逆向工程的毕业设计(精选8篇)
孙建琴 栾红
(兰州交通大学土木学院,甘肃兰州730070)
[摘 要] 通过指导土木工程专业道路与铁道方向毕业设计的实践,对其中的教学环节进行了总结与思考。以新建铁路精伊霍线精河至伊犁段路基设计为例,从设计选题、教师指导、学生考核、进度要求等方面进行了总结,介绍了相关经验,目的是为了提高毕业设计的质量,培养学生理论和实际相结合的能力,为尽快适应未来工作打下基础。
[关键词] 土木工程;毕业设计;道路与铁道方向
[中图分类号]G642.477
[文献标识码] A
[文章编号] 1005-4634(2012)06-0082-0
土木工程专业毕业设计的总体要求
土木工程专业的毕业设计工作是实现本科人才培养目标的重要环节,是学生在校的最后一个教学环节,是大学生专业知识深化、知识拓宽和专业技能延伸、系统提高的重要过程,是对学生实践能力、创新精神、理论联系实际能力的综合训练,是培养学生探求真理的科学精神、工程实践能力、科学研究方法和优良的思想品质等综合素质的重要途径Ⅲ。在毕业设计中,要求学生能综合应用各学科的理论、知识与技能,分析和解决工程实际问题;能进行资料的调研和加工,能正确运用工具书、设计规范和规程。通过毕业设计,掌握有关工程设计程序、方法和技术规范,提高工程设计计算、理论分析、图纸绘制以及技术文件编写的能力,能应用设计软件进行工程设计。另外,还要求有一定的外文翻译和计算机应用的能力。
毕业设计题目一般选用实际工程项目的一部分,分量应适当,且便于手算。在设计内容上,注重学生方案设计能力的培养,提高学生的工程效益观念,锻炼学生的综合分析判断能力。在指导方法上注意培养学生的自学能力和独立工作能力。土木工程专业结构毕业设计的进度及指导要求
土木工程专业的毕业设计为每年3——6月份,共13周,从开学第5周开始。本文以铁道部第一勘察设计院设计的新建铁路精伊霍线精河至伊犁段线路(DK46+300至DK74+900,长度为28.6公里)的平面图、纵断面图以及地质资料和路基工点资料为依据,选取代表性的部分区段进行路基设计,设计任务和进度安排如下:第5周,翻译5000字的与毕业设计内容相关的外文文献,中英文录入计算机;第6周,收集与毕业设计相关的资料,完成开题报告,编写设计提纲,熟悉相应的规范;第7周,根据给定的地质资料、路基工点卡资料、线路纵断面和平面图,进行路基横断面设计(包括路基填料的设计),并用AUTOCAD绘制3个典型断面的施工图(1:200);第8周,进行路基的排水设计,并画施工图;第9周,典型断面的路基稳定性分析;第10周,掌握路基防护的方法,进行方案分析,完成毕业设计学生自查表;第11周,根据工程特点、地质条件和当地材料的供应情况选择支挡的结构类型,其中重力式挡土墙是最广泛采用的支挡结构形式,对重力式挡土墙进行优化设计(计算框图见图1),进行挡土墙的排水设计;第12周,选取轻型挡土墙或加筋土挡土墙进行设计;第13、14周,对不同类型挡土墙进行方案比较,绘制支挡结构施工图。图纸包括:图纸目录,设计说明,路基横断面设计图,挡土墙的横断面图、正面图和平面图;第15周,按照兰州交通大学毕业设计撰写格式整理文档,毕业设计定稿。(毕业设计 )按照兰州交通大学毕业设计装订顺序把论文装订好,提交毕业设计初稿;第16周,指导教师评阅毕业设计,用红笔批阅图纸和计算书等,填写指导教师意见。评阅人审查毕业设计,并填写评阅人意见。学生修改毕业设计,准备答辩提纲,做好答辩前的准备;第17周,毕业设计答辩,答辩秘书做答辩记录。根据答辩情况,答辩老师要求返工修改的同学认真修改。最后综合各方面情况,给出答辩成绩。第18周,公布答辩成绩。
答辩结束后所有同学把设计成果整理装袋,拿到土木学院教学办验收,合格者归档保存,不合格者修改直至合格为止。所有资料合格者找指导老师签字,准备毕业。指导土木工程专业毕业设计实践总结与思考
3.1工作方法方面
1)建立有效的联系机制。第一次老师和学生见面时,下发一张表格,要求学生填写宿舍地址、手机号码、QQ号码、签约单位以及英语水平、班级排名。准确了解学生的学习情况和以后的工作性质,使毕业设计的题目更加适合学生的工作方向。同时把学生分成几个组,每一个组安排一个小组长,让小组长来负责管理其他组员。最后,为了统一管理,还专门建立一个方便毕业设计联系的QQ群。该群一方面可以上传一些电子版的相关规范、相关参考书籍供各位同学下载阅读,另一方面可以及时了解学生的进展情况,及时解答学生毕业设计中出现的问题。这一方法比较受当代大学生的欢迎,也可以说是与时俱进的一种工作方法。
2)毕业设计选题方面。由指导教师根据学校培养计划要求选定设计结构类型,提供设计初始条件、设计基本内容要求等,每组学生根据基本要求、班级的排名情况、英语水平情况以及自己的签约单位在设计开始前进行选题。讲述自己选择的题目、主要参数和设计内容等,目的是保证学生根据自己的兴趣及能力选题,不仅能使选择的设计题目难易程度适中,而且能与即将参与的工作衔接,同时也达到每人一题的规定。
