上海交通大學(xué)2017屆優(yōu)異學(xué)士學(xué)位論文（TOP1%）近日揭曉，機(jī)械與動力工程學(xué)院呂石磊、尹念、張婷婷3位同學(xué)獲評上海交通大學(xué)優(yōu)異學(xué)士學(xué)位論文。

 

        為進(jìn)一步推進(jìn)校企產(chǎn)學(xué)結(jié)合的工程教育模式改革，機(jī)動學(xué)院自2017屆起對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行試點(diǎn)改革，改革后的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)以項(xiàng)目的形式組織實(shí)施，圍繞本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，緊密結(jié)合企業(yè)的實(shí)際研發(fā)需求，協(xié)作解決來自企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用問題。

        在2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評選活動中，機(jī)械與動力工程學(xué)院經(jīng)答辯專家兩次遴選后，從優(yōu)秀項(xiàng)目組中推薦了5位同學(xué)參選,每位同學(xué)在項(xiàng)目組研究工作的基礎(chǔ)上提煉自己的獨(dú)立論文送審。

        學(xué)校從論文的難度、工作量、研究過程、研究結(jié)果以及答辯表現(xiàn)各方面綜合考察學(xué)生素質(zhì), 最終機(jī)動學(xué)院3位同學(xué)獲此榮譽(yù)。

 

學(xué)生姓名：呂石磊

 

指導(dǎo)教師：曹其新

 

論文題目：機(jī)電一體機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊的開發(fā)

 

論文簡介：伴隨著中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和制造業(yè)工業(yè)變革浪潮推進(jìn)，我國機(jī)器人銷量連續(xù)四年世界第一，盡管各級政府、研究部門和相關(guān)企業(yè)發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)放置首位。因受國外機(jī)器人的核心技術(shù)壟斷，自主品牌機(jī)器人銷量只占總銷量的8%。為了能夠突破國外品牌壟斷，進(jìn)行變道超車，打破傳統(tǒng)市場上的機(jī)器人大多采用固定形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)，各成體系的控制系統(tǒng)，以及互不通用不開放現(xiàn)狀。機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)，即用標(biāo)準(zhǔn)集成關(guān)節(jié)的不同組合，構(gòu)建各樣種類的機(jī)器人的研究思路已經(jīng)被越來越多用戶認(rèn)同。

本項(xiàng)目以基于ROS驅(qū)控一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)組件研究目標(biāo)，針對緊湊型、輕量化機(jī)電一體化機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊進(jìn)行了系統(tǒng)研究和實(shí)踐。設(shè)計(jì)一種集機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制、驅(qū)動及通信于一體的模塊化機(jī)器人關(guān)節(jié)單元。

機(jī)電一體機(jī)器人關(guān)節(jié)模塊

 

項(xiàng)目組與指導(dǎo)教師曹其新合影（左三為呂石磊）

 

 

 

學(xué)生姓名：尹念

 

指導(dǎo)教師：張執(zhí)南

 

論文題目：微動摩擦機(jī)理仿真及其試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

 

論文簡介：本文針對微振動摩擦中的常見模型球-面接觸，探究和評估振動頻率、正壓力等外界因素對材料微動磨損性能的影響，設(shè)計(jì)并搭建微動摩擦試驗(yàn)平臺及微動模擬機(jī)構(gòu)，獲取其運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)；同時(shí)，建立基于宏微觀參數(shù)的磨損時(shí)間歷程模型，利用有限元分析和分子動力學(xué)仿真從理論上分析微動摩擦的磨損機(jī)理，掌握微振動條件下的微動磨損規(guī)律及其內(nèi)在本質(zhì)，進(jìn)而建立磨損退化評估模型。本文從理論與試驗(yàn)兩個(gè)層面進(jìn)行微動摩擦磨損的研究，主要工作包括設(shè)計(jì)和開發(fā)微動摩擦試驗(yàn)機(jī)MFFTS-5010，利用有限元法結(jié)合Archard模型研究介觀尺度的磨損，利用分子動力學(xué)模擬方法研究微動摩擦的微觀機(jī)理，并開展試驗(yàn)研究，上述研究工作為探究航天器微動摩擦機(jī)理及其損傷防護(hù)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

微動摩擦試驗(yàn)系統(tǒng)

分子動力學(xué)仿真結(jié)果

尹念與指導(dǎo)教師張執(zhí)南合影

 

 

學(xué)生姓名：張婷婷

 

指導(dǎo)教師：尹俊連

 

論文題目：旋流場氣泡三維形態(tài)演變規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究

 

論文簡介：釷基熔鹽堆運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量氚、氪、氙等危害性極大的放射性裂變氣體，必須進(jìn)行在線實(shí)時(shí)去除。針對液態(tài)熔鹽特殊的性質(zhì)，國際上比較公認(rèn)的是鼓泡脫氣法：在回路中注入特定尺寸的氦氣泡，裂變氣體通過傳質(zhì)進(jìn)入氦氣泡，最后進(jìn)行氣液分離。氣液分離主要是采用旋流分離器，旋流分離器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于確定氣泡在旋流場中的運(yùn)動軌跡，而氣泡的運(yùn)動軌跡又與其形態(tài)密切相關(guān)。因此，獲得旋流場中氣泡三維形態(tài)演變規(guī)律十分必要。

為了獲得旋流場中氣泡的三維形狀，本項(xiàng)目利用虛擬雙目立體視覺三維可視化系統(tǒng)和氣泡智能跟隨升降平臺，對靜水和旋流場中氣泡的運(yùn)動進(jìn)行了拍攝，并編寫相應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)了氣泡三維形狀的重建。靜水中的重建結(jié)果驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)方法和重建算法的可靠性，從旋流分離器中的重建結(jié)果中則首次獲得了氣泡在復(fù)雜旋流場中形態(tài)變化的獨(dú)特規(guī)律：橢球被拉升變扁平，最后發(fā)展到球帽狀和彈頭狀。總結(jié)出的氣泡在旋流場中的三維參數(shù)隨旋流數(shù)、氣泡直徑和雷諾數(shù)的變化規(guī)律，可以為后續(xù)旋流場中氣泡受力模型的改進(jìn)和分離器的進(jìn)一步優(yōu)化提供有力的科學(xué)支撐。

 

張婷婷與指導(dǎo)教師尹俊連合影