機(jī)械設(shè)計(jì)論文1

　　摘要：“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。山東理工大學(xué)作為教育部首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的試點(diǎn)院校，該課程以“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”培養(yǎng)要求為指導(dǎo)思想。本文分析了影響該課程教學(xué)質(zhì)量的主要問題，并從六個(gè)方面對(duì)提高“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

　　關(guān)鍵詞：“機(jī)械設(shè)計(jì)”；教學(xué)質(zhì)量；創(chuàng)新能力

　　“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程是高等學(xué)校工科機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是學(xué)習(xí)專業(yè)課程和從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必備基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的核心課程，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量是各個(gè)高校一直探索和實(shí)踐的課題。

　　一、影響“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)質(zhì)量的主要問題

　　“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)內(nèi)容除了使學(xué)生掌握通用機(jī)械零部件的工作原理、特點(diǎn)、選用及設(shè)計(jì)計(jì)算方法外，更重要的是對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的正確思路、方法和能力有著重要的作用。但目前仍存在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)觀念落后，缺乏對(duì)知識(shí)應(yīng)用、實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際脫節(jié)；“滿堂灌”的單向灌輸式教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習(xí)參與度低；過程性考核方式尚未形成等。

　　二、提高“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)質(zhì)量的改革措施

　　1.轉(zhuǎn)變課程教學(xué)觀念，引入創(chuàng)新理念，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)。圍繞“學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)”這一主線，樹立工程教育觀念，依據(jù)行業(yè)、企業(yè)人才的需求來培養(yǎng)學(xué)生。在教學(xué)中讓學(xué)生明確，不僅僅要學(xué)會(huì)“機(jī)械設(shè)計(jì)”的課本知識(shí)，更重要的是要具有應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決實(shí)際工程問題的能力，在學(xué)習(xí)與應(yīng)用中善于思考，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)要具有創(chuàng)新意識(shí)。創(chuàng)新能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的課程教學(xué)理念貫穿課程教學(xué)始終。課程開始即引入創(chuàng)新設(shè)計(jì)，告之學(xué)生設(shè)計(jì)包括”創(chuàng)新“兩字，設(shè)計(jì)即要進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)“機(jī)械設(shè)計(jì)”這門課，既要理解和掌握基礎(chǔ)知識(shí)，又要重視個(gè)人創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高個(gè)人的綜合素質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生要有信心、毅力，做一個(gè)努力學(xué)習(xí)、具有創(chuàng)新精神的人。在教學(xué)的整個(gè)過程中，不斷納入創(chuàng)新設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。強(qiáng)調(diào)在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，常采用簡化復(fù)雜問題的方式來進(jìn)行處理，利用前人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)先假設(shè)設(shè)計(jì)，以及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的選取及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)重要性的判斷，造成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的近似性，因此，設(shè)計(jì)結(jié)果不存在標(biāo)準(zhǔn)答案，設(shè)計(jì)結(jié)果不存在唯一性，使學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)，要善于思考，要有工程意識(shí)。在教學(xué)中，不但要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，而且還要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)作品的社會(huì)責(zé)任感，從而為祖國由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”的過程中，樹立做出自己貢獻(xiàn)的意識(shí)與決心。