3)做专题报告。聘请校外设计院的总工为学生做路基横断面设计及制图的专题报告,兰州交通大学土木学院老师做路基稳定性及沉降计算的专题报告、路基支挡结构设计的专题报告、地基处理的专题报告,使学生对设计过程有一个总体全面的认识,学习怎样识读图纸(包括线路的总平面图、纵断面图)、怎样看地质报告、怎样写设计总说明、怎样画施工图、怎样进行相应部分的计算及分析。
4)分阶段考核。教师分阶段对学生的设计进行检查并考核。及时发现问题、解决问题,了解每个学生的进展情况。检查考核分三阶段进行:(1)开题报告。学生对课题内容与要求的理解程度,有关资料的收集与分析情况,课题进行所必需的条件是否具备;(2)中期检查。学生出勤情况、设计工作进度、计算方法、计算工具的选用、毕业设计工作中存在的困难和问题,并采取有效措施及时调整、解决;(3)后期检查。根据任务书及毕业设计要求,检查学生完成工作任务的情况,检查设计内容是否完整,计算方法是否正确,对所做设计是否理解。答辩前,由其他指导教师审查学生答辩资格,组织对毕业设计文字材料的检查及成果验收。
3.2 基本技能训练总结与思考
兰州交通大学土木学院本届毕业设计充分达到了教学要求,学生的基础理论、专业知识、外语水平、计算机应用能力及独立工作能力得到了良好训练,可概括为以下4点。
1)通过毕业设计教学工作,培养学生勇于实践、勇于探索和开拓创新的意识和精神,培养学生正确的设计思想和技术经济观点,培养学生理论联系实际的工作作风、严肃认真的科学态度。
2)在毕业设计过程中,通过完成具有一定理论或实践意义的科研性课题,使其受到科学研究方法的基本训练,培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识,提高学生独立分析和解决问题的能力。
3)通过对重点问题的独立钻研,使学生受到工程设计方法和科学研究方法的初步训练,培养一定的工程意识。
4)通过毕业设计,使学生掌握查阅中、英文文献和收集资料的能力;通过阅读规范、学习理解规范条文,认识到规范的重要性。学生能熟练使用AUTOCAD绘制工程图,学会用Excel软件进行计算,学会办公软件公式的编辑、目录的设置、Word的排版工作等基本技能,计算机的应用能力得到进一步的训练和提高。
3.3资料整理与归档
设计组按规定完成了毕业设计的资料整理和归档工作。学生毕业设计工作结束时,根据兰州交通大学教务处要求,每一个学生必须将毕业设计的成果及相关材料放入“毕业设计档案盒”中。毕业设计档案盒的正面和侧面标签按照学校的统一要求填写。指导教师收集并认真检查设计与材料内容是否齐全,检查完毕,由指导教师在侧面标签内统一填写该同学的毕业设计成绩。最后,把毕业设计记录册、学生的答辩记录和档案盒一起交土木学院教学办统一存档。
3.4 教学管理方面
兰州交通大学土木学院加强了学生管理,除了指导教师自己每周的考勤外,学院教学办对学生统一考勤,另外学院还组织经验较丰富的老教师组成毕业设计督导组,监督抽查学生毕业设计各阶段的情况,兰州交通大学土木学院抽查率达到毕业学生的10%,有效地保证了毕业设计的进度和质量。对阶段设计不合格的同学,限期整改。对态度不端正、设计不合格的同学,由主管教学的院长和教学办主任与相应毕业设计的指导教师及时作出了处理。教务处随机抽查组织全校的公开答辩,树立勤奋扎实、严谨笃实的教学风气,使毕业设计能保质保量的完成。结束语
教育部“卓越工程师培养计划”是为贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署而实施的高等教育重大计划, 旨在培养创新意识强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。大学工科毕业设计是学生学习、研究和实践创新成果的全面总结, 是实施“卓越工程师培养计划”的关键环节。但是, 随着高校扩招和就业压力的不断增大, 工科毕业设计被不同程度地削弱, 毕业设计脱离工程实际, 学生工程意识差、创新意识单薄而不能很好地完成从学习到工作的过渡, 造成用人单位满意度不断下降。如何改进和加强毕业设计这一关键环节, 提高学生的工程实践能力和创新意识, 进一步提高毕业设计的质量, 增强学生的社会竞争力和就业率, 是一个值得研究的课题。
二、毕业设计中存在的问题
(一) 学生认识不够、积极性不高, 就业活动干扰教学工作
我校桥梁工程专业的本科毕业生多数就业于施工单位, 少数学生选择了考研。对于就业于施工单位的学生片面地认为自己以后不搞设计, 对毕业设计重视程度不够, 学习热情不高;而对于考研达到研究生复试线的学生, 要忙复试、调档调剂等, 根本没有心思做毕业设计。因此, 以上这些学生的毕业设计质量肯定是很难保证的。
