發(fā)布時間：2023-03-10 14:55:49
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的鑄造工藝論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
1.1生鐵中磷含量對曲軸疲勞強度的影響對于球墨鑄鐵爐料而言，其中的生鐵成分、回爐鐵成分以及廢鋼中的磷成分在鐵水熔煉過程當(dāng)中會以恒定量的方式得到保留。同時，過量的磷成分多富集于晶界，主要表現(xiàn)形式為二元磷共晶或者是三元磷共晶。無論其表現(xiàn)為哪種形式，都具有脆性相的特點，由此會導(dǎo)致球墨鑄鐵的塑性指標(biāo)明顯降低，最終誘發(fā)曲軸的早期斷裂。已有研究中對發(fā)生斷裂問題的曲軸進(jìn)行分析，分析結(jié)果顯示：曲軸正火采用部分奧氏體化工藝，通過此種方式獲得鐵素體組織（此類鐵素體組織多為破碎形態(tài)）。但從斷軸分析的角度上來說，此部分檢出的磷成分含量多在0.07~0.10％范圍內(nèi)。通過疲勞試驗所得出的結(jié)果反映，該曲軸正常運行工況條件下的疲勞強度極限值僅為8050.0kg•cm，無法滿足設(shè)計要求。其原因在于曲軸制造使用了本地生鐵作為的球鐵爐料。在取消該環(huán)節(jié)后曲軸質(zhì)量自然可得到提高。
1.2鑄造縮松對曲軸疲勞強度的影響已有研究資料中報道某廠曲軸曾大量出現(xiàn)斷裂問題。從曲軸外觀上觀察得知，導(dǎo)致斷裂的主要原因是在曲軸連桿軸頸位置有鑄造縮松問題，且肉眼可見。分析其成因是：在冷鐵供應(yīng)存在問題的條件下，曲軸造型省略了補縮所使用的冷鐵。在恢復(fù)冷鐵工藝后，曲軸鑄造縮松問題得到了圓滿的解決。由此可見，鑄造縮松對于曲軸疲勞強度的影響是非常顯著的。
1.3黑色帶層及灰斑對曲軸疲勞強度的影響在常規(guī)工藝條件下，球墨鑄鐵曲軸斷口多呈現(xiàn)出灰色或銀灰色，曲軸本體以及抗拉試棒斷口同樣應(yīng)當(dāng)有此類表現(xiàn)。對于黑色帶層問題而言，其主要是受到灰斑在疲勞試驗曲軸軸頸往復(fù)式運動的影響而形成的，而灰斑的產(chǎn)生則主要是受到了鐵水中硅偏析的影響。以往研究中在對某批次球墨鑄鐵曲軸進(jìn)行疲勞試驗的過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)曲軸斷面出現(xiàn)了異常的黑色層以及灰斑。雖然此種問題在球墨鑄鐵曲軸中相對比較少見，但同樣屬于內(nèi)部缺陷的一種表現(xiàn)形式，此問題的出現(xiàn)導(dǎo)致了曲軸疲勞強度受到不良影響，有黑色帶層或灰斑問題的曲軸在正常使用過程當(dāng)中可能提前出現(xiàn)疲勞裂紋，導(dǎo)致抗疲勞強度的下降。
2熱處理工藝對球墨鑄鐵曲軸疲勞強度的影響分析
2.1正火和中頻淬火工藝對曲軸疲勞強度的影響已有研究中顯示，對于球墨鑄鐵曲軸而言，在經(jīng)過高溫正火處理后，能夠?qū)⑵渲兴嬖诘挠坞x狀態(tài)滲碳體消除掉，從而能夠起到調(diào)整基體中鐵素體以及珠光體形態(tài)，以及兩者構(gòu)成比例的目的。通過這種方式，使球墨鑄鐵曲軸的綜合力學(xué)性能得到了提升，促進(jìn)了抗疲勞強度的改善。同時，在球墨鑄鐵曲軸制造過程當(dāng)中，通過進(jìn)行中頻淬火處理的方式，能夠使球墨鑄鐵曲軸表面形成具有一定深度的淬硬層，其對于改善曲軸自身耐磨性能有重要意義。但也有研究中認(rèn)為：傳統(tǒng)的非圓角淬火工藝下會導(dǎo)致曲軸淬火區(qū)與非淬火區(qū)交界位置產(chǎn)生失衡且反向的應(yīng)力關(guān)系，并對疲勞強度造成不良影響。因此，在引入中頻淬火工藝的過程當(dāng)中，需要盡量選擇圓角淬火工藝，達(dá)到滿意的處理效果。
2.2等溫淬火工藝對曲軸疲勞強度的影響在球墨鑄鐵曲軸的生產(chǎn)過程當(dāng)中，通過應(yīng)用等溫淬火工藝的方式，能夠使曲軸獲得主要的貝氏體成分，同時還可形成一定的馬氏體組織以及殘余奧氏體組織，力學(xué)性能上具有較高的強度以及韌性水平。已有研究資料中報道，針對受到化學(xué)成分偏離影響而造成球墨鑄鐵曲軸疲勞強度的不足的問題，通過應(yīng)用等溫淬火工藝的方式，解決了曲軸在熱處理上的質(zhì)量問題。等溫淬火工藝的應(yīng)用除了對改善球墨鑄鐵曲軸疲勞強度水平以外，還對提高曲軸自身耐磨性有重要價值，由此也有效延長了曲軸的使用壽命，綜合效益確切。
2.3氧氮化工藝對曲軸疲勞強度的影響從化學(xué)處理的角度上來說，在球墨鑄鐵曲軸的制造生產(chǎn)工藝中，通過對曲軸進(jìn)行氧氮化處理的方式，能夠使曲軸表面獲得具有高氮特點的化合物層，同時還可形成具有飽和特點的氧擴散層。受到氧成分以及氮成分滲入的影響，使得球墨鑄鐵曲軸表面層的化學(xué)成分發(fā)生改變，與之相對應(yīng)的顯微結(jié)構(gòu)也有了非常顯著的提升趨勢，曲軸整體的耐磨性能以及耏疲勞性能均得到了有效的改善。需要注意的一點是，對于經(jīng)過氧氮化處理的球墨鑄鐵曲軸而言，其抗疲勞水平的提高很大程度上會受到氧化層擴散水平的影響，在氮化處理后快速冷卻，并在擴散層中形成飽和固溶體，或是形成高水平的殘余壓應(yīng)力都能夠促進(jìn)疲勞強度的提高。正是由于在氧氮化工藝處理下，曲軸表面能夠形成較深的擴散層，故而對延長球墨鑄鐵使用壽命也有相當(dāng)重要的意義與價值。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞：氣相色譜，脲醛呋喃樹脂，氮含量測定
脲醛呋喃樹脂是呋喃樹脂系列產(chǎn)品中的一種，是自硬呋喃樹脂砂中應(yīng)用范圍最廣、應(yīng)用量最大的一類樹脂。它是糠醇和尿素甲醛的反應(yīng)產(chǎn)物，其耐熱性、耐水性、耐化學(xué)腐蝕性極強，對酸、堿、鹽和有機溶液有優(yōu)良的抵抗力。脲醛呋喃樹脂的一個重要用途是在機械工業(yè)的鑄造工藝中作砂芯粘結(jié)劑，特別適用于大規(guī)模的、大批量的機械制造，如航空、汽車、內(nèi)燃機、柴油機、縫紉機等的生產(chǎn)[1-3]?？筛鶕?jù)不同要求生產(chǎn)不同含氮量的呋喃樹脂，以滿足鑄鋼、鑄鐵和其他有色金屬鑄造工藝的要求。在一定范圍內(nèi)，隨著含氮量增加，以脲醛呋喃樹脂配制的自硬砂的常溫強度相應(yīng)提高。實踐證明,用含氮量13%的樹脂配制的自硬砂，其高溫強度只有含氮量為7%～8%的樹脂的1/2左右[4]。而脲醛呋喃樹脂中的含氮量，一般采用克氏定氮法[4]，方法繁瑣，費時較長，不利于快速分析的要求。
本文利用氣相色譜法對脲醛呋喃樹脂中氮的含量進(jìn)行了分析，并建立了測定方法。該方法簡捷、快速、重現(xiàn)性好、準(zhǔn)確度高，克服了常規(guī)法的繁瑣不便，可很好地滿足快速分析的要求。
1. 實驗部分
1.1 儀器與試劑
GC-910F氣相色譜儀（上?？苿?chuàng)色譜儀器公司）；TCD(熱導(dǎo)池檢測器)；2.1mm×1.5m不銹鋼柱（內(nèi)填四乙烯五銨/403載體）。呋喃樹脂“標(biāo)樣”為用化學(xué)法測得氮含量的樹脂樣品，所用其他試劑均為分析純試劑。
1.2 色譜條件
載氣(H2)0.05MPa；進(jìn)樣口溫度310℃，柱溫105℃，檢測溫度115℃。
1.3 實驗方法
1.3.1 定性分析：采用已知樣保留值對照法，確定被測樣品中確有氨峰（tR = 0.30 min）?？萍颊撐?。
1.3.2 定量分析：在10mL容量瓶中，分別用移液管移取5.00mL樹脂標(biāo)樣 (1#-5#)，加入20%NaOH水溶液至刻度，搖勻待用?？萍颊撐?。在1.2色譜條件下進(jìn)樣1.5μL，用外標(biāo)法計算，繪制工作曲線。
2 結(jié)果與討論
2.1 定性分析
按1.2色譜條件分別實驗了氨水(A)、水(B)、20%NaOH + Na2SO4水溶液(C)、20%NaOH + (NH4)2SO4水溶液(D)、20%NaOH + 呋喃樹脂(E)，結(jié)果見表1。
表1 定性分析結(jié)果
拓?fù)鋬?yōu)化 形狀優(yōu)化 精密鑄造 后懸置支架 有限元分析
論文摘要: 本文主要闡述借助于Alatir公司的Hyperworks結(jié)構(gòu)優(yōu)化軟件，對精密鑄造產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，且以對某汽車駕駛室后懸置支架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化為例，著重介紹了拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化在精密鑄造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計上的應(yīng)用方法及功能。事實表明拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化的聯(lián)合應(yīng)用，對精密鑄造產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計起到非常關(guān)鍵的幫助作用，最后通過此軟件對優(yōu)化后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，驗證優(yōu)化后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的強度和剛度。
HyperWorks在精密鑄造產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用
一、引言
在當(dāng)前的汽車工業(yè)中，減輕設(shè)計重量和縮短設(shè)計周期是兩個突出的問題，在傳統(tǒng)的設(shè)計中，由于機械產(chǎn)品機構(gòu)的復(fù)雜性，長期以來主要應(yīng)用經(jīng)驗類比設(shè)計，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作定性分析和經(jīng)驗類比估算，在決定實際結(jié)構(gòu)時，一般都取較大的安全系數(shù)，結(jié)果使得產(chǎn)品都是“傻”、“大”、“粗”，使材料的潛力得不到充分發(fā)揮，產(chǎn)品的性能也得不到充分的把握。所以傳統(tǒng)的汽車設(shè)計思路已經(jīng)不能滿足當(dāng)前設(shè)計的需要。汽車輕量化設(shè)計開始占據(jù)了汽車發(fā)展中的主要地位，它既可以提高車輛的動力性，降低成本，減少能源消耗又能減少污染。但是，簡單的汽車輕量化設(shè)計卻是一把雙刃劍，它在減輕汽車重量的同時，也犧牲了車輛的強度和剛度，甚至對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)壽命也產(chǎn)生影響，在此情況下，有限元分析方法在汽車設(shè)計中的合理應(yīng)用就得到了充分體現(xiàn)，經(jīng)過近幾年的實踐證明，Altair公司的有限元分析技術(shù)以及拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)在汽車行業(yè)獲得了非常成功的應(yīng)用。特別是對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的汽車鑄造結(jié)構(gòu)件，Hyperworks 的有限元分析技術(shù)、拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化技術(shù)的推廣使得材料的潛能及鑄造的優(yōu)勢得到了充分的發(fā)揮。