　　2.問題探究式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、互動(dòng)性。以問題為載體，培養(yǎng)學(xué)生思維能力為核心，從問題探究式教學(xué)模式中激發(fā)學(xué)生對(duì)問題的求解能力。通過問題探究式方法提高學(xué)生的求知欲及課堂中的參與能力，從而也提高課堂中學(xué)生的積極性和活躍性。變被動(dòng)為主動(dòng)，提高學(xué)生分析問題與解決問題的能力。如，在講“鏈傳動(dòng)”時(shí)，聯(lián)系學(xué)生騎自行車現(xiàn)象提出問題：掉過鏈子嗎？為什么會(huì)掉鏈呢？從哪個(gè)鏈輪掉鏈等問題。學(xué)生從回憶開始，回答，進(jìn)而分析問題，思考問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。經(jīng)教師引導(dǎo)巧妙地將課程中的問題和學(xué)生一起進(jìn)行了解決，這種學(xué)習(xí)方式不僅提高了學(xué)生的自信心，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。如在講“軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”時(shí)，可利用探究式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用發(fā)散性思維分析多種零件布置方案，比較各種方案的優(yōu)劣，從而找到最佳的方案，最重要的是要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與。在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖、具有確定運(yùn)動(dòng)的條件、自由度計(jì)算以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的講授時(shí)，可采用情境學(xué)習(xí)教學(xué)方法，將課堂設(shè)置在擺好實(shí)物的實(shí)驗(yàn)室，通過讓學(xué)生親自動(dòng)手裝拆不同形式的實(shí)物和模型，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感，這樣一來學(xué)生的學(xué)習(xí)效果將會(huì)起到事半功倍的作用。

　　3.充分利用信息技術(shù)，通過多種教學(xué)手段，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與記憶。機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容繁雜，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的內(nèi)容較多，理論知識(shí)比較枯燥，而且難以理解。為了解決這個(gè)難題，教師充分利用信息技術(shù)，采用動(dòng)畫、立體的方式進(jìn)行教學(xué)是有效的解決方案。這主要是因?yàn)椴捎蒙�產(chǎn)實(shí)際的視頻能夠解決學(xué)生沒有見過和接觸過實(shí)際情況的難題。利用flash軟件制作動(dòng)畫來展示機(jī)械運(yùn)動(dòng)的原理和內(nèi)容。利用solidworks三維軟件制作了形象生動(dòng)的三維模型，使課程內(nèi)容立體直觀地?cái)[在學(xué)生面前，提高了學(xué)生對(duì)于某些知識(shí)點(diǎn)的理解性。到企業(yè)拍攝與購買的方式獲得了大量的視頻，將視頻圖像應(yīng)用于教學(xué)，使枯燥的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w、形象的畫面，使得在機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)中枯燥難以理解的理論知識(shí)，容易講，容易聽，容易理解，容易記憶了，提高機(jī)械設(shè)計(jì)課程的課堂質(zhì)量和效率。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段進(jìn)行課外輔導(dǎo)答疑與討論，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)課件和網(wǎng)絡(luò)習(xí)題隨時(shí)在網(wǎng)上論壇切磋，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)性。

　　4.創(chuàng)新設(shè)計(jì)大作業(yè)，鼓勵(lì)學(xué)生參加各類創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神、理論聯(lián)系實(shí)際解決實(shí)際問題的能力，在“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)中，增加了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大作業(yè)。通常以宿舍為單位3—5人為一組進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)作業(yè)。創(chuàng)新作業(yè)通常分為以下六個(gè)模塊：（1）每組討論，發(fā)現(xiàn)或?qū)ふ覇栴}；（2）組內(nèi)初擬設(shè)計(jì)題目，課堂5分鐘的演講，相互討論，最終組內(nèi)確定題目；（3）創(chuàng)新作業(yè)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核、繪制三維圖；（4）階段設(shè)計(jì)的演講以及最終設(shè)計(jì)成果的演講；（5）打印設(shè)計(jì)說明書；（6）鼓勵(lì)學(xué)生參加實(shí)踐鍛煉，參加比賽。創(chuàng)新設(shè)計(jì)大作業(yè)提交時(shí)間確定在學(xué)期末，占課程成績的20%，通過機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大作業(yè)，提高學(xué)生專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新、溝通和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

