机械设计系
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管理成员及职责

系主任   :夏建芳     教授

职责:全面主管设计系教学、科研与学科建设工作。

支部书记:郑志莲

职责:系党建与政治学习工作。

系副主任 :胡小舟 副教授

职责:协助系主任主管系本科课堂教学(含实习教学)、教改工作。

系副主任 :陈思雨     副教授

职责:协助系主任主管系本科实验教学、实验室建设、实验室安全以及科研工作。

基本概况

机械设计系教师35-40人,其中教授8人,副教授13人,高级实验师3人,具有博士学位教师10人。机械设计系办公室、实验室、研究生工作室合计使用面积4000平米左右 。

机械设计系秉承教学为立足之本、科研为立身之源的理念,承担全校机械基础课程教学以及机械设计专业方向课程教学,积极开展在线开放课程、国家精品课程建设。依托学院国家级、省部级科研平台,主持与参与国家级项目、省部级项目以及军工项目,在重型燃气轮机设计与结构失谐影响研究、深海采矿输送设备设计、高速/重载/精密航空齿轮传动设计、血泵设计、水/空航天器以及烧结与冶金工程设备设计等方面形成了稳定的研究方向,并获得了系列成果,多年来属于湖南省机械设计及机械原理理事长单位,且下属机械基础教学实验中心被评为省级实验教学示范中心。

主要学术骨干(按姓氏拼音排序)

陈思雨 胡小舟  申儒林 徐海良 王艾伦  吴波  王青山  夏建芳  徐绍军 杨放琼 云忠 赵先琼

本科教学与实验资源

机械设计系承担的教学课程主要包括:(1)基础教学:工程图学、机械原理、机械设计、机械设计基础、C++程序设计基础与应用;(2)机械设计专业方向:现代设计方法、机械设计方法学、机电产品数字化设计、面向装配的产品设计、有限元法及应用、机械系统动力学、高等机构学、机电产品工程设计专题,着重培养机械设计制造及其自动化专业的机械设计人才。主要教学资源包括:

1.   引导认知平台

1)     机械发展展示柜:采用声光电技术,根据人类社会发展的四个阶段:原始社会、古代、现代和未来,展示机械的发展与未来。

2)     工程图学模型室:拥有教学模型2500多个、教学用挂图20套,约300套测绘仪器与工具。

3)     常用机构运动展示柜:采用声光电技术,展示常用机构的原理、运动特性及其运动调节;

4)     减速器拆装训练:加深学生对减速器及零部件的结构、特点和作用,认知零件关键结构工艺,为能设计合理的减速器打下良好的基础。

2.   基础教学实验平台

1)     速度波动与调节实验台:通过利用传感器、工控机等先进的实验技术手段在线显示机械的周期速度,观察速度波动现象,利用飞轮进行速度波动调节,并通过进行实验结果与理论数据的比较,分析误差产生的原因。

2)     带传动弹性滑动与打滑实验台:采用传感器技术、红外光电测速技术、A/D采集转换技术,采集主动带轮驱动力矩、转速和从动带轮的和阻力矩和转速,绘制滑动曲线和效率曲线,以了解带传动的弹性滑动和打滑对传动效率的影响。

3)     机械动平衡实验台:掌握动平衡实验台的工作原理和操作方法,验证刚性回转件动平衡理论与平衡精度的控制方法。

4)     液体动压轴承实验台:以滑动轴承为对象,测定径向油膜压力,绘制轴承压力分布曲线,仿真其摩擦特性曲线。

5)     滚动轴承综合性能测试分析实验台:左、右滚动轴承座可轴向移动,多个轴向载荷传感器测定单个滚动轴承轴向载荷、总轴向载荷;左、右滚动轴承各装有多个径向载荷传感器,测定并计算滚动轴承径向载荷,从而进行滚动轴承轴向力、径向力联合作用下的轴承组合设计计算。