本文將詳細(xì)介紹利用Hyperworks的拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化技術(shù)對東風(fēng)商用車駕駛室后懸置支架進(jìn)行減重優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用過程。以及如何應(yīng)用Hyperworks驗證改進(jìn)結(jié)構(gòu)后的應(yīng)力和應(yīng)變情況，使該后懸置支架減重優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)能夠滿足產(chǎn)品的使用性能和鑄造工藝性要求。
二、有限元法的概念和優(yōu)化設(shè)計流程確立
2.1有限元法和有限單元的概念
有限元法又稱有限單元法，是結(jié)構(gòu)分析的一種數(shù)值計算方法，它隨著計算機的發(fā)展而應(yīng)運而生，并得到了廣泛應(yīng)用，目前已成為工程數(shù)值分析的有力工具。在實際工程應(yīng)用中，我們首先把CAD模型分割成有限個實體或者殼單元。一般作為實體單元所適合的結(jié)構(gòu)，是具有三維形狀變化的物體，不太適合棒狀、平板狀的物體。實體單元是利用3D-CAD所作好的實體模型，能夠拿來就能作有限元模型處理，這一點非常方便。 但是用實體單元制成的模型，因為節(jié)點數(shù)往往較多在分析時務(wù)必注意計算機磁盤用量和計算時間。
另外從實體單元能夠把三維圖形原封不動地適用于結(jié)構(gòu)分析的模型上這一點來說，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，采用實體單元是很好用的單元。實體單元有六面體、五面體、四面體，在用自動生成的情況下使用四面體較多。從分析精度而言，使用六面體為好，自動生成的三維形狀也有必須限制用于六面體的等等，五面體單元在評價應(yīng)力時盡量不使用此方法為好。殼單元有三角形和四邊形單元，對于板單元盡量使用四邊形單元，對于實體單元盡量使用六面體單元。使用三角形或四面體單元與使用四邊形或六面體單元時相比有使結(jié)構(gòu)增加剛性的模型化傾向。在本文我們所做的駕駛室后懸置支架的優(yōu)化計算中，由于結(jié)構(gòu)和受力狀況的復(fù)雜性，我們采用實體單元與殼單元相結(jié)合的劃分方法。
2.2 確立優(yōu)化設(shè)計流程
在利用Hyperworks軟件做優(yōu)化分析時，通常的流程是首先讀入CAD模型，然后劃分網(wǎng)格，添加邊界條件，設(shè)置優(yōu)化分析模型參數(shù)。優(yōu)化分析模型一般是由目標(biāo)函數(shù)、約束條件、優(yōu)化設(shè)計變量三個方面組成，借助于Hyperworks軟件的OptiStruct模塊，對于后懸置支架的輕量化設(shè)計，在現(xiàn)有的計算機條件下可以很方便的實現(xiàn)。首先，在輕量化分析過程中，一般選取優(yōu)化設(shè)計變量為支架的體積的減少量，然后采用傳統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化方法，將總體的應(yīng)變能作為目標(biāo)函數(shù)。在本次后懸置支架的優(yōu)化分析中，主要采用OptiStruct模塊的拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化。首先，拓?fù)鋬?yōu)化可以獲得一個最佳的結(jié)構(gòu)布局——即最佳的材料分布；然后在這個最優(yōu)結(jié)構(gòu)布局的基礎(chǔ)上按照實際設(shè)計需求形成一個新的設(shè)計方案，并反饋到CAD軟件中，形成新的CAD模型，最后應(yīng)用更仔細(xì)的形狀優(yōu)化工具，同時添加適合鑄造的約束條件，得到最有效的細(xì)節(jié)設(shè)計方案。
圖(1)代表了該后懸置支架的簡單優(yōu)化設(shè)計流程，從最初的模型導(dǎo)入，以及之后的約束條件與目標(biāo)函數(shù)的設(shè)定，同時包括制造工藝參數(shù)的設(shè)定，最后通過形狀優(yōu)化得到的最終設(shè)計方案。
根據(jù)優(yōu)化需求，將三維模型
進(jìn)行非安裝部位的材料填充
導(dǎo)入三維模型
圖（1）拓?fù)渑c形狀優(yōu)化流程圖
三、 有限元模型建立和邊界條件確定
3.1有限元模型建立
3.1.1后懸置支架原始結(jié)構(gòu)分析
由于駕駛室后懸置系統(tǒng)布置方式比較復(fù)雜，整個駕駛室后懸置系統(tǒng)由安裝于浮動橫梁上的左右各一個橡膠緩沖塊支撐，兩個懸置支架對稱的垂直立于車架大梁上，中間用一弧型橫梁連接，在懸置支架的兩側(cè)對稱的布置兩個筒式減震器，而本文所要優(yōu)化分析的后懸置支架是整個系統(tǒng)中受力最為復(fù)雜的關(guān)鍵零件。該零件在原始設(shè)計中，由于整個機構(gòu)的復(fù)雜性，對產(chǎn)品的性能未能充分把握，在進(jìn)行設(shè)計時只能作定性分析和類比估算，確定實際結(jié)構(gòu)時，選擇的安全系數(shù)過大，致使設(shè)計出來的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)過于笨重，粗大，缺乏美觀。另外，由于對實際的受力點未能牢牢把握，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料分布不夠均勻，鑄造工藝性較差。原始結(jié)構(gòu)見圖（2）
圖（2）原始結(jié)構(gòu)模型圖
3.1.2 有限元網(wǎng)格劃分
有限元網(wǎng)格劃分是進(jìn)行有限元優(yōu)化分析至關(guān)重要的一步，有限元分析的精度和效率與網(wǎng)格單元的密度和幾何形狀有著密切的關(guān)系，并且有限元網(wǎng)格劃分的好壞，對后續(xù)數(shù)值計算結(jié)果的精確性有著直接的影響，它不但涉及單元的形狀及其拓?fù)漕愋?、單元類型還有選擇什么樣的網(wǎng)格生成器、網(wǎng)格密度的定義、單元的編號以及幾何體元素等等。所以在實際應(yīng)用中，選擇合理的網(wǎng)格單元對整體模型的分析有重要的影響。根據(jù)上述介紹，結(jié)合后懸置支架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及優(yōu)化分析的要求，對其采用實體單元網(wǎng)格劃分，同時，在非干涉和裝配部位進(jìn)行必要的材料填充；另外，對分析過程中涉及到的弧形橫梁因結(jié)構(gòu)簡單，屬于簡化梁結(jié)構(gòu)，故采用殼單元的劃分方式。
具體網(wǎng)格劃分見圖（3）
后懸置支架
弧型橫梁
圖（3）有限元網(wǎng)格模型
其節(jié)點數(shù)和單元數(shù)見表（1）
表（1）后懸置支架及橫梁的節(jié)點與單元數(shù)
3.2 確定邊界條件及設(shè)置優(yōu)化參數(shù)
3.2.1 確定邊界條件
由于駕駛室后懸置系統(tǒng)是以垂直方式布置，在車輛高速行使時，路面通過懸掛系統(tǒng)傳遞到駕駛室的沖擊，發(fā)動機、傳動系傳遞到駕駛室上的振動，以及側(cè)向減振器所帶來的瞬時沖擊，是我們分析時主要考慮的因素。
計算時考慮駕駛室受垂知方向4G（瞬時），側(cè)向2.5G（穩(wěn)態(tài)）的沖擊，同時對支架底端與車架大梁連接處用螺栓固定，該產(chǎn)品受力工況及約束條件如下圖（4）所示
圖（4）后懸置支架受力工況
3.2.2材料屬性及性能參數(shù)
該后懸置支架采用ZGD410-700制成，其材料參數(shù)如表（2）所示。
表（2） 車身后懸置支架材料參數(shù)
四、拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化
4.1車身后懸置支架的拓?fù)鋬?yōu)化
拓?fù)鋬?yōu)化就是在產(chǎn)品初時設(shè)計階段，利用優(yōu)化計算得到滿足設(shè)計要求的結(jié)構(gòu)外形，并且可以返回到CAD，進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后再利用形狀或尺寸優(yōu)化調(diào)整細(xì)節(jié)，最終得到滿足要求的設(shè)計方案。對于這個后懸置支架的拓?fù)鋬?yōu)化，主要問題是怎樣使支架結(jié)構(gòu)合理布置，以及如何最好的模擬支架所受的垂直載荷和側(cè)向載荷。
在本次拓?fù)鋬?yōu)化過程中，采用后懸置支架與橫梁整體分析，但對后懸置支架單獨優(yōu)化的方式，這樣獲得的結(jié)果更趨近于真實的情況。由于拓?fù)鋬?yōu)化對加強筋及凸緣剛度的敏感性較高，因此在采用傳統(tǒng)的拓?fù)鋬?yōu)化方法，定義設(shè)計變量時，將體積和應(yīng)變能作為目標(biāo)響應(yīng)，設(shè)計空間的體積減少量作為優(yōu)化的約束條件，總體的應(yīng)變能作為最終的目標(biāo)函數(shù)，這里的總體應(yīng)變能不僅包括設(shè)計空間的應(yīng)變能，同時也包括非設(shè)計空間的應(yīng)變能。 最后，根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果云圖，返回CAD模型，結(jié)合精密鑄造工藝，盡可能的凸出筋骨，減少大平面，在遵循實體最小原則下重新進(jìn)行三維設(shè)計造型。優(yōu)化云圖及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案見圖（5）
拓?fù)鋬?yōu)化云圖（一）
拓?fù)鋬?yōu)化云圖（二）
結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
圖（5）拓?fù)鋬?yōu)化云圖和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
4.2 車身后懸置支架的形狀優(yōu)化
根據(jù)以上拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，確定了一個在給定載荷條件下滿足設(shè)計要求的最佳結(jié)構(gòu)布置方案，在此方案的基礎(chǔ)上，對后懸置支架進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化——形狀優(yōu)化，在形狀優(yōu)化中，同時要考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)力和屈曲變形。理論上為了突出筋骨，保持整個結(jié)構(gòu)布置的均勻化，同時減少局部應(yīng)力的集中，我們只對該有限元模型做局部形狀優(yōu)化，如圖（7）所示，這樣就避免整體優(yōu)化時間上的浪費。
