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中职数控技术应用专业实训课程混合式教学实践研究

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中职数控技术应用专业实训课程混合式教学实践研究

作者：聂拓天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

随着“线上”虚拟学习空间、教学大数据、移动互联技术、学习管理平台等信息技术在中等职业教育领域的广泛应用,推动了教学模式的改革与创新。混合式教学采用“线上”和“线下”相融合的形式,可充分发挥信息技术的优势,拓展学习的时间... 详细信息

随着“线上”虚拟学习空间、教学大数据、移动互联技术、学习管理平台等信息技术在中等职业教育领域的广泛应用,推动了教学模式的改革与创新。混合式教学采用“线上”和“线下”相融合的形式,可充分发挥信息技术的优势,拓展学习的时间和空间。因此,混合式教学引起现阶段学者的关注。本研究针对中职数控技术应用专业实训课程,结合量化和质性的研究方法,具体包括文献研究法、问卷调查法、分析法、教学实验法、研究性教学等方法,建构了混合式教学模式。该模式由前期分析、教学过程设计、信息反馈系统设计三个部分组成,教学环节分为课前、课中、课后,利用云班课教学平台,搭建“线上”学习空间;将移动端手机作为“线上”学习的载体,融入到课前、课中、课后教学环节;运用教学数据分析学生的学习表现和学习过程,通过关注学习表现提升中职数控技术应用专业实训教学效果,实现了“线上”和“线下”两种教学模式的有效融合。应用该模式拟解决单一教学模式中存在的问题,推动教学模式改革,提升中职数控技术应用专业实训课程的教学水平。课题从目前学生面临的学习现状和教师面临的教学现状两方面分别开展调查研究,找到在中职数控技术应用专业实训课程中,采用单一教学模式存在的问题;再分别从学生层面和教师层面,分析混合式教学在中职数控技术应用专业实训课程教学中的适用性,找到混合式教学模式设计的影响因素;设计出适用于中职数控技术应用专业实训课程的混合式教学模式;选取《钳工加工工艺》课程,通过一个半学期的教学实践研究,深入分析混合式教学的实践成效。通过适用性分析发现,师生对混合式教学的接受度和满意度高,混合式教学的有效性得到了师生的认可,相对于单一的教学模式,混合式教学在教学资源、师生交流、教学信息反馈、针对性指导等方面具有明显优势。教学实践结果表明混合式教学模式在实训成绩、学生满意度、学生自我效能感、综合能力四个方面均优于单一教学模式。

关键词：混合式教学模式中职数控技术应用专业实训课程

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石油钻杆管端加厚成形过程的数值模拟

石油钻杆管端加厚成形过程的数值模拟

作者：聂拓中南大学

学位级别：硕士

钻杆是石油钻采行业中大量使用的重要零件,要求具有很高的强度、抗拉及抗疲劳性能。研究表明,在钻杆管端加厚过程中所形成的内加厚过渡带的形状对钻杆的使用寿命有显著影响。因此优化石油钻杆管端加厚工艺,改善钻杆内加厚过渡带的几何形... 详细信息

