国际视野下我国工程教育转型的发展路径与思考——天津大学新工科教育中心主任顾佩华教授访谈录 被引量：5

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作者 顾佩华 陈婵(整理) +2 位作者 朱凌(整理) 王雨洁(整理) 王雪松(整理) 《科教发展研究》 2023年第3期1-17,共17页

自教育部于2017年正式启动“新工科”建设后,先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性文件,推动了工科优势高校和大批普通高校参与践行“新工科”建设。在一系列的新工科改革行动中,许多高校都涌现了面向新业态的工科... 自教育部于2017年正式启动“新工科”建设后,先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性文件,推动了工科优势高校和大批普通高校参与践行“新工科”建设。在一系列的新工科改革行动中,许多高校都涌现了面向新业态的工科专业设置、工科人才培养方案和产教融合模式,为我国工程教育转型发展提供了新模版。“新工科”建设迄今已实施7年,顾佩华教授全程参与了“新工科”建设工作. 展开更多

关键词 新工科教育 指导性文件 全程参与 教育转型 普通高校 国际视野 发展路径 工科专业

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基于张拉整体结构的可变形移动机器人的设计与实验研究

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作者 张淏 杨琪 +1 位作者 连宾宾 孙涛 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期438-445,共8页

移动机器人可以代替人进入火灾、地震现场等高危环境进行地形探索及伤员搜寻等工作,然而大多数机器人难以同时适应障碍、直角墙壁、墙面过渡等多种复杂地形,且其控制系统相对复杂,需要外部能源输入。为此,设计了一款具有多种功能、控制... 移动机器人可以代替人进入火灾、地震现场等高危环境进行地形探索及伤员搜寻等工作,然而大多数机器人难以同时适应障碍、直角墙壁、墙面过渡等多种复杂地形,且其控制系统相对复杂,需要外部能源输入。为此,设计了一款具有多种功能、控制相对简单且无系留的可变形移动机器人。首先,将二杆四索张拉整体结构作为基本单元,设计了可实现弯曲变形的张拉整体结构躯干;其次,基于吸附力及结构参数的分析,设计了负压吸附装置,并将它与可变形躯干结合,形成了机器人整体结构;接着,对机器人进行运动学分析,获得了机器人位姿与电机转角的映射关系,并据此规划了机器人墙面过渡、从墙面穿越狭小空间及翻转上台阶的步态;最后,完成了机器人样机的研制,并针对不同地形开展了机器人运动实验,验证了机器人步态规划的合理性。研究结果为多功能移动机器人的设计与制造提供了一定的参考价值。 展开更多

关键词 张拉整体结构 负压吸附 可变形机器人

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动态上下料路径下柔性产品族生产调度研究

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作者 王鹏 毕庆鹏 悦华 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第1期102-109,共8页

针对汽车零部件柔性产品族制造单元考虑工序间动态上下料路径与时间的生产调度求解问题,文中提出一种用于动态上下料路径柔性作业调度问题优化的自适应离散差分进化算法。通过自适应缩放参数实现收敛速度提升,构建基于矩阵映射的离散编... 针对汽车零部件柔性产品族制造单元考虑工序间动态上下料路径与时间的生产调度求解问题,文中提出一种用于动态上下料路径柔性作业调度问题优化的自适应离散差分进化算法。通过自适应缩放参数实现收敛速度提升,构建基于矩阵映射的离散编码规则实现变异操作离散化及基于机器人实际运动路径的动态调度解码。通过对某平台化车型架构的转向器壳体加工单元实例分析并验证了算法有效性及优越性。 展开更多

关键词 动态上下料路径 改进差分进化算法 柔性产品族 生产调度

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引入去噪因子的薄板结构SH波损伤成像研究

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作者 营笑 褚国安 +3 位作者 刘砚涛 李海波 王凯峰 刘洋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期297-306,共10页