圖（7）
為形狀優(yōu)化建立了有限元模型之后，我們要將適合鑄造的工藝參數(shù)、應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)和屈曲要求作為形狀優(yōu)化的設(shè)計約束，將質(zhì)量最小化設(shè)為設(shè)計目標(biāo)函數(shù)，對于應(yīng)力約束，設(shè)計約束不允許該處的最大應(yīng)力超出材料的屈服極限，同時在實際優(yōu)化過程中，該處結(jié)構(gòu)的厚度只能要求向內(nèi)側(cè)移動，高度只能向上移動。最終經(jīng)過形狀優(yōu)化后結(jié)構(gòu)見圖（8）所示：
圖（8）形狀優(yōu)化后最終結(jié)構(gòu)圖
五、結(jié)構(gòu)驗證與對比分析
經(jīng)過拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化，我們最終得到了較為理想的設(shè)計方案，為了驗證該優(yōu)化方案的可靠性，特對此機構(gòu)進(jìn)行有限元分析計算，同時對用傳統(tǒng)的經(jīng)驗類比方法設(shè)計的優(yōu)化方案進(jìn)行分析對比。用傳統(tǒng)經(jīng)驗類比方法設(shè)計的方案如圖（9）
圖（9）傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案
結(jié)合實際受力情況對傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案和拓?fù)鋬?yōu)化方案分別做有限元驗證分析，應(yīng)力云圖見圖（10）
傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案應(yīng)力云圖
拓?fù)鋬?yōu)化方案應(yīng)力云圖
圖（10）方案驗證應(yīng)力云圖
由以上分析可知，傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案最大應(yīng)力高達(dá)726MPa，出現(xiàn)在臺肩處，而拓?fù)鋬?yōu)化方案的最大應(yīng)力雖然達(dá)到576MPa，但是位置出現(xiàn)在弧型橫梁上，與傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案相比，相同位置的最大應(yīng)力由710MPa減少到216MPa。其對比參數(shù)見表（3）：
表（3）優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)性能對比
六、結(jié)束語
經(jīng)過上述優(yōu)化方案的對比，我們可以很清楚的看到，利用傳統(tǒng)的優(yōu)化方式和利用Hyperworks的拓?fù)浜托螤顑?yōu)化方式的差別，雖然重量相差不多，分別下降了35%和35.5%，但是在同種工況作用下，傳統(tǒng)方式優(yōu)化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多處應(yīng)力超出材質(zhì)屈服極限，且最大應(yīng)力達(dá)到了726MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了材料的屈服極限，在使用過程中很容易就發(fā)生斷裂；而采用Hyperworks的拓?fù)浜托螤顑?yōu)化方式優(yōu)化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力只有230MPa，低于所使用材質(zhì)的屈服極限410MPa，且同一部位由傳統(tǒng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的710MPa減少到218MPa，同比強度增加了2.65倍，剛度增加了1.27倍，并且優(yōu)化后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更適合于鑄造工藝。
由上述可知，車身后懸置支架的優(yōu)化設(shè)計驗證了HyperWorks軟件的OptiStruct模塊在精密鑄造產(chǎn)品的成功應(yīng)用，說明了此技術(shù)在工業(yè)制造中具有非常優(yōu)秀的特點，打破了生產(chǎn)單位不能獨立改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的歷史。隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，OptiStruct的優(yōu)化概念將會被越來越多的人接受并有效運用，屆時它將真正成為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師的左膀右臂。
參考文獻(xiàn)
1、張國瑞 有限元法 北京 機械工業(yè)出版社 1991
2、劉惟信 機械最優(yōu)化設(shè)計（第二版） 北京 清華大學(xué)出版社 1994
一、選題意義:
1、理論意義:(1)學(xué)習(xí)模具設(shè)計的一般方法，了解和掌握常用模具整體設(shè)計、零部件的設(shè)計過程和計算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計和計算的能力.
(2)綜合運用熱鍛模課程和其它有關(guān)選修課程的理論及生產(chǎn)實踐的知識去分析和解決模具設(shè)計問題，并使所學(xué)專業(yè)知識得到進(jìn)一步鞏固和深化.
(3)通過計算和繪圖，學(xué)會運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)模具設(shè)計的基本技能
(4)可以掌握鍛造工藝，熟悉各種鍛造各種鍛造設(shè)備，熟悉掌握計算機操作以及了解deform軟件的應(yīng)用，并具有機械設(shè)計及制造等綜合知識.
2、現(xiàn)實意義:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)，新工藝，新設(shè)備，新材料不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步提高鍛件的性能指標(biāo);同時縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位.
鍛造是一種借助工具或模具在沖擊作用下加工金屬機械零件或零件毛坯的方法.鍛件的最大優(yōu)勢是韌性高、纖維組織合理，件與件之間性能變化小;鍛件內(nèi)部質(zhì)量與加工歷史有關(guān)，不會被任何一種金屬加工工藝超過.
鍛件的優(yōu)勢是由于金屬材料通過塑性變形后，消除了內(nèi)部缺陷，如鍛(焊)合空洞，壓實疏松，打碎碳化物，非金屬夾雜并使之沿變形方向分布，改善或消除成分偏析等，得到了均勻、細(xì)小的低倍和高倍組織.而鑄造工藝得到的鍛件，盡管能獲得較準(zhǔn)確的尺寸和比鍛件更為復(fù)雜的形狀，但難以消除疏松、空洞、成分偏析、非金屬夾雜等缺陷;機械加工方法獲得的零件，尺寸精度較高，表面光滑，但金屬內(nèi)部流線往往被切斷，容易造成應(yīng)力腐蝕，承載拉壓交變應(yīng)力的能力較差.
這幾年，我國火車不斷提速，動車、高鐵相繼投入運營，這也代表著以后的發(fā)展方向，這要求我們必須保證火車導(dǎo)軌的安全可靠行，為保證高速列車運行的平穩(wěn)性和旅客的舒適性，高速鐵路的平順性是很重要的指標(biāo)，國外高速鐵路采用斷面尺寸公差和平直度要求很高的長定尺鋼軌并焊接成超長無縫線路.接頭作為連接導(dǎo)軌的關(guān)鍵部件起著至關(guān)重要的作用.
模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，性能良好的鍛造設(shè)備是提高鍛造生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的鍛模模需要高精度高自動化的鍛造設(shè)備相匹配.為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前鍛造設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械手乃至機器人的大量使用，使鍛造生產(chǎn)效率得到大幅度的提高，各式各樣的鍛造自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用.
二、課題關(guān)鍵問題及難點
本課題以鍛造工序的數(shù)目確定、預(yù)成形設(shè)計為重點，對比不同形狀預(yù)制坯的成形過程，給出了合理的制坯工序布排和設(shè)計，實現(xiàn)了一火鍛造.同時，開發(fā)了封閉飛邊閉式鍛造預(yù)鍛工序，提高了材料利用率.最后，對鍛造過程進(jìn)行了三維有限元模擬，在40mn熱模鍛壓力機上進(jìn)行了試驗和試生產(chǎn)，模擬和試驗結(jié)果證明鍛造設(shè)計符合生產(chǎn)要求.該鍛件形狀復(fù)雜，材料分布非常不均勻，其鍛造工序編排和模具設(shè)計難度更大.
本課題的難點在于應(yīng)用三維繪圖軟件和deform軟件對其進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析，通過軟件規(guī)范初設(shè)數(shù)據(jù)并反復(fù)進(jìn)行修改，直到得到最優(yōu)的設(shè)計方案..
三、調(diào)研報告(或文獻(xiàn)綜述)
我國的經(jīng)濟(jì)體制發(fā)生了根本的變化，由過去的計劃經(jīng)濟(jì)過度到現(xiàn)在的市場經(jīng)濟(jì).鍛壓生產(chǎn)雖然生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料和機械加工工時;但生產(chǎn)周期較長，成本較高，處于不利的競爭地位.鑄造、焊接、機械加工豆加入了競爭.鍛造生產(chǎn)要跟上當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需不斷改進(jìn)技術(shù)，采用新工藝、新技術(shù)，進(jìn)一步提高鍛件的性能指標(biāo);同時要縮短生產(chǎn)周期，降低成本，使之在競爭中處于優(yōu)勢地位.模具的技術(shù)水平明顯有了提高，一些國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的性能已接近國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，但由于我國起步晚，許多模具不得不依賴進(jìn)口，與發(fā)達(dá)國家相比差距還非常大.