(二) 毕业设计选题单调, 设计手段落后, 脱离实际情况
目前, 我校桥梁工程专业毕业设计相当一部分为“假题假做”的形式。由于受到毕业设计内容、设计深度等因素的限制, 使毕业设计课题与实际工程之间存在较大差距, 不能锻炼和培养学生实际工程意识, 与学生的就业发展存在一定距离, 不利于学生在毕业后迅速适应工作岗位, 导致了学生的积极性不高, 不能发挥学生丰富的想象力和创新意识。
(三) 教学资源紧张, 教师指导片面
随着招生规模的扩大, 学生人数增加, 教学资源紧张, 影响了毕业设计的质量。由于指导教师自身知识和工程经验不足, 尤其是青年教师从校门到校门, 缺乏实践动手能力及实际经验, 会出现指导不全面、过程控制片面、质量评价不客观等现象, 很难起到培养解决工程实践能力的作用。
(四) 评价体系不合理, 过程控制流于形式
以往的考核评价是根据学生的学习态度、出勤情况、设计成果和答辩表现情况, 评定出优秀、良好、合格、不合格, 没有真正体现出学生的设计水平和工程实践能力, 难以控制个别学生的抄袭现象, 更会打击勤奋学习学生的积极性, 在学生中造成不良影响。
三、提高毕业设计质量的对策
(一) 重视毕业实习, 使学生建立桥梁工程的完整概念
当前的大学教育仍然偏重理论教学, 课堂上采用的文字教材和PPT课件多数为静态资料, 动画视频或桥梁施工录像很少, 学生难以形成桥梁工程完整的三维概念, 而毕业实习就是解决这个难题的有效途径。毕业实习针对性要强, 根据学生的毕业去向和毕业设计内容将学生分组, 安排到不同的工地进行实习。通过毕业实习, 使学生对桥梁工程的构造特点、施工方法和施工组织有了深刻的理解, 同时又可培养学生的工程实践能力, 为顺利完成毕业设计以及与毕业后工作的过渡打下坚实的基础。
(二) 结合实际, 精心选题, 提高学生的积极性
科学选题是毕业设计的关键, 必须从毕业设计选题的多样化、真实化等方面加强毕业设计选题库的建设。目前, 我校桥梁专业毕业生面临去施工单位、检测单位、设计院以及研究生深造等多种选择。对于去施工单位的毕业生, 可以选择一些与施工技术相关的题目, 如模板设计、支架设计、围堰设计、挂篮设计等;对于本科毕业以后读研的学生, 可以指导他们对本学科的某一热点问题进行研究, 如程序开发、模型试验等方面的等学术型研究课题。由于毕业设计选题与学生毕业后的工作联系紧密, 可大大地激发学生对毕业设计的积极性。
(三) 顺应时代潮流, 变更设计手段
随着计算机辅助设计软件的发展, 桥梁结构设计已从简单的手工计算发展到计算机辅助设计阶段。学生不但要掌握桥梁领域的专业知识, 还要掌握计算机软件在工程中的应用。在毕业设计中, 学生可以使用商业的计算机辅助设计软件进行桥梁的结构计算, 也可以针对某一专题研究采用V C或V B语言进行计算机编程, 有利于加深对本科阶段所学知识的了解和掌握。
(四) 强化指导, 增强学生工程实践能力
毕业设计的指导教师要采用多种指导形式:对毕业设计中的共性问题进行集中指导;对理解能力稍差的学生进行单独辅导;发动学生对某些问题进行小组讨论。另外, 充分利用现代通讯和网络工具, 建立有效的师生联系机制, 如建立Q Q群。一方面可以在Q Q群里上传一些电子版的规范和书籍供学生学习参考, 另一方面还可以及时了解学生的毕业设计进展情况并及时解答学生提出的问题。同时, 加强校企合作, 从科研、设计、施工单位聘请工作经验丰富的专家、学者担任毕业设计指导教师, 实行“双师制”指导, 有助于学生工程实践能力的培养。
(五) 加强过程监控, 构建客观公正的考核制度
建立学院、教研室、指导教师三级过程监控体系, 将事后检验把关为主转变为预防为主和改进为主。检查考核分三阶段进行:1) 开题报告。主要检查学生对课题的理解程度、资料的收集情况以及为完成课题所必需的条件是否具备;2) 中期检查。主要检查学生出勤情况、设计工作进度、存在的困难和问题, 对检查不合格的学生及时采取有效措施;3) 后期检查。主要检查学生完成工作任务的情况, 是否理解所做的设计内容。此外, 还应严格执行日常的考勤制度以及阶段性的设计成果考核制度等。
四、结语
根据卓越工程师培养的特点, 以培养学生的实践能力和创新意识为中心, 从毕业实习、设计选题、指导方法、评价体系等方面对毕业设计进行教学改革, 使学生熟练掌握了桥梁设计的全过程, 实践能力和创新意识也得到了锻炼, 为学生毕业后更快地适应工作岗位打下了坚实的基础。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[B].教高, 2011.
[2]齐东春, 刘章军, 等.基于工程素养和创新意识培养的土木工程毕业设计模式探讨[J].高等建筑教育, 2015.