　　5.充分利用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是一次綜合實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)中要著力培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生在掌握了基本方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的思考，避免被自己固有的思維定式所束縛。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生得到系統(tǒng)性設(shè)計(jì)訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。此外，教師也可以鼓勵(lì)學(xué)生通過調(diào)研相關(guān)實(shí)際工程需要，自主確定設(shè)計(jì)題目。在設(shè)計(jì)過程中鼓勵(lì)并創(chuàng)造條件讓學(xué)生拆裝相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品，實(shí)地進(jìn)行考察，提高其感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)等途徑查閱相應(yīng)資料，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力，組織學(xué)生分組進(jìn)行相互學(xué)習(xí)與討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過課程設(shè)計(jì)，不但提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力與自學(xué)能力，而且還提高了學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

　　6.加強(qiáng)過程性考核方式，全力提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)習(xí)效果。課程考核是測(cè)試學(xué)生的知識(shí)與能力的基本手段，它具有導(dǎo)向功能、反饋功能、評(píng)價(jià)功能等多種功能，是教學(xué)過程中的重要一環(huán)。恰當(dāng)?shù)目己朔绞侥軌蛞龑?dǎo)學(xué)生選擇正確而科學(xué)的學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)方法�！皺C(jī)械設(shè)計(jì)”課程考核過程中增加過程性考核方式，加強(qiáng)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)成績，學(xué)生期末總評(píng)成績包括課堂成績、實(shí)驗(yàn)成績、大設(shè)計(jì)作業(yè)成績以及期末考試成等4大部分組成。教學(xué)過程中，注重學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)，全面關(guān)注學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)，避免“突擊式”準(zhǔn)備考試現(xiàn)象的發(fā)生，保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，讓教師和學(xué)�？梢愿�好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。通過增加過程性考核方式，增大實(shí)踐及平時(shí)學(xué)習(xí)部分的內(nèi)容，注重學(xué)生過程性考核，培養(yǎng)學(xué)生功夫用在平時(shí)，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高，尤其是提高了學(xué)生把理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的能力，對(duì)卓越工程師的培養(yǎng)也起到了良好的激勵(lì)作用。機(jī)械設(shè)計(jì)課程是機(jī)類大學(xué)生一門承上啟下的課程，掌握好機(jī)械設(shè)計(jì)課程對(duì)于學(xué)生鞏固以前學(xué)過的知識(shí)和學(xué)好以后的專業(yè)課具有重要的作用。以培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)新能力”為主線，教師通過不斷提高自身素質(zhì)，改革教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量，不僅滿足了“卓越計(jì)劃”人才培養(yǎng)方案提出的要求，而且對(duì)于培養(yǎng)適應(yīng)新型工業(yè)化要求的卓越工程技術(shù)人才也有著十分重要的意義。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]江連會(huì).提高機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果的探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇,20xx,(5).

　　[2]魏超,劉輝.研究生車輛動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)改革探討[J].課程教育研究,20xx,(33).

　　[3]呂宏,王慧,劉大力.高校機(jī)械設(shè)計(jì)課程有效教學(xué)的探討[J].教育探索,20xx,(8).

　　[4]薛銅龍,王小林,鞏琦.基于卓越工程師培養(yǎng)的“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革[J].中國大學(xué)教學(xué),20xx,(3).-154-

機(jī)械設(shè)計(jì)論文2

　　1 、機(jī)電一體化的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

　　1.1 機(jī)電一體化的發(fā)展

　　工業(yè)革命推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，1971 年， 提出了“機(jī)電一體化”的概念，其目的就是將人力勞動(dòng)從生產(chǎn)中解放出來，實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和效益。1984 年，對(duì)機(jī)電一體化提出了初步的定義，其中“計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制”成為機(jī)電一體化的核心內(nèi)容，計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的認(rèn)可。 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化與計(jì)算機(jī)應(yīng)用結(jié)合，使其有了更大的發(fā)展空間。 一方面，機(jī)械設(shè)計(jì)制造是個(gè)極復(fù)雜、極繁瑣的過程，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使人力得到了解放，同時(shí)其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理功能及反復(fù)的抹寫功能使機(jī)械的設(shè)計(jì)更加精確、可靠、方便。 另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是生產(chǎn)過程達(dá)到了可視化、智能化，機(jī)器可以在無人操作的情況下運(yùn)行，例如物流過程中的智能碼垛機(jī)，可以根據(jù)物品上的標(biāo)記將物品進(jìn)行分類存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)�，大大的提高了工作效率，�?yōu)化了機(jī)械系統(tǒng)的工作效率，促進(jìn)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。

