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遇见最美的彼此 让我们一起聆听“我与蜀马”的故事

  • 发布日期:2019-12-12 01:11:34
  • 原标题:天津大学:百年机械学科的时尚密码

    天津大学北洋动力车队参加中国大学生方程式汽车大赛(天津大学/供图)

    如果你问一个刚刚高考完的考生,“机械”是什么?或许得到的答案会是“齿轮”“工厂里的车床”“机器人”等,而同时想到的应该还有“应用广”“生产生活中处处可见”等印象。

    在没有学机械之前,庄哲明对于机械的概念来源于小时候看过的动画片“变形金刚”。他带着对机器人的憧憬选择了天津大学机械学院机械设计制造及其自动化专业。今年毕业的他,用一部“蛇形机器人”的毕业设计作品圆了自己的“机器人”梦。这个作品也让他拿到了第十三届毕业设计大赛的一等奖。

    让刚进校门对机械学科概念还有些懵懂的学生,在走出校门之际认识更多机械的内涵,通过“专业交融与优势集成”,种一颗“日新又新”的“大机械”的种子,有创新创业的本领和体验,便是天津大学机械学院“3融4为”人才培养探索的理念和实践。

    “3融4为”,即在传统的知识、能力和素质培养目标的基础上,进一步强调和重视对复合型与创新型人才的培养,提出融合、共享、创新的改革理念,构建专业融合、资源融合、教师融合的“3融”保障体系,探索团队为体、科研为源、创新为本、创业为用的“4为”培养模式。

    “3A学院”之困

    在天津大学,作为1895年建校伊始便设立的学科,机械是与校同龄的“老学科”。在机械学院院长王天友看来,近代中国的机械学科发展历史始终是站在历史最潮头的,只不过和百年前相比,“机械”从外到里,都已经发生了翻天覆地的变化。

    天津大学机械学院所属的三个一级学科:机械工程、力学和动力工程及工程热物理在国家第四轮学科评估中,全部为“A”档,因此机械学院也被称为天津大学的“3A学院”。学院下设机械设计制造及其自动化、工程力学、能源与动力工程、工业设计四个本科专业。每个专业都有独特的历史优势、强大的学科优势,“就像一个大家庭里的四兄弟一样,各自精彩,也都‘各顾各’地过日子。日常教学、学生答辩,包括师资都很独立。”谈起十多年前学院三个学科的情况,学院主管教学的副院长曹树谦说,这就造成了在学生培养方面的一些问题,最显著的就是学生知识及能力单一、交叉与跨界能力不强;优势教学资源分散、学生创新平台共享不力。而由于当时国内高校普遍存在的重科研轻教学的氛围,教师教学投入也相对不足,对于教学改革也缺乏主动性。

    而当时国际范围内的知识更新和学科交叉速度正在加速进行,大机械类专业的覆盖面越来越广,新经济、新产业的发展日新月异,迫切需要具有跨界和创新能力的复合型、创新型工程人才。显然,条块分割式的教育教学组织模式,是无法满足人才培养要求的。

    撕掉“标签”

    一方面,在分数指挥棒下,学生们参与创新创业项目的热情得不到充分鼓励;另一方面,“你是力学的”“我是能动的”“他是机械的”这种习以为常的身份意识成了教师们贴在心里的隐形“标签”,教师们跨学科教学进行人才培养的动力得不到认可。

    要让教师们把更多的精力投入本科教学,让学生们把更多的精力投入创新,就要改变分数的意义,撕掉老师们心里固有的身份“标签”。

    “首要改变的是分数的意义。”曹树谦介绍说,在当时创新类课程只有2学分的情况下,学院加大科技创新在学生总成绩中的分量,让学生无论是在评优还是在保研中,分数都不仅仅是课程的考试成绩。比如,学院出台了《天津大学机械工程学院鼓励学生参加课外科技竞赛实施办法(试行)》,明确规定在学期间获得竞赛A类项目前三级别奖项的本科生(前三年加权成绩位于专业前60%)与B类项目前两级别奖项的本科生以及C类特殊团体项目,在推免研究生时,在学生的平均加权的基础上予以加分。不同项目获奖,可累计分别加分。与此同时,对竞赛指导教师工作量的认定与竞赛获奖指导教师(教练组)的表彰奖励也做出了明确的规定。

