新工科背景下土建类专业公共平台的建设与实践

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新工科是创新工程人才培养,主动适应以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济发展的重要方略.实施土建类专业新工科建设是响应国家“两新一重”建设的内在要求.公共平台是多专业协同育人的重要载体,对支撑新工科内涵式发展具有重要作用.从组织保障、课程群、跨专业教师团队、实践平台和评价体系5个方面探索了土建类多专业交叉融合公共平台建设,以期为深化地方高校新工科建设提供参考.
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以二级行星滚柱丝杠为研究对象,补充了二级行星滚柱丝杠参数设计所需的强度条件和压杆稳定性要求,基于二级行星滚柱丝杠的运动原理,提出了各级滚柱自转与公转角速度、各级螺母直线位移与轴向移动速度的理论计算方法.根据设计参数建立了二级行星滚柱丝杠的三维模型,并基于ADAMS软件建立了二级行星滚柱丝杠多体动力学仿真模型.将理论值与ADAMS仿真分析结果进行对比,相对误差均在可接受范围内,验证了二级行星滚柱丝杠参数匹配的合理性和理论计算方法的准确性.
通过分析空调遥控器的外壳结构和注塑件工艺,对其模具进行了优化设计.利用Moldflow软件模拟型腔内的熔体流动阻力和充填状况,发现侧壁底部中心流动阻力最小、与浇口匹配性最好.此外,通过熔体流动状态的模拟验证了浇注系统的合理性,未出现短射或不足等现象.熔体在充填型腔大约99%时速度与压力开始切换,充填时间为2.334 s.经分析熔体流动前沿温度发现,熔料流动前沿温度保持均匀且较高,外观面不会产生明显熔接痕.
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为研究水平定向钻管道回拖时回拖力各影响因素的显著性,分别对管道半径、台阶高度、台阶曲率和孔管比4种因素进行了模拟分析,并结合灰色理论分析了不同影响因素对管道回拖力影响的相关性.结果表明:台阶高度越高,所需要的回拖力越大;管道回拖时的孔管比越大,回拖时所需要的最大回拖力越小;随着台阶曲率不断增大,管道回拖时穿过台阶面所需要的最大回拖力不断增加;各因素的影响程度从大到小依次为台阶曲率>台阶高度>管道半径>孔管比.
浮力调节装置可用于无人潜航器的浮力控制,使其节能地实现上浮、下潜或悬停等功能.文中基于5级缸结构设计了一款大容积高精度的液压油容积式浮力调节装置,通过位移传感器监控活塞位置并对多级缸伸缩特性进行假设,得到了浮力分段解算方法和最大可能误差范围;通过样机研制与试验,验证了多级缸在磨合后趋于伸缩特性假设的事实,同时对浮力分段解算方法进行了优化拟合,大幅提高了该浮力调节装置的精度.试验证明,文中样机可以满足0~80 L浮力连续可调、1 L最小调节步长、综合调节精度不低于0.5%FS的指标要求.
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为保障运转中矿井高危场所入侵人员的安全,解决煤矿视频监控系统数据传输时延的问题,设计了一种基于云边协同的矿井高危场所视频监控系统.其利用云边协同模型能降低计算时延的特点,将部分计算分析任务下沉到前端监控器,对级联后的区域进行运动目标检测,实现监控视频的本地智能处理,在检测到异常行为时及时报警;运用视频帧过滤算法对视频进行预处理,筛选有效视频帧,去除视频冗余信息,最终上传至云服务器存储.实验结果表明,系统降低了处理紧急事件的时延,实现了本地智能预警与联动控制,减少了矿井安全事故的发生.
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