提出了一种引入去噪因子的薄板结构水平剪切波(SH波)损伤概率分布成像方法,旨在提高复杂环境下的损伤检测精度。针对薄板结构导波健康监测中诸如薄板变形、环境干扰、系统误差、人员操作等因素造成的干扰,本方法通过引入去噪因子来降低... 提出了一种引入去噪因子的薄板结构水平剪切波(SH波)损伤概率分布成像方法,旨在提高复杂环境下的损伤检测精度。针对薄板结构导波健康监测中诸如薄板变形、环境干扰、系统误差、人员操作等因素造成的干扰,本方法通过引入去噪因子来降低噪声信号的影响,并基于局部峰值设计自适应阈值进行损伤分离,从而显著提升成像效果。分析了SH波在薄板结构中的传播特性,并通过钢板实验进行了验证。结果表明,与传统损伤概率分布成像方法相比,本方法能够更准确地进行损伤定位。此外,本研究还探讨了引入去噪因子的损伤概率分布成像在降低噪声影响、多损伤分离检测的优势,为基于SH波的薄板结构损伤检测提供了理论与工程依据。 展开更多

关键词 结构健康监测 SH波 损伤成像 去噪 磁致伸缩传感器

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基于多尺度注意力机制的RAW图像重建

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作者 张科 刘昱 胡凯 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期257-264,共8页

针对传统图像信号处理(ISP)算法繁琐的问题,基于可取代ISP算法的PyNET网络模型,提出一种端到端的RAW图像重建方法Py-CBAM。通过引入高效的注意力机制,并利用该机制对原有网络的多层级多尺度结构进行重设计,实现不同尺度特征的自适应加权... 针对传统图像信号处理(ISP)算法繁琐的问题,基于可取代ISP算法的PyNET网络模型,提出一种端到端的RAW图像重建方法Py-CBAM。通过引入高效的注意力机制,并利用该机制对原有网络的多层级多尺度结构进行重设计,实现不同尺度特征的自适应加权,以较大程度提升图像重建的性能。实验结果表明,所提方法在公开的ZRR数据集上获得的峰值信噪比(PSNR)与PyNET方法相比提升了0.37 dB,结构相似度(SSIM)提升了0.0018。将ZRR数据集和新构建的NRR数据集联合对Py-CBAM重新训练后,PSNR和SSIM分别达到25.73 dB和0.9654。视觉效果上,所提方法解决了RAW图像重建时的噪声高与色彩失真、畸变等问题,增强模型在多场景不同光照环境条件下的重建能力;重建结果较为真实,视觉质量最优,在图像过曝和过暗区域视觉提升效果较为明显。 展开更多

关键词 图像信号处理 图像重建 增强网络 注意力机制 深度学习

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光纤传感网络在冲击测试中的应用及性能分析

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作者 杨宝惠 王鹏 +1 位作者 余焕伟 程飞 《仪表技术》 2025年第1期82-86,共5页

为探索光纤传感技术在复合材料结构冲击监测中的应用,建立了光纤传感系统,通过实验验证光纤传感系统对不同压力条件下的可靠响应能力,通过定点测试评估试验样机的定位准确性。实验结果表明,光纤传感系统能精确捕获复合材料结构受冲击时... 为探索光纤传感技术在复合材料结构冲击监测中的应用,建立了光纤传感系统,通过实验验证光纤传感系统对不同压力条件下的可靠响应能力,通过定点测试评估试验样机的定位准确性。实验结果表明,光纤传感系统能精确捕获复合材料结构受冲击时的位置信息,且在不同压力下输出信号稳定。样机在确定敲击位置方面表现出良好的准确性和可靠性,以期为相关领域后续研究与应用提供重要参考。 展开更多

关键词 光纤 传感网络 冲击测试 复合材料 监测

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基于表面结构化的CFRTP超声波焊接工艺研究

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作者 王天政 李洋 +3 位作者 董哲 杨苑铎 刘泽光 李一昂 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期33-41,共9页