关键词: 《电气工程毕业设计》 毕业设计 教学设计 实践教学 交流电流测量
《电气工程毕业设计》课程是专业教学的最后一个环节,是整个电气工程及其自动化专业教学的总结,是培养学生综合运用所学知识和技能,进行工程技术和科学研究基本训练的重要教学环节,也是对大学生培养阶段教学质量的综合检验。
一、教学目的与要求
通过毕业设计环节,要突出对学生综合能力的培养和训练。要培养学生查阅和运用文献资料的能力,外语阅读和翻译能力,独立分析与思维能力,书面与口述表达能力,创新能力;结合毕业设计工作内容,有侧重地培养学生熟练进行程序设计和开发计算机应用系统的能力;培养学生树立严谨求实的工作作风。
通过毕业设计(论文),要求学生在指导教师的指导下,独立完成一项选定的设计任务或专题研究题目,最终撰写出符合要求的毕业设计(论文)。包括:(1)调查研究,查阅、收集和综合文献资料的能力;(2)进行方案论证,分析比较,制订计划和试验研究方案的能力;(3)工程设计、计算和绘图能力;(4)安装、调整和实验研究的能力;(5)总结提高、撰写毕业设计论文的能力。
二、过程组织与管理
《电气工程毕业设计》课程总学时10周,10学分,安排在第8学期进行,可以校内集中或校外进行,也可以校内、校外相结合。
第一阶段:选题。
在第7学期末,根据学生人数,教研室安排老师布置毕业设计课题,给出每个课题的《毕业设计申报表》和《毕业设计任务书》,对相关毕业设计课题的任务要求、工作内容和时间安排做好确定,并填写《毕业设计选题登记表》,组织学生进行选题。确定毕业设计课题后,老师引导学生对课题进行分析,学生查阅、收集相关文献资料,分析研究后,撰写《开题报告》和《英文翻译》,为后续的课题设计做好准备。
第二阶段:课题设计过程。
在第8学期,进入毕业设计课题的具体工作阶段。在这个过程中,学生根据任务书中的工作内容和时间安排,对每个环节进行方案的分析、论证、选择、设计和调试,每周与老师交流两次,并填写《过程管理手册》,对问题和解决方法进行总结。
在交流电流测量设计课题中,要求交流电流输入量程5A,经过信号取样电路、调理电路,采样保持电路,A/D转换电路,将采样值送单片机,计算并显示出电流有效值。
第三阶段:答辩。
由学院答辩小组负责组织毕业设计(论文)答辩工作,指定有经验的教师担任组长。
每个学生的答辩分两阶段进行:①自述的学生扼要报告自己毕业设计的内容和成果,约10分钟;②答辩小组成员提问和学生回答问题,10分钟~15分钟。每个学生答辩的总时间一般不超过40分钟,特殊情况可酌情适当延长。
通过《电气工程毕业设计》课程,学生应用已学过的专业知识达到设计任务的要求,实现从理论到实践的过程,同时在设计工程中积累经验、培养工程意识和思维方式,加强对学生创新能力、实践能力的培养,为以后工作能力的提高打好基础。
参考文献:
[1]吴萍.高职高专《液压与气动技术》实验教学探讨[J].考试周刊,2015.36.
[2]吴娟娟等.基于发变组微机保护装置的综合训练项目开发[J].考试周刊,2015.66.
4.1概预算是设计与施工方案优选的依据
工程概预算作为一个综合性的依据来确定了工程的价值,它不仅反映出了建筑工程的规模、限制了工程经济的标准,同时也让各项工程设计和工作方法更趋于合理。概预算是有资金标准的,当各个设计方案在确定以后,可以通过总概预算造价标准、单位产品面本指标、单位工程概预算造价指标等方法进行经济上的分析比较,从里面找出问题,让设计人员进行更深的设计,从而筛选出最佳设计方案。因此每一个设计人员的方案所表达的设计想法都会通过计算工程量和每笔费用标准来反映到概预算文件中。通过对这些东西的分析和比较,我们可以确定出最经济实惠的方案来满足各方面的要求,从而增强了设计人员对设计的优化度。而基础设施建设所需的实物材料如钢材、水泥、木材等在概预算文件中的消耗量以及工作人员和机器的消耗量,对分析技术经济和经济利润也有非常大的作用,特别是在物价上涨方面,对每件材料的上涨情况可以通过分析实物指标来进行了解,从而预测出不同的方案所存在的不同物价风险。
4.2做好工程造价预算的编制工作控制预算
对于工程合适度的计算,会严重影响到工程造价指数。通过对工程的整体分析,考虑其施工特点,做好基本工作,收录工程的地形图、勘察报告、施工设计方案、各个要求和其他有关信息,进行分析和确定施工方法,直接到施工现场进行勘察,调查工作环境,熟悉目前的工程预算,工程量计算标准和建筑所需材料的价格,对所使用的数量进行统一分析。第一手工程项目建设的信息文件资料对于控制工程造价是非常重要的。尤其是比较复杂的工程如防腐防温或是桩基工程来说,必须非常注意其项目的成本。根据清单计价所规定的范围,保证项目在可调控过程里,将施工内容进行提高,在工作的工程中尽量不要再对项目进行变化,从而对工程成本进行有效合理的控制。
4.3概预算是对工程进行成本分析和统计工程进度的重要指标
通过分析基础设施建设统计我们能看出其完成的具体概况和潜在的风险。对于工程的人工、机器、材料、台班等的实际消耗等都是基本建设会计通过货币与实物指标分析所得出的,会计的相关学科应和概预算相同,才能通过比较工程概预算费用进行工程成本分析。同时。为了能及时的了解每项工程的施工进程,我们可以用统计正在建设项目概预算的完成情况等方法进行了解。其中,因为最初的设计理念和施工图预计的时间、具体要求和理论根据都不相同,所以它们的作用有相同点也有不同点。但是因为它们同时作为我国管理和监督基本建设的有效方法,所以对编造定制年度基本建设计划、核算工程造价、对设计的方案进行分析、签订合同、收取银行资金和竣工结算等方面有相同的用处。而它们的不同则体现在:施工图预算能在最终通过和操控单个工程的设计价格,帮助施工单位加强资金管理等有着显著应用;设计概算则在确定和控制工程项目投入总资金等方面有突出作用。
4.4掌握要素价格市场动态
项目的预算直接受到了市场价格动态变化的干扰,而签订的合同所存在的风险也是特别重要的原因,施工组织也应该时刻注意风险的动态,时刻注意工程的重点。对于不同的建设所需材料,工程估价工作人员的具体要求,建设机械的性能和价格必须有一定的想法。在投标以前必须先去掌握市场标价,猜测其走势,使价格不偏离实际标准,减少风险度。在实际工作中更应该时刻关注行情,在分析动态变化时,依据市场的变化准确的改变使用材料的顺序,确定较为合理的价格,降低风险。还没有实际标明的材料价格,结算时的费用只能代表完成项目真正的市场价格。所以收集数据材料、分析在签订的合同期内,控制质量和成本的三要素要求和对签订合同做到了解掌握其具体的工程项目所需成本花费,以及相对应的指标得分,知道违约后所付出的责任,为合同能有效实施制造优越条件。
5结束语
实践证明,工程造价是否合理要靠工程概算和工程设计来确定,工程概算和工程设计能够对投资进行有效的控制,对建设规模也能进行一定的控制,从而防止投资的预算超出概算的现象发生。因此在实践过程中,我们必须要对工程项目成本预算和工程设计进行控制,将工程设计与工程估算概算进行有机的结合,将工程造价全过程管理的新理念做好,从而更好的造福于人类。
参考文献:
[1]田员富,李艾淳.建设项目全面推行工程制度的探讨[J].兰州铁道学院学报,,18(6):94~96.