6)     螺旋传动实验台:采用滑动螺旋传动方式,选配不同参数的矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿螺纹等广泛应用的传动螺纹类型,通过控制器实现螺纹在一定负载下正反运转,测试螺纹转矩、转速,绘制给定螺纹类型、螺纹参数的传动效率曲线图,并验证螺旋传动效率理论计算式的准确性。

3.   机械综合测试、仿真与创意实验台

1)     机械传动性能综合性能测试实验台:采用模块化结构,由不同种类的机械传动装置、联轴器、变频电机、加载装置和工控机等模块组成,学生可以根据选择或设计的实验类型、方案和内容,自己动手进行传动连接、安装调试和测试,进行设计性实验、综合性实验或创新性实验。通过测试常见机械传动装置在传递运动与动力过程中的参数曲线,加深对常见机械传动性能的认识和理解,掌握机械传动合理布置方法。 

2)     机械产品搭接实验台:了解多轴、混合轴传动系统的功能及其应用;掌握多轴、混合轴传动系统中输出轴转速、力矩的计算方法;掌握齿轮传动中转动方向的确定方法;掌握多轴传动系统的安装及校准方法;了解刚性联轴器的类型、安装、校准其应用。

3)     ZBS-C 平面机构创意组合实验台:学生根据平面机构的组成原理,将若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上组成任何平面机构,实现其运动特性,训练学生的工程实践动手能力,培养学生创新意识及综合设计的能力。

4)     ZNH-B平面机构创意组合测试分析实验台:学生根据平面机构的组成原理,将若干个基本杆组依次联接到原动件和机架上组成任何平面机构;在机构适当位置装上测试元器件,测出构件的相关运动参数(线位移或角位移、速度和加速度),掌握机构运动参数的测试技术,并与机构运动理论分析进行对比。

5)     CAD/CAE中心:CAD/CAE实验中心使用面积600平米,拥有高性能计算机200余台与多套大型商业化CAD、CAE软件,承担机械数字化设计、机械数字化加工、计算机软件开发、机械零部件载荷响应等仿真分析。

4.   科学研究实验平台

1)     电封闭齿轮传动测试实验台:采用电机驱动+减速器+发电机三个模块,实现中低转速齿轮传动的振动、噪音、动态传递误差的测量。通过光栅或者磁栅测量机械传动的传递误差,加深对精密传动、齿轮制造误差及修形、安装误差对齿轮传动性能的影响。 

2)     机械封闭齿轮传动测试实验台:采用机械功率封闭方式,实现大功率(>400kW)、高转速(<8000rpm)齿轮传动疲劳持久性能测试,基于此平台可以实现动应力、动态传递误差、齿轮疲劳寿命、齿轮润滑等分析测试研究。

3)     航空发动机附件传动综合实验平台:基于该平台可以实现发动机附件部件的全转速、全功率综合性能测试。实验转速可以达到30000rpm以上,是目前国内高校唯一的航空发动机附件部件级疲劳试验平台。

科学研究

团队1:王艾伦  王青山  申儒林

l  科研方向:

(1)  重型燃气轮机和航空发动机中组合转子动力学特性

(2)  复杂机电系统动力学特性模拟与实验方法

(3)  复杂机械系统振动噪声评估及控制技术研究

(4)  复杂转子系统动力学建模分析及关键技术研究

l  科研项目

l  (1)国家重点基础研究发展计划(973项目):高温服役环境下大型组合转子系统性能退化机理及故障演变规律

l  (2)国家自然科学基金项目:大型机电装备复杂特性的相似模拟研究

l  (3)国家重点基础研究发展计划(973项目):盘式拉杆转子轴承系统的动力学分析理论模型与跨尺度数值分析方法

l  (4)608所合作两机专项子课题:预紧力对端齿连接结构转子动力特性影响研究与验证

l  (5)湖南省科技厅重点项目:节能环保挖藕机关键技术研究及样机试制

l  (6)国家自然科学基金项目:回转类复合材料板壳结构与声腔耦合系统理论建模及声振机理研究项目

l  (7)国防预研项目子课题:****评估技术及方案研究

l  (8)国家高技术船舶科研计划项目子课题:深水半潜支持平台典型结构损耗特性测试及平台结构动力吸振防护设计验证试验

团队2:云  忠  杨放琼  徐绍军 汤晓燕  吴  波

l  科研方向:

