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篇1

關(guān)鍵詞:優(yōu)化設(shè)計(jì);數(shù)學(xué)模型;成本;質(zhì)量;公差

中圖分類號:TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1009-9166(2009)020(c)-0098-01

優(yōu)化設(shè)計(jì)是指在據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求,合理確定各參數(shù),使產(chǎn)品取得較高的經(jīng)濟(jì)效益和較好的使用性能。優(yōu)化設(shè)計(jì)一般步驟為:

(一)建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型;

(二)求出最優(yōu)設(shè)計(jì)參數(shù)。

優(yōu)化設(shè)計(jì)模型是設(shè)計(jì)問題的數(shù)學(xué)形式,是反映設(shè)計(jì)問題各主要因素之間內(nèi)在聯(lián)系的一種數(shù)學(xué)關(guān)系。本文主要討論三種優(yōu)化設(shè)計(jì)模型:“成本――公差”模型、“質(zhì)量――公差”模型、“質(zhì)量――公差――成本”模型的建立過程及其用適用范圍。

一、優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

(一)成本――公差模型

產(chǎn)品加工成本在機(jī)械產(chǎn)品的總成本中占有重要地位,影響加工成本的因素眾多,其中零件公差起著重要的作用。一般來說在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)零件公差等級越高就越能保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,但這必然導(dǎo)致產(chǎn)品加工成本提高。“公差―成本”模型是公差優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),是建立機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)的依據(jù)。但是由于影響產(chǎn)品加工成本的因素很多,因此難以確定一個(gè)通用的“成本―公差”關(guān)系式。較為常見的模型:

⑴

式中:ci――第i個(gè)零件的加工成本; ai――與公差無關(guān)的成本常數(shù);

bi――與公差有關(guān)的成本系數(shù); ti――第i個(gè)零件的公差。

通過選取多個(gè)統(tǒng)計(jì)樣本,對統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,便可得成本-公差模型參數(shù)值如下:

⑵

⑶

(二)質(zhì)量――公差模型

機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上是與產(chǎn)品的工作精度等輸出性能指標(biāo)聯(lián)系在一起的。在一般情況下,產(chǎn)品的輸出特性參數(shù)都是構(gòu)成產(chǎn)品的零部件參數(shù)的映射。因此,產(chǎn)品的輸出特性都可用其零部件參數(shù)按照一定得數(shù)學(xué)關(guān)系來描述。同樣的道理,產(chǎn)品精度與零件公差之間也可以建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式:

T=F(t1,t2,……,t3) ⑷

式中:T――產(chǎn)品輸出特性(T)的公差。

為了將產(chǎn)品設(shè)計(jì)精度T按一定的規(guī)則分配給相關(guān)零件公差,且使得產(chǎn)品制造成本最少,先確定產(chǎn)品輸出特性誤差的傳遞途徑,再引入統(tǒng)計(jì)公差模型:

⑸

式中:ξi――第i個(gè)公差傳遞系數(shù); Ki――第i個(gè)公差相對分布系數(shù);

K――輸出特性公差相對分布系數(shù),零件尺寸成正態(tài)分布時(shí)取1。

由式⑴可知產(chǎn)品總制造費(fèi)用,用C表示:

⑹

聯(lián)合⑸、⑹兩式,以總成本ΣT最小為公差分配判據(jù),可求得各零件公差計(jì)算通式:

⑺

(三)質(zhì)量――公差――成本模型

田口玄一博士認(rèn)為:“質(zhì)量損失是指產(chǎn)品出廠后給社會(huì)帶來的損失”,質(zhì)量損失給社會(huì)帶來的損失的后果,首先反映在用戶購買該產(chǎn)品的意愿上,并且直接影響到該產(chǎn)品的市場占有率,最終也要給產(chǎn)品制造企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。田口玄一博士提出的質(zhì)量損失函數(shù),描述了產(chǎn)品輸出特性與質(zhì)量損失之間的定量關(guān)系:產(chǎn)品輸出特性值偏離目標(biāo)值越大,損失越大,即質(zhì)量越差,反之,質(zhì)量就越好。質(zhì)量損失函數(shù)如下:

L(T)=N(T-M)2 ⑻

式中:M――產(chǎn)品輸出特性的目標(biāo)值; N――質(zhì)量損失系數(shù)。

由于產(chǎn)品輸出特性公差T=|T-M|,故有:

L(T)=N(T)2 ⑼

根據(jù)田口玄一質(zhì)量理論,產(chǎn)品總損失為產(chǎn)品成本與產(chǎn)品質(zhì)量損失的總和,用L表示,則

L=L(T)+C ⑽

將⑺帶入⑹式,得到:

⑾

由⑵、⑶、⑹、⑾四式可得“質(zhì)量―公差―成本”優(yōu)化模型:

⑿

二、結(jié)論與推廣

本文探討了優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容:優(yōu)化模型的建立。介紹了三種常見的機(jī)械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型:“成本――公差模型”、“質(zhì)量――公差模型”,“質(zhì)量――公差―成本”?！俺杀鲸D―公差模型”常用于零件優(yōu)化設(shè)計(jì),常用于優(yōu)化單個(gè)零件的成本和公差。“質(zhì)量―公差模型”常用于產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì),用于優(yōu)化產(chǎn)品組成零件的公差優(yōu)化問題。“質(zhì)量―公差―成本模型”常用于產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)和成本控制,使產(chǎn)品的制造成本、經(jīng)濟(jì)效益和合格率達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。

作者單位:重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

參考文獻(xiàn):

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[2]孫國正.優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用[M].北京,人民交通出版社,2000

[3]林秀雄.田口方法實(shí)戰(zhàn)技術(shù)[M].廣東,海天出版社,2008

[4]田福祥.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用[M].北京,冶金工業(yè)出版社,1998

篇2

在市場經(jīng)濟(jì)條件下，機(jī)器的配置又決定于機(jī)器經(jīng)營者的經(jīng)濟(jì)效益。如果經(jīng)濟(jì)效益在此跨區(qū)范圍內(nèi)仍然具有超額收益，那么還會(huì)有新的競爭者進(jìn)入，即各地機(jī)械數(shù)量還會(huì)增加，致使L值減少，直到經(jīng)營者取得合理的社會(huì)平均利潤為止。社會(huì)平均利潤包括投資平均收益和平均勞動(dòng)者報(bào)酬。假設(shè)經(jīng)營者的合理報(bào)酬M=100元/天(3000元/月，外出打工工資較高水平為1500元，考慮到經(jīng)營農(nóng)業(yè)機(jī)械季節(jié)性較強(qiáng)，而且勞動(dòng)強(qiáng)度很大，因此將工資水平比打工收入高1倍)，玉米收獲作業(yè)價(jià)格900元/hm2，每天作業(yè)效率W為2hm2/天，單位距離作業(yè)期時(shí)間差γ為0.04天/km，單位作業(yè)成本C=180元/hm3，當(dāng)?shù)乜勺鳂I(yè)時(shí)間10天，單位路程運(yùn)費(fèi)2元/km，收獲機(jī)價(jià)格30000元，平均社會(huì)投資收益率15%。則可得玉米收獲機(jī)跨區(qū)范圍為120km左右。

2當(dāng)機(jī)械數(shù)量一定，而機(jī)械化作業(yè)市場需求

較大時(shí)的跨區(qū)作業(yè)距離在這種情況下，如果不大范圍跨區(qū)作業(yè)則服務(wù)供給不足而產(chǎn)生社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，增大跨區(qū)作業(yè)范圍，農(nóng)機(jī)作業(yè)服務(wù)經(jīng)營者可以從中獲得更多的收入。因此，其跨區(qū)作業(yè)范圍將比市場均衡條件下更大，甚至?xí)^Lmax(政府減免了過路過橋費(fèi)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)Q定的投資能力上的差異)。假設(shè)機(jī)械化水平社會(huì)需求為δ，一個(gè)大區(qū)域的作業(yè)總量為S0，該區(qū)域機(jī)械的總保有量為Q，便可以確定機(jī)械化作業(yè)量S。對于δ的確定可以從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來分析。例如，根據(jù)農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移情況分析，某一地區(qū)如果減少一定量的勞動(dòng)力，則這些轉(zhuǎn)移的勞動(dòng)力在農(nóng)忙季節(jié)需要機(jī)械化來替代才能保證不誤農(nóng)時(shí)。從玉米收獲機(jī)械化發(fā)展較快的山東省來看，2006年玉米機(jī)收水平16.8%，假定滿足了當(dāng)年社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，根據(jù)上式可計(jì)算玉米收獲機(jī)平均跨區(qū)范圍為180km左右。這與實(shí)際調(diào)查的結(jié)果(200km以內(nèi))[3]比較吻合。