1、工程设计及产品设计类
(一)基本要求
(1)学生在教师指导下,应能独立拟定设计方案,提出方案的构思以及技术条件等方面的可行性论证报告;
(2)能熟练应用已学过的理论知识,采用工程分析计算方法或数值计算方法,正确完成设计中的计算工作;
(3)能熟练地掌握工程制图的方法和技巧,运用计算机绘图、计算机辅助设计等,按国家标准正确地完成绘图工作;
(4)能按设计任务书要求,编写出设计说明书或操作使用说明书;
(5)一般应对设计进行技术经济分析,保证设计技术的先进可靠,经济上合理。
(二)成果形式
侧重于设计、计算与绘图能力的培养和工程基本训练。
设计说明书的字数不少于1.5万字;工程绘图量不少于折合图幅为A0号图纸1.5张;翻译与课题有关的外文资料,外文文献翻译原文≥2万字符;参考文献总数≥15篇,其中外文≥2篇。
2、工程技术研究类
(一)基本要求
(1)应能对本课题的研究方向、国内外现状及研究意义进行正确的阐述、分析和综合评价;
(2)在教师的指导下,应能自拟研究方案和实验技术方案,确定实验方法和步骤,设计实验装置,并提出可行性分析报告;
(3)能独自动手完成(或与他人配合完成)课题的主要实验,能正确掌握采集、分析和处理实验信息、数据的方法,并能从理论上对实验过程和实验结果进行分析论证,完成研究论文的撰写;
(4)编制课题需要的计算机程序或建立模型;
(5)研究类课题要有资料、有数据,有概念、判断、推理、证明,要形成观点,有自己的见解和结论。
(二)成果形式
侧重于实验、测试能力的培养和科学研究方法的基本训练。
实验、测试报告或生产、模拟性试验报告及论文正文的撰写字数不少于2万字,其中文献综述部分不超过20%;翻译与课题有关的外文资料,外文文献翻译原文≥2万字符;参考文献总数≥15篇,其中外文≥2篇。
3、软件开发类
(一)基本要求
(1)应能掌握工程中常用计算方法、模拟、工程优化技术等;
(2)应提供软件的主要模型、程序结构和数据结构的描述,重点模块的算法或实现技巧等的说明;
(3)对于涉及到控制电路的课题,要说明软硬件之间的接口,给出各种参数,并提供完整的测试结果;
(4)完成的软件应能在指定的环境下运行,应有一定数量的实验数据,并给出运行结果和评价。
(二)成果形式
侧重于软件开发能力的培养。
BIM是“建筑信息模型”(BuildingInformationModel)的简称,BIM技术是指将建筑工程项目中的基本构件作为设计元素,将描述构件元素的几何数据、物理特性、材质信息等相关信息有机的组织起来,形成一个综合建筑系统全方面信息的数据库,构件的所有参数信息都储存在这个数据库内,并以此数据库构成了建设项目的数据模型,各参与方为了能够满足相应的工作需要对模型数据库进行信息的插入、提取、编辑、更新等。模型内各种构件的参数信息并不是独立的信息个体,它们相互之间还保持着一定的空间和逻辑关系,作为BIM模型这个虚拟的数字化建筑物的组成部分共同形成了完整而有层次的建筑信息系统。
2应用现状
目前在我国,大型设计单位已经逐渐开始重视BIM技术在建筑设计中的应用,国内某些大型设计院已经有意识的对员工进行BIM技术的培训,并建立了自己的BIM技术团队。同时,为解决目前国内BIM技术人员缺乏的问题,与BIM技术相关的技术咨询业务、技术教育体系也相继出现。这几年来,BIM得到了越来越多关注,尤其是一些学者和建筑工程项目的参与,BIM的传播在我国建筑行业越来越广泛,许多企业对BIM的应用和实践也逐渐增多。然而BIM的发展存在着一定的问题,比如在发展初期的投入较高,这些投入包括培养人才的成本以及软硬件投入等,由于其使用效果很难在一定时间内快速达到预期水平,导致BIM在我国建筑设计企业中的投资回报率太低。在对建筑的施工技术进行改革的时候,首先要对BIM技术的内部设计工作加以指点,因为建筑设计中的信息技术与BIM相呼应,BIM技术已经深入到了建筑过程的内部。现代技术的水平的提升要依靠BIM技术的革新。为了使技术符合建筑的需要,可以依靠现有的技术对BIM加以改革,BIM技术在多层面都存在一定的技术问题,要显现出BIM技术的优点和作用,建筑施工人员就能通过BIM技术的融合钻研加以体现。
3管理分析
3.1优化设计过程
建筑设计方要对BIM设计组织建设和BIM设计流程改良注重注意,这样做可以更好的进行共同设计工作。BIM的设计组织建设要将BIM的能力和BIM的工作目的和内容进行结合,抽选出建设方案要对业务进行和设计组织建设形式有利。
3.2管理要素
