上海交通大學(xué)2016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)院陳濤、陸張吉、潘帥航3位學(xué)生獲評上海交通大學(xué)優(yōu)異學(xué)士學(xué)位論文。

 

    在2016年本科生畢業(yè)設(shè)計（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，推薦了5位學(xué)生參選, 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3位學(xué)生獲此榮譽(yù)。

 

學(xué)生姓名：陳濤

 

指導(dǎo)教師：谷國迎

 

論文題目：基于氣動人工肌肉的軟體操作手設(shè)計與應(yīng)用

 

論文簡介：本論文針對多腔式軟體驅(qū)動器進(jìn)行了深入的分析與探究。利用Abaqus軟體完成對多腔式軟體驅(qū)動器的有限元建模以及仿真。有限元分析中采用網(wǎng)格收斂指數(shù)方法確保有限元分析結(jié)果的收斂性。基于有限元分析方法，本文從定性與定量兩個角度探究了該類驅(qū)動器彎曲角度以及末端作用力受氣壓作用以及驅(qū)動器幾何尺寸變化的影響關(guān)系，并且通過實(shí)驗驗證了有限元分析模型的正確性以及各變量間影響關(guān)系的正確性。借助有限元分析的結(jié)論，本文設(shè)計了兩類基于氣動軟體驅(qū)動器的軟體操作手。第一類軟體操作手由四個多腔式軟體驅(qū)動器組成，實(shí)現(xiàn)抓取功能，尤其適用于抓取脆性大或者表面易受損的物體。第二類軟體操作手采用類人手形狀設(shè)計，輔助指關(guān)節(jié)受損患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，關(guān)節(jié)數(shù)與人手指關(guān)節(jié)相同，每個驅(qū)動器彎曲時最大程度地接近真實(shí)手指彎曲的形狀，從而將驅(qū)動器的彎曲作用力充分作用于手指，提高康復(fù)訓(xùn)練效果，同時以其軟體特性避免了康復(fù)器對 患者造成二次傷害。

軟體操作手-抓取

軟體操作手-康復(fù)

 

 

 

學(xué)生姓名：陸張吉

 

指導(dǎo)教師：習(xí)俊通

 

論文題目：基于移動小車的大型薄板零件輪廓形線測量系統(tǒng)研制

 

論文簡介：船舶工業(yè)的發(fā)展日漸迅猛，目前已發(fā)展成為我國的主要產(chǎn)業(yè)力量之一。其中，船舶加工的質(zhì)量對于船舶工業(yè)的發(fā)展有著極為關(guān)鍵的作用。并且目前對于大型薄板零件的質(zhì)量測量的研究幾近空白。因而本課題旨在研制一款大型薄板零件輪廓形線測量系統(tǒng)，對于船舶用的肋骨、橫梁這類關(guān)鍵性支撐構(gòu)件的制造精度進(jìn)行判定。

測量系統(tǒng)主要由三部分組成：機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及軟件系統(tǒng)。

機(jī)械系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了三方面的功能：移動平臺貼合輪廓側(cè)壁連續(xù)運(yùn)行、激光跟蹤儀靶球跟蹤機(jī)構(gòu)以及磁柵局部位移測量機(jī)構(gòu)。

控制系統(tǒng)主要完成了移動平臺驅(qū)動pid速度閉環(huán)反饋、基于陀螺儀的靶球跟蹤反饋、數(shù)據(jù)采集以及移動平臺和上位機(jī)之間的通訊這四方面的內(nèi)容。

最后軟件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了：與移動平臺的通訊及控制、數(shù)據(jù)存儲及處理以及圖像顯示。

這三部分使廓線測量系統(tǒng)具有了普適性強(qiáng)、測量自動化、快速、精度高的優(yōu)點(diǎn)。通過測量實(shí)驗，得到了系統(tǒng)的測量精度，對于直線側(cè)壁的測量精度可達(dá)2mm，對于肋骨曲線側(cè)壁的測量精度達(dá)3mm。

大型薄板零件輪廓形線測量系統(tǒng)

 

 

 

 

學(xué)生姓名：潘帥航

 

指導(dǎo)教師：張執(zhí)南

 

論文題目：微動界面摩擦行為的分子動力學(xué)模擬

 

論文簡介：本研究以航天器連接部件和活動部件的微動界面為研究對象,針對微動界面及其涂層防護(hù)界面的摩擦行為，開展分子動力學(xué)模擬以及試驗研究（Molecular Dynamics Simulation, MD模擬）。首先,研究了分子動力學(xué)的建模方法和仿真分析流程。然后，利用LAMMPS仿真模擬軟件，實(shí)現(xiàn)了對多組固-固（金剛石-金剛石；金剛石-晶體硅；石墨烯-石墨烯）耦合微動界面摩擦過程的研究，分析了連續(xù)單凸體摩擦接觸過程中完整的摩擦力學(xué)響應(yīng)和摩擦力法向力學(xué)響應(yīng)。研究結(jié)果表明，在航天器工作狀態(tài)下，對于微動界面的摩擦現(xiàn)象，物質(zhì)的聚集形態(tài)、摩擦配副物質(zhì)宏觀硬度差異以及物質(zhì)微觀成鍵作用都會對連續(xù)摩擦過程造成影響，甚至?xí)谀Σ两佑|的間隙（單凸體非接觸狀態(tài)）因為變形回復(fù)、原子界面散布并釋放應(yīng)力而導(dǎo)致較大的力學(xué)響應(yīng)，這樣的力學(xué)響應(yīng)甚至?xí)^其余摩擦接觸狀態(tài)下的力學(xué)響應(yīng)峰值。同時，在連續(xù)摩擦狀態(tài)下，三維固體耦合微動界面的摩擦現(xiàn)象必須關(guān)注摩擦接觸間隙的力學(xué)響應(yīng)特征；而對于石墨烯一類的二維構(gòu)型物質(zhì)，連續(xù)摩擦過程中不再有明顯摩擦間隙，且隨著石墨烯基體由2層增厚到9層，摩擦接觸向完全摩擦接觸過程的過渡時間由4.6 ps縮短到3.0 ps，實(shí)現(xiàn)摩擦響應(yīng)的穩(wěn)定波動。