當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對鍛壓技術(shù)本身的完善和發(fā)展有著重大的影響，這主要表現(xiàn)在一下幾個方面:
1. 對機械零件的性能要求更高.現(xiàn)代交通工具如汽車、飛機、機車的速度越來越高，負(fù)荷越來越大.出更換強度更高的材料外，研究和開發(fā)新的鍛造技術(shù).挖掘原有材料的潛力也是一條出路.
2 .模具計算輔助設(shè)計、制造與分析(cad/cam/cae)的研究和應(yīng)用將極大地提高模具制造效率，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計與制造技術(shù)實現(xiàn)一體化.
3. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化、機械化及專業(yè)化自動生產(chǎn).
4. 工藝分析計算的現(xiàn)代化.它將與現(xiàn)代數(shù)學(xué)、計算機技術(shù)聯(lián)姻，對加工零件進(jìn)行計算機模擬和有限元分析，達(dá)到預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性與成形過程中可能會發(fā)生的問題，供設(shè)計人員修改和選擇.
目前鍛造業(yè)面臨的問題大概可以歸納為一下幾個方面:
1.裝備水平低，其主要表現(xiàn)是設(shè)備老化、精確度低.
2.管理體制亟待理順，生產(chǎn)廠點過多，力量分散.
3.機械制造廠家封閉式經(jīng)營生產(chǎn)，是產(chǎn)品缺乏競爭力.
4.科學(xué)研究投入少，接受新技術(shù)新工藝遲緩，其結(jié)果導(dǎo)致搞科研也搞生產(chǎn)，生產(chǎn)廠家的問題無人去解決.
四、參考文獻(xiàn)
【1】姚澤坤主編. 鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計 西北工業(yè)大學(xué)出版社 XX.6
【2】盧秉恒. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 機械工業(yè)出版社，1999.8
【3】王先奎. 機械制造工藝學(xué). 北京:機械工業(yè)出版社，XX
【4】吳宗澤 機械零件設(shè)計手冊. 北京:機械工業(yè)出版社，XX.4
【5】鄭家驤 劉永田. 畫法幾何與機械制圖. 內(nèi)蒙古科技出版社，XX.8
【6】鍛壓手冊(設(shè)備) 北京:機械工業(yè)出版社，XX
【7】鍛模設(shè)計手冊 北京:機械工業(yè)出版社，1991
五、研究內(nèi)容及確定方案各步驟
1、研究內(nèi)容:
(1)模具整體方案設(shè)計，包括零件的工藝分析、設(shè)計繪制鍛件圖、模具類型的確定、確定變形工步及中間坯料尺寸，壓力中心計算、壓力機選擇、計算原坯料尺寸的確定等;
(2)模具整裝配圖和模具主要零件的設(shè)計;
(3)編寫設(shè)計畢業(yè)論文
2、基本設(shè)計方案
本零件是屬于大型鍛件，首先根據(jù)相關(guān)尺寸確定其鍛造工步，通過計算/r以及h/d的相關(guān)數(shù)值， 基本步驟設(shè)計如下:
1、計算毛坯尺寸
2、選擇成型設(shè)備及其參數(shù)
3、用deform模擬軟件進(jìn)行有限元模擬并分析缺陷并加以改進(jìn)
4、模具工作部分尺寸的計算
5、模具的總體設(shè)計
6、下料
7、加熱
8、彎曲
9、預(yù)鍛
10、終鍛
11、切邊
六、進(jìn)度安排
第5-6周 畢業(yè)實習(xí)，撰寫實習(xí)報告
第7-8周 寫出不少于3000字的文獻(xiàn)綜述;根據(jù)參考文獻(xiàn)和課題要求，提出自己擬定的可行方案;
第9-10周 寫出開題報告，開題;進(jìn)行總體設(shè)計
第11-12周 外文文獻(xiàn)翻譯，完成詳細(xì)方案設(shè)計
第13-14周 完成結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
關(guān)鍵詞：認(rèn)識實習(xí)；專業(yè)課教學(xué)；相結(jié)合；教學(xué)模式；實踐
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）04-0039-02
認(rèn)識實習(xí)是高等工科院校教學(xué)中的一項重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。認(rèn)識實習(xí)的形式是帶領(lǐng)學(xué)生到工廠去參觀了解工業(yè)生產(chǎn)過程和狀況，了解產(chǎn)品的制備和加工工藝及主要設(shè)備。其目的是讓學(xué)生通過認(rèn)識實習(xí)，了解專業(yè)知識在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用，了解所學(xué)專業(yè)的社會地位、作用及發(fā)展趨勢，以此增強專業(yè)學(xué)科范圍的感性認(rèn)識，通過將學(xué)過的基礎(chǔ)課程與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，形成初步的專業(yè)概念，為學(xué)習(xí)技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課奠定基礎(chǔ)。同時認(rèn)識實習(xí)對教師深化課堂教學(xué)，提高專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量有很大幫助。
我校材料學(xué)專業(yè)所涉及的專業(yè)方向多，專業(yè)課內(nèi)容廣，包括鋼鐵冶金、鑄造工藝、壓力加工、焊接工藝、金屬熱處理和表面處理、玻璃工藝和陶瓷工藝等，因此也希望認(rèn)識實習(xí)所參觀的內(nèi)容盡可能豐富，以便學(xué)生對不同專業(yè)學(xué)科都有一定的感性認(rèn)識，也有利于學(xué)生選擇專業(yè)方向。
一、認(rèn)識實習(xí)面臨的困難
目前認(rèn)識實習(xí)同生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等其他實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)一樣，面臨許多問題和困難。具體表現(xiàn)為如下幾方面。
1.難以建立穩(wěn)定的實習(xí)基地。隨著計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變以及人們思想觀念的變化，工廠和企業(yè)越來越不愿意接受學(xué)生實習(xí)。并且，近幾年來學(xué)生人數(shù)因擴招而大量增加，同時為適應(yīng)市場需求設(shè)立的新專業(yè)也要求建立新的實習(xí)基地，凸顯了實習(xí)教學(xué)基地不夠的困境。
2.實習(xí)經(jīng)費緊張。學(xué)校撥給學(xué)生的實習(xí)經(jīng)費較少，很難滿足不斷增長的實習(xí)交通費和繳給企業(yè)的實習(xí)費等支出。因此，實習(xí)時間和實習(xí)質(zhì)量難以保證。
3.教師的指導(dǎo)能力與現(xiàn)階段培養(yǎng)人才的要求有些不相適應(yīng)。目前學(xué)校對教師隊伍的學(xué)歷結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)強調(diào)較多。近幾年由于擴招補充了許多年輕教師，其中大多年輕教師從學(xué)校中走出來就直接投入到理論教學(xué)和實踐教學(xué)中，從總體上說教師理論水平是較高的，但是缺少企業(yè)和社會實踐經(jīng)驗，實踐能力較欠缺。
二、認(rèn)識實習(xí)教學(xué)現(xiàn)狀和實習(xí)過程中存在的一些問題
一直以來，材料學(xué)專業(yè)的認(rèn)識實習(xí)都是采取參觀的形式進(jìn)行，先由實習(xí)指導(dǎo)老師聯(lián)系好實習(xí)單位，然后帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)，聽企業(yè)的部門負(fù)責(zé)人講解企業(yè)的發(fā)展歷史、發(fā)展前景，主要的產(chǎn)品及其經(jīng)濟(jì)效益等，最后由生產(chǎn)技術(shù)員帶領(lǐng)實地參觀生產(chǎn)車間，講解產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備。
1.由于認(rèn)識實習(xí)之前學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)專業(yè)知識，參觀時學(xué)生很難分清參觀的重點，不清楚什么是該記的，什么是該了解的，再加上所看到的多是些局部工藝或設(shè)備，學(xué)生很難對產(chǎn)品整個生產(chǎn)加工過程樹立起整體的概念。實習(xí)形式僅僅是跟工程技術(shù)人員走馬觀花，看熱鬧而不是看門道，無法達(dá)到實習(xí)的目的。
2.由于實習(xí)學(xué)生較多，實習(xí)場所空間大多較為緊湊，加上多數(shù)參觀都處于設(shè)備運行期間，機器噪聲很大，在參觀的過程中，只有在技術(shù)人員和指導(dǎo)教師身邊的少數(shù)同學(xué)可以聽清講解，大多學(xué)生無法聽清、聽懂老師在現(xiàn)場所講解的內(nèi)容，更談不上與工程技術(shù)人員進(jìn)行交流。
3.實習(xí)時間比較集中，往往是幾個企業(yè)的參觀在一周內(nèi)就完成了。因此學(xué)生在實習(xí)時除了對車間的工作環(huán)境有感性認(rèn)識外，對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程不能較好地結(jié)合理論教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行理解。這種講授和實習(xí)分離的教學(xué)實踐方式很難將理論和實踐有機地結(jié)合起來。沒有很好地體現(xiàn)實習(xí)在工程意識教育中的作用，也沒有體現(xiàn)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)和課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的有機結(jié)合。
4.實習(xí)內(nèi)容簡單。由于是認(rèn)識實習(xí)，學(xué)生到企業(yè)去只能看，而且實習(xí)安排的一些企業(yè)或生產(chǎn)車間生產(chǎn)過程有相似之處，只是生產(chǎn)的產(chǎn)品、設(shè)備的先進(jìn)程度等方面不同，學(xué)生到第一個企業(yè)可能有一點新鮮感，多去幾個企業(yè)參觀的話，可能就會失去興趣，使教學(xué)效果大打折扣。
三、認(rèn)識實習(xí)與《材料工程基礎(chǔ)》課程相結(jié)合的教學(xué)實踐