    “所有的课程都是开放的,教师都是打通的。你想讲哪门课程,经过培训、考核、助课、集体备课、试课等一系列流程合格后,就可以加入课程的教学团队,走上讲台。”曹树谦说,学科内公共课教师打通、学院内跨专业教师打通、打破专业/学科界限……改革伊始,学院就设置了17个教学团队、35个院聘责任岗和骨干岗、若干学科教学岗,教师的绩效及晋升和教学直接挂钩,这样的教师队伍融合和课程融合,一方面实现了按照学生所需调整优化授课教师,一方面又促进了教师对于教学的投入,保障了重要教学项目建设,并从整体上提升了教学效果。

    交融出新

    学院教师团队打通了,教学资源和创新平台共享的问题也迎刃而解。分散的19个教学实验室整合为4个实验教学中心,其中3个获批国家级实验教学示范中心;创建2个国家级工程教育实践中心;建设了6门国家级精品课和资源共享课,同时建设了创新创业平台群。平台和资源的融通,为学生们提供了更为广阔的创新创业平台,也让学生们在创新创业的初体验中感受到青春的奋斗,寻找到未来的方向。

    辰星(天津)自动化设备有限公司的创始人刘松涛在天津大学机械学院本硕学习7年后,创立了高端并联机器人品牌“阿童木”,并在第四届中国“互联网+”大学生创新创业大赛总决赛中斩获金奖。回顾自己的创新创业路,刘松涛认为,本科时参加“北洋动力”车队的经历,让他首次体验了“创业”的过程。而大三进入实验室,在本科毕业之际与同学合作完成一种新型四自由度并联机器人产品原型样机研发工作,获得毕业设计大赛一等奖的经历,都鼓舞着他走上创新创业的道路。

    和学长们比起来,今年获得毕业设计大赛一等奖的庄哲明有着同样丰富的创新创业经历:“IEEE中国机器人设计大赛”“全国移动互联创新大赛(高校组)”“全国大学生可再生能源科技竞赛一等奖”“全国青年环保大赛”……对于庄哲明来说,参加创新创业比赛的过程,就是团队协作、不断学习、充实自我的过程。

    “4为”有为

    “学生的毕设源于科研、大创(大学生创新创业训练计划项目)源于科研、竞赛源于科研,学生跨专业团队的协作、教师跨学科的指导,贯穿了学生创新培养的全过程,学生的创新思维和能力以及解决复杂工程问题的能力得到全面锻炼。”在王天友看来,团队为体、科研为源、创新为本、创业为用的“4为”培养模式,为传统工科专业复合型、创新型人才培养提供了有效路径。

    如今,作为国内首创的机械类本科毕业设计大赛,已经连续举办了13届,从最初的学院内部扩大到京津冀和华中、华东14所高校参加。参赛作品涉及机械设计制造及其自动化、工业设计、能源与动力工程、工程力学、过程装备与控制工程等10余个机械大类工科专业,参与的学生多达上千人。

    全体学生通过参加教师科研项目、开展毕业设计等活动,实现基础创新培养;教师从科研项目中提炼出大创项目和学科竞赛项目,超过一半的学生通过参加大创和竞赛项目,实现提升创新培养;部分学生从大创和竞赛项目中提炼出创业项目,创建科技公司。学生创新项目从2012年的37项提升到如今每年百余项;学生自主创建科技型创业团队从无到有,现在已经有14个,注册科技型公司12家。

    在师生们眼中,“3融4为”的培养模式,提升的是能力和水平,更是持续创新创业的热情和激情,这正是百年机械的时尚密码。


     