建筑工程整体设计期间,BIM模型的主要工作是建筑、结构、给排水、电气、暖通等专业的合作。BIM的整体设计模型要分析一些专门的结果,例如管线整体剖析、碰撞查验、主要区域净空剖析、结构预留洞校验、ELV(弱电)专项剖析等,将以上这些加以分析就可得到如碰撞检查汇报、净空剖析汇报、结构预留洞优化图纸(预埋套管图)、综合管线审核汇报与优化图纸,最后可形成BIM整体设计模型。
3.3管理平台
对于合理选择文件夹和管理平台,首先应对网络设计的数据进行安全控制;其次建筑设计单位应对文件夹的权限布设以及文档管理平台给予高度关注,并合理选择使用。
4实现方法
为了实现专业间协同设计,在项目的准备阶段首先需要确定BIM设计信息交换平台,各个专业都需在这个平台上共享本专业的设计内容。然后确定进行协同设计需要的软硬件的支持,选择合适的三维设计软件进行BIM模型的设计构建。各专业在自己熟悉的软件操作界面下设定本专业设计的项目样板,完成项目设计的准备工作。协同设计的核心就是专业间信息的共享,不同专业间可以将专业设计信息共享到共同的专业设计平台上。各专业设计人员能够在共享平台上随时调取最新的模型信息,以满足实际设计过程中的不同要求。
5结语
逆向工程是从产品原型出发,采用测量仪器获取产品的三维数字模型,使得能够进一步利用UG软件的先进技术对其进行处理。为了获得反求产品模型,笔者拟采用对产品实物进行数据采集,采用UG软件对结构进行横、纵剖面划分等方法获取尺寸参数,利用先进激光切割加工技术和合理的组装技术来实现产品框架模型,满足零件尺寸精度要求和改进装配性能;从而缩短生产周期,提高设计制作效率。
1 产品设计的关键技术
1.1 数据获取
随着计算机技术等相关技术的快速发展,出现多种样件表面数字化测量方法。
在工程实际的应用中,有接触式和非接触式两种测量方法。非接触式测量根据测量原理的不同有光学测量法、工业CT测量法、核磁共振(MRI)测量法、超声波测量法、电磁测量法、层析法等方式,较为成熟的是光学测量法。本设计数据采集是用光学测量法准确、快速、完备地获取实物原形的三维集合数据,并对物体的三维集合形状进行三维离散数字化处理。非接触式测量不接触待测物体的表面,测量速度快,因而可以相当密集地对产品表面进行测量,形成“点云”数据[2]。为简化生成曲线曲面的工作,获取一个高质量的点云是必要的,在测量之前将被测产品模型表面贴上一些圆点解决多次测量数据的合并定位问题,并在被测产品模型表面喷上显像剂,大大降低产品模型上反光点,提高数据采集的准确性。因此在采集数据时要遵循以下几个原则[3]:
(1)尽可能将坐标系设在工件上。
(2)在测量结构复杂工件时,避免测量死角,应找到最佳测量视角。
(3)一般测量过程中,需要将同一个工件的测量数据对齐到一个坐标系下,尽可能地减少数据对齐次数。
1.2 测量数据的处理
数据处理是逆向工程的一项重要的技术环节,它决定了后续CAD模型重建的质量。根据测量数据的规整性,测量数据可以分为散乱数据点和规矩数据点;所有的测量方式和测量系统都存在误差。因此,在利用测量数据进行CAD重建前必须对测量数据进行处理。数据处理工作主要包括:数据格式的转化、多视点云的拼合、点云过滤、数据精简和点云分块等[4]。将拼接处理和修补完整点云数据导入UG软件中,先进行坐标系变换,使之便于获取特征截面数据。图2(a)为含有10万多个数据点的产品模型点云。采用25个法向量N(0,0,15)平面对产品模型进行切割得到的有序点集,采用25个横、纵法向量N(0,10,15)截取点云获得图2(b)。并将点拟合成线转化为CAD尺寸图。
2 模型结构与制作
2.1 模型结构设计
在模型制作、装配要求指导下,将整个产品模型分为机头、机身中部、机翼、机尾、尾翼五部分,如图3(b)所示。综合考虑模型重量和重心,在圆形断面零件隔框的圆周设计多个减重孔,隔框内孔中间设计为长方框结构,内安装轴向连接件,起到零件轴向固定和防止圆周方向扭转的作用;圆周上为方槽连接结构用条形件连接,隔框结构如图3(a)。
1.机头2.机身中部3.机翼4.机尾5.尾翼
2.2 模型轮廓尺寸的确定
运用相似理论中的相似定理、参照产品实际尺寸进行框架模型设计。在模型和原型之间必须满足相似性要求。根据相似第三定理,对于同一类物理现象,如果单值量相似,而且单值量所组成的相似准则在数值上相等,则现象相似。在此前提下,只要各项的模型值与原型值相等,那么模型便与原型相似,经统一长度相似基础上的相似比转换后,结合加工条件和实验条件,取模型几何相似比为3∶1,机身长为1200mm。
2.3 模型制作
为改进手工制作模型零件精度和效率低的缺点,该模型采用激光雕刻机切割技术加工零件,可提高零件的加工精度和切割速度,从而提高加工效率。