3最經(jīng)濟(jì)的跨區(qū)距離

一般情況下，一個(gè)作業(yè)機(jī)組所能完成的作業(yè)量隨著跨區(qū)距離的增加而增加，因此，它是跨區(qū)距離的增函數(shù)。而跨區(qū)距離越長，則需要的農(nóng)業(yè)機(jī)械配置總量越少，投資成本將下降，因而，整個(gè)區(qū)域的農(nóng)機(jī)投資成本是跨區(qū)距離的減函數(shù)。假設(shè)農(nóng)機(jī)配置及作物種植布局均勻，并且在跨區(qū)作業(yè)條件下各地均可滿足機(jī)械化的需求條件下，從整個(gè)區(qū)域考慮，農(nóng)機(jī)跨區(qū)作業(yè)應(yīng)該追求的目標(biāo)是在完成一個(gè)較大區(qū)域內(nèi)作業(yè)量的前提下總社會(huì)耗費(fèi)最少?？偟纳鐣?huì)耗費(fèi)有三項(xiàng)構(gòu)成，即農(nóng)機(jī)投資年成本、跨區(qū)運(yùn)輸成本、作業(yè)成本，其中作業(yè)成本對于確定的作業(yè)量的情況下是一定值。如前所述農(nóng)機(jī)投資年成本和跨區(qū)運(yùn)輸成本分別是跨區(qū)距離的減函數(shù)和增函數(shù)，因此，理論上必然存在使總社會(huì)耗費(fèi)最少的跨區(qū)距離，如圖1所示的L。設(shè)一個(gè)較大區(qū)域的作業(yè)面積為S(hm2)，作業(yè)時(shí)間差為r(天/km)，農(nóng)業(yè)作業(yè)適時(shí)期(農(nóng)業(yè)機(jī)械在不跨區(qū)時(shí)的作業(yè)時(shí)間)為T0。假定農(nóng)機(jī)作業(yè)效率為W(hm2/天)，則每個(gè)作業(yè)機(jī)組在當(dāng)?shù)氐淖鳂I(yè)量為WT0。設(shè)跨區(qū)作業(yè)距離為L(km)，農(nóng)機(jī)運(yùn)輸速度為V(km/天)，則跨區(qū)作業(yè)的總時(shí)間差為rL，考慮轉(zhuǎn)移運(yùn)輸時(shí)間L/V，跨區(qū)作業(yè)投入時(shí)間為rL-L/V，可完成作業(yè)量為W(rL-L/V)。因此，每個(gè)作業(yè)機(jī)組總作業(yè)量為m=W(T0+rL-L/V)。設(shè)：機(jī)器的購置費(fèi)用為P，使用壽命為n，則機(jī)器投資年成本為AC1=MP/n；單位距離運(yùn)輸成本為α，則往返總運(yùn)輸成本為AC2=2MαL；單位作業(yè)面積作業(yè)消耗(油料費(fèi)用、人工成本等)為β，則年作業(yè)成本為AC3=Sβ。因此，為完成總作業(yè)量S的年總成本為。該方程的解L*即為最經(jīng)濟(jì)的跨區(qū)作業(yè)距離。從上述方程可以看出，該距離與一個(gè)小范圍區(qū)域(當(dāng)?shù)?作業(yè)時(shí)間T0、單位距離適時(shí)作業(yè)的時(shí)間差r、單位運(yùn)輸費(fèi)用α、運(yùn)輸速度V、機(jī)械的價(jià)格P及使用壽命n有關(guān)。以小麥機(jī)收為例，設(shè)自走式小麥?zhǔn)斋@機(jī)價(jià)格8萬元，使用壽命10年，單位運(yùn)距費(fèi)用2元，運(yùn)輸速度300km/天，當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)時(shí)間3天，單位距離作業(yè)時(shí)間差為0.04天/km。應(yīng)用式5可得L*=42km。

4結(jié)論與建議

篇3

關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)；物理模型；數(shù)學(xué)模型；建模

中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)采用圖紙二維設(shè)計(jì)已經(jīng)被計(jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)所取代，并且計(jì)算機(jī)建模能夠更加精準(zhǔn)，便于修改和演示，能夠?qū)?fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)幾何化，為此，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及各種處理的計(jì)算機(jī)模擬傳輸機(jī)制之前，要全面分析整個(gè)過程，模擬運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師通過人機(jī)對話做出機(jī)械產(chǎn)品之前生產(chǎn)的特殊需求，做出更快，更好的決策的方案計(jì)劃。

一、幾何模型建設(shè)

幾何模型建設(shè)在機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)中會(huì)被經(jīng)常應(yīng)用，其包括了線框模型、表面模型、實(shí)體模型、特征模型。

1、線框模型

在機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)中，由產(chǎn)品的各個(gè)頂點(diǎn)和棱邊勾勒出來的幾何形狀的模型叫做線框模型，舉例說明：如圖1所示：

圖1線框模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

圖1模型是一個(gè)立方體，其中V代表頂點(diǎn)，共有8個(gè)，E代表棱邊，共有12條。

線框模型是三維線性模型，表示產(chǎn)品的透視效果，采用線框模型進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)，表示簡單、修改方便、容易識別。

2、表面模型

表面模型是將線性模型中棱線所圍成的封閉面定義為表面，如上圖中的線性模型棱邊E圍成的表面表面有6個(gè)表面模型。表面模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2表面模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

表面模型能夠反映出機(jī)械產(chǎn)品的各個(gè)表面特征，例如：在兩個(gè)表面相交，可以得出表面交線及隱藏交線。對于復(fù)雜的曲面造型，利用貝塞爾曲面、B樣條曲面等可以制造出飛機(jī)、輪船、汽車等重工業(yè)機(jī)械產(chǎn)品曲面工藝設(shè)計(jì)模型。表面模型并不能夠完全的對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確描述，不能表述表面之間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，無立體性計(jì)算模型，只僅限于一個(gè)平面上的產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)。

3、實(shí)體模型

實(shí)體模型能夠正確的反映出機(jī)械產(chǎn)品的幾何信息，同時(shí)能夠建立模型各表面之間的相互關(guān)聯(lián)。實(shí)體模型包含機(jī)械產(chǎn)品的各種幾何數(shù)據(jù)，形狀、體積等，能夠通過布爾運(yùn)算轉(zhuǎn)換而成，可以利用表面定義實(shí)體模型各要素點(diǎn)，并表述出此面另一側(cè)的實(shí)體存在如圖3所示：

圖3表面某一側(cè)存在實(shí)體的定義方法

上圖中（a）為表面，并存在表面外一點(diǎn)P；圖（b）中箭頭方向代表其方向存在另一側(cè)面；圖（c）表面向右旋轉(zhuǎn)箭頭表示形體前進(jìn)方向，單箭頭表示形體存在另一側(cè)面。

機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)，實(shí)體造成過程如圖4所示：

圖4實(shí)體造型過程

實(shí)體造型過程首先要通過參數(shù)構(gòu)型由基本幾何元素按一定拓樸關(guān)系構(gòu)造若干簡單形體，再由為數(shù)不多的簡單形體經(jīng)過布爾運(yùn)算組合成空間實(shí)體的內(nèi)部模型。

實(shí)體模型可全面完整地描述形體，可自動(dòng)地計(jì)算物性，檢測干涉，消除隱藏線和剖切形體等，因而能較好地滿足CAD/CAM的要求，得到了廣泛的應(yīng)用。

二、產(chǎn)品模型

機(jī)械產(chǎn)品模型的工藝設(shè)計(jì)要對產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)與數(shù)據(jù)進(jìn)行描述、定義，其中包括機(jī)械產(chǎn)品的各部分零件、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、運(yùn)動(dòng)軌跡及功能、圖形、生產(chǎn)管理、信息管理等。

其結(jié)構(gòu)如圖5所示：

圖5 產(chǎn)品模型的基本數(shù)據(jù)

機(jī)械產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)可以定義為由幾何模型和屬性模型構(gòu)成，二者之間連動(dòng)關(guān)系如圖6所示：

圖6幾何模型和屬性模型的關(guān)系

機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)，對螺旋彈簧、板簧、齒輪等的運(yùn)用率較高。如使用標(biāo)準(zhǔn)，成本低，易于購買，有必要在這個(gè)時(shí)候是不是一個(gè)幾何模型，而是一個(gè)所謂的屬性模型。另一個(gè)例子是，只要作為目標(biāo)的描述，它的屬性，如齒數(shù)，模的性質(zhì)，等等，任何齒輪的產(chǎn)品目錄中，只要其型號規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)齒輪。標(biāo)準(zhǔn)齒輪，也沒有必要影片的詳細(xì)圖紙和詳細(xì)的形狀信息，這是屬性的典范。此外，在概念設(shè)計(jì)的函數(shù)繪制的曲線圖，繪制概略形狀的草圖，和性能計(jì)算的基本設(shè)計(jì)，在這種情況下，所用模型的屬性是一個(gè)必要的屬性，以完成的設(shè)計(jì)目標(biāo)提取模型。