钻杆是石油钻采行业中大量使用的重要零件,要求具有很高的强度、抗拉及抗疲劳性能。研究表明,在钻杆管端加厚过程中所形成的内加厚过渡带的形状对钻杆的使用寿命有显著影响。因此优化石油钻杆管端加厚工艺,改善钻杆内加厚过渡带的几何形状,有利于减轻应力集中,提高钻杆的使用寿命。由于钻杆加厚成形过程的复杂性,必须通过适当的加热温度、变形体积、变形速度和变形力来保证管端加厚的形状和尺寸。本文通过对石油钻杆管端加厚工艺流程和影响因素的深入研究,在参考国内外研究成果的基础上,提出采用已得到广泛应用的热力耦合有限元法对石油钻杆管端加厚的成形过程进行分析研究,并开展了如下的具体工作:首先对石油钻杆管端加厚的成形过程进行分析,深入了解各因素对最终成形的影响,参考已有的经验设计和标准要求,针对G105级Φ127×9.19mm规格钻杆初步设计了钻杆管端加厚工具和加厚变形工艺方案。然后在考虑石油钻杆管端加厚的成形过程及工艺参数的基础上,设计了钻杆管用材料的物理模拟试验方案。在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用等温压缩试验研究了石油钻杆用G105级钢(API标准)在高温压缩变形时的热塑性变形特性。在确认了试验的有效性和修正了由于变形功热产生的温升后,参考已有的经验公式,在Matlab软件中用回归分析方法建立了合适的石油钻杆用G105级钢高温条件下的流变应力本构方程。回归分析表明,该回归方程比较显著,在试验温度和应变速率范围内具有较高的精度。将上述所得本构方程作为有限元模拟时的材料模型,针对G105级Φ127×9.19mm石油钻杆,在大型有限元软件***中建立石油钻杆管端加厚的有限元模型,采用刚粘塑性热力耦合有限元法,对管端加厚初步设计的成形过程进行了模拟。通过对成形过程应力、应变场和温度场分析,揭示了管端加厚过程中的金属流动变化情况,对工艺和模具设计具有一定的参考意义和实际应用价值。最后针对初步设计工艺方案中出现的的管端加厚产品缺陷,对加厚工具及变形工艺进行改进,在***中对石油钻杆管端加厚过程再次进行仿真,最终得到了良好的产品形状。由于最终成形时所形成的内加厚过渡带形状并不是理想的锥体形状,本文采用成形曲线与理想直线进行对比的方法评价了内加厚过渡带形状的优劣,并在保证产品尺寸的情况下确定了最优的产品形状。

关键词：石油钻杆管端加厚本构方程热力耦合有限元法

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ANSYS的电动矿用自卸车有限元模态分析

现代制造工程 2009年第1期 121-123,141页

作者：唐春喜聂拓李梅龙中南大学机电工程学院长沙410083 湘电集团重型装备股份有限公司湘潭411101

利用ANSYS有限元软件分别建立了220 t电动矿用自卸车的整车和车架的有限元模型,得出自卸车整车的低阶固有频率和振型,并进行对比。结果显示:在低阶振动模态中,车架前端的刚度相对较低;整车和车架的固有频率均不在发动机的振动频率范围内... 详细信息

利用ANSYS有限元软件分别建立了220 t电动矿用自卸车的整车和车架的有限元模型,得出自卸车整车的低阶固有频率和振型,并进行对比。结果显示:在低阶振动模态中,车架前端的刚度相对较低;整车和车架的固有频率均不在发动机的振动频率范围内,避免了发生共振;整车和车架的相同振型的固有频率差别在5%以内。

关键词：有限单元法电动矿用自卸车模态分析

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人工肌肉IPMC电致动响应特性及其模型

中南大学学报（自然科学版） 2009年第1期40卷 153-158页

作者：唐华平姜永正唐运军殷陈锋聂拓王桥医中南大学机电工程学院湖南长沙410083 湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412008

采用自行设计的悬臂梁装置对人工肌肉IPMC的电致动响应特性进行测试,研究在直流电压作用下悬臂梁位移与电压的关系及在方波电压作用下位移与电压频率的关系,建立IPMC材料的力学模型;提出IPMC材料悬臂梁电致动挠曲线方程的大变形解法,导... 详细信息

采用自行设计的悬臂梁装置对人工肌肉IPMC的电致动响应特性进行测试,研究在直流电压作用下悬臂梁位移与电压的关系及在方波电压作用下位移与电压频率的关系,建立IPMC材料的力学模型;提出IPMC材料悬臂梁电致动挠曲线方程的大变形解法,导出作用于IPMC悬臂梁上的等效弯矩与电压、频率的函数。测试结果表明,在电压为5V时位移达到最大值11.1mm;当电压的频率大于30mHz时,随着频率的增加,悬臂梁的位移逐渐减小,且在30～100mHz时下降迅速。模型计算结果与测试结果最大相对误差在10%以内,证实了模型的准确性。

关键词：人工肌肉离子交换树脂金属复合材料(IPMC) 致动响应悬臂模型

石油钻杆用G105级钢高温塑性流变应力数学模型

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塑性工程学报 2009年第3期16卷 121-125页

作者：唐华平聂拓郝长千姜永正中南大学机电工程学院长沙410083

在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用等温压缩试验,研究了石油钻杆管用G105级钢(API标准)在高温压缩变形中的塑性变形,应变速率分别为0.01s-1、0.1s-1、1s-1和10s-1,变形温度分别为1100℃、1000℃、900℃、800℃、750℃。结果表明,应变... 详细信息