　　1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的概況

　　計(jì)算機(jī)自誕生以來，其發(fā)展是難以預(yù)想的，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中，其最常用的是計(jì)算機(jī)的可視技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)。 計(jì)算機(jī)可視技術(shù)是指可通過計(jì)算機(jī)將相關(guān)的機(jī)械信息轉(zhuǎn)化為可視的、直觀的數(shù)據(jù)信息，人通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的觀察、監(jiān)測(cè)可以預(yù)測(cè)所設(shè)計(jì)機(jī)械的特點(diǎn)性能等、可以了解機(jī)械自動(dòng)化中的工作運(yùn)行情況，以及時(shí)掌握其動(dòng)態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化。 總之，計(jì)算機(jī)的可視化技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)的相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為可視的信息資源，為人的行為提供參考。 一方面， 這一技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供了輔助設(shè)計(jì)等功能，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的可靠性、精確性；另一方面，計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)的應(yīng)用，提高了機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、可靠性，提高了自動(dòng)化生產(chǎn)的效率。 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是依靠計(jì)算機(jī)創(chuàng)建和模擬體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界的計(jì)算機(jī)技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交流的較高境界，使人的理念與現(xiàn)代科技相結(jié)合，推進(jìn)了人的思想實(shí)踐，使機(jī)械的設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化過程更加協(xié)調(diào)、完美。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是以媒體形態(tài)描述模型信息，將系統(tǒng)行為、系統(tǒng)形態(tài)、數(shù)學(xué)模型、物理模型等等更直觀的表現(xiàn)出來，給人提供可靠、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)、操作參考，并利用計(jì)算機(jī)的輸入、輸出信息等功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化，使其設(shè)計(jì)手段、自動(dòng)化運(yùn)行方式更加高明、高效。

　　2 、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的具體應(yīng)用

　　2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的計(jì)算機(jī)輔助功能分析

　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化是一個(gè)復(fù)雜、繁瑣的過程，計(jì)算機(jī)在這一過程中的應(yīng)用是科技發(fā)展的必然結(jié)果，也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化自身發(fā)展的需求。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)的常用功能，在報(bào)刊、服裝、機(jī)械等方面都有廣泛的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助功能可有效的提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性和精度，為機(jī)械生產(chǎn)制造帶來更高的效益。 第一，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是機(jī)器生產(chǎn)性能夠優(yōu)越的體現(xiàn)出來，在這一過程中繪制復(fù)雜的機(jī)械圖非常關(guān)鍵，利用計(jì)算機(jī)的 CAD、CAM 等軟件，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的信息處理，使這一復(fù)雜過程變得清晰、明確，且減少了人為失誤、出錯(cuò)等，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率和科學(xué)性。 第二，機(jī)械設(shè)計(jì)中要對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等進(jìn)行分析利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品形成具體的描述，使設(shè)計(jì)人員能夠更加直觀的看出設(shè)計(jì)的問題和不足，有利于提高設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)有效性。 第三，計(jì)算機(jī)輔助功能的應(yīng)用方便了圖紙的編輯、修改，在圖紙分析中不用做反復(fù)、重復(fù)的工作，一切圖形繪制、數(shù)據(jù)計(jì)算及處理等問題計(jì)算機(jī)都能搞定。 第四，在相應(yīng)軟件的支持下，機(jī)械產(chǎn)品零部件的測(cè)試也更加方便。 在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中利用計(jì)算機(jī)的虛擬樣機(jī)構(gòu)建，結(jié)合圖紙“制造”一個(gè)虛擬的樣機(jī)模型，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行工作性能、受力情況等測(cè)試，以便及時(shí)的修改原設(shè)計(jì)，使原設(shè)計(jì)變得更加完美。