有模型之間的聯(lián)鎖。例如：作出圖片與它相關(guān)聯(lián)的一個(gè)相應(yīng)的繪圖部分的設(shè)計(jì)變更，也可以自動(dòng)更新，這是連接之間的圖形動(dòng)。另一個(gè)例子是形狀和大小的值鏈接的值變化時(shí)的大小，形狀也應(yīng)鏈接的變形，參數(shù)化設(shè)計(jì)包含此功能時(shí)，需要進(jìn)行單向或雙向鏈接的。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)方法

機(jī)械設(shè)計(jì)方法要從兩個(gè)方面進(jìn)行論述，一方面是廣義上的所有機(jī)械產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)，另一方面是狹義上的具體機(jī)械產(chǎn)品，包括產(chǎn)品功能、用處等。

廣義的機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)包括所有機(jī)械的內(nèi)容，涵蓋機(jī)械領(lǐng)域，如工業(yè)機(jī)械，電子工業(yè)，航空航天工業(yè)。各種重型機(jī)械大，小，微型儀器儀表，家用電器。

狹義的機(jī)械的內(nèi)容應(yīng)主要包括起重運(yùn)輸機(jī)械，冶金機(jī)械，紡織機(jī)械，印刷機(jī)械，輕工機(jī)械，橡膠機(jī)械，汽車制造，造船。

無論是概念的廣義的機(jī)械或狹機(jī)械的內(nèi)容，各種機(jī)械在各行業(yè)的共同財(cái)產(chǎn)的機(jī)構(gòu)來完成的運(yùn)動(dòng)或在某一特定領(lǐng)域的機(jī)械產(chǎn)品的位移或力的變化。

各種機(jī)械產(chǎn)品，我們可以將其定義為一個(gè)機(jī)械的對象，每個(gè)對象都有其屬性。這些特性，對不同行業(yè)或不同區(qū)域的功能要求，計(jì)算方法，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，應(yīng)包括各種機(jī)械產(chǎn)品。雖然都屬于機(jī)械產(chǎn)品，應(yīng)用的基本理論，理論力學(xué)，材料力學(xué)，機(jī)構(gòu)力學(xué)，機(jī)械原理和機(jī)械零件，但在不同行業(yè)的機(jī)械產(chǎn)品在特定的專業(yè)差距是巨大的。還遵循一個(gè)特定的區(qū)域，同時(shí)，獨(dú)特的機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品遵循的一般原則。這種特殊性，有針對性的設(shè)計(jì)。

在機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，而且在整個(gè)電力拖動(dòng)與控制，液壓傳動(dòng)，氣動(dòng)，高溫和高壓，流體力學(xué)，化學(xué)，跨學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ)。這些技術(shù)的深入研究為基礎(chǔ)的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)?；纠碚撆c機(jī)械聯(lián)合設(shè)計(jì)成機(jī)械產(chǎn)品領(lǐng)域，需要大量的時(shí)間，這些特點(diǎn)。

如果你想設(shè)計(jì)一個(gè)特定的區(qū)域，仍然需要大量的時(shí)間去深入和詳細(xì)的研究和總結(jié)找出其獨(dú)特的法律具有一定的機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論。和許多的法律一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)被發(fā)現(xiàn)。這一次，有時(shí)相當(dāng)可達(dá)幾年或十年。某些產(chǎn)品需要幾代人的努力，以達(dá)到一定的高度。

機(jī)械設(shè)計(jì)是模仿，總結(jié)，借鑒和創(chuàng)造多方面相結(jié)合的技術(shù)工作。合理的外部條件，合理的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和方法可以設(shè)計(jì)和創(chuàng)造優(yōu)良的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)還應(yīng)包括利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，除了強(qiáng)度計(jì)算中應(yīng)該考慮的參數(shù)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，方案優(yōu)化?？煽啃苑治?，人體工程學(xué)，工業(yè)美學(xué)，綠色設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)將應(yīng)用于有限元設(shè)計(jì)，虛擬設(shè)計(jì)，堅(jiān)固耐用的設(shè)計(jì)，并行設(shè)計(jì)，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)最新的電腦軟件。

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的部分，應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

1，功能設(shè)計(jì);2，主要設(shè)計(jì)參數(shù);3，設(shè)計(jì)的主要機(jī)制;4，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作，需要長期深入細(xì)致的研究，可以設(shè)計(jì)出客戶滿意的產(chǎn)品。

四、結(jié)束語

利用模型建設(shè)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)是采用計(jì)算機(jī)軟件虛擬出機(jī)械產(chǎn)品的形狀、性能及工作原理，通過人機(jī)交互讓用戶虛擬感受機(jī)械產(chǎn)品性能。計(jì)算機(jī)圖形能夠以三度空間，將現(xiàn)實(shí)環(huán)境虛擬化，進(jìn)而能夠降低機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)預(yù)算，實(shí)現(xiàn)完美體驗(yàn)，并能夠根據(jù)用戶要求進(jìn)行隨時(shí)更改，達(dá)到機(jī)械產(chǎn)品最優(yōu)狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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篇4

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；動(dòng)態(tài)模型；機(jī)械傳動(dòng)

隨著我國能源形勢的日益緊張，風(fēng)能被人們充分利用。近些年來我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，尤其是變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)取得了明顯進(jìn)步。隨著這一技術(shù)的不斷擴(kuò)展和應(yīng)用，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)械傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)模型構(gòu)建變得越來越重要。

在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建歷來是一個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)。當(dāng)前國內(nèi)對于動(dòng)態(tài)模型的研究還很少，人們還沒有意識到這個(gè)問題的重要性。本文將結(jié)合多年的的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來對此進(jìn)行專業(yè)性的探討。

1.建模

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)本身是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，對于雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言尤其是如此。雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)部分是由發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、高速軸、齒輪箱、低速軸等設(shè)備構(gòu)成。

針對該風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建，首先是要分析其中各個(gè)設(shè)備之間的相關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。針對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)本身的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)各個(gè)設(shè)備之間的慣量，可以按照以下方法來做：針對高速軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以折算到發(fā)電機(jī)側(cè)，等效轉(zhuǎn)到慣量我們可以設(shè)為JG、而低速軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以等效為JWT。之后把低速軸與高速軸的的阻尼系數(shù)和剛度系數(shù)設(shè)出來（BWT、BG、KWT、KG），通過這一系列的設(shè)置之后就可以得到以下關(guān)系式：

之后通過一系列推算求得系統(tǒng)的狀態(tài)方程與特征方程：

自然振蕩頻率和阻尼系數(shù)也可近似表示為以下式子：

通過觀察以上模型，我們就可以發(fā)現(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中自然振蕩頻率和剛度系數(shù)是成正相關(guān)的，而自然振蕩頻率與發(fā)電機(jī)慣量是呈負(fù)相關(guān)的。各種設(shè)備之間的阻尼系數(shù)也呈現(xiàn)出不同的關(guān)系，風(fēng)機(jī)軸本身的阻尼系數(shù)與高低速軸的阻尼系數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。風(fēng)機(jī)軸阻尼系數(shù)越高，高低速軸的阻尼系數(shù)也將隨之上升。構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型的一個(gè)重要目的就是要分析各種設(shè)備之間的關(guān)系，從而提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及各項(xiàng)性能。構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型是加強(qiáng)對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究的重要手段。構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型的關(guān)鍵是要能夠把握住系統(tǒng)的輸入輸出量之間的關(guān)系，把握住系統(tǒng)中的關(guān)鍵指標(biāo)。只有深刻意識到這一點(diǎn)，才能真正構(gòu)建起有效的動(dòng)態(tài)模型。在構(gòu)建模型過程中針對不同的系統(tǒng)，要采取不同的模型，也就是必須要結(jié)合自身實(shí)際情況來進(jìn)行有效分析。這是加強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的必然要求。

2.仿真

為了有效驗(yàn)證動(dòng)態(tài)模型的分析效果，工作人員還需要進(jìn)行專業(yè)地嚴(yán)格地仿真分析。對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言，主要是采用異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)來模擬風(fēng)機(jī)特性。針對原動(dòng)機(jī)，事先要對規(guī)格有嚴(yán)格規(guī)定。原動(dòng)機(jī)的規(guī)格如果不符合要求就很難進(jìn)行驗(yàn)證。因而要高度重視原動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)。