1.“材料工程基礎(chǔ)”課程特點及教學(xué)現(xiàn)狀。“材料工程基礎(chǔ)”是材料科學(xué)與工程學(xué)科的主干基礎(chǔ)課程，與認(rèn)識實習(xí)開設(shè)在同一個學(xué)期。該課程著重論述了金屬材料、陶瓷材料、有機高分子材料和復(fù)合材料的生產(chǎn)制備、成形加工、材料改性的理論和方法，討論了各工程領(lǐng)域所涉及的基本專業(yè)技術(shù)知識與工程技術(shù)基本原理和方法。“材料工程基礎(chǔ)”課程是實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，與企業(yè)生產(chǎn)密切相連，該課程對于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力、以及一定的工程應(yīng)用基礎(chǔ)能力具有重要的作用。
然而，目前很多高校在《材料工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)上采取以傳授知識為主的課堂中心教學(xué)模式，這種以理論教學(xué)為主，實驗教學(xué)以及工程方面的訓(xùn)練較少的教學(xué)模式，造成學(xué)生學(xué)習(xí)比較被動，很難將材料制備和加工等基本原理和方法與生產(chǎn)的具體實踐過程相聯(lián)系。使學(xué)生在該門課程學(xué)習(xí)過程中，仍然不能根據(jù)工件的使用要求，有效選擇材料的制備方法和成形工藝，缺乏解決實際工程問題的能力，造成理論和實踐脫節(jié)的弊端。
2.認(rèn)識實習(xí)與《材料工程基礎(chǔ)》理論課教學(xué)一體化教學(xué)模式的改革和實踐。我們結(jié)合認(rèn)識實習(xí)和《材料工程基礎(chǔ)》的特點和問題，將認(rèn)識實習(xí)與“材料工程基礎(chǔ)”課程相結(jié)合，嘗試了理論課和認(rèn)識實習(xí)實踐教學(xué)一體化教學(xué)模式的改革，具體實踐如下：①加強理論教學(xué)和認(rèn)識實習(xí)的結(jié)合，采用邊實習(xí)邊進(jìn)行理論教學(xué)的模式，有效延長學(xué)生在企業(yè)實習(xí)的時間。在認(rèn)識實習(xí)的時間、內(nèi)容和方式上作了較大的調(diào)整和改革，將實習(xí)貫穿在整個課程的過程中，根據(jù)課程講述的內(nèi)容和進(jìn)度，安排實習(xí)單位。一方面一部分教學(xué)內(nèi)容可搬到生產(chǎn)現(xiàn)場去，使學(xué)生帶著問題實習(xí)。另一方面通過撰寫實結(jié)，及時將心得和發(fā)現(xiàn)的問題反饋給老師，將現(xiàn)場的工藝方法通過課堂的討論和理論教學(xué)密切地聯(lián)系起來。這樣既可以加深學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)造力；又可以使教師不斷地更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方式，使教學(xué)達(dá)到傳授知識和培養(yǎng)能力相結(jié)合的目的。②根據(jù)企業(yè)特點，將實習(xí)企業(yè)工程生產(chǎn)環(huán)節(jié)和課程的教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合編寫實習(xí)指導(dǎo)書，進(jìn)一步精選實習(xí)教學(xué)內(nèi)容，以期在有限的實習(xí)期內(nèi)達(dá)到最佳的實習(xí)教學(xué)效果。實習(xí)教學(xué)應(yīng)該根據(jù)專業(yè)特點，讓學(xué)生帶著問題和任務(wù)參觀，再帶著疑問和感想回到課堂上來進(jìn)行討論，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，使教學(xué)達(dá)到理論和實踐相結(jié)合的目的。實習(xí)計劃和方案的制定要保證良好的實習(xí)質(zhì)量和效果。第一、實習(xí)計劃的內(nèi)容要充分體現(xiàn)教學(xué)計劃的目標(biāo)，反映教學(xué)計劃的整體原則。第二、實習(xí)計劃的制定和實習(xí)步驟的實施，要兼顧各個方面，不能顧此失彼，教學(xué)安排應(yīng)按照課程的內(nèi)在聯(lián)系，由淺入深，由易到難進(jìn)行。③充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段，積極探索多種實習(xí)模式。在實習(xí)前為學(xué)生播放視頻學(xué)習(xí)資料，運用電視教學(xué)手段保證學(xué)生去現(xiàn)場參觀，之前對所要參觀的內(nèi)容有一個系統(tǒng)的了解。例如，在到長安集團(tuán)實習(xí)之前我們播放了“寶馬制造過程”和“超級工廠-法拉利”視頻資料，使學(xué)生對汽車的構(gòu)造、引擎的生產(chǎn)過程、車身的制造和噴涂工藝等都有了一個比較全面和感性的認(rèn)識，克服了參觀過程中看到的多是些局部工藝或設(shè)備，學(xué)生很難對產(chǎn)品整個生產(chǎn)加工過程樹立起整體概念的弊端，改善了實習(xí)效果。實習(xí)和教學(xué)過程中，播放鋼鐵冶金、鑄造、壓力加工、焊接、熱處理和玻璃成型等方面的影像資料，再進(jìn)一步詳細(xì)講解某加工工藝過程。例如“砂型鑄造”、“模型鍛造”、“摩擦焊”、“高速鋼熱處理”以及“玻璃管拉制成形”等視頻，加深了學(xué)生對內(nèi)容的理解和對材料工程的認(rèn)識。另外，根據(jù)專業(yè)和實習(xí)環(huán)節(jié)特點，利用本院實驗室和模具中心資源，加強校內(nèi)實習(xí)基地建設(shè)，解決實習(xí)經(jīng)費不足，校外實習(xí)基地看多動少的缺陷。④認(rèn)識實習(xí)考核方式的改革。實習(xí)考核采取實習(xí)報告和小論文的形式。根據(jù)實習(xí)內(nèi)容撰寫實習(xí)報告，總結(jié)實習(xí)內(nèi)容和心得，使學(xué)生將金屬材料的制備、加工、熱處理和表面改性等方面的內(nèi)容有機地結(jié)合起來，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。結(jié)合《材料工程基礎(chǔ)》的課程教學(xué)，撰寫小論文，教師給出題目讓學(xué)生通過分組和合作，查閱相關(guān)資料，做有關(guān)材料工程方面的論文和報告。引導(dǎo)學(xué)生如何從價值工程的角度和從環(huán)境角度思考選擇材料、選擇制備和加工工藝。培養(yǎng)學(xué)生掌握學(xué)科最新發(fā)展動態(tài)和開拓知識的能力，鍛煉了學(xué)生快速有效地獲取并分析材料信息資源，綜合運用材料知識撰寫科技論文的能力。
在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的新世紀(jì)，不斷強化實習(xí)教學(xué)是一件刻不容緩的事情，雖然我們在認(rèn)識實習(xí)方面，特別在企業(yè)實習(xí)和課堂教學(xué)相促進(jìn)方面做了一定的改革和嘗試，然而在實習(xí)教學(xué)工作中還需對教學(xué)和實踐的效果進(jìn)行總結(jié)和改進(jìn)，如進(jìn)一步完善教材和實習(xí)指導(dǎo)書、提高師資隊伍實踐能力，進(jìn)一步提高認(rèn)識實習(xí)的質(zhì)量等方面還有很多工作要做。只有根據(jù)新形勢下實習(xí)教學(xué)的特點，切實抓好實習(xí)教學(xué)工作，不斷改革實習(xí)教學(xué)的內(nèi)容和方法，提高實習(xí)教學(xué)質(zhì)量，這樣才能培養(yǎng)出綜合素質(zhì)全面適應(yīng)社會需求的綜合型人才。
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關(guān)鍵詞：產(chǎn)學(xué)研;應(yīng)用型本科人才;創(chuàng)新能力
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）33-0032-02
南京工程學(xué)院經(jīng)過近百年的辦學(xué)歷程，如今已成為一所以工學(xué)為主的高等工程應(yīng)用型本科院校，著力發(fā)展應(yīng)用型本科教育，不斷深化教育教學(xué)改革，努力推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，形成了“學(xué)以致用”的辦學(xué)理念和校企合作、產(chǎn)學(xué)研相融、注重實踐的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的鮮明特色。應(yīng)用型本科要求學(xué)生必須具有較為寬廣的理論基礎(chǔ)和可供廣泛遷移的知識平臺，具有持續(xù)發(fā)展的潛能和不斷創(chuàng)新的能力。因此，培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的創(chuàng)新能力就成為值得研究的課題。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不僅是應(yīng)用型本科發(fā)展的必由之路，而且是培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用型本科人才的必由之路[1]。就目前情況來說，學(xué)校和產(chǎn)業(yè)、學(xué)校和社會脫節(jié)的現(xiàn)象還比較嚴(yán)重。學(xué)校一般對地方產(chǎn)業(yè)研究不夠，教師也不太注重從社會和產(chǎn)業(yè)的需要來改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，那么培養(yǎng)出來的學(xué)生顯然缺乏實踐性和創(chuàng)新意識。而在產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的平臺上，利用學(xué)校和社會兩種教育環(huán)境，合理安排理論課程學(xué)習(xí)與社會實踐，使人才培養(yǎng)方案、教學(xué)內(nèi)容和實踐環(huán)節(jié)更加貼近社會發(fā)展的需求，可以有效促進(jìn)學(xué)生實踐能力和整體素質(zhì)的提高[2]。而且學(xué)生依托產(chǎn)學(xué)研，可以直接參與應(yīng)用科學(xué)研究，從而培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)研究和創(chuàng)新創(chuàng)造的濃厚興趣，增強他們的感性認(rèn)識。同時在科學(xué)研究中，一方面，學(xué)生可以根據(jù)自身知識結(jié)構(gòu)特點而努力改變自己的學(xué)習(xí)狀況;另一方面，學(xué)生可以嘗試到研究的快樂，而有利于創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。但如何在產(chǎn)學(xué)研的過程中，切實提高人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，一直是教育工作者探索的問題，本文對此作了一些粗淺的探討。
一、創(chuàng)新應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式
