机器人实物样机测试过程中存在的轨迹颤动问题,建立了机器人的振动分析模型。采用瑞利法对该弹性体模型进行了分析,给出了系统的基阶振型函数,计算出了系统的振动周期。同时建立了振动系统的仿真分析模型,在Adams Vibration软件中模拟了系统的受迫振动,得到了系统在不同频率激振力作用下的频域响应曲线。仿真结果与理论分析相符,为机器人的运动控制及结构优化提供了重要依据。     

基于设计特征的概念设计解产生及其评价

将设计特征引入概念设计阶段,对概念设计阶段设计特征的内涵进行了界定。按功能抽象方式给出了设计特征编码系统的一种组成,以此建立设计特征库。随后给出了基于设计特征的概念设计方案生成方法及方案评价方法,并用实例验证了方法的有效性。     

垫圈簧片注塑模具的浇口布置研究

从塑件结构工艺性出发对垫圈簧片的工艺性进行了分析。给出了成型垫圈簧片模具浇口布置的几种不同设计方案,并采用CAE软件从气穴、熔接痕、温度场、密度场等方面对几种方案进行了分析对比,预测气穴和熔接痕可能存在的位置,最终确定了浇口的较佳位置和数目。在优化结果的基础上,设计了成型模具,该模具结构紧凑,能满足生产需要,保证产品成型质量。     

基于Fluent的合金化炉保温段温度场的数值模拟

建立合金化炉保温段内空气流动与热交换的物理与数学模型,利用Fluent软件,采用标准κ-ε湍流模型,对合金化炉保温段内气体流场和温度场的分布进行数值模拟研究.经分析知模拟结果与实际情况较吻合,此方法对了解和控制合金化炉内的温度分布具有指导意义.     

扇形雾化喷嘴的射流传热实验研究

喷雾射流冷却是一种极为有效的强化传热的方法,在工业生产中有着广泛的应用。以钢板为研究对象,采用扇形喷嘴对钢板分别进行了气、水的单相介质传热和气水两相介质传热的实验研究。在气压与水压比pa/pw≤2.0的条件范围内,详细讨论了液相流量和气相流量对钢板冷却速度的影响,并通过理论分析和实验数据说明了喷雾冷却速度的变化规律。