根據(jù)實(shí)際要求，工作人員采用額定轉(zhuǎn)速為1500rad/min、額定功率為3.5kw、額定電壓是380v的異步電動(dòng)機(jī)。所采用的發(fā)電機(jī)則是雙饋發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)的額定功率是3kw、額定轉(zhuǎn)速是1500rad/min，額定電壓是380v、穩(wěn)速的平衡主要是通過風(fēng)機(jī)負(fù)載來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際仿真分析過程中為了有效準(zhǔn)確的觀察仿真結(jié)果，工作人員需要排除屏蔽掉塔影效應(yīng)以及風(fēng)剪引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)量。

針對該機(jī)組的仿真，我們主要是觀察不同風(fēng)機(jī)側(cè)慣量、不同軸剛度系數(shù)、不同軸阻尼系數(shù)、不同發(fā)電機(jī)側(cè)慣量與風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。通過觀察不同指標(biāo)同風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線，我們可以得出不同指標(biāo)同轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。從圖中我們可以看出傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸剛度系數(shù)分別是100、50、10的時(shí)候，系統(tǒng)自然振蕩頻率也隨之下降。以此類推，我們經(jīng)過對不同指標(biāo)的響應(yīng)曲線進(jìn)行認(rèn)真分析之后，最終驗(yàn)證了上述動(dòng)態(tài)模型的正確性。

圖1 不同軸剛度系數(shù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線

圖2 不同風(fēng)機(jī)側(cè)慣量風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線

圖3 不同發(fā)電機(jī)側(cè)慣量風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線

3.實(shí)驗(yàn)

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型的研究最終是要通過實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證的。在本次試驗(yàn)中工作人員通過用一臺15kw的一步點(diǎn)擊當(dāng)作模擬動(dòng)態(tài)風(fēng)機(jī)輸出，而把11kw的雙饋點(diǎn)擊當(dāng)作發(fā)電機(jī)。在實(shí)驗(yàn)過程中工作人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)本身要受到慣量差所帶來的轉(zhuǎn)矩、功率波動(dòng)的影響。因而工作人員考慮對風(fēng)機(jī)模擬器進(jìn)行必要補(bǔ)償。經(jīng)補(bǔ)償之后，工作人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能有了明顯改善，也能夠滿足實(shí)際需要了。

風(fēng)能發(fā)電是一種新型發(fā)電技術(shù)，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比，風(fēng)能發(fā)電技術(shù)更具優(yōu)勢。風(fēng)能發(fā)電中系統(tǒng)本身由于各種因素的影響會(huì)出現(xiàn)一系列問題，此時(shí)加強(qiáng)對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的研究就顯得非常重要。本文重點(diǎn)分析了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)模型的構(gòu)建并進(jìn)行了仿真，最后結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。在今后工作過程中應(yīng)該不斷加強(qiáng)這方面的研究。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

[關(guān)鍵詞] 機(jī)械制圖；三維虛擬模型；多媒體教學(xué)

眾所周知，圖樣是工程技術(shù)界的語言。對于工科院校的學(xué)生來說，機(jī)械制圖是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課；同時(shí)又是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程?！稒C(jī)械制圖》課程教學(xué)的內(nèi)容大致包括基礎(chǔ)部分、空間思維能力培養(yǎng)部分及零件圖、裝配圖部分。其中，空間思維能力培養(yǎng)部分對培養(yǎng)學(xué)生讀圖、繪圖能力起決定性作用。要夯實(shí)學(xué)生的基本功，就需要大量的模型輔助教學(xué)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)中的不足

傳統(tǒng)教學(xué)媒體主要是指教科書、黑板、模型、掛圖等，遠(yuǎn)不能適應(yīng)制圖課的教學(xué)需要。傳統(tǒng)的教學(xué)模型因其價(jià)高、易損、不便攜帶、不能修改等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代教學(xué)的需要；另外，教材不斷更新，實(shí)物模型跟不上教材更新的步伐，導(dǎo)致課堂容量小、課堂教學(xué)效果不佳，急需要模型庫來彌補(bǔ)實(shí)物模型跟不上教材更新的步伐的這一問題。

二、現(xiàn)代多媒體教學(xué)的優(yōu)勢

多媒體計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為教育現(xiàn)代化突破口，以其集成性、交互性、可控性、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)越來越受到廣大教育工作者歡迎和重視。機(jī)械制圖虛擬模型作為教學(xué)手段重要組成部分，幫助學(xué)生形象理解教學(xué)內(nèi)容過程中，發(fā)揮著積極輔助教學(xué)作用，也是實(shí)施課程教學(xué)改革的發(fā)展方向。

多媒體教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，把抽象的制圖教學(xué)具體化，使死板的模型產(chǎn)生動(dòng)畫效果，給學(xué)生提供了鮮明、生動(dòng)、清晰的視覺現(xiàn)象，增添了趣味性，使學(xué)生產(chǎn)生了愛學(xué)、樂學(xué)的情感。特別是圖形和實(shí)物均可真實(shí)地反映出來，學(xué)生感受到精彩的畫面和實(shí)物具體形狀，能增加他們的感性認(rèn)識。例如在講裝配圖時(shí)，利用三維動(dòng)畫特有的表現(xiàn)手段，用其形象、生動(dòng)和直觀的特點(diǎn)將部件和機(jī)器的裝配結(jié)構(gòu)和工作原理，傳動(dòng)關(guān)路線及拆、裝配過程表達(dá)出來，使教學(xué)內(nèi)容豐富多彩又便于理解。又如在課件中插入一些短片，能把機(jī)件的加工、安裝及使用各個(gè)環(huán)節(jié)展現(xiàn)在學(xué)生的面前，猶如把學(xué)生帶人生產(chǎn)現(xiàn)場，使學(xué)生對零件的加工、安裝的工藝過程有了很好的了解，增加了工藝知識和感性認(rèn)識，激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，有效地突破了教學(xué)的難點(diǎn)。

三、三維虛擬模型在制圖教學(xué)中重要意義

1、強(qiáng)大的模型庫

機(jī)械制圖虛擬模型庫是組織模具教學(xué)和工業(yè)造型設(shè)計(jì)的強(qiáng)大模型庫。機(jī)械制圖虛擬模型可以便捷地進(jìn)行顯示、編輯、運(yùn)動(dòng)仿真及加強(qiáng)圖庫的管理；可以實(shí)現(xiàn)校企結(jié)合，圖形可以輸出到打印機(jī)；可以將電腦與機(jī)床直接連機(jī)，用于產(chǎn)品加工。

2、取代傳統(tǒng)的實(shí)物模型

應(yīng)用三維繪圖軟件創(chuàng)建的機(jī)械制圖虛擬模型庫，以便實(shí)現(xiàn)資源共享。在使用中可以完全取代實(shí)物模型，從而消除了實(shí)物模型因體積和重量造成的攜帶不便的缺點(diǎn)，模型不僅精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富，還能將復(fù)雜形體的外型與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化趨勢、裝配體中零件之間的連接關(guān)系充分地展示出來，加上動(dòng)畫效果，使教學(xué)中的知識難點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象。

3、作為教師制作課件的素材庫

教師在制作課件時(shí)，可以直接機(jī)械制圖虛擬模型庫中的二維視圖、三維模型及動(dòng)畫，節(jié)省教師制作課件的時(shí)間。

4、作為學(xué)生課后學(xué)習(xí)的助學(xué)型課件

當(dāng)學(xué)生在課后練習(xí)中遇到困難，可以利用機(jī)械制圖虛擬模型庫中的模型，進(jìn)行仔細(xì)觀察，增強(qiáng)對實(shí)物的感官認(rèn)識，輔助完成課后練習(xí)。另外，模型庫中收集了大量典型零、部件的三維模型與二維工程視圖，采用了不同的表達(dá)方法，學(xué)生可以通過與自己所繪圖形對比來檢驗(yàn)自己的讀圖能力。

四、建立虛擬模型

1、運(yùn)用CAD三維虛擬模型

應(yīng)用三維CAD技術(shù)創(chuàng)建的機(jī)械制圖虛擬模型，色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，可以動(dòng)態(tài)演示、對剖視圖進(jìn)行演示，還可以制成三維動(dòng)畫，因此在使用中可以完全取代實(shí)物模型，從而消除了實(shí)物模型因體積和重量造成的攜帶和存放不便的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)資源共享。另外，投入少，可以根據(jù)需要方便定制，利用先進(jìn)的三維CAD技術(shù)創(chuàng)建的計(jì)算機(jī)模型不僅精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富，還能將復(fù)雜形體的外型與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化趨勢，裝配體中零件之間的連接關(guān)系充分地展示出來。加上動(dòng)畫效果，使教學(xué)中的知識難點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象。教師在課堂的動(dòng)態(tài)教學(xué)中，可以針對不同的教學(xué)對象、教學(xué)要求調(diào)整現(xiàn)有的模型，按需求造型以及修改模型。

