港口输油臂精度控制虚拟仿真实验

港口输油臂精度控制虚拟仿真实验

实验要求

(1)专业与年级要求

本实验主要适用于机械设计制造及其自动化等相关专业,通常安排在本科3年级,学习机械制造技术理论课程等基础上进行实践锻炼。

(2)基本知识和能力要求

本实验对先修课程有一定要求,学习该门课程之前要学习工程材料、机械原理、机械设计、互换性与技术测量等课程,在掌握工程材料性能、动力分析、运动分析、结构设计和几何精度设计的基础上,学习本门课程。


教学成果

团队主要成员长期致力于机械制造技术教学工作,开设了机械制造技术理论课程、机械制造技术实验课程、机械制造技术课程设计和机械工程生产实习等相关实践教学环节。团队成员为学生开授各类实践课程生均学时逾100个,近五年参与学生约1250人,参与学时逾125000个。

负责人于雪梅,教授,硕士生导师,毕业于哈尔滨工业大学机械制造及其自动化专业,获博士学位,主要从事机械装备设计、超精密加工等方面的教学与科研工作。先后入选江苏省“双创计划”(科技副总)、连云港市“521高层次人才培养工程”培养对象。担任国家火炬计划评审专家、江苏省苏北发展特聘专家。担任江苏省科技期刊学会理事、连云港市新闻出版印刷发行协会副会长(副理事长)。主要从事机械装备设计、超精密加工、计算流体力学及零件失效分析等方面的教学与科研工作。承担完成江苏省基础研究计划(自然科学基金)1项、江苏省产学研联合研究项目2项、连云港市科技计划项目4项、其他研究项目10余项;在国内外学术期刊发表研究论文30余篇;主编普通高等教育“十二五”规划教材1部、江苏省重点教材1部;授权中国发明专利7件、实用新型专利18件;获得2022年国家级教学成果奖二等奖、连云港市科技进步奖等奖、三等奖各1项、连云港市自然科学优秀学术成果奖二等奖1项;作为负责人获江苏高校省级优秀基层教学组织。具有丰富的机械制造教学研究及实践经验,近几年来代表性成果如下:

1.教学研究

[1] “基于OBE理念现代产业学院产教融合培养应用型人才的探索与实践”,江苏省高等教育教改立项研究课题重点课题,项目编号:2021JSJG084,2021-2023,项目负责人

[2] 机器人工程专业教师创新实践能力提升培训. 教育部产学合作协同育人项目(202102075009),20212023, 主要完成人(第3)

 