應(yīng)用型人才的概念是相對于專門學(xué)術(shù)研究型人才提出的，它不以學(xué)術(shù)型、研究型的精英教育為取向，而以適應(yīng)用人單位需求為目的，面向基層和生產(chǎn)第一線，強化實踐能力和動手能力，注重知識的有用性，有創(chuàng)新精神和綜合運用知識的能力，并不一味追求精深的理論知識。而創(chuàng)新人才是指培養(yǎng)的人才要具有更寬的知識結(jié)構(gòu)和更強的自主學(xué)習(xí)能力，不僅具有某種職業(yè)技能，而且具有應(yīng)用知識進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)二次開發(fā)的能力。顯而易見，應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才除了受到系統(tǒng)的大學(xué)通識教育外，既要在創(chuàng)新中應(yīng)用，又要在應(yīng)用中創(chuàng)新。
對于地方應(yīng)用型本科院校而言，深化高等教育改革在客觀上要求培養(yǎng)的人才應(yīng)當(dāng)具備基礎(chǔ)扎實、知識面寬，能力強、素質(zhì)高的特點，尤其要具備較強的應(yīng)用能力。但目前應(yīng)用型本科教育仍以傳統(tǒng)教育觀念為主，重群體輕個體，忽略個性需求，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過深入開展產(chǎn)學(xué)研合作，創(chuàng)新應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式，使學(xué)校人才培養(yǎng)過程全方位融入實際的科研、生產(chǎn)過程之中，提高學(xué)生運用理論知識和技術(shù)解決生產(chǎn)、服務(wù)、管理等方面實際問題的能力，邊學(xué)習(xí)邊實踐，邊實踐邊成才，這是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的最佳途徑。
二、建設(shè)高水平的教師隊伍
培養(yǎng)創(chuàng)新性人才歸根到底要靠一支愛崗敬業(yè)、理論水平高、實踐能力強、結(jié)構(gòu)優(yōu)良的師資隊伍[3]。通過產(chǎn)學(xué)研，學(xué)校可以根據(jù)需要有計劃地派遣教師到企業(yè)及相關(guān)部門掛職鍛煉，參與企業(yè)研發(fā)，提高教師的技術(shù)能力、實踐能力，了解產(chǎn)業(yè)界技術(shù)最新發(fā)展;企業(yè)可以對專職實驗教師進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，努力提高他們的業(yè)務(wù)知識水平和實驗技能;學(xué)?？梢云刚埦哂胸S富工程實踐經(jīng)驗的專家和工程師擔(dān)任兼職教師，承擔(dān)培養(yǎng)學(xué)生、指導(dǎo)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等任務(wù)。這樣就能逐步形成一支既懂專業(yè)理論又具備實踐經(jīng)驗或應(yīng)用技能的師資隊伍，從而保證創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量。
南京工程學(xué)院在“副高職稱評審資格”中把工程實踐經(jīng)歷作為教師的基本要求，通過產(chǎn)學(xué)研平臺，教師進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實踐，有效地保證“工程型”副教授既具有較高的科學(xué)研究水平和學(xué)術(shù)造詣，又具有很強的工程實踐能力、工程設(shè)計能力和工程創(chuàng)新能力。
三、加強實踐教學(xué)
在產(chǎn)學(xué)研合作基礎(chǔ)上，更新實踐教學(xué)內(nèi)容，制定以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線的實踐教學(xué)體系，主要利用學(xué)生綜合實驗周、畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)讓學(xué)生參與到科研及企業(yè)生產(chǎn)中。
首先，加強系列實驗設(shè)計課（包括應(yīng)用性、綜合性、研究性和設(shè)計性實驗），培養(yǎng)學(xué)生的實際操作、動手能力和創(chuàng)造能力[4]。南京工程學(xué)院材料工程學(xué)院材料成型與控制工程專業(yè)根據(jù)鑄造工程師崗位職責(zé)的要求，設(shè)立了鑄造工程師綜合實驗周這一實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它以培養(yǎng)適應(yīng)鑄造企業(yè)的工程應(yīng)用能力為主線，以造型、合金熔煉工藝為重點，以工藝設(shè)計及模擬優(yōu)化、工藝操作、檢測分析等技能訓(xùn)練為主要內(nèi)容。在綜合實驗周內(nèi)，將相關(guān)的鑄造專業(yè)課的有關(guān)內(nèi)容（如鑄造工藝設(shè)計、造型材料性能測定、合金熔煉和處理、合金成分組織分析和性能測試、鑄造設(shè)備使用等）進(jìn)行整合，設(shè)置一系列綜合性和應(yīng)用性實驗，從而為學(xué)生提供更廣闊的理論結(jié)合實際和開拓創(chuàng)新的空間，使學(xué)生具有綜合運用所學(xué)知識，根據(jù)鑄件材質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點對其進(jìn)行造型和熔煉工藝等方面分析的初步能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神，能夠進(jìn)行獨立操作，增強學(xué)生的工程實踐能力，促進(jìn)知識向技能轉(zhuǎn)化。
其次，要加強學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計與生產(chǎn)實際相結(jié)合。南京工程學(xué)院每年都有部分本科生到企業(yè)進(jìn)行校外畢業(yè)設(shè)計，這部分學(xué)生由專業(yè)課教師和企業(yè)的工程技術(shù)人員共同指導(dǎo)，畢業(yè)設(shè)計題目直接來源于企業(yè)的生產(chǎn)實踐，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計的過程中可以了解企業(yè)的生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)工藝、相關(guān)設(shè)備及行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。雖然企業(yè)提供的畢業(yè)設(shè)計題目與學(xué)生專業(yè)相關(guān)，但由于科研項目和許多現(xiàn)場的課題有的涉及學(xué)科的前沿，有的必須綜合應(yīng)用所學(xué)的知識，有的知識在課堂中僅占極小的比例，甚至從來沒有接觸過，這就促使學(xué)生主動地學(xué)習(xí)、吸收新知識。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計的過程中學(xué)會如何發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題、如何利用所學(xué)知識解決工程實際問題，不斷提高自己的創(chuàng)新意識和實踐能力。另外，在這一過程中學(xué)生可能還要與生產(chǎn)人員溝通、請教，因此學(xué)生的溝通、協(xié)調(diào)和團(tuán)隊合作能力也會有極大的提升[5]。
此外，努力建設(shè)一批校內(nèi)、外實踐教學(xué)基地，特別是校外實踐基地的建設(shè)，它是學(xué)校借助社會力量辦學(xué)以實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)合作的最有效途徑[3]。通過產(chǎn)學(xué)研開展的工程實踐，不再簡單停留在走馬觀花的參觀上，而可以和企業(yè)進(jìn)行全方位的、更深層次合作。如采用讓學(xué)生進(jìn)行頂崗鍛煉、假期實踐、到企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計等方式，使學(xué)生融入企業(yè)，在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題，用所學(xué)知識解決問題，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。
四、改革教學(xué)方法與手段
我國原有的教育模式，過多的強調(diào)了教師在教學(xué)中的主體作用，對學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用重視不夠[6]，而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力一定要改變原有的教學(xué)方式，強調(diào)學(xué)生與教師的雙向交流與互動。教學(xué)中改革以往的“灌輸式”、“一言堂式”或由上至下“傳道授業(yè)解惑”式的教學(xué)而實行開放、探究、合作、啟發(fā)式、討論式教學(xué)，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生積極思考，自主學(xué)習(xí)。教師在授課過程中，可以充分利用產(chǎn)學(xué)研平臺，穿插企業(yè)生產(chǎn)過程中的實際案例，理論聯(lián)系實際，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題，這將有助于學(xué)生對知識的理解，提升學(xué)生的綜合能力，有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng);充分利用現(xiàn)代化的教育技術(shù)和手段，全方位利用圖片、實物、聲音、圖像、電腦軟件和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)制作多媒體課件，廣泛開展多媒體教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果;在產(chǎn)學(xué)研的平臺上，合理安排實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生走進(jìn)企業(yè)，依托科研，切實培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新才能。
五、構(gòu)建以創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的考核評價體系
在現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)形勢下，企業(yè)首先看中的是畢業(yè)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力和運用所學(xué)知識獨立分析和解決問題的能力。因此，為實現(xiàn)應(yīng)用本科人才和企業(yè)需求的無縫對接，在考核評價學(xué)生素質(zhì)時，應(yīng)當(dāng)改變過去僅憑一張試卷成績的做法，考核內(nèi)容既要有理論知識，又要有操作技能，還要有熟練運用所學(xué)知識和技能的綜合能力考核。同時，理論知識的考核也應(yīng)從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力出發(fā)，加大分析創(chuàng)造能力方面的內(nèi)容，豐富考試形式和方法是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的根本保證?？己朔绞匠齻鹘y(tǒng)筆試外，還可以采用口試、操作考試及實驗論文等多種形式，是一種靈活性、開放性的考核評價方式[3];在考核評價的過程中，充分重視企業(yè)技術(shù)人員的參加，綜合他們和專業(yè)教師對學(xué)生綜合素質(zhì)進(jìn)行評價。