實(shí)例三維虛擬模型如圖1所示。

建立CAD虛擬模型的兩種主要形式。(一)、CAD三堆手動(dòng)實(shí)體建模。AutoCAD是其中應(yīng)用較廣泛的軟件之一，其三維造型方便，對三維模型進(jìn)行渲染和著色，還能得到真實(shí)感很強(qiáng)的效果圖。用CAD進(jìn)行三維手動(dòng)實(shí)體建模，主要是通過對所建模型進(jìn)行形體分析，利用CAD的拉伸、旋轉(zhuǎn)、平移等特征，繪出其基本體，然后通過對其進(jìn)行挖孔、挖槽、倒角、布爾運(yùn)算等操作，從而獲得所需實(shí)體。 (二)參數(shù)化實(shí)體造型 。對于手動(dòng)實(shí)體造型過程復(fù)雜或不能直接通過手動(dòng)造型時(shí)，可通過參數(shù)化實(shí)體造型系統(tǒng)來完成。將造型過程編制為VBA(Visual Basic for Application)程序并定義為宏，這樣便可一勞永逸，而其后續(xù)操作步驟非常簡單。利用參數(shù)化實(shí)體造型，可方便、快捷地完成造型過程，只需事先對一些常用零件的繪制編好相應(yīng)的程序，創(chuàng)建一個(gè)對話框，當(dāng)需繪這些零件時(shí)，將源程序加載，輸入相應(yīng)參數(shù)，便可完成繪圖。

2、 運(yùn)用 Solidworks、UG建立三維虛擬模型

（1）基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型

利用 Solidworks、UG的拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、抽殼和倒圓等基于特征的三維實(shí)體造型工具，能夠方便、快捷地創(chuàng)建任何復(fù)雜形狀的實(shí)體。通過草圖的幾何約束及尺寸約束功能，能構(gòu)造尺寸十分精確模型。

（2）裝配體設(shè)計(jì)

Solidworks、UG的裝配設(shè)計(jì)工具能夠采用“自頂而下”或是“自底而上”的方法創(chuàng)建和管理包含成百上千個(gè)零部件的裝配和子裝配，能自動(dòng)地創(chuàng)建爆炸的裝配視圖。

（3）三維模型和二維視圖的相關(guān)性

Solidworks、UG的三維模型可以自動(dòng)生成精確的二維工程圖紙，包括基本視圖、斜視圖、剖視圖及軸測圖等，并可以在二維視圖中顯示尺寸和技術(shù)要求注釋。Solidworks、UG的二維視圖和三維模型之間的雙向關(guān)聯(lián)功能使模型形狀和尺寸的編輯更加容易，在設(shè)計(jì)過程中更改三維模型或任一二維視圖的尺寸，會(huì)導(dǎo)致三維實(shí)體和所有的二維視圖自動(dòng)更新。

3、動(dòng)畫模擬仿真

動(dòng)畫是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的一種強(qiáng)有力的工具，利用3DMAX 軟件能夠方便將由Solidworks、UG制作的零件和裝配體,制成引人入勝的avi動(dòng)畫文件，直觀地展示裝配體的工作方式以及裝配體中零部件的裝配關(guān)系，使學(xué)生仔細(xì)觀察到裝配體中零件之間的裝配關(guān)系。3DMAX 具備高品質(zhì)的渲染功能，并自帶的材質(zhì)庫，提供定義好的金屬、木材、石材、塑料和其他類型的材料紋理，可以為整個(gè)零件、單個(gè)特征、單個(gè)表面添加材質(zhì)，為制作出高質(zhì)量的動(dòng)畫仿真效果提供了保證。

總之，在三維虛擬模型的幫助，授課中的一些重點(diǎn)問題，如截交體、相貫體、組合體、剖視圖等內(nèi)容清晰、生動(dòng)、形象地展示在學(xué)生面前，難點(diǎn)變得容易理解，學(xué)生的感性認(rèn)識增強(qiáng)了，所獲得的信息量也增大了。培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的觀察力和想像力，使他們能夠更快、更好地掌握這門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。同時(shí)虛擬模型作為教師制作課件的素材庫。教師在制作課件時(shí)，可以直接用虛擬模型中的二維視圖、三維模型及動(dòng)畫，節(jié)省教師制作課件的時(shí)間。在教學(xué)中如能利用好三維虛擬模型，大大提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳依和.直觀性在《機(jī)械制圖》教學(xué)中的運(yùn)用.新西部,2007,(10).

[2] 孟利東.CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的應(yīng)用.信息技術(shù)教育,2007,(28).

篇6

關(guān)鍵詞：專家系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 故障診斷 旋轉(zhuǎn)機(jī)械

引 言

針對旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的復(fù)雜性、多樣性和診斷時(shí)對領(lǐng)域?qū)＜抑R的依賴性，對旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷提出了采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）和傳統(tǒng)專家系統(tǒng)（ES）融合的新途徑，充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)各自特點(diǎn)，使其功能互為補(bǔ)充。解決了傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中遇到的知識獲取的“瓶頸”等問題。同時(shí)也解決了單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中遇到的不足。這種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)集成的故障診斷方法，能提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的能力，更大限度地發(fā)揮人工智能技術(shù)在診斷領(lǐng)域的威力。

1、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)集成的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷模型

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)集成的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷模型如圖1所示。

圖1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)集成的診斷系統(tǒng)模型

各部分的主要功能是：

1）編譯器。主要是將符號知識轉(zhuǎn)換成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所必須的數(shù)據(jù)知識。

2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。主要完成專家系統(tǒng)的推理工作。其實(shí)質(zhì)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，即由已知的征兆向量經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算獲得故障向量。

3）行為解釋。利用網(wǎng)絡(luò)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)（包括征兆輸入數(shù)據(jù)、故障輸出數(shù)據(jù)和隱含神經(jīng)元輸出數(shù)據(jù)）及輸入神經(jīng)元，輸出神經(jīng)元的物理含義并結(jié)合知識庫中的連接權(quán)值來形成規(guī)則，其過程相當(dāng)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的一個(gè)逆過程。

4）知識庫管理。存儲(chǔ)和管理知識庫的知識，豐富知識庫，以便系統(tǒng)不斷完善。

5）人機(jī)接口。以友好的人機(jī)界面同用戶交互。

6） 數(shù)據(jù)庫。用于存儲(chǔ)在線監(jiān)測和診斷時(shí)所需的實(shí)時(shí)檢測到的工作數(shù)據(jù)、推理過程中所需要和產(chǎn)生的各種診斷信息；靜態(tài)數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)故障時(shí)檢測到的數(shù)據(jù)或人為檢測到的一些特征數(shù)據(jù)。

7） 知識獲取。知識獲取過程就是網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程，主要有兩種途徑實(shí)現(xiàn)，一是直接從數(shù)據(jù)化的實(shí)例中學(xué)習(xí)，二是從傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)已獲取的知識中學(xué)習(xí)。

2基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法

1） 診斷參數(shù)的選取

根據(jù)故障機(jī)理，若某一故障發(fā)生，則其特征參數(shù)將發(fā)生較大變化。因受各種因索影響，盡量不以絕對值作為異常診斷的依據(jù)，而要與初始值或正常值進(jìn)行比較，用其比值作為檢測參數(shù)來進(jìn)行診斷。為此，診斷的監(jiān)測參數(shù)定義為：

（1）

式中： ——相對于 的待檢狀態(tài)參數(shù)值；

——相對于 的正常狀態(tài)參數(shù)值。

兩者的比值與—門限值進(jìn)行比較若大于門限值.故障征兆輸入取為“1”即故障征兆存在，否則取為“0”，即故障征兆不存在。

2）知識庫的建立

它包括知識獲取和知識存儲(chǔ)兩個(gè)過程。知識獲取表現(xiàn)為訓(xùn)練樣本的獲得與選擇，訓(xùn)練樣本來源于同類型診斷對象在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)和帶故障運(yùn)行時(shí)的各種特征參數(shù)。知識存儲(chǔ)是將由訓(xùn)練樣本對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練獲得的連續(xù)權(quán)值和閾值進(jìn)行存儲(chǔ)，從而形成知識庫。

3）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊結(jié)構(gòu)圖

為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的推理和學(xué)習(xí)能力，建立了故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用N層結(jié)構(gòu)的BP網(wǎng)絡(luò)。抽取出故障若干信息作為網(wǎng)絡(luò)的輸入；并從工程實(shí)例中選取有代表性的樣本對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；訓(xùn)練完畢后即可利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行推理。當(dāng)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拒識樣本時(shí)，通過專家進(jìn)行判斷推理，然后將此樣本輸入到訓(xùn)練樣本集中，使網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)學(xué)習(xí)，對權(quán)值進(jìn)行調(diào)整，直至做出正確推理為止。