模型制作材料为层板、巴沙木板和桐木条,由于木质材料有遇粘合剂易变形的缺点,模型装配应遵循如下原则:(1)一般原则是由内到外进行装配,再粘接。(2)设计定位夹具进行并列结构零件的装配,先确定每个隔框的相对位置,然后再粘接;I(3)机翼与机身安装,水平尾翼与垂直尾翼等可拆卸零部件的安装,采用可拆卸连接。
由于所选木材材料的特性,加工完某一部件的零件后,按照对应的装配原则尽早进行装配,以防零件变形;将按机头、机身中部、机翼、机尾和尾翼五个部件分别组装,完后进行整体装配。整体装配后的产品模型如图4所示。
3 结语
本研究在逆向工程基础上,利用非接触光学测量技术对现有产品样品进行三维数据采集,经过专业软件对数据进行平滑、缩减、分段、拼接和补测不完整数据等过程的处理与重构,得到三维点云数据。应用UG软件对处理后的数据进行横、纵剖面切割处理得产品横、纵截面轮廓尺寸并将其转化为CAD尺寸图格式,应用相似理论确定产品、模型的相似比为3∶1。为提高零件的加工质量和制作效率,采用先进的激光加工技术切割制作出产品模型零件,并装配。设计制作实践表明,该产品框架模型具有精确零件尺寸精度和良好的装配性能,达到提高制作效率的目的,同时表明该设计方法可推广应用于曲面实体零件和曲面壳体的逆向设计中。
摘要:基于逆向工程,为使产品模型获得良好的尺寸数据和装配精度,可应用三维激光测量仪对现有产品模型进行三维测量,运用UG软件对测量数据进行处理,得到产品横、纵截面轮廓尺寸并将其转化为CAD格式,通过相似理论确定产品模型的相似比,采用激光加工技术制作出产品模型零件并装配,达到提高制作效率的目的。
关键词:逆向工程,模型,产品,测量数据
参考文献
[1]周建强,李建军,王彬,等.逆向工程技术的研究现状及发展趋势[J].现代制造技术与装备,2006(3):3-5.
[2]孙志学.基于反求工程的产品设计[J].陕西理工学院学报,2006(2):7-9.
[3]刘国晖,周维海,李建.逆向工程中截面测量数据的曲线拟合[J].燕山大学学报,2005(5):442-446.
关键词:工程制图;毕业设计;教学
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)17-0111-02
毕业设计是本科教学工作非常重要的一个环节,是学生在校期间将四年所学理论知识与生产实际相结合的一次大型综合性的实训。毕业设计质量的好坏,不仅直接反映出学生综合专业素养的高低,还可反馈出整个教学过程中,各先行课程的教学质量及存在的问题。笔者根据这几年指导土木工程专业及工程管理专业学生毕业设计的情况,发现在毕业设计过程中存在几个问题,尚需在今后的工程制图教学工作中加以重视并解决。
一、毕业设计过程中反映出的问题
1.制图国家标准掌握不扎实
对于土木工程专业学生来说,工程图的绘制贯穿毕业设计的整个过程,是学生把自己的设计思想和设计理念向他人表达和交流的重要工具。图纸质量的高低,直接反映着设计水平的优劣及绘图质量的好坏。通过学生递交上来的图纸,发现部分学生对制图国家标准掌握不扎实。例如指北针、定位轴线、详图及索引符号直径大小绘制不规范;剖切符号绘制位置及投影方向表达错误;标高符号绘制随意;图名和比例的书写字号不当,等等。虽然这些问题在图纸上都是小瑕疵,但图纸是“工程技术界的共同语言”,工程技术人员绘制图纸都必须遵守制图国家标准。
2.形体投影绘制正确率较低
由于土木工程专业毕业设计图纸绘制量大,一些学生为了追赶设计进度,就不再认真分析形体投影关系,推敲形体投影细节,而是找来专业课绘制过的图纸或他人的图纸进行仿绘。由于各建筑的使用功能和形式不同,这就导致学生生搬硬套绘制出的图纸漏洞百出;或是一些学生本身就对图纸的绘制不够重视,认为建筑的设计计算做好了,设计就做好了,而图纸的绘制只是无足轻重的一步,也不会对工程建设产生大的问题。这种麻痹思想导致设计计算和图纸绘制质量不对称,从而降低了毕业设计的整体质量。
3.计算机绘图操作能力有限
在唐山学院(以下简称“我院”)学生毕业设计提交上的图纸中,有一半甚至超过一半是用AutoCAD软件或建筑设计专业软件PKPM、天正建筑进行绘制的。从图纸绘制过程中直接反映出的问题是:对软件的使用不够熟练,对软件的一些功能不甚了解,致使绘图效率低、图纸错误多。如有的学生在图纸需要修改时,才发现没有设置图层,这样,图纸的修改大大延误了设计时间。有的学生在尺寸标注时,对标准样式设置不够理解,致使样式设置和制图标准不统一,甚至反复修改图纸标注样式,却不得要领、收效甚微。
4.施工图识读能力薄弱
在对我院工程管理专业学生毕业设计的调查中发现,有些学生的工程图识读能力薄弱。工程管理专业学生的毕业设计任务,主要是建筑施工图预算和工程量清单及招标控制价,其对学生图纸识读能力提出很高要求。但是在设计过程中,有些学生在此环节常遇阻力,尤其是对复杂基础图的识读,更是力不从心。