超声波塑料焊接是一种高效、绿色的焊接方法,近年来被广泛应用于碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic,CFRTP)的连接。焊接接头的设计是CFRTP超声波焊接的关键环节。针对这一环节,提出了一种基于表面结构化... 超声波塑料焊接是一种高效、绿色的焊接方法,近年来被广泛应用于碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic,CFRTP)的连接。焊接接头的设计是CFRTP超声波焊接的关键环节。针对这一环节,提出了一种基于表面结构化的CFRTP超声波焊接方法,即在焊接之前通过超声波压印的方式将母材表面结构化,加工出导能筋。以碳纤维增强尼龙66(CF/PA66)为研究对象,对表面结构化后的CF/PA66进行超声波焊接,研究焊点形成过程,并对焊接接头微观组织进行观察,测试接头拉伸剪切性能,分析接头断裂机制和断口特征。结果表明,相比无结构化的CFRTP超声波焊接,通过超声波压印对母材表面进行结构化所加工出来的导能筋能有效地集中能量,降低焊点分布的随机性和分散性,提高焊接接头的质量。此外,对待焊工件的两个表面均进行结构化处理,可以得到缺陷更少的焊接接头。 展开更多

关键词 碳纤维增强热塑性复合材料 超声波焊接 表面结构化 焊接工艺

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数智化背景下乡村公共阅读空间设计路径研究

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作者 颜娇娇 吴成伟 《鞋类工艺与设计》 2025年第8期155-157,共3页

乡村公共阅读空间是我国乡村振兴的重要环节。针对数智化背景下,乡村公共阅读空间建设不足,从选址规划、空间功能、设施服务、内容建设4个方面,提出整改路径:总体规划,扩大覆盖面便捷可达;共建共享,打造N+1的可持续性空间;突出主体,基... 乡村公共阅读空间是我国乡村振兴的重要环节。针对数智化背景下,乡村公共阅读空间建设不足,从选址规划、空间功能、设施服务、内容建设4个方面,提出整改路径:总体规划,扩大覆盖面便捷可达;共建共享,打造N+1的可持续性空间;突出主体,基于村民需求的智慧化服务;双线融合,挖掘在地性文化特色构建数字化平台。 展开更多

关键词 数智化 乡村公共阅读空间 设计路径

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设计理论与方法研究的回顾与展望 被引量：1

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作者 孙之琳 王凯峰 顾佩华 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期2-20,共19页

分析设计和制造领域相关文献的主题和关键词,梳理设计理论与方法研究的发展历程;分析制造技术与信息技术同设计理论之间的关系,从时间上将设计理论研究的发展分为四个阶段。从产品全生命周期阶段的角度对广泛使用的设计理论与方法进行... 分析设计和制造领域相关文献的主题和关键词,梳理设计理论与方法研究的发展历程;分析制造技术与信息技术同设计理论之间的关系,从时间上将设计理论研究的发展分为四个阶段。从产品全生命周期阶段的角度对广泛使用的设计理论与方法进行分类总结,阐述各类方法的概念、特点及应用范围。从设计过程表达、设计知识管理以及设计评价决策的角度,总结促进设计理论进步的关键技术。最后从面向复杂系统的设计、人工智能与设计以及环境友好的绿色设计三个方面对未来研究趋势进行展望。 展开更多

关键词 设计理论 设计方法 制造技术 信息技术

原文传递

基于线激光传感器的盾构管片自动拼装方法

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作者 吴委员 邓斌 +4 位作者 王涛涌 崔望朔 赵恒 朱晨 贺泊宁 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期65-77,共13页