在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用等温压缩试验,研究了石油钻杆管用G105级钢(API标准)在高温压缩变形中的塑性变形,应变速率分别为0.01s-1、0.1s-1、1s-1和10s-1,变形温度分别为1100℃、1000℃、900℃、800℃、750℃。结果表明,应变速率和变形温度的变化影响G105刚流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率的提高而增大。在确认了实验的有效性和修正了由于变形功热产生的温升后,在Mat-lab中进行回归分析,得到G105级钢的高温条件下的流变应力本构方程,相关系数为0.9272,回归方程比较显著。

关键词：石油钻杆用G105级钢热压缩试验本构关系流变应力

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嵌入式I^2C从机设计验证与版图实现

微电子学 2013年第5期43卷 674-678页

作者：聂拓谢亮曾以成刘杨金湘亮湘潭大学材料与光电物理学院湖南湘潭411105

提出了一种嵌入式标准化I2C从机设计方案,对传统I2 C从机的状态机进行简化,得到了改进型状态机。综合结果表明,与传统状态机相比,改进型状态机的面积减少约20%,功耗降低约4%。以一款芯片为例,详细介绍了I2 C总线嵌入式开发过程。该方案... 详细信息

提出了一种嵌入式标准化I2C从机设计方案,对传统I2 C从机的状态机进行简化,得到了改进型状态机。综合结果表明,与传统状态机相比,改进型状态机的面积减少约20%,功耗降低约4%。以一款芯片为例,详细介绍了I2 C总线嵌入式开发过程。该方案已通过功能仿真、FPGA验证及版图后仿真。对该电路进行FPGA验证,构建了一种简单、高效的FPGA验证系统。

关键词： I2C从机嵌入式系统状态机现场可编程门阵列

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橡胶缓冲器接触碰撞有限元分析

现代制造工程 2009年第3期 63-65页

作者：郝长千唐华平聂拓姜永正中南大学机电工程学院长沙410083

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对电梯对重碰撞橡胶缓冲器过程进行模拟,分析碰撞过程中不同时刻橡胶缓冲器及电梯对重的动态响应。结果表明该模拟能为研究电梯缓冲器的性能和设计,以及改善结构提供依据,以保证缓冲器在工作中满足技术要求。

关键词：有限元橡胶缓冲器接触碰撞

Constitutive relationship of ionic polymer-metal composite and static response character of its cantilever setup to voltage

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Journal of Central South University of Technology 2008年第3期15卷 387-391页

作者：唐华平聂拓唐运军殷陈峰唐春喜王桥医 School of Mechanical and Electrical Engineering Central South University School of Mechanical Engineering Hunan University of Technology

As a new ionic polymer-metal composite(IPMC) for artificial muscle,the mechanical performance parameters and the relationship between the deformation and the electrical parameters of the IPMC were studied. With the digital speckle correlation method,the constitutive relationship of the IPMC was confirmed. With non-contact photography measurement,a cantilever setup was designed to confirm the relationship between the deformation of the IPMC film and the applied voltage. The relationship curve of tip displacement of the IPMC cantilever setup vs the voltage was achieved. The results indicate that the IPMC is isotropic,its elastic modulus is 232 MPa and Poisson ratio is 0.163. The curve achieved from the test of the tip displacement of the IPMC cantilever setup shows that the tip displacement reaches the maximum when the stimulated voltage is 5 V. And the tip displacement descends largely when the frequency of the applied voltage is between 30 mHz and 100 mHz.

关键词： constitutive relationship ionic polymer-metal composite(IPMC) cantilever setup static response

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圆弧板型轴流通风机参数化建模及数值模拟

电机技术 2008年第5期 11-12页

作者：殷陈锋唐华平聂拓中南大学 410083

通过Gambit软件对轴流通风机的模型进行参数化设计,并运用CFD技术对轴流通风机内部三维粘性流场进行数值模拟,快速地得出各种几何参数下风机的性能曲线。

关键词：轴流通风机三维流场参数化设计数值模拟