　　2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用分析

　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是在可視技術(shù)和虛擬技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這一技術(shù)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)研究對(duì)象建立模型（這種模型被稱為“數(shù)學(xué)模型”），利用模型真實(shí)的顯示研究對(duì)象的實(shí)質(zhì)，其數(shù)學(xué)模型便于計(jì)算機(jī)處理，使機(jī)械設(shè)計(jì)的修改更加方便、簡潔。 同時(shí)，仿真軟件的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)與虛擬的結(jié)合，在模型仿真實(shí)驗(yàn)，為確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提供了科學(xué)依據(jù)。 例如，在汽車制造中，機(jī)械設(shè)計(jì)具有難度大、成本高、修改難等特點(diǎn)，如一個(gè)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)就需要經(jīng)過許多繁瑣的工作，對(duì)產(chǎn)品的排氣過程要經(jīng)過反復(fù)的研究， 利用仿真模型就可以簡化這一過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中各種狀態(tài)的可視，確保了機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)踐功能。

　　2.3 機(jī)械自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

　　機(jī)械的自動(dòng)化是工業(yè)革命的偉大產(chǎn)物，極大的提高了機(jī)械生產(chǎn)的效率，當(dāng)前機(jī)械生產(chǎn)制造的自動(dòng)化在各行各業(yè)有廣泛的應(yīng)用，在解放人力勞動(dòng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化，提高了生產(chǎn)的效率和精度。 在機(jī)械制造中，利用與計(jì)算機(jī)相關(guān)的傳感技術(shù)、電磁波技術(shù)、遙控技術(shù)等，識(shí)別和操控機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，對(duì)提高機(jī)械生產(chǎn)效率有很大的意義。 一方面，計(jì)算機(jī)的參與使機(jī)械生產(chǎn)過程中一些復(fù)雜的環(huán)節(jié)無需人直接參與便可得到解決，促進(jìn)了機(jī)械生產(chǎn)的安全性、可靠性。 另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用確保了機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)的最佳狀態(tài)，不但確保了生產(chǎn)安全、提高了生產(chǎn)效率，還節(jié)省了生產(chǎn)成本等。 例如對(duì)機(jī)械零部件產(chǎn)品的包裝，利用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)包裝機(jī)，無需人員參與，就可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝，大大提高了生產(chǎn)的速度和效率。

　　3、 結(jié)語

　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已非常普遍，早已融入其中，成為機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化生產(chǎn)的一部分。 當(dāng)前，我國的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化生產(chǎn)與國際先進(jìn)技術(shù)還有一定距離，水平不高是一個(gè)客觀存在的現(xiàn)實(shí)，針對(duì)這一現(xiàn)狀，重視計(jì)算機(jī)硬件、軟件的開發(fā)，使其更好的應(yīng)用到機(jī)械的設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化生產(chǎn)當(dāng)中，是推進(jìn)我國機(jī)械制造水平發(fā)展的有效途徑。

機(jī)械設(shè)計(jì)論文3

　　摘要：

　　通過在發(fā)電廠的在役超聲波檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)積累，并根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)，總結(jié)出一些非全焊透小口徑管座角焊縫超聲波檢測(cè)的方法。