六、鼓勵學(xué)生積極參與科學(xué)研究
科研主要是圍繞解決現(xiàn)實問題而展開的，這本身就是一個不斷探索的過程，需要發(fā)揮大學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。通過科研過程，大學(xué)生可以變成一個會思考、會學(xué)習(xí)并把想法逐步變成現(xiàn)實的人[7]。實踐證明，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合為學(xué)生早日接觸科研、接觸實際應(yīng)用提供了廣闊的舞臺， 對培養(yǎng)高質(zhì)量人才具有重要意義。
南京工程學(xué)院每年均開展各級大學(xué)生科技創(chuàng)新項目，這是學(xué)生參與科研的重要平臺，教師可以引導(dǎo)學(xué)生積極申報項目，從而促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)知識的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生的科技意識和創(chuàng)新精神，使學(xué)生完善知識結(jié)構(gòu)，提高實踐能力，縮短了課堂教學(xué)與社會實踐的距離。在這過程中，要完成一個項目，需要學(xué)生具有良好的專業(yè)基礎(chǔ)、實驗技能、眾多的領(lǐng)域和學(xué)科知識的支持，以及團(tuán)隊合作，這對學(xué)生是一個全方位的鍛煉。
總之，應(yīng)用型本科院校產(chǎn)學(xué)研合作立足地方，利用企業(yè)和科研院所的資本資源、技術(shù)資源和人力資源，彌補教育資源的局限性，培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的創(chuàng)新精神和應(yīng)用能力?；诋a(chǎn)學(xué)研的應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)將有助于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，便于企業(yè)解決生產(chǎn)實際問題，便于高校培養(yǎng)出合乎社會需求的應(yīng)用型本科人才，同時有助于教師提高科研及教育教學(xué)水平，有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識，提高學(xué)以致用的能力。
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一是頂崗實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計空間的多樣化,既可與一家企業(yè)合作,也可同時與多家企業(yè)合作,在不同的崗位完成生產(chǎn)性實訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計;二是頂崗實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計的學(xué)生在數(shù)量上集中與分散并存[3]。進(jìn)行柔性頂崗畢業(yè)實習(xí)的目的主要是讓學(xué)生從大學(xué)生活、學(xué)習(xí)中切換到現(xiàn)實社會中去,轉(zhuǎn)變其思想觀念;通過從事一線生產(chǎn)工作,增強崗位意識,培養(yǎng)其社會責(zé)任感和團(tuán)隊協(xié)作精神;通過實踐增強社會經(jīng)驗和工作能力。在知識經(jīng)濟(jì)時代,企業(yè)要生存發(fā)展必須靠人才,工科院校要生存發(fā)展必須靠培養(yǎng)工程實踐能力突出且具有較強競爭力的人才。由此可見,工科本科教育要真正有效地實現(xiàn)其人才培養(yǎng)目標(biāo),既要靠學(xué)校教育,又要靠企業(yè)的實訓(xùn),兩者必須相結(jié)合,缺一不可。柔性頂崗畢業(yè)實習(xí)既培養(yǎng)了學(xué)生的工程實踐能力,又增強了學(xué)生的競爭力,實現(xiàn)社會與學(xué)校的無縫聯(lián)接,降低了企業(yè)的培訓(xùn)成本,真正實現(xiàn)了“雙贏”。
2“柔性頂崗畢業(yè)實習(xí)”校企合作模式的實踐
根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案,河南科技大學(xué)材料成型及控制工程專業(yè)的學(xué)生在最后一個學(xué)期可進(jìn)行14周的頂崗實習(xí),在實習(xí)單位完成畢業(yè)設(shè)計(論文)。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),學(xué)校指導(dǎo)教師確定畢業(yè)實習(xí)設(shè)計題目,企業(yè)安排實習(xí)崗位,并指定指導(dǎo)師傅,采用雙導(dǎo)師制,完成頂崗實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。分散式的頂崗實習(xí)一般由1～3名學(xué)生,企業(yè)安排一名指導(dǎo)師傅,學(xué)校安排一名指導(dǎo)教師。師傅負(fù)責(zé)頂崗實習(xí)計劃的落實,指導(dǎo)教師可通過電話、QQ、E-Mail、定期見面匯報等方式與學(xué)生保持聯(lián)系并進(jìn)行交流,并至少一次赴企業(yè)現(xiàn)場檢查頂崗實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計工作的完成情況。集中式的頂崗實習(xí)一般由8～10名學(xué)生,一名師傅指導(dǎo)3～5名學(xué)生,學(xué)校安排一名指導(dǎo)教師,指導(dǎo)教師在企業(yè)現(xiàn)場指導(dǎo)畢業(yè)實習(xí),并負(fù)責(zé)學(xué)生的安全和實習(xí)考核工作。在以往的教學(xué)管理上,到了第八學(xué)期,部分學(xué)生迫于就業(yè)壓力,四處奔跑找工作,使得畢業(yè)設(shè)計工作無法正常進(jìn)行。通過校企合作,進(jìn)行柔性的頂崗畢業(yè)設(shè)計(論文),使學(xué)生實現(xiàn)高質(zhì)量的就業(yè),同時又利于畢業(yè)設(shè)計工作的順利完成,學(xué)生的專業(yè)能力和社交能力顯著提高;逐步融入企業(yè)文化,員工意識不斷強化,工作態(tài)度明顯轉(zhuǎn)變;頂崗實習(xí)滿足了企業(yè)需求,校企合作取得了突破性進(jìn)展,實現(xiàn)了校企“雙贏”的局面。
3“柔性頂崗畢業(yè)實習(xí)”校企合作模式取得的實效
3.1學(xué)生方面
通過柔性的頂崗畢業(yè)實習(xí),學(xué)生具備了一定的科學(xué)管理技能和生產(chǎn)能力,接受了企業(yè)文化的熏陶,具有較強的員工意識和愛崗敬業(yè)精神。企業(yè)為學(xué)生的畢業(yè)實習(xí)和設(shè)計提供了良好的實訓(xùn)場所,對學(xué)生科研能力和各種實踐技能的培養(yǎng),起到了重要的作用。例如,本專業(yè)學(xué)生在全國鑄造工藝大賽上獲獎一百余人次;在河南省“挑戰(zhàn)杯”競賽上獲獎三十余人次,我校以團(tuán)體總分第三名的好成績榮獲“優(yōu)勝杯”稱號;創(chuàng)建二十多個大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊、一個創(chuàng)新實習(xí)基地和一個國家重點實驗室;團(tuán)隊學(xué)生在國內(nèi)外知名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文一百余篇。3.2學(xué)校方面
專業(yè)教師到企業(yè)指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)和設(shè)計,開展行業(yè)或?qū)I(yè)的社會調(diào)查,了解自己所從事專業(yè)的生產(chǎn)、技術(shù)、工藝現(xiàn)狀和發(fā)展前沿,以便在教學(xué)中及時更新反映生產(chǎn)現(xiàn)場的新科技、新工藝;教師帶著教學(xué)中的一些課題,到企業(yè)去向有豐富實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人員請教,解決技術(shù)難題,提高教學(xué)質(zhì)量。同時,通過校企合作,聘請合作企業(yè)一些業(yè)務(wù)精、水平高的技術(shù)骨干到學(xué)校擔(dān)任相關(guān)專業(yè)技能課程或?qū)嵙?xí)實訓(xùn)課程的指導(dǎo)教師。建設(shè)了“雙師型”教師隊伍,提高了服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的能力。
3.3企業(yè)方面
“柔性頂崗畢業(yè)實習(xí)”的校企合作模式有利于企業(yè)參與人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié),與學(xué)生全面接觸,對學(xué)生的基本素質(zhì)、業(yè)務(wù)能力、團(tuán)隊合作精神、職業(yè)道德等都有比較直觀的了解,能有效挑選優(yōu)秀人才為企業(yè)服務(wù)。另一方面,實習(xí)企業(yè)充分利用學(xué)校在人才、技術(shù)、信息等方面的諸多優(yōu)勢,不斷拓展業(yè)務(wù)領(lǐng)域,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。教師通過指導(dǎo)學(xué)生參與企業(yè)課題研究,也解決了企業(yè)的技術(shù)難題。滿足企業(yè)“零適應(yīng)期”工程技能型人才需求目標(biāo),降低了企業(yè)的二次培訓(xùn)費用。
4“柔性頂崗畢業(yè)實習(xí)”校企合作模式
存在的問題在“柔性頂崗畢業(yè)實習(xí)”進(jìn)行的過程中,也發(fā)現(xiàn)了一些問題,如由于熱加工的生產(chǎn)環(huán)境相對較差,部分學(xué)生怕臟怕累,缺乏工作責(zé)任心和崗位意識,紀(jì)律性和安全意識欠佳;對于分散的實習(xí)和設(shè)計,教師的指導(dǎo)工作存在一定難度;某些企業(yè)訂單多、生產(chǎn)任務(wù)重,對學(xué)生的實習(xí)設(shè)計任務(wù)會產(chǎn)生一定的影響“;零事故率”的實習(xí)設(shè)計目標(biāo)很難實現(xiàn)。針對這些問題,今后應(yīng)積極探討其解決辦法。
5結(jié)語
關(guān)鍵詞：工業(yè)遺產(chǎn)地、城市公共空間、再造、沈陽市鐵西區(qū)
中圖分類號：[F287.2] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，對工業(yè)遺產(chǎn)地進(jìn)行改造是工業(yè)社會向后工業(yè)社會過渡過程中必然經(jīng)歷的過程。工業(yè)遺產(chǎn)地城市公共空間再造是城市更新和美化的重要部分，再造后的公共空間品質(zhì)直接影響著城市的品質(zhì)、品味和城市更新的成敗，更直接影響著市民的生活模式和生活質(zhì)量。工業(yè)遺產(chǎn)地城市公共空間的再造隨著經(jīng)濟(jì)模式、政治體制的變革而不斷變化，新時期有新的城市公共空間，以適應(yīng)新的生活需求。因此，隨著人們思想觀念的變化，生活品味的提高，工業(yè)遺產(chǎn)地城市公共空間再造產(chǎn)生了新的變化。
