本文介绍了阶梯梁的简化分析方法,得出一个通用公式,以规范引出的力和力矩,方便地用等截面梁的分析方法--奇点函数法求出剪力和弯矩,从而使分析大为简化.

介绍了一种磁流变液制动特性演示装置的设计原理和工作方法,该装置通过演示磁场、扭矩、转速之间的变化关系,对磁流变液的制动特性做了直观形象的展示。该实验仪性能稳定、操作方便,在实际大学物理教学中取得了良好的效果。

为研究磁流变液的制动特性设计了一种测量实验装置,该装置可通过控制外加磁场的大小来改变磁流变液的黏滞程度,从而控制制动过程。利用单片机采集制动过程中转速、制动时间以及线圈中励磁电流等参量,使用VB上位机对采集的数据进行处理并绘制出不同情况下的制动特性曲线。通过对各制动参量的理论分析与实验测量以探究磁流变液的制动特性。

海上作业时母船或平台受到海浪影响会产生大幅升沉运动,影响作业安全与工作效率,升沉补偿装置可以极大地改善海上工作环境。针对升沉补偿装置的研究和学生实验的教学需要,该文设计了一种升沉补偿系统实验平台,采用六自由度平台模拟真实的海上船只升沉运动,采用液压系统模拟负载在海上的受力情况,从而可以真实地反映海上工作情况。将主动控制系统、被动控制系统、半主动控制系统集成到升沉补偿系统中,可以清楚地对比不同控制方式各自的优势和不足,使学生更加深入地了解升沉补偿装置的控制机理,尝试更加复杂的控制算法来实现更优秀的补偿效果,激发学生的学习兴趣,进而提高实验教学效果。

结合前期的研究成果,设计了氧化锌/聚苯胺（ZnO/PANI）的合成、表征及电催化性能研究的研究型实验。学生在教师的引导下查阅相关文献、设计实验方案,运用X光衍射仪等表征手段对所制备的复合材料进行表征和分析,通过电化学性能测试了解不同制备条件对电化学性能的影响,从而优化实验方案,并将实验进行深层次拓展应用,培养学生的科研探索精神与创新思维。该实验模式的实施有助于学生综合能力的培养。

在水泵综合实验台上对双吸式离心泵进行了振动实验,并对实验结果进行了频谱分析,研究了不同运行工况下离心泵的振动特性。结果表明在设计工况下,水泵轴承座轴向方向振动强度最大,主要受转子系统质量不平衡影响;径向垂直方向振动强度次之,受转子系统质量不平衡和压力脉动的共同影响;径向水平方向振动强度最小,主要受压力脉动影响;偏离设计工况下,轴承座各方向振动强度增大。该实验可为水利类及动力类专业的本科实验教学提供参考。

基于Matlab开发了一套实验软件PHM-Bearings,将其用于“机械工程测试技术基础”实验教学中。实验中,首先对原始轴承振动数据进行特征提取,然后使用主成分分析法对其时域特征进行信息融合,在保留最大信息量的同时提高运算效率。模式识别模块用来识别轴承样本是否有故障,从而实现故障预诊。通过轴承健康评估可以定量计算轴承的健康度并绘制出轴承全生命周期健康曲线,从而实现轴承的健康管理。

将五轴工业机器人应用于机械设计、可编程控制器、电机拖动技术等课程的实验教学中,解决了机械工程实验教学中理论知识与实际工程项目结合不系统的问题。五轴工业机器人将机械设计、机械电子、气压传动等学科的理论知识有机结合在一起,且能较好地满足实际工业需求。该方法可以使学生在研发过程中巩固理论知识,实际动手能力得到提高,对工厂实际需求有更深的了解,实验教学效果良好,为机械工程教学实验提供了一种新方法。

为解决仿真生产实验平台中设备布局方法单一、可重构性不强的问题,利用Matlab和Python语言对仿真生产实验平台设备布局系统进行设计与开发。针对实验平台中设备的大小、位置、数量都会变化的动态布局问题,采用GA-Lyaout算法进行优化,并且对Python、Flexsim等软件开放接口,以提高程序数据输入速度及可视化仿真效率。该系统降低了重构车间布局的设计难度,增强了可操作性及便利性。

为了提高学生学习摩擦学课程的兴趣,加深学生对润滑脂性能参数的理解,参照科学研究过程,设计了含纳米材料润滑脂性能测试综合实验。在润滑脂中添加不同质量分数的氧化石墨烯纳米颗粒,测试其理化性能和摩擦磨损性能,分析氧化石墨烯对润滑脂性能的影响。该实验内容丰富,性能测试项目典型,设备操作性强,有利于增强学生的综合实验能力,培养学生的科研能力和创新思维。