针对盾构管片自动化拼装中的管片位姿检测问题,提出了一种无需事先标记管片且适用于几何参数未知的盾构管片自动化拼装方案,并推导了管片位姿检测算法。该方案利用安装在拼装机器人末端执行器抓取板上的5个线激光传感器分别对管片的直... 针对盾构管片自动化拼装中的管片位姿检测问题,提出了一种无需事先标记管片且适用于几何参数未知的盾构管片自动化拼装方案,并推导了管片位姿检测算法。该方案利用安装在拼装机器人末端执行器抓取板上的5个线激光传感器分别对管片的直边和弧边进行照射,通过检测线激光照射在管片边缘而产生的偏折点的3D坐标,逐步计算出管片在拼装过程中相对于拼装机器人的基坐标系的位姿,再据此计算出机器人将待拼装管片拼装至期望位姿时,机器人末端执行器相对于基坐标系的位姿,从而实现管片的自动化拼装。为了验证该算法的有效性,在实验室环境中搭建了基于线激光传感器的管片自动拼装实验平台,并利用该平台进行了管片自动拼装实验。实验结果表明,提出的盾构管片自动拼装方法在管片定位方面表现出较小的误差,且管片拼装最大错台为1.50 mm,最大间隙为0.96 mm,符合工程要求。这为盾构管片的自动化拼装提供了一种有效的技术解决方案。 展开更多

关键词 线激光传感器 位姿检测 盾构管片 拼装机

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LNG加气站管路布局多目标优化研究

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作者 万启航 何柏岩 +2 位作者 聂锐 王国彪 杨建坤 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期438-449,共12页

针对液化天然气(Liquefied natural gas, LNG)加气站管路具有常温安装,低温、内压、大范围温度波动下运行的特点,为降低管路建设与运行成本、提高安全性,提出了一种基于非支配解排序多目标遗传算法的LNG管路布局优化设计方法。该方法通... 针对液化天然气(Liquefied natural gas, LNG)加气站管路具有常温安装,低温、内压、大范围温度波动下运行的特点,为降低管路建设与运行成本、提高安全性,提出了一种基于非支配解排序多目标遗传算法的LNG管路布局优化设计方法。该方法通过引入传递矩阵法建立简化模型,实现对管路受力变形情况的快速有效分析,进而可对管路进行综合评价。为了在符合工程规则的前提下完成最小化长度、弯头数、流阻损失以及受力变形的管路布局,基于遗传算法建立了LNG管道优化模型,使用多目标优化方法得出了在路径短、能耗低、安全性高等方面达到帕累托最优的布局方案。最后,在不同工况下对优化所得管路布局方案进行热-结构耦合分析,以确保其能够安全可靠运行,并验证该方法的正确性及有效性。 展开更多

关键词 管路布局 传递矩阵法 多目标优化 遗传算法

原文传递

复杂竞争产品的演化状态空间与可适应能力评价

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作者 张健 宋昕贤 顾佩华 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期33-47,共15页

具有竞争关系的产品共同构成一个相互作用、动态演化、难以预测的复杂人工系统。可适应能力是产品通过适应性调整以满足不同需求的能力。对于由竞争产品构成的复杂人工系统而言,赋予产品较高的可适应能力对企业管理决策、产品设计研发... 具有竞争关系的产品共同构成一个相互作用、动态演化、难以预测的复杂人工系统。可适应能力是产品通过适应性调整以满足不同需求的能力。对于由竞争产品构成的复杂人工系统而言,赋予产品较高的可适应能力对企业管理决策、产品设计研发、生产制造、运维服务以及社会环境而言均十分有益。理解产品的客观演化规律与趋势对在设计过程中赋予产品可适应能力非常关键。通过指标比较与分析,提出了产品演化过程中的非劣设计原则及其判别式,进一步给出了竞争产品高阶演化状态空间的定义及其数学表达式,并指出该状态空间所具备的基本特性,即:关联性、动态性、统一性、有界性以及收敛性。基于高阶演化状态空间及基本特性,以物理(结构)单元的重用率为基础提出了产品高阶可适应能力的概念与评价方法。最后,以国内某公司的一款风力发电机作为案例,对其高阶演化状态空间与高阶可适应能力进行了分析与讨论,演示并验证了所提出的概念与方法。 展开更多

关键词 产品演化 复杂系统 状态空间 设计评价 可适应能力

原文传递