数值分析毕业论文设计

模具专业毕业设计模式的实践与探讨以模具专业学生的毕业设计模式的改革为例，探讨计算机技术在模具专业学生毕业设计中的应用范围、步骤及结果，明确指出了模具设计理论同先进设计方法相结合在模具专业学生毕业设计教学环节的重要性和必然性。 关键词：模具设计 毕业设计 计算机技术 1 引言 模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。 根据社会发展对模具专业学生的新要求以教学生的实际情况，探圳大学工程技术学院对99级模具设计方向学生的毕业设计的进行了较大的改节，并取得了较好的效果。 2 模具专业学生培养目标 深圳大学模具设计专业隶属于深圳大学工程技术学院机械制造及其自动化专业，主要是从事注射模的设计与制造。为了明确本方向的培养目标，我们对珠江三角洲，特别是深圳周边地区模具企业进行了比较广泛的社会调查，调查结果表明，用人单位要求毕业生有较高的思想品质和道德修养，爱岗敬业和较好的与人协调共事能力，要求毕业生基础理论扎实，着重基本技能的掌握和再学习能力，要求毕业生熟练掌握外语，有一定的计算机软件应用和开发能力。 根据调查结果分析，我们把模具专业人才培养的规格定位于：面向各类型企业，培养爱岗敬业，具备机械及各类模具设计与制造基础知识，具有较强的再学习能力和创造能力，能在模具生产第一线从事模具设计制造、技术开发、应用研究和经营销售的应用型工程技术和管理人才。据此把拓宽专业口径，课程体系合理，教学内容优化、实验研究能力强，社会适应面宽，作为本方向教学的基本指导思想，将模具设计理论、实践与及计算机应用融合为一体。 3 计算机技术在注射模中的应用领域 塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个工要方面。它需要产品设计师．模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方面： (1)塑料制品的设计：基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。 (2)结构分析：利用有限元分析软件可以对制品的强度、应力等进行分析，改善制品的结构设计。 (3)模具结构设计：根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择．计算公式以及标准模架等，最后给出全套模几结构设计图。 (4)模具开合模运动仿真：运用CAD技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，以减少修模时间。 (5)注射过程数值分析：采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义，同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等。 (6)数控加工：利用数控编程软件可模拟刀具在三维曲面上的实时加工过程并显示有关曲面的形状数据，同时还可自动生成数控线切割指令、曲面的三轴，五轴数控铣削刀具轨迹等。 目前，国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、SolidWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。 4 模具专业毕业设计模式 模具专业的学生要求综合知识和实践能力较强，它既是学生大学四年所学的机械制图、工程材料、公差配合与技术测量、塑料成型工艺与设备等技术基础课、专业课的综合应用，又需要学生了解大量的实践经验。 