    赌博游戏公司引进全新设备,全套检测设备,严格把控质量,生产高品质气弹簧。
    气弹簧(gas spring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的配件。目前,该产品在医疗设备、汽车、家具、纺织设备、加工行业等领域都得到了广泛地应用。根据不同的特点及应用领域,气弹簧又被称为支撑杆、调角器、气压棒、阻尼器等.
    气弹簧的基本原理是在密闭的腔体内压入惰性气体和油、或则油气混合物,气弹簧不受外力时,活塞杆自然伸长为最大伸长处;活塞两边气压相等,由于受力面积不同,产生压力差提供气弹簧的支撑力;气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分:压力差产生的支撑力和摩擦力。外力压缩气弹簧,由于活塞杆在气室内体积增大,压缩气体的有效容积变小,气室气压变大,压力差产生的支撑力变大;
    摩擦力变化:气室压力越大,摩擦力越大,撑杆运动越快,摩擦力越大, 气温影响气弹簧支撑力:气温越低,气室压力越低,气弹簧提供的支撑力越小。气弹簧是以气体和液体为工作介质的一种弹性元件,由压力管,活塞,活塞杆及若干联接件组成其内部充有高压氮气,由于在活塞内部设有通孔,活塞两端气体压力相等,而活塞两侧的截面积不同,一端接有活塞杆而另一端没有,在气体压力作用下,产生向截面积小的一侧的压力,即气弹簧的支撑力,支撑力的大小可以通过设置不同的氮气压力(压力越大支撑力越大)或者不同直径的活塞杆(直径越大支撑力越大)而设定。与机械弹簧不同的是,气弹簧具有近乎线性的弹性曲线。标准气弹簧的弹性系数X介于1.2和1.4之间,其他参数可根据要求及工况灵活定义 。
    根据气弹簧的结构和功能,气弹簧主要有自由型气弹簧、自锁型气弹簧、随意停气弹簧、牵引式气弹簧、阻尼器几种。
    产品展示 
    气弹簧介绍
    一、自由型气弹簧(支撑杆)是应用最为广泛的气弹簧。它主要起支撑作用,只有最短、最长两个位置,在行程中无法自行停止。在汽车、纺织机械、印刷设备、办公设备、工程机械等行业应用最广。(具体参数见本网站或来电索取)
     
    二、自锁型气弹簧(调角器、气压棒)在医疗设备、座椅等产品上应用的最多。该种气弹簧借助一些释放机构可以在行程中的任意位置停止,并且停止以后有很大的锁紧力(可以达到
    10000N以上)。(具体参数见本网站或来电索取)
     
    三、随意停气弹簧(摩擦式气弹簧)主要应用在厨房家具、医疗器械等领域。它的特点介于自由型气弹簧和自锁型气弹簧之间:不需要任何的外部结构而能停在行程中的任意位置,但没有额外的锁紧力。(选型参数基本可以参考自由型气弹簧)
     
    四、阻尼器在汽车和医疗设备上都用得比较多,其特点是阻力随着运行的速度而改变。可以明显的对相连的机构的速度起阻尼作用。(具体参数请来电索取)
     
    五、牵引式气弹簧是一种特殊的气弹簧:
    别的气弹簧在自由状态的时候都处在最长的位置,即在受到外力后是从最长的位置向最短的位置运动,而牵引式气弹簧的自由状态在最短的位置,受到牵引时从最短处向最长处运行。牵引式气弹簧中也有相应的自由型、自锁型等。
    橡胶空气弹簧工作时,内腔充入压缩空气,形成一个压缩空气气柱。随着振动载荷量的增加,弹簧的高度降低,内腔容积减小,弹簧的刚度增加,内腔空气柱的有效承载面积加大,此时弹簧的承载能力增加。当振动载荷量减小时,弹簧的高度升高,内腔容积增大,弹簧的刚度减小,内腔空气柱的有效承载面积减小,此时弹簧的承载能力减小。这样,空气弹簧在有效的行程内,空气弹簧的高度、内腔容积、承载能力随着振动载荷的递增与减小发生了平稳的柔性传递、振幅与震动载荷的高效控制。还可以用增、减充气量的方法,调整弹簧的刚度和承载力的大小,还可以附设辅助气室,实现自控调节。
     评判一个气弹簧的质量优劣主要从以下几个方面考虑:
    首先是其密封性,如果密封性不好会在使用过程中出现漏油、漏气等现象;其次是精确度,比如需要500N的气弹簧有的厂家生产出来的力误差不超过2N,有的厂家的气弹簧可能和实际需要的500N相差比较远;再次是使用寿命,气弹簧的使用寿命以其可以完全伸缩的次数计算;最后就是气弹簧在行程中的力值变化,理想状态下的气弹簧应该在整个行程中力值保持不变。但由于设计和加工的因素,使得气弹簧在行程中的力值不可避免地出现变化。而其变化的幅度是衡量一支气弹簧质量好环的重要标准,变化的幅度越小,说明气弹簧质量越好,反之则越差!

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