一．概念解析
1 工業(yè)遺產(chǎn)地
工業(yè)遺產(chǎn)地包括工業(yè)文化遺存中相關(guān)的建筑物以及各類工業(yè)生產(chǎn)、運輸、倉庫等活動的用地，還有與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的其他社會活動場所。它們在生產(chǎn)和使用過程中被烙上了歷史印記，在特定階段和特定時期具有舉足輕重的地位，能體現(xiàn)人們的自我認(rèn)同，寄托豐富的情感，記載人類進(jìn)步的歷史，構(gòu)成了工業(yè)文明的記憶和作為歷史遺產(chǎn)的文化價值。
2 城市公共空間
城市或城市群中，在建筑實體之間存在著一些開放空間體，它們是城市居民進(jìn)行公共活動的開放性場所，為大多數(shù)人服務(wù)。同時，它們又是人類與自然進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交流的重要場所，也是城市形象的重要表現(xiàn)之處。這些開放空間體擔(dān)負(fù)城市的復(fù)雜活動（政治、經(jīng)濟(jì)、文化）和多種功能，它們是城市生態(tài)生活的重要載體，包括城市中的街道廣場、公園、綠地、濱水空間等，具有景觀、商業(yè)、聚會、交通、休閑活動、宗教等功能，具有開放性、整體性、多樣性、動態(tài)性的特點。
3.再造
再造主要有三種意思：重新給與生命，多用于表示對重大恩惠的感激；泛指再生、復(fù)活；重新創(chuàng)建。在本文中“再造”主要是對于指工業(yè)遺產(chǎn)地城市公共空間的重新利用或重新創(chuàng)建。
4 城市公共空間的再造
英國學(xué)者克里夫.芒福汀認(rèn)為城市公共空間是一種“復(fù)雜的、多維度的、動態(tài)的空間。它既包括城市道路、廣場和綠地,也包含必要的社會基礎(chǔ)設(shè)施,如教育、衛(wèi)生、治安等機構(gòu)和擁有行政、司法和立法等職能的建筑也被認(rèn)為是公共空間。”面對存在諸多問題的城市現(xiàn)狀和快速城市化的壓力,城巿更需要通過對公共空間的塑造來改善城市整體環(huán)境。工業(yè)遺產(chǎn)作為城市中被廢棄的生產(chǎn)單位,有著巨大的內(nèi)部和外部空間尺度,本身就具備改造為城市公共空間改造潛力。對于工業(yè)遺產(chǎn)中己有的室外開敞空間,只要增強其對城市的開放性,并作相應(yīng)的景觀處理,作為城市的公共空間就非常適宜;對于原本缺乏室外開敞空間的工業(yè)遺產(chǎn),也可基于所在區(qū)域?qū)Τ鞘泄部臻g的需求量,對工業(yè)建筑采取不同程度的拆除,完成向城巿公共空間的轉(zhuǎn)化。因此,利用工業(yè)遺產(chǎn)完成對城市公共空間的再造,既有必要性又有可行性。
二、城市公共空間的再造分析
1工業(yè)遺產(chǎn)地原有室外開敞空間改造為城市公共空間
工業(yè)遺產(chǎn)地的原工業(yè)舊址，大都是在計劃經(jīng)濟(jì)下形成的。往往獨處與城市一角進(jìn)行封閉式管理，條塊分割，與城市的其他區(qū)域或城市生活嚴(yán)重分離，形成獨特的單位大院式的室外開敞空間，這些由住宅樓圍合形成的空間缺乏與城市生活的必要聯(lián)系，嚴(yán)重影響了居住區(qū)的活力。
在對工業(yè)遺產(chǎn)地進(jìn)行改造、再造成城市公共空間的過程中，我們從兩個方面考慮：一是工業(yè)遺產(chǎn)地外部。改造后的工業(yè)遺產(chǎn)地不再是相對獨立的區(qū)域，而應(yīng)面向城市開放，從城市發(fā)展的角度讓城市居民能夠充分利用經(jīng)過改造的工業(yè)遺產(chǎn)地原有室外開敞空間；二是工業(yè)遺產(chǎn)地本身。要慎重評估該基地的經(jīng)濟(jì)、文化和環(huán)境價值，充分挖掘基地潛力，同時給予合理的開發(fā)和利用。以沈陽市鐵西區(qū)工人村生活館改造為例（圖1.2），政府把原有工人居住區(qū)改造為展覽空間，打破長期以來原有工業(yè)遺產(chǎn)地與城市相對孤立的局面，把工業(yè)遺產(chǎn)地轉(zhuǎn)換為城市的有機組成部分，充分尊重城市整體規(guī)劃，從城市整體發(fā)展的角度探討工業(yè)遺產(chǎn)地的功能定位和空間發(fā)展，注重保護(hù)工業(yè)遺產(chǎn)地在長期的工業(yè)生產(chǎn)過程中形成的、帶有濃厚工業(yè)特色的建筑、空間與環(huán)境，并在改造中使之得以延續(xù)、發(fā)揚（圖3）。
2工業(yè)遺產(chǎn)地原有建筑改造為城市開敞空間
在城市不斷更新的過程中，為適應(yīng)新的城市功能，工業(yè)遺產(chǎn)地的改造通常會根據(jù)所在區(qū)域城市公共空間和性質(zhì)的再次調(diào)整。對于原本建筑密度較大的工業(yè)廠區(qū)，需要對部分工業(yè)建筑以及居住區(qū)進(jìn)行不同程度的拆除以獲取新的城市公共空間，滿足附近居民基本生活的需要。根據(jù)對原工業(yè)建筑拆除程度的不同，其改造手法可分為兩類：①將建筑完全拆除，在原址新建城市公共空間；②將建筑部分拆除，作為景觀元素加以利用。
①將原有建筑完全拆除
以沈陽鐵西萬達(dá)廣場為例。鐵西萬達(dá)廣場是在沈陽工業(yè)大學(xué)原址上改建而成。隨著城市的不斷更新，鐵西區(qū)原有的工廠逐漸被遷走的同時建起了大片的住宅，沈陽工業(yè)大學(xué)原址所在區(qū)域就被改建為居住區(qū)。從城市整體規(guī)劃的角度出發(fā)，同時根據(jù)需要在沈陽工業(yè)大學(xué)原址上建起萬達(dá)廣場。萬達(dá)廣場是城市綜合體集大成者，精準(zhǔn)配比住宅、休閑、娛樂、百貨、酒店、公寓六大城市機能，整合國際商業(yè)資源打造沈城新都市中心，為市民提供高品質(zhì)的生活娛樂空間（圖4）。
②將原有建筑部分拆除
以沈陽鐵西區(qū)重型文化廣場為例。重型文化廣場是在沈重集團(tuán)的原址上改建而成（圖5）。這個企業(yè)無論是過去還是現(xiàn)在都為沈陽乃至全國的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。廣場上的建筑、雕塑、設(shè)施均由原來的廢廠房、舊設(shè)備、舊零件改建而成。該廣場在功能上不僅為市民提供了休閑娛樂的場地，還能在特殊情況下為民眾提供緊急避難的場所。廣場中的1905創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園由原廠舊車間廠房改建而成，保留了老廠房的建筑風(fēng)格、框架結(jié)構(gòu)和部分設(shè)備遺跡，細(xì)節(jié)裝飾也彰顯工業(yè)文化特色。1905創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園為城市提供了藝術(shù)文化信息交流的平臺，可開辦各種大型展覽與活動（圖6）。
3工業(yè)建筑單體改造適應(yīng)城市空間發(fā)展
工業(yè)遺產(chǎn)的改造與再利用，通常涉及到城市中某一區(qū)域的復(fù)興和發(fā)展，因此它必須首先符合城市整體規(guī)劃和更新，其次才是針對建筑單體的具體改造。因此，在城市總體規(guī)劃的背景和前提下，工業(yè)建筑遺產(chǎn)單體的改造與再利用必須與周邊的城市空間相適應(yīng)，而不是一味地為保持所謂的“原真性”而犧牲城市整體層面的利益。沈陽鑄造博物館是由原沈陽鑄造廠改建而成，原廠址占地面積33萬平方米，位于衛(wèi)工北街和北一馬路的交匯處（圖7）。在城市整體規(guī)劃中原廠搬遷至沈陽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，因為具有代表性，能夠體現(xiàn)沈陽工業(yè)傳承的特色，政府決定把原來的翻砂車間舊址保存下來，并改建成一座能夠充分反映沈陽鐵西老工業(yè)基地工業(yè)文脈的博物館。原廠址一間間巨大的廠房，是日偽時期留下的產(chǎn)物，主樓是1937年的建筑，前有高大寬闊的門樓，后有半包圍形的精致花園式天井，是難得一見的日式辦公樓建筑，也是一組罕見的世界工業(yè)建筑群?，F(xiàn)在的沈陽鑄造博物館基本保存了車間的原貌和傳統(tǒng)的鑄造工藝流程，館里很多東西都是以往資源的重新利用（圖8）。當(dāng)年重達(dá)50噸的國內(nèi)同類模型中最大的鋼錠模型，仿佛一個時光隧道的入口，把人們帶進(jìn)鐵西的工業(yè)歷史之中；當(dāng)年的冷渣罐，如今用作養(yǎng)魚缸來裝飾環(huán)境；當(dāng)年用過的燜火窯如今被改建成了小型的放映廳，每個窯內(nèi)可以容納二三十人；而昔日的燜火窯窯車，如今已改成小型演藝舞臺，一架老式的鋼琴和呈弧形的鑄造模件充當(dāng)?shù)淖?，讓這里冷冰冰的鋼鐵工業(yè)氣息沾染上很多藝術(shù)的氣質(zhì)。室外展區(qū)一部鑄鐵書脊的書樣雕塑，頁面上記載著鐵西歷史的由來。水泥地面上烙有各種生產(chǎn)工具、文字以及手印形狀的象征著工業(yè)文化的圖形。還有許多具有標(biāo)志性的工業(yè)設(shè)備及工業(yè)構(gòu)件作為文化景觀融入到場地當(dāng)中(圖9)。
4工業(yè)文明與工業(yè)文化
如今文化和文化遺產(chǎn)的內(nèi)涵和外延都在不斷發(fā)展變化，每個時代人們都應(yīng)在歷史的長河中留下印記，不斷創(chuàng)造新時代的文化遺產(chǎn)。其中工業(yè)遺產(chǎn)無疑也是具有標(biāo)志性的時代記憶，工業(yè)遺產(chǎn)地同時承載著有形的物質(zhì)資源和無形的文化資源。城市的工業(yè)文明是城市的一種特殊語言，城市的老工業(yè)遺產(chǎn)地乃是非傳統(tǒng)的城市空間和景觀之一，是一種工業(yè)景觀，是一種工業(yè)文化。對這些工業(yè)遺產(chǎn)地的開發(fā)不僅要考慮經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是要考慮其歷史文化價值。充分考慮創(chuàng)造和包含工業(yè)遺產(chǎn)地，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要。
結(jié)語
隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人們清楚地意識到工業(yè)遺產(chǎn)地存在的價值，并竭盡全力地保護(hù)它們，以新的方式傳承它們。那些工業(yè)遺產(chǎn)地為城市積淀了文脈，賦予工業(yè)遺產(chǎn)地新的含義，不僅完善了城市功能，也為城市發(fā)展帶來生機。作為建筑師更要提高保護(hù)工業(yè)遺產(chǎn)地歷史文化價值的意識，如何使這些工業(yè)遺產(chǎn)地重新煥發(fā)活力，城市公共空間再造成為城市設(shè)計中的重要課題之一?，F(xiàn)階段，對待工業(yè)遺產(chǎn)地大拆大建的激進(jìn)做法已經(jīng)不能適應(yīng)城市發(fā)展，因此，研究和探討工業(yè)遺產(chǎn)地城市公共空間再造方法，對于城市發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實意義和指導(dǎo)價值。
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