圖2故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型

4）知識處理

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)中，只需將觀測到的故障現(xiàn)象通過編譯器轉(zhuǎn)化為數(shù)值知識，送入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，然后計(jì)算網(wǎng)絡(luò)輸出，最后將網(wǎng)絡(luò)的數(shù)值輸出經(jīng)反編譯器轉(zhuǎn)化為符號知識，即得到了故障原因，這種專家系統(tǒng)的知識處理是與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)的統(tǒng)一體，不需增加相應(yīng)的推理機(jī)構(gòu)，將數(shù)值知識轉(zhuǎn)換為符號知識的反編譯器是編譯的逆過程，有與編譯器類似的結(jié)構(gòu)。

4、算例

以某一旋轉(zhuǎn)機(jī)械為例，用MATLAB工具，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)集成的方法實(shí)現(xiàn)故障診斷。

選用旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見的不平衡、不對中、油膜渦動(dòng)等常見的10種故障作為網(wǎng)絡(luò)的輸出。取9個(gè)頻段的譜峰能量歸一化值，作為輸入[6]。因此，該網(wǎng)絡(luò)的輸入神經(jīng)元應(yīng)為9個(gè)，輸出神經(jīng)元為10個(gè)。

訓(xùn)練BP網(wǎng)絡(luò)。將上述數(shù)據(jù)作為樣本訓(xùn)練BP網(wǎng)絡(luò)。首先確定BP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，BP網(wǎng)絡(luò)輸入神經(jīng)元數(shù)為9，輸出神經(jīng)元數(shù)為10，而隱含層數(shù)及每層的神經(jīng)元數(shù)目經(jīng)過MATLAB程序多次仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)采用雙隱含層網(wǎng)絡(luò)時(shí)，第一隱含層的神經(jīng)元數(shù)為9，第二隱含層神經(jīng)元數(shù)為11，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練10步時(shí)誤差就可下降到0。故選擇的雙隱含層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為9-9-11-10為最佳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

測試BP網(wǎng)絡(luò)。利用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障診斷，故障診斷運(yùn)行的部分結(jié)果見表2。診斷結(jié)果表明，對于已經(jīng)學(xué)習(xí)過的樣本知識，網(wǎng)絡(luò)輸出與期望結(jié)果充分相符，表明該網(wǎng)絡(luò)能夠正確地實(shí)現(xiàn)故障診斷；當(dāng)輸入數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)偏離樣本知識時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的輸出具有接近樣本的傾向，因而表明了該網(wǎng)絡(luò)在故障診斷方面的使用可靠性。

表2故障測試結(jié)果

續(xù)表2

5、結(jié)論

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)結(jié)合，彌補(bǔ)了旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷專家系統(tǒng)存在的不足。實(shí)例證明，該方法診斷效率和精度較高，是一種有效的故障診斷途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]徐敏.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成的專家系統(tǒng)模型[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006，（4）.

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關(guān)鍵詞：機(jī)械可靠性工程；教學(xué)模式；設(shè)計(jì)與創(chuàng)新；電力特色；科研思維

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2014）11-0042-02

作者簡介：張建平，男，博士后，教授，研究方向?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電、壽命預(yù)測與可靠性分析、電磁除塵及儲(chǔ)能技術(shù)；徐達(dá)成：男，碩士研究生，研究方向?yàn)殡姶懦龎m；王?。号T士研究生，研究方向?yàn)閴勖A(yù)測與可靠性分析；方芳，女，碩士研究生，研究方向?yàn)椴牧闲阅芊抡?；吳懋亮，男，博士，副教授，研究方向?yàn)榭焖俪尚图庸ぜ夹g(shù)及應(yīng)用、質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

基金項(xiàng)目：本文系上海市優(yōu)秀學(xué)科帶頭人計(jì)劃“節(jié)能LED照明燈失效機(jī)理及加速壽命測試系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”（B類）項(xiàng)目（編號：13XD1425200）、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)項(xiàng)目“大容量儲(chǔ)能鈉硫電池關(guān)鍵部件機(jī)械性能及其工藝參數(shù)優(yōu)化的研究”（編號：11160500600、11dz2281700、09DJ1400204）、上海市教育委員會(huì)科研創(chuàng)新項(xiàng)目“磁場和擴(kuò)散荷電對ESP中PM2.5捕集效率影響的機(jī)理研究”（編號：14ZZ154、13ZZ130）、上海市科委部分地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目（編號：13160501000）、上海電力學(xué)院能機(jī)學(xué)院“十二五”內(nèi)涵建設(shè)（編號：“085”工程）的科研成果。

可靠性是指產(chǎn)品或系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，它是公認(rèn)的現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品四大質(zhì)量指標(biāo)（性能、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全性）之一。可靠性工程利用概率數(shù)學(xué)理論分析各種不確定的實(shí)際因素對產(chǎn)品質(zhì)量及性能的影響，用概率來定量表述產(chǎn)品可以完成預(yù)定功能的可能性。[1]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)電裝備的性能、精度和復(fù)雜程度的要求越來越高，工作條件和維修條件也更加嚴(yán)酷，對其可靠程度提出了越來越高的要求。因此，開展可靠性工程的科目學(xué)習(xí)對于機(jī)械學(xué)科的研究生來說刻不容緩。

上海電力學(xué)院（以下簡稱“我?！保C(jī)械可靠性工程作為動(dòng)力機(jī)械及工程專業(yè)研究生的學(xué)習(xí)課程，不僅需要研究生掌握必要的可靠性知識，還需要提高科研應(yīng)用能力。但是，這門課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式以“滿堂灌”的理論講述為主，不但難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，而且難以將課本知識真正應(yīng)用到科研實(shí)踐中去。深化高等學(xué)校教育體制改革在十報(bào)告中被再次重申，作為高等教育重頭戲的研究生教育更亟待變革，以提高高等教育整體教學(xué)質(zhì)量。[2]因此，本文就如何提高可靠性工程的教學(xué)質(zhì)量而進(jìn)行了教學(xué)模式上的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，提出了如何在我校電力特色背景的條件下發(fā)揮學(xué)科專業(yè)特長，并將課本理論知識與生產(chǎn)實(shí)踐、科研項(xiàng)目相結(jié)合，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)研究生解決電力生產(chǎn)實(shí)際問題的創(chuàng)新能力，同時(shí)通過優(yōu)化的考核方式來合理地反映學(xué)生對書本知識點(diǎn)的掌握及其應(yīng)用的科研能力。

一、設(shè)計(jì)具有電力特色的課程教學(xué)模式，深化了學(xué)生的專業(yè)知識

機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的狀況標(biāo)志著一個(gè)國家機(jī)械電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，因此，發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)是發(fā)展我國機(jī)械電子科學(xué)技術(shù)的必經(jīng)之路，也是振興我國機(jī)械電子工業(yè)的主攻方向。機(jī)電一體化覆蓋了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)、傳感器檢測技術(shù)、機(jī)械可靠性工程等相關(guān)課程，而機(jī)械可靠性工程這門課程對于動(dòng)力機(jī)械及工程碩士點(diǎn)的研究生培養(yǎng)而言是十分重要的。目前，機(jī)械可靠性工程涵蓋了可靠性理論基礎(chǔ)、機(jī)械系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)、可靠性試驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容，很少涉及電力與節(jié)能可靠性方面的內(nèi)容，如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能LED等。我校作為一所具有電力特色的高等院校，如何將機(jī)械可靠性工程與學(xué)校電力特色結(jié)合在一起，成為這門研究生課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式的關(guān)鍵。

我校經(jīng)過多次調(diào)研，選用了《機(jī)械可靠性工程》作為上課教材，[3]主要包括典型機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)與分析、系統(tǒng)可靠性模型與可靠性分配，以及可靠性試驗(yàn)等方面的知識點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)過程中，將課本知識與電力行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，在主要介紹典型機(jī)械零件的可靠性分析的基礎(chǔ)上，講解了將可靠性工程的重要知識點(diǎn)如何應(yīng)用到電力設(shè)備與節(jié)能產(chǎn)品的可靠性分析上，如汽輪機(jī)的疲勞壽命預(yù)測、風(fēng)力機(jī)葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)與安全運(yùn)行、節(jié)能LED產(chǎn)品的加速壽命預(yù)測等。此外，對系統(tǒng)可靠性模型與可靠性分配、故障模式影響分析的內(nèi)容進(jìn)行簡單介紹。這種教學(xué)模式不僅結(jié)合我校的電力特色，而且深化了研究生電力方面的專業(yè)知識，為將來的就業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。

二、設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐結(jié)合的課程教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

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關(guān)鍵詞： 機(jī)械； 應(yīng)用型； 卓越工程師； 職業(yè)技能鑒定