通过毕业设计，应使学生在下述基本能力上得到培养和锻炼：①塑料制品的设计及成型工艺的选择；②一般塑料制品成型模具的设计能力；③塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；④了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合， 以往的毕业设计严格来说只能算是模具设计这门课的课程设计；老师指定一个塑料产品，有时甚至连产品模型图都交给学生，学生按照谍本上的模具设计步骤一步步做下去，由于没有实践经验，学校也不可能将学生的设计变成实际产品，因此，设计的合不合理，学生不知道，即使有经验的老师指不出不合理处，学生也没有感性认识，只能是纸上谈兵。学生踏人社会，从事实际产品设计，往往会发现无从下手，即使设计出来也是废纸一张，通常都要通过1到2年的时间才能入门。因此，学生常会感叹：在学校什么也没学到这不能不说是我们教育的失败。 为了改变这种状况，在99级的毕业设计中，我们采取将模具设计内容同CAD/CAM/CAE紧密结合在一起，学生通过先进的软件仿真，可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种解决方案让设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计，加上及分析技术，提高了学生的学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为了学生实际工作前的一次全过程模拟。设计流程如图1所示。为了保证毕业设计的质量，我们专门成立了一个 由4名老帅组成的模具设计指导小组，每个老师负责设计流程的一个步骤。此次参加模具设计毕业课题的学生共15人，我们分成5组，每组3人。 首先在布置毕业设计题目时，不给出具体的塑件制品，只是告诉学生要做一个开关按钮，学生根据自己的兴趣，确定自己的设计产品：游戏机手柄按钮、眼镜盒开关按钮、电灯墙壁开关按钮以及鼠标按钮等。通过市场调研、查阅大量的文献资料，确定自己塑件的外形及内部结构。采用三维造型软件Pro/E设计出塑件的内外结构，用AutoCAD绘出二维图，在结构设计过程中，运用结构分析软件MSCPatran分析按钮受力后的结构强度、刚度及应力等，对结构进行不断修正，学生会发现机械设计、工业产品设计、材料力学、理论力学等课程的知识在这个阶段都有所体现，对以前所学课程也是一个综合应用的过程。图2为某学牛设计的游戏机按钮装配图及爆炸图，图3为按钮对角两点受力时的最大变形和最大应力图。塑料制品设计完成后，进行模具结构设计，采用的是Prom/E下的模具设计模块对产品建立工件进行分型、分割、抽取得到型芯、型腔文件；通过专家模座系统EMX(Pro/E,系统外挂程序之一)建立标准模座零件及滑块、斜销等其它附件。这个过程实际上并没有结束，它要同后续的注塑过程数值分析紧密联系起来，所采用的注射流动分析软件是MoldFlow，根据熔体在浇注系统和型腔中的流动过程的动态图，改进模具浇注系统、调整注射工艺参数，使模具各系统的设计达到最佳。图4为分析出的最佳浇注位置以及采用圆形排列的流道方式进行注塑，最后注塑出来的结果。图5为按钮模具的装配图及爆炸图。模具结构完成后，进行数控加工，我们采用的是加工软件，完成模具的虚拟加工过程，并自动编制数控加工的NC代码，利用仿真模块可以查看加工完后工件的合理性。 最后学生要提供详细的设计说明书以及完整的二维、三维图纸。在论文撰写阶段和答辩过程中，学生还采用了ACDSee图像软件，用来截取设计图像并辅助介绍整个设计过程；采用Office软件用来做文字的处理，写出分析报告。 每位学生在整个设计完成后，都必须对自己的没计 过程及结果做一个总结，提出本设计的创新与特色在何处。例如在建模部分或流道设计部分，同时也要考虑设计中存在问题以及相应的解决方法，从大多数学生的总结来看，学生迫切体会到了实践经验的欠缺，因此，在下一届学生的毕业设计中我们力争多请企业的设计人员同学生交流，多让学生接触到实际的设计、生产过程， 至此，学生完成了一个项目的全过程：塑料制品设计--模具设汁--模具加工．学生可以在计算机上看到自己设计、加工出来的最终产品，体会到成功的感觉。5 结束语 通过对此次毕业设计模式的改革，学生既对大学四年课程的学习做了—个总结，同时又掌握了最流行的、同社会实际最靠近的设计、加工方法。因此，本届模具专业方向的毕业生受到了社会的欢迎，深圳某大型台资公司模具部一次意愿接受本校的毕业生5名．取得了很好的社会效益。 (end)