二、问题产生的原因及解决办法
针对上述存在的问题,笔者对任课教师和学生做了大量的调研工作。除学生在最后一学期面临找工作的压力,不免在设计上分心,造成设计质量降低的原因外,教师在课堂教学中的疏漏引起的问题,也是需要重视的。
1.强调制图国家标准的作用
由于大一学生刚刚开始接触绘图,对制图国家标准在设计中的作用尚不明确,所以对其不够重视。这就需要教师在教学过程中不断强调其地位、深化其影响,让学生通过绘制一定量的图纸,在记忆和实践中逐渐熟悉制图标准,养成良好的绘图习惯。工程制图这门课实践性很强,一般院校将其其考核方式都设置为考查。即使这样,教师也可以对制图国家标准这部分内容,采用平时测验的形式进行考查,来强化学生对这部分知识的掌握。制图教师具有丰富的专业知识面是十分重要的。及时实用的专业知识穿插进课堂,能使工程制图课程讲授得更生动,提升学生对专业的兴趣,更能使学生从专业的角度感受到绘图的重要性。
2.强化形体投影分析训练
图纸的特点就是图形信息量大而少文字。因此建筑形体投影图绘制的正确与否,决定了设计图纸质量的高低。而学生往往在这方面存在较多问题。如何才能提高建筑投影图绘制的正确率,笔者认为首先要学生改变旧有的、博闻强记的认知方式,倡导探索式学习方式,将形象思维与逻辑思维有机结合,提高学生自身的分析和解决问题的能力。其次,教师在平时习题训练时,就应根据工程制图的特点,选择建筑形体及构件作为练习的目标,加强专项训练的针对性和专业性。在绘图的选择上,不但有图纸的原图抄绘,更应加强图形的补绘、改绘训练并作为强化训练的重点。这样,可以通过提高绘图训练的难度,使学生对图形信息进行提炼并进行更深层次的思考,让其通过在提出问题并解决问题的过程中开拓创新的灵感,以增强形象思维,锻炼其空间分析问题和解决问题的能力,使其在学习的过程中不仅增长知识,更促使其综合能力得到提高。探究式的学习方式,不仅利于学生对知识的牢固掌握,更利于学生创新能力的培养。
3.着力培养计算机绘图能力
由于工程制图教学改革,大量删减了课程的学时数,教学内容变化却不大,这使得教师不得不删减实践环节,减少上机操作的实训。实践性环节的减少,直接导致了学生计算机操作能力的下降。鉴于此,教师应该始终把培养学生的工程素质问题放在首位,重视学生计算机绘图能力的培养,使其得到大的提升,激发学生主动获取知识的意愿。
由于建筑制图国家标准对图纸的图幅、图框、图线、尺寸标注、各种符号等都做了详细的规范,教师在计算机绘图讲解中应相应地对AutoCAD软件的初始环境的设置做针对性的说明。在教学中,对制图国家标准和相应的绘图命令、图形界限及图框、图层、尺寸标注等的设置穿插讲述,会使学生便于理解和掌握,其教学效果也较为显著。而计算机绘图剩余内容的讲解,则可以通过教师示范或重点提示和引导的方式来完成。为使学生能更有效地利用上机时间尽快地掌握计算机绘图基本操作,教师应该要求学生课前准备好徒手绘上机作业,使他们对计算机作图思路有所了解。这样,既能让学生掌握工程制图的知识点,又能使他们的上机效率得到提高。
4.重视图纸识读能力的培养
目前有相当一部分学生认为,“只要学好计算机绘图就行了,手绘、识图在工程制图中并不是重要的”。其实,通过往届毕业生和用人单位的反馈,识图能力是学生最应具备的基本素质。但是,由于工程施工图的绘图规则多、图纸多、尺寸标注多、构造要求多,使得不少学生对阅读施工图感到困难重重而无所适从。虽然工程的各施工图设计时,涉及较多专业规范,但即使对这些规范知之甚少,也不会对读懂施工图产生影响,识图者因此不必对设计依据的应用追根溯源。教师在教学过程中,为了能够提高学生识图能力,不但可以加大此方面的训练,还可以采取质疑的方式,督促学生为此多投入精力,为日后的实践工作积累知识。
图纸设计质量的高低,并不是哪一门课程学好就能完全解决的,后续各专业课的学习和专业知识的积累十分重要。只有以丰富的知识储备做后盾,整合好各专业方面的知识和能力,厚积薄发,才能大幅度地提高毕业设计的水平。
参考文献:
[1]侯卫等.基于应用能力培养的土木工程制图课程教学研究[J].高等建筑教育,2010,(1).
[2]杨建林.土木工程专业建筑结构施工图学法初探[J].中国建设教育,2008,(8).
[3]童秉枢等.10年来我国工程图学教学改革中的问题、认识与成果[J].工程图学学报,2008,(4).
[4]陈洁.从毕业设计反思工程制图教学改革[J].职业教育研究,2006,(6).
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