中圖分類號： G640 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）02-0077-02

1前言

工程教育的目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展所需人才，機(jī)械行業(yè)注重培養(yǎng)工程應(yīng)用能力，培養(yǎng)滿足社會(huì)需求，面向?qū)嶋H工程，提倡應(yīng)用，達(dá)到機(jī)械工程師的要求[1]。最近，教育部實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，主要堅(jiān)持能力為重，強(qiáng)化能力培養(yǎng)，著力提高學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，學(xué)會(huì)知識技能，學(xué)會(huì)動(dòng)手動(dòng)腦，即以“能力導(dǎo)向”培養(yǎng)應(yīng)用型人才。結(jié)合地區(qū)職業(yè)院校的教學(xué)特色及企業(yè)培訓(xùn)需要，以浙江師范大學(xué)職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院的培養(yǎng)方案為例，從“培養(yǎng)什么人才”和“如何培養(yǎng)人才”二個(gè)問題出發(fā)，對培養(yǎng)培訓(xùn)內(nèi)容設(shè)置、培養(yǎng)計(jì)劃、實(shí)踐環(huán)節(jié)及創(chuàng)新能力等方面進(jìn)行探討，確定應(yīng)用型機(jī)械工程人才符合社會(huì)發(fā)展要求的培養(yǎng)目標(biāo)，采用符合工程實(shí)踐要求和人才成長規(guī)律的培養(yǎng)方法，培養(yǎng)具有知識、能力和素質(zhì)的現(xiàn)代工程教育、個(gè)性得到充分發(fā)展和具有可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ淖吭焦こ處焄2]。

2總體思路

機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)以知識學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高為主題，有計(jì)劃采用“請進(jìn)來”和“走出去”政策，增加“雙師型”的專業(yè)培訓(xùn)教師，構(gòu)建現(xiàn)代化的教學(xué)平臺，加強(qiáng)技能訓(xùn)練、實(shí)踐創(chuàng)新精神和個(gè)性化發(fā)展[3]。

當(dāng)前各職業(yè)院校的機(jī)械類人才培養(yǎng)總體目標(biāo)大致為培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的，面向工程實(shí)際，掌握機(jī)械、計(jì)算機(jī)、數(shù)控和機(jī)電一體化等方面的專業(yè)知識，具備較強(qiáng)的從事機(jī)電復(fù)合型工作和工程實(shí)踐等工作的，能在精密機(jī)械、儀器制造、測量與控制等部門，從事設(shè)計(jì)制造、機(jī)電、應(yīng)用研究、設(shè)備管理等方面具有較強(qiáng)實(shí)踐能力及良好職業(yè)道德的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。

職業(yè)院校畢業(yè)生和企業(yè)員工應(yīng)獲得以下幾個(gè)方面的專業(yè)基本知識和能力。

（1）較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)基礎(chǔ)理論知識，適應(yīng)在數(shù)控技術(shù)、機(jī)電一體化方面廣泛的工作范圍。

（2）掌握機(jī)電設(shè)備方面的基本理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具備分析和檢測機(jī)械設(shè)備的基本能力。

（3）掌握機(jī)械通用設(shè)備的構(gòu)造、工作原理、電氣電路控制，具備分析、檢修、維護(hù)、保養(yǎng)和管理的基本知識和能力。

（4）掌握機(jī)電設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)、裝配零、部件的加工工藝過程。

（5）掌握數(shù)控設(shè)備和組合機(jī)床的工作原理和在現(xiàn)代工業(yè)上的應(yīng)用。

（6）初步掌握一門外語，具備聽、說、讀、寫的基礎(chǔ)，能夠閱讀普通外文資料。

3具體方案

3.1 人才培養(yǎng)目標(biāo)

機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)是以知識、能力和素質(zhì)為宗旨，培養(yǎng)職業(yè)院校畢業(yè)生和企業(yè)員工工程教育素質(zhì)，達(dá)到“卓越工程師”能分析和解決工程問題、能對具體的工程問題進(jìn)行有效的探索和實(shí)驗(yàn)[4]。因此，機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu)以卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的基本思想，以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)為中心任務(wù)，通過機(jī)電一體化模塊、數(shù)控技術(shù)模塊、模具模塊和機(jī)械基礎(chǔ)模塊等4個(gè)模塊化按個(gè)人興趣、特長分方向培養(yǎng)教學(xué)，促進(jìn)自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)，保證應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高，培養(yǎng)社會(huì)滿意的人才，其培養(yǎng)體系如圖1所示。

3.2 課程體系

課程體系包括人文類基礎(chǔ)系列課程、科學(xué)類基礎(chǔ)系列課程、機(jī)械類系列課程和創(chuàng)新理論與方法系列課程。創(chuàng)新教育課程旨在給予培養(yǎng)對象人文與科學(xué)的熏陶，給予基本的創(chuàng)新理論與方法，啟迪的創(chuàng)新意識與思維，發(fā)掘創(chuàng)新潛力。

3.3 實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)主要包括課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、機(jī)械創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計(jì)和企業(yè)鍛煉等。實(shí)踐環(huán)節(jié)是提高應(yīng)用型人才的關(guān)鍵，采用課內(nèi)實(shí)踐和課外實(shí)踐相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)，其體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。在本系統(tǒng)中課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等在課內(nèi)采用基于問題式、驗(yàn)證式等方法實(shí)現(xiàn)，實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)、機(jī)械創(chuàng)新和到企業(yè)鍛煉等在課外采用基于案例式或探索式實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生興趣，開拓視野，變以前被動(dòng)式學(xué)習(xí)為主動(dòng)式學(xué)習(xí)。

同時(shí)學(xué)校重視校企合作在“卓越工程師”培養(yǎng)中的積極作用。根據(jù)企業(yè)所需人才的規(guī)格，提供“菜單式”培養(yǎng)、培訓(xùn)服務(wù)，培養(yǎng)、培訓(xùn)具有實(shí)踐技能、創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。為學(xué)生開辟良好的專業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)境，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)力度和技術(shù)規(guī)范指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生參加全省、全國機(jī)械創(chuàng)新大賽、國家制造業(yè)信息化三維CAD培訓(xùn)等技能大賽。

3.4 師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)人才質(zhì)量的關(guān)鍵因素，采用外部引進(jìn)和內(nèi)部培養(yǎng)相結(jié)合的辦法，派遣教師到國內(nèi)外進(jìn)修、到企業(yè)實(shí)踐鍛煉等多種方式，不斷提高教師的業(yè)務(wù)水平，培養(yǎng)高質(zhì)量“雙師”型教師，以及對專業(yè)對社會(huì)需求的理解和把握能力。加強(qiáng)與企業(yè)的全方位合作，目前我校有“鐵道部鐵路機(jī)車司機(jī)培訓(xùn)基地”、“全國重點(diǎn)建設(shè)職業(yè)教育師資培訓(xùn)基地”和教育部“緊缺性人才培養(yǎng)基地”，有利于培養(yǎng)教師理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)教師積極開展科研工作，提高科研能力，有利于教學(xué)方法和教學(xué)手段的改進(jìn)，使教師隊(duì)伍理論與實(shí)踐創(chuàng)新加強(qiáng)。

4 培養(yǎng)成果

機(jī)械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系在學(xué)院各年級進(jìn)行試點(diǎn)，取得了一些成績。近幾年來一些大學(xué)的學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新、科研論文、大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽取得了一定的成績。如我院“兩跨雙車道橋梁結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)、制作和移動(dòng)荷載作用的加載試驗(yàn)”獲第二屆全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽一等獎(jiǎng)，“高樓分級緩降逃生自救裝置”獲浙江省第七屆大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)競賽暨第四屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)競賽選拔賽一等獎(jiǎng)，采果機(jī)器人“爬階梯并摘核桃的機(jī)器人”制作獲浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新與競賽三等獎(jiǎng)，“基于聲強(qiáng)的高速公路交通流狀態(tài)分析系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)”、“電動(dòng)自行車制動(dòng)過程力學(xué)分析模型的研究”和“色彩在道路交通管理中的應(yīng)用”等三件作品入圍第五屆全國大學(xué)生交通科技大賽[5]。

本校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)遵循知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)原則，旨在加強(qiáng)學(xué)生工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力[6]，把學(xué)生培養(yǎng)成知識型、實(shí)用型的高素質(zhì)具有卓越工程師資格人才。

在新的時(shí)代，機(jī)械類人才培養(yǎng)面向工程實(shí)際，要培養(yǎng)學(xué)生知道學(xué)習(xí)什么和怎么學(xué)習(xí)，堅(jiān)持工程教育，重視學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，實(shí)際操作能力得到提高，尊重學(xué)生個(gè)性發(fā)展[7] [8]，促進(jìn)綜合素質(zhì)的全面提高，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，受到用人單位的歡迎和肯定，這種以“能力導(dǎo)向”培養(yǎng)應(yīng)用型人才也為“越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”人才培養(yǎng)提供一條探索經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 劉迎春，熊志卿.應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)定位及其知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)研究[J].中國大學(xué)教學(xué)，2004（10）：56-57.