一、 开题报告的撰写方法及基本要求 1、 如何选题、开题 选题、开题必须要考虑以下几个方面的因素： 1）课题有没有价值，从为什么要选这个课题？选取这个课题有什么背景，这个课题的研究，从理论上看有什么价值，从实践上看，有什么价值。 2）从实际出发，根据自身的知识结构、实验条件、资金等方面的情况选取适合自己研究的课题。 3）课题要与所学专业相关，且忌选择与所学专业相差太大的题目。作为过程装备与控制工程专业的本科生，所选课题最好与过程装备的工程设计、技术开发、生产制造及工程科学研究有关，尽量选择结合生产和科研单位的实际任务，也可以是教师科研或研究生课题的一部分； 或者是同本专业、学科内容密切相关，符合教学要求的自拟课题。 2、开题报告一般包括哪些内容 开题报告一般包括： 1）课题的名称。课题名称是所要研究内容的高度概括，要简练，一般不要超过20字； 2）问题的提出。从为什么要选这个课题？选取这个课题有什么理论的价值，实践的价值，预计从几方面来完成。 3）这个问题研究的现状。国内研究到什么程度，国际研究到什么程度，主要通过文献综述来阐述。 4）确定自己要研究的主要内容。 5）确定研究拟采用的方法和步骤。就是采用什么样的方法来对这个课题进行研究，研究这个课题具体分哪几个步骤进行。 6）对研究课题的可行性进行分析。如自己具备哪些条件、研究路线是否行得通等。 7）列出时间安排。 8）列出参考文献。 3、如何查阅文献资料、怎样写文献综述 查阅文献资料可根据如下步骤进行： 1）课题确定后，要根据课题的研究的内涵确定课题的中英文关键词； 2）根据中英文关键词检索该课题领域的期刊、学位论文、专利、国际会议、经典著作或专职部门的研究报告。建议从以下几条途径入手：一是通过检索学校图书馆的电子资源，如维普中文科技期刊数据库、万方数据资源系统、超星数字图书馆、Elsevier数据库等，一般能查到较新的文献，找到几篇“经典”的文章后“顺藤摸瓜”，留意它们的参考文献。质量较高的学术文章，通常是不会忽略该领域的主流、经典文献的。二是利用学校图书馆的外文过刊阅览室，能够查到一些较为早期的经典文献。三是利用国家或省市图书馆或一些科技情报检索机构，也能够查到一些相关文献。四是利用互联网，从一些专门的网站上也能获取一些信息。 在写文献综述时，可参照以下步骤： 1）首先要将与你课题题目相关的国内外研究认真介绍一下（先客观介绍情况，要如实陈述别人的观点），从而了解到国内外目前研究的现状如何，别人都采用了什么方法进行了研究； 2）然后进行评述（后主观议论，加以评估），评述目前研究的水平，研究方法的适用性或其不足； 3）最后评述一下自己拟研究课题有何意义，目前处在什么水平，自己拟采用的研究方法是否科学合理。 4、如何合理的安排时间进度 根据拟定的研究内容及拟采用的研究方法、手段，详细列出进行课题研究所需的工作（工作划分得越细，越容易统筹安排）根据总的课题时间进行统筹安排，合理分配。 有的研究内容相互之间关联性较强、则需要分步进行；而有的研究内容关联性不是很强，则可以齐头并进，同时展开研究。例如，很多课题需要实验分析且往往需要在理论分析或数值模拟分析之后进行，但是实验分析往往需要较长的时间，如果按部就班地进行研究，往往会拖很长的时间，这种情况下，就需要将实验分析的内容进一步细化，如可分为试样制备、实验条件准备、实验、检验或标定等，可以将试样制备和实验条件准备等实验工作提前，在进行理论分析时就开展这些工作，这样就节省了时间。 合理安排时间进度与具体的课题有关，此处只给出了指导性原则，建议同学们可参照企业施工或维修计划图的方法，将细化的工作排列在时间进度表中，找出最优工作进度安排路线。 