　　關(guān)鍵詞：

　　小口徑;焊縫;超聲波檢測(cè);試塊;集箱

　　1.小徑管座角焊縫超聲波檢測(cè)的技術(shù)要求

　　在焊縫產(chǎn)生的各種缺陷中，面積型缺陷的應(yīng)力集中程度要遠(yuǎn)大于體積型缺陷。因此要首先將裂紋、未焊透、未熔合等危險(xiǎn)性的面積型缺陷檢出并及時(shí)消除。這些面積型缺陷利用超聲波探傷時(shí)靈敏度比較高。角焊縫超聲波探傷技術(shù)的要求是所采用的工藝能使超聲波主聲束掃查到整個(gè)管座角焊縫截面，并能明顯區(qū)分缺陷波與結(jié)構(gòu)波，同時(shí)要求操作簡便，易于現(xiàn)場(chǎng)使用。

　　2.小徑接管座角焊縫超聲波檢測(cè)探頭的選用分析

　　單純采用小徑管斜探頭從接管座一側(cè)對(duì)角焊縫進(jìn)行檢測(cè)， 存在部分漏檢區(qū);單純采用普通斜探頭從集箱一側(cè)對(duì)角焊縫進(jìn)行檢測(cè)也無法實(shí)現(xiàn)。在本次試驗(yàn)中，選用小角度縱波探頭和小徑管橫波斜探頭對(duì)小徑接管座角焊縫進(jìn)行綜合檢測(cè)。

　　由于受到集箱結(jié)構(gòu)影響，超聲波檢測(cè)只能在管座側(cè)以接管為檢驗(yàn)面進(jìn)行單側(cè)掃查，依據(jù)DL/T 820—20xx 《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，管壁厚度為 8～14 mm， 推薦折 射 角 為 63°～70°(對(duì)應(yīng)的K值分別為2和2.7)， 選取實(shí)測(cè) K 值為 2.7， 晶片尺寸準(zhǔn) 6 mm，頻率5 MHz， 探頭前沿為 5 mm 的斜探頭進(jìn)行檢測(cè)。 儀器選擇以色列生產(chǎn)的 ISONIC 20xx，由于該儀器具有 B 掃描功能，對(duì)于顯示缺陷能夠進(jìn)行 B 掃描成像分析，便于缺陷記錄和分析，選用甘油為耦合劑，在小直徑管焊接接頭超聲波檢驗(yàn)專用試塊DL-1上制作準(zhǔn)1 mm孔 的DAC 曲線。

　　3.對(duì)比試塊的設(shè)計(jì)制作

　　3.1小角度縱波對(duì)比試塊的制作要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)

　　分別選取一定曲面、壁厚的材料模擬集箱管材，并在軸向及周向管座開孔部位制作 1 mm 和 2 mm深的切割槽模擬缺陷， 在對(duì)比試塊中間不同深度做!1 mm×6 mm 橫孔進(jìn)行靈敏度比較試驗(yàn)。

　　3.2小徑管與橫波斜探頭對(duì)比試塊制作要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)

　　用對(duì)比試塊的切割槽模擬不同深度的未焊透缺陷。該試塊分別切有 1 mm、1.6 mm、2 mm、3 mm、4mm、6 mm、8mm 深的水平線切割槽， 用以模擬管座。

　　側(cè)未焊透缺陷; 在 1.6 mm 線切割槽后集箱側(cè)焊縫熔合線位置分別切有 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、6 mm深的切割槽， 模擬不同深度集箱側(cè)坡口未熔合缺陷。

　　4.檢測(cè)驗(yàn)證

　　某電廠燃煤鍋爐，機(jī)組累計(jì)運(yùn)行時(shí)間 10 萬小時(shí)以上。為了解鍋爐集箱管座角焊縫運(yùn)行情況，檢修期間，對(duì)水冷壁、低溫再熱器、省煤器、末級(jí)再熱器的集箱管座角焊縫進(jìn)行超聲波檢測(cè)，以Φ51×7 的小徑管座角焊縫檢測(cè)為例：小口徑管座角焊縫規(guī)格：小口徑管規(guī)格為Φ51×7mm，管座角焊縫寬度為 11mm，焊縫高度為8mm，集箱坡口深度為7mm。