[3] “研究生创新团队建设的研究”,江苏省研究生教育教学研究与实践课题,项目编号:JGLX15_179,2015-2017,第2

2.学术研究

1)科研项目

【纵向项目】

[1] 干气密封的槽底粗糙度微观效应及有序造型设计方法研究,国家自然科学基金项目,项目编号:51741504,2018.01-2018.12,第2

[2] 高效节能环保锅炉废热回收装置的研制”,江苏省基础研究计划(自然科学基金),项目编号:BK2009638,2009-2011,项目负责人

[3] “风电叶片回收再利用技术开发”,江苏省科技厅产学研合作研究项目,项目编号:BY2022254,2022-2023,项目负责人

[4] “硅微粉干法生产线无尘化及自动化关键技术研究”,江苏省科技厅产学研合作研究项目,项目编号:BY2016057-10,2016-2018,项目负责人

【横向项目】

[1] “玻璃钢管道HDB试验控制系统开发”,企事业单位委托项目,项目编号:JOUH22422,2022-2024,项目负责人

[2] “玻璃钢管道模具加热控制系统开发”,企事业单位委托项目,项目编号:JOUH22193,2022-202,项目负责人

[3] “固废基胶凝材料试样测试分析”,企事业单位委托项目,项目编号:HKK2022015,2021-2022,项目负责人

[4] “风电叶片回收再利用技术开发”,企事业单位委托项目,项目编号:HKK2021087,2021-2023,项目负责人

[5] 模具加热温度控制系统”,企事业单位委托项目,项目编号:KH20205,2020-2020,项目负责人

[6] 玻璃钢管道打压测试系统”,企事业单位委托项目,项目编号:KH20419,2020-2020,项目负责人

[7] “叶片加热温控系统开发”,企事业单位委托项目,项目编号:KH20020,2019-2020,项目负责人


2)发表论文

[1] 于雪梅,宋灵柳,仲秋成,任飞融,冯立超. 纳米改性海水海砂硫铝酸盐混凝土力学性能及抗碳化性能研究.石河子科技. 2023,(02): 29-31

[2] 于雪梅, 宋灵柳, 李孟超, 冯立超.海水海砂硫铝酸盐及纳米改性混凝土研究综述.石材.2023,(02): 110-112

[3] 于雪梅, 徐宗泽, 张飞, 朱海鹏.狭缝节流气体静压轴承设计及其静态性能研究.机械.2022, 49(06): 67-72

[4] 于雪梅, 徐宗泽, 王衍, 冯立超, 马志远.狭缝节流气体静压轴承静态特性研究进展.江苏海洋大学学报(自然科学版).2021,30(02): 85-92

[5] 黄国庆, 于雪梅*, 王衍, 葛云路, 胡琼, 曹志康.动压密封技术界面微尺度效应研究现状及其有效利用思路探讨.西安理工大学学报,2021,37(01): 71-77

[6] 于雪梅,刘晓燕,孙立,田丰,曹程溪,冯立超.风电叶片用环氧树脂脱泡方法研究进展.应用化工,2020,49(04): 1002-1005

[7] 于雪梅, 刘晓燕, 刘卫生, 田丰, 冯立超.风电叶片用环氧树脂脱泡机设计与仿真分析.真空科学与技术学报. 2019,39(09): 801-805


3)科研获奖

[1] 2018年02月,连云港市科学技术进步奖三等奖, 排名第四

3.教学奖励

[1] 2022年国家级教学成果奖二等奖:开放融合、造境塑心——高职航海专业产教研协同育人新生态的构建与实践

[2] 2022.6,指导学生获第二十四届中国机器人及人工智能大赛(江苏赛区)三等奖

[3] 2022.7,指导学生获第九届江苏省大学生机械创新设计大赛三等奖

[4] 2022.7,获江苏省普通高校本科优秀毕业设计(论文)三等奖指导教师

[5] 2022.8,获“余姚杯”首届中国高校智能机器人创意大赛教师赛一等奖

[6] 2022.9,作为负责人获江苏高校省级优秀基层教学组织

[7] 2021年09月,校优秀毕业设计(论文)指导教师


实验背景

《机械制造技术B》是机械专业的一门专业课,在教学计划中占有重要的地位。该门课程实践性强,在教学过程中紧密联系生产实践,注重实践能力的培养。江苏海洋大学机械制造技术实验室和地方龙头企业为依托,为实现“虚实结合,资源共享”,由校企联合共同建设港口输油臂精度控制虚拟仿真实验。学生通过仿真实验综合考虑方案设计、产品质量、加工效率、检测方法等方面内容,给出定量评价,利于学生对工艺方案进行改进,培养学生从系统角度分析和解决复杂问题的能力。


设计原则

1. 实验设计围绕“以学生为中心”的教学理念,推进理论知识与实践知识的有机结合。实验通过科技手段将大型海洋工程装备——输油臂的输油过程转化为仿真实验,让更多的学生可以近距离、交互式、沉浸式、全方位地体验实验的魅力,有效提高机械类学生机械制造技术相关知识的理解和掌握,培养学生的实践能力。

2. 教学方法综合采用体验式、探究式、互动式,突出学生学习的主动性。围绕实验教学目的,学生通过仿真实验再现输油臂与货轮的工作场景,了解输油臂功能、组成及输油臂与货轮输油口的连接过程;设计输油臂旋转接头主要零件内圈和外圈的加工工艺规程并仿真加工过程;设计装配工艺系统图。使学生在制定工艺规程中不仅关注零件的加工质量,也要关注在企业应用中工艺方案的经济性和实用性,培养学生综合运用所学知识分析和解决复杂工程问题的能力。

3.评价体系注重知识、能力的综合考核,激发创新能力。评价体系包含综合知识考核、工艺规程设计考核、装配系统图设计考核、输油臂输油测试及漏油测试考核,通过客观及主观评价方法从多个角度对教学效果进行考核评估。


实验目标

本实验课程的教学目的是在教学过程中紧密联系生产实践,注重实践能力和素质的培养,实验教学目标有以下5个方面:

(1)港口输油臂是典型的海洋工程装备之一,本实验仿真还原输油臂生产、应用现场,利用虚拟仿真实验,通过虚——实互动,引导学生了解港口输油臂的功能、组成;输油臂与货轮输油口的连接过程;参与输油臂旋转接头主要零件内圈和外圈的加工工艺规程的设计、仿真加工过程、装配工艺系统图设计。加深对机械制造技术课程基本理论的理解,掌握实验原理和方法,正确处理和表达实验结果。

(2)学习人员需综合考虑方案设计、产品质量、加工效率等方面,通过实验利于学习人员对工艺方案进行改进,培养学习人员从系统角度分析和解决复杂问题的能力。从而培养其独立思考、分析和解决问题的能力。

(3)在实验中,学生需要独立完成相关虚拟仿真实验内容,同时,也可以与同学交流、沟通,大家通力合作,完成实验的测定。这一过程中,培养了学生团结互助、通力合作的协作精神。

(4)输油臂输油测试及漏油测试实验等环节,体现了精度控制的重要意义,对海洋环境的保护刻不容缓,培养学生保护海洋环境,保护生态平衡,为建设美好家园贡献自己的力量。

(5)在实验过程中,不仅培养了学生的勇于担当的责任意识,同时让学生意识到科学来不得半点虚假,每一个过程都要真实可靠,从而培养了学生诚实守信的学术思想。


成绩评定

港口输油臂精度控制虚拟仿真实验成绩评定

序号

实验内容

成绩占比

实验要求

实验能力

实验测评

实验得分

1

预习自测

10%

掌握机械制造的基础知识

考核基础知识掌握情况,培养学生脚踏实地、勇于担当的责任意识

机械制造基础知识的掌握

10

2

结构分析

5%

看懂零件图,明确内圈、外圈的主要加工表面

考核工艺分析能力,培养学生独立探究问题的能力

零件图分析

5

3

材料选择

6%

能根据工作条件合理选择零件材料

考核工艺分析能力,帮助学生领悟遵循专业规范的重要性

合理选择材料

6

4

零件工艺分析

10%

根据零件图,能够合理选择毛坯类型、热处理方式、主要表面加工精度等级及加工工艺方案

考核工艺分析能力,培养学生解决实际工程问题的能力

工艺分析,确定加工方案

10

5

内圈工艺规程设计

18%

能够合理制定内圈的机械加工工艺过程、合理选择设备及工艺装备

考核实践应用能力,培养学生的设计规范意识和责任担当意识

通过比较法进行分析:内圈工艺过程制定、机床选择、工艺装备选择

18

6

外圈工艺规程设计

18%

能够合理制定外圈的机械加工工艺过程、合理选择设备及工艺装备

考核实践应用能力,培养学生的设计规范意识和责任担当意识

通过比较法进行分析:外圈工艺过程制定、机床选择、工艺装备选择

18

7

仿真车削加工

3%

掌握车削加工机床的类型及加工方法、工件的定位夹紧方式、刀具的类型

考核实践应用能力,培养学生精益求精的工作态度

根据加工精度要求确定:车削加工工件装夹、刀具选择、仿真加工

3

8

仿真钻削加工

3%

掌握削加工机床的类型及加工方法、工件的定位夹紧方式、刀具的类型

考核实践应用能力,培养学生精益求精的工作态度

根据加工精度要求确定:钻削加工工件装夹、刀具选择、仿真加工

3

9

仿真滚压加工

3%

掌握滚压加工机床的类型及加工方法、工件的定位夹紧方式、刀具的类型

考核实践应用能力,培养学生精益求精的工作态度

根据加工精度要求确定:滚压加工工件装夹、刀具选择、仿真加工

3

10

装配工艺系统图设计

16%

掌握部件的装配流程和装配关系

考核实践应用能力,培养学生的创新意识

装配系统图设计分16

16

11

旋转接头装配方法

4%

掌握装配的方法

考核基础知识掌握情况,培养学生团结互助的协作精神

正确选择装配方法

4

12

输油模拟设置

4%

掌握工程应用的分析能力

考核实践应用能力,培养学生分析问题、解决问题的能力

正确选择主要装配面的加工精度和表面质量

4

合计


100%




100