(1)  生物关联性机械系统设计;

(2)  机器人及仿生机械;

(3)  金属及生物材料3D打印技术

科研项目:

(1)国家自然科学基金项目“磁-液双悬浮轴流血泵血液多因素耦合损伤机理及血泵结构优化研究”

(2)国家自然科学基金项目“基于血液动力性损伤机理的植入式轴流血泵结构及驱动装置优化研究”

(3)国家自然科学基金项目“基于血液机械损伤多因素耦合机理的高速螺旋血泵结构优化研究”

(4)湖南省自然科学基金项目“基于虚拟样机技术的外磁场驱动微型轴流血泵生理流场及叶轮曲面研究”

(5)部委级项目“跨介质仿生航行器关键技术”

(6)华电集团重大科技项目“智能无人系统用于电厂防磨防爆检查工作的关键技术研究及应用”

(7)军工预研项目“仿生鱼深海潜航器研究”

(8)军工预研项目“高速履带车悬架系统设计及动力学性能研究”

(9)国家自然科学基金项目“有源主动控制动力吸振式升沉补偿系统的设计理论与控制策略研究”

(10)国家863项目:“铝薄板高精度板凸度在线检测装置”

团队3:徐海良  胡小舟  吴  波  周  英

科研方向:

(1) 深海矿产资源开采技术研究;

(2) 工程机械、冶金矿山机械设计及理论

(3) 航空飞机减速器润滑技术

科研项目:

(1)  国家自然科学基金:海洋动力环境作用下的深海采矿矿浆泵水力提升关键技术研究

(2)  国家自然科学基金:深海采矿矿石输送设备关键技术研究

(3)  国家自然科学基金:水泵与储料罐组合的深海采矿矿石输送方法研究;

(4)  博导基金:海底天然气水合物绞吸式开采管道水力输送关键技术研究

(5)  国家重点研发计划:深海多金属结核采矿试验工程-水下输送系统开发-深海采矿试验工程扬矿泵研制与试验

(6)  湖南省基金青年项目:海洋结构物穿越浪溅区时布放系统动态响应研究

(7)  深圳市科技计划基础研究项目:深海固形矿产输送电泵的研究

团队4:夏建芳  赵先琼  陈思雨

科研方向:

(1) 高速航空齿轮系统动力学

(2) 固气两相热交换过程仿真与与性能实测方法研究

(3) 低速重载齿轮传动关键技术研究

(4) 超高速航空齿轮关键技术研究

(5) 薄壁大长径比空心复杂几何体军工零件快速挤压成型技术

科研项目:

(1) 国家自然基金青年基金:含人字齿的高速重载齿轮分扭传动动力学建模及稳定性研究

(2) 中国航空动力机械研究所:高速附件传动齿轮传动误差主动设计技术研究

(3) 中国航空动力机械研究所:高速圆柱齿轮齿面优化及减重设计研究

(4) 中国航空动力机械研究所:航空发动机高速圆柱齿轮修行优化设计技术

(5) 中国航空动力机械研究所:某型发动机减速器振动特性及寿命研究

(6) 国家重点实验室自主课题:航空涡扇发动机齿轮传动随机非线性振动及其失稳机理研究

(7) 中冶长天国际工程有限公司:环冷机漏风率计算理论与测试技术研究

(8) 中冶北方(大连)工程技术有限公司:高效烧结鼓风式环冷机烧结矿冷却过程仿真与软件开发

(9) 湖南省机械科学技术研究院:低速重载星轮传动关键零部件力学特性研究与结构优化

(10) 湖南省机械科学技术研究院预研项目:薄壁大长径比空心复杂几何体铝合金零件快速挤压仿真研究



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