　　4.1儀器、探頭

　　選用數(shù)字式 A 型脈沖反射式超聲探傷儀，探頭頻率為5MHz，探頭前沿長度為5mm，晶片尺寸為6mm×6mm，折射角度選為56.3°的K1.5的橫波斜探頭。根據(jù)公式：

　　計(jì)算出最小折射角度為55°，所選探頭折射角度滿足檢測(cè)條件。

　　4.2 DAC曲線的制作

　　利用DL-1小口徑管專用超聲波檢測(cè)試塊上深度為8mm、15mm、20mm、25mm的Φ1mm的長橫孔來制作DAC曲線。由于非全焊透小口徑管座角焊縫的結(jié)構(gòu)特殊，小口徑管有一部分插入集箱本體，定量和判廢靈敏度的要求可適當(dāng)降低。

　　4.3反射信號(hào)的分析

　　檢測(cè)工作中，必須區(qū)分出焊縫的根部反射信號(hào)和缺陷反射信號(hào)。根據(jù)焊縫的結(jié)構(gòu)尺寸、探頭的位置、示波屏上探頭入射點(diǎn)到反射信號(hào)的水平距離、反射信號(hào)的深度，綜合判定該信號(hào)是否為焊縫根部反射信號(hào)或缺陷反射信號(hào)。根部反射信號(hào)的判定：先使探頭靠近焊縫，再向后拖動(dòng)探頭，示波屏上如果出現(xiàn)反射信號(hào)顯示，先根據(jù)反射信號(hào)的水平距離顯示，依據(jù)焊縫的尺寸，在工件上通過實(shí)際測(cè)量，判斷是否在根部位置;然后根據(jù)反射信號(hào)的深度，依據(jù)工件的厚度，判斷是否在根部位置，如果反射信號(hào)的水平距離、深度顯示都在焊縫根部位置，則可判定該信號(hào)為根部反射信號(hào)顯示。

　　缺陷反射信號(hào)的判定：繼續(xù)向后拖動(dòng)探頭，示波屏上根部反射信號(hào)的幅值降低。在根部反射信號(hào)以外如果出現(xiàn)反射信號(hào)顯示，則可初步判定為缺陷信號(hào)顯示。如果該反射信號(hào)的深度顯示大于或等于兩倍工件壁厚，且在焊縫范圍內(nèi)，水平距離顯示經(jīng)實(shí)際測(cè)量也在焊縫范圍內(nèi)，則可判定該反射信號(hào)為缺陷信號(hào)顯示。

　　4.4檢測(cè)結(jié)果

　　對(duì)缺陷管座經(jīng)過解剖檢查內(nèi)部均發(fā)現(xiàn)未熔合、夾渣、裂紋等缺陷，解剖結(jié)果與超聲檢驗(yàn)結(jié)果全符合，有效保證了鍋爐的焊接質(zhì)量及機(jī)組的安全運(yùn)行。

　　4.5結(jié)論

　　4.5.1角焊縫根部無余高只可見集箱殼體端角反射波，反射能量高，波形尖銳，根部有余高可見余高反射波與集箱殼體端角反射波，能量低于端角反射波。

　　4.5.2根部未完全焊透的反射波形明顯低于余高反射波形，集箱殼體端角反射波能量基本不變。

　　4.5.3對(duì)于根部完全未焊透結(jié)構(gòu)，集箱殼體端角反射波能量明顯降低，完全未焊透反射能量高于集箱殼體端角反射波能量。

　　5.結(jié)語

　　綜上，對(duì)非全焊透小口徑管座角焊縫的超聲波檢測(cè)，采用小晶片、短前沿、小折射角度的超聲波橫波斜探頭進(jìn)行檢測(cè)，可以有效的檢測(cè)出管座角焊縫內(nèi)部缺陷，達(dá)到檢測(cè)的目的，為目前非全焊透小口徑管座角焊縫內(nèi)部缺陷檢測(cè)的有效方法。