[4] 龐思勤.機(jī)械專業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)三議[J].中國大學(xué)教學(xué)，2009（8）：8-10.

[5] 秦春波.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(綜合版)，2006（03）.

[6] 楊定安，李明山，雷運(yùn)清.培養(yǎng)工科創(chuàng)新人才的探索與實(shí)踐[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2007（01）.

篇9

1、【小兒肌性斜頸按摩方法】治則：舒筋活血，軟堅(jiān)消腫。

常用按摩手法：患兒仰臥，按摩者在患側(cè)胸鎖乳突肌施用三指揉法。拿患側(cè)胸鎖乳突肌(橋弓穴)。在患側(cè)胸鎖乳突肌 (橋弓穴)處用三指揉法。配合小兒頸項(xiàng)部被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)運(yùn)動(dòng)以向健側(cè)側(cè)彎，患側(cè)旋轉(zhuǎn)為主。

2、【小兒肌性斜頸穴位按摩】拿健側(cè)合谷，列缺，風(fēng)池，曲池，肩井，行瀉法；患側(cè)加行按摩揉運(yùn)術(shù)，及推虎口三關(guān)，揉運(yùn)大椎，至陽，筋縮諸穴。

3、病因常認(rèn)為有以下幾種：（1）多數(shù)認(rèn)為與損傷有關(guān)，分娩時(shí)一側(cè)胸鎖乳突肌因受產(chǎn)道或產(chǎn)鉗擠壓受傷出血，血肝肌化形成攣縮。（2）認(rèn)為分娩時(shí)胎兒頭位不正，阻礙一側(cè)胸鎖乳突肌血運(yùn)供給，引起該肌缺血性改變所致。（3）認(rèn)為由于胎兒在子宮內(nèi)善向一側(cè)偏斜所致，而與生產(chǎn)過程無關(guān)。此外，還有胚胎期發(fā)育異常的說法。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

篇10

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型人才 《機(jī)械制圖》 教學(xué)改革

應(yīng)用型人才是相對于專門學(xué)術(shù)研究型人才提出的，以適應(yīng)用人單位為實(shí)際需求，以大眾化教育為取向，面向基層和生產(chǎn)第一線，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

在高等教育大眾化、多樣化的新形勢下，高校應(yīng)緊緊抓住學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，大力且有針對性地進(jìn)行課程改革，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的不斷提升?！稒C(jī)械制圖》是機(jī)械專業(yè)的一門既注重理論又注重實(shí)踐的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，它所研究的機(jī)械圖樣，是工程界的共同語言。學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課和從事生產(chǎn)實(shí)踐中，時(shí)時(shí)要涉及《機(jī)械制圖》知識，要與各種圖樣打交道。學(xué)生掌握的情況和熟練程度，不僅關(guān)系到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而且能夠反映學(xué)生的理論水平和職業(yè)技術(shù)素質(zhì)。隨著高等教育人才培養(yǎng)模式的改革及計(jì)算機(jī)的三維設(shè)計(jì)迅猛發(fā)展，必將引發(fā)《機(jī)械制圖》教學(xué)的變革。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等環(huán)節(jié)，進(jìn)行教學(xué)改革，以提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生較好的實(shí)踐技能，滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，教師在授課過程中要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的優(yōu)化，以“夠用”和“必需”為原則，以投影理論為線索，制圖國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定貫穿始終，再附以各種繪圖、看圖所規(guī)定的表達(dá)、標(biāo)注方法加以強(qiáng)化說明。圍繞著應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)，在《機(jī)械制圖》教學(xué)內(nèi)容的選擇上，應(yīng)堅(jiān)持少而精，側(cè)重基本概念、基本理論的講解和實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，對不適用的知識點(diǎn)大膽刪除，舍棄一些深而難的個(gè)別知識點(diǎn)練習(xí)，注重知識體系的構(gòu)建，強(qiáng)化空間思維能力和形象思維能力的培養(yǎng)。如，相貫線的畫法，要講簡單些，降低難度。我們知道，相貫線是在加工過程中自然形成的，沒必要準(zhǔn)確畫出，可用簡化畫法代替。對投影部分應(yīng)作為制圖課的重點(diǎn)內(nèi)容講解，幫助學(xué)生逐步建立由空間體到平面圖形以及由平面圖形到空間體的對應(yīng)關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，而對于其中的投影變換部分可以只作簡單介紹，甚至不講。尺寸標(biāo)注也是制圖教學(xué)中的難點(diǎn)，學(xué)生沒有加工實(shí)踐，對標(biāo)注認(rèn)識不足，所以對尺寸標(biāo)注的教學(xué)應(yīng)該從“標(biāo)注”轉(zhuǎn)移到“識讀”。零件圖和裝配圖要相互配合講解，這樣可以使學(xué)生體會(huì)到零件與相鄰零件之間的聯(lián)系，有利于提高學(xué)生的讀圖能力。

二、改革教學(xué)方法

傳統(tǒng)教育重知識的傳授，輕能力的培養(yǎng)，把學(xué)生當(dāng)作教育對象看待，沒有看到學(xué)生是主體，具有能動(dòng)性、創(chuàng)造性和自主性?！疤铠喪健M堂灌”司空見慣，忽略了師生的雙邊交流，忽視了學(xué)生的主體地位，束縛了學(xué)生的創(chuàng)造性，培養(yǎng)出來的學(xué)生高分低能，無法適應(yīng)時(shí)展的需要。因此，應(yīng)轉(zhuǎn)變以教師為中心的講授為主的單一教學(xué)模式為以學(xué)生為中心的多元化教學(xué)模式，可采用啟發(fā)式、問題引導(dǎo)式、情景導(dǎo)入式、分組討論式和項(xiàng)目化等多種教學(xué)方法，以學(xué)生為主，教師為輔，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、創(chuàng)新教學(xué)手段

隨著多媒體技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)成為《機(jī)械制圖》教學(xué)的重要方式和手段。一要充分利用多媒體的各項(xiàng)功能將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容播放動(dòng)畫和錄像資料，提高學(xué)生對事物的認(rèn)知能力。二要充分利用三維造型技術(shù)，使其成為學(xué)生學(xué)習(xí)《機(jī)械制圖》知識的重要工具。采用互動(dòng)式教學(xué)方法，讓學(xué)生進(jìn)行二維圖形與三維建模的轉(zhuǎn)換練習(xí)，將復(fù)雜問題簡單化，抽象問題直觀化，提高教學(xué)效率。利用三維圖進(jìn)行剖切演示，使學(xué)生更容易地掌握剖視的概念，同時(shí)能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。三要把機(jī)械制圖和AutoCAD繪圖有機(jī)結(jié)合起來，這是提高《機(jī)械制圖》教學(xué)效率的有效方法。讓學(xué)生上機(jī)用AutoCAD做繪圖練習(xí)，學(xué)生興趣高，空間構(gòu)思能力得到提高。

掌握手工制圖的技術(shù)仍是當(dāng)今工程技術(shù)人員必備的基本功。這不僅是基本技能的訓(xùn)練，也是為了培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍、認(rèn)真負(fù)責(zé)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度和工作作風(fēng)。因此，要布置學(xué)生完成一定量的手工繪圖作業(yè)。

四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式要求學(xué)生具有很強(qiáng)的實(shí)踐操作能力，因此要加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力訓(xùn)練。除了精選的作業(yè)練習(xí)之外，在課堂教學(xué)中把AutoCAD上機(jī)繪圖穿插過來，還要安排三維模型三視圖、機(jī)件表達(dá)方法、齒輪測繪以及一周的零部件測繪。要求學(xué)生掌握繪圖工具的使用方法，能夠使用計(jì)算機(jī)及手工繪制各種零件圖和裝配圖，掌握正確的作圖方法及步驟，增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)意識，貫徹最新的機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，提高零件圖、草圖的繪圖能力，以及標(biāo)準(zhǔn)件、常用件和一般類零件的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)、尺寸及公差與配合的查表能力。除此之外，還可以組織學(xué)生到實(shí)習(xí)車間或校外工廠參觀、實(shí)習(xí)，加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)，增加感性認(rèn)識。

五、結(jié)束語

總之，《機(jī)械制圖》的教學(xué)要結(jié)合學(xué)生實(shí)際和課程教學(xué)特點(diǎn)及要求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，創(chuàng)新教學(xué)方法，最大可能地發(fā)揮學(xué)生的潛能，從而為社會(huì)培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高、適應(yīng)面廣和技術(shù)能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才。

【參考文獻(xiàn)】

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