5 、参考文献 参考文献包括书籍、期刊、专利、会议论文等，总数一般不少于10篇，其中外文文献一般不少于3篇，参考文献要能体现相关研究领域科技发展的新进展。 二、毕业论文撰写基本要求及方法 1 、毕业论文的基本要求 论文篇幅为N个字左右，一般不少于N页。 主要内容及编排顺序如下： 1）摘要； 2）目录； 3）前言或绪论（包括研究课题的目的意义、相关情况的介绍、前人工作等、课题研究内容等）； 4）按研究的内在逻辑关系给出理论分析、数值分析、程序或实验等研究过程中的步骤、数据、结果等的描述； 5）结论与展望； 6）参考文献，参考文献不少于N篇，其中英文不少于N篇，需要在正文部分引用出处。 2 、毕业论文撰写的方法 毕业论文是在完成各项研究内容的基础上，按上述内容阐述研究的目的、过程、成果及结论。 在撰写论文过程中，理论依据要充分，数据要准确，公式推导要正确，能将所学的知识和技能应用于毕业论文中。另外，要注意论文结构的合理性；数学模型建立的正确、合理性；实验方案的合理性，实验数据的准确性；社会调查的客观性和科学性。是否有自己独特的见解或者创新。 另外，撰写论文时要概念清楚，内容正确，结构严谨，文字通畅，用语符合技术专业规范，各种标准资料的运用符合学科、专业国家标准的规定，图表清楚，图面质量符合要求，书写格式规范。 三、毕业设计的要求 1、 设计说明书内容 1）文献综述（研究课题的意义与作用、研究方案确定的原则与说明）； 2）总体结构设计、技术方案依据及原理说明（有实验的应包括实验流程示意图）； 3）技术实施过程、工艺计算、机械设计和强度设计、零部件结构设计； 4）材料的选用和说明、机器或设备的制造、安装或检修； 5）结论、总结或专题讨论。 2、设计图纸的内容、图纸量的要求 设计说明书篇幅为N字左右，一般不少于N页。 设计图纸：指机械设计标准所指的图纸，图纸绘制的规范及标准优先采用国家标准。设计图纸的总量不少于2张A0或4张A1的图纸。对于大纸画小图的现象应予避免或进行适当的折扣计数。 所有图纸须有图框和标题栏。图纸要有人审核并在“审核”一栏上签名，学生在设计一栏上签名。原理图、程序框图和流程图以及其它一些抛去文字就失去意义的图不计其内。图纸可以用计算机绘制。 四、论文（设计）选题方向 详细+wo谈，指导你完成选题； 或按要求帮你完成全套设计内容，保质保量。

结合高等学校 21世纪人才的培养目标，根据本校的特点及多年的教学经验，对《数值分析》课程的教学改革进行了探讨，分别从教学思想和教学模式、教学内容、教学方法与手段、实践教学与考核方法等方面进行了论述。建立了“问题驱动式”的教学思想，实施了以“案例为主线，实验为指导，融知识传授与能力培养于一体”的教学模式，并针对《数值分析》涉及面广的特点，设计了分层次、分专业、分模块的立体结构式教学。 计算机教学 数值分析课程 教学改革 一、引言 “数值分析”作为计算数学的一个主要分支，是研究如何利用计算工具(如计算器、计算机等)求出数学问题的数值解(如数据、表格、图形等)的学问，是科学与工程计算的基础。“数值分析”既有纯数学高度抽象性与严密科学性的特点，又有应用的广泛性与实际实验的高度技术性的特点，是一门与计算机使用密切结合的、实用性和实践性很强的数学课程。通过本课程的学习，能使学生熟练掌握各种常用的数值算法的构造原理和过程分析，提高算法设计和理论分析能力，并且能够根据实际问题建立数学模型，然后提出相应的数值计算方法，并能编写程序在计算机上算出结果。这既能为学生在理论学习方面以及在计算机上解决实际问题等方面打下良好的基础，同时又能培养学生的逻辑思维能力和提高解决实际问题的能力。 在我校，《数值分析》课程是信息与计算科学专业的专业基础课，是数学与应用数学、计算机科学技术等本科专业的专业必修课，是工程力学、交通运输工程、通信工程等本科专业的专业必修课或选修课，也是控制科学与工程、机械工程、信息与通信工程、矿业工程、土木工程等学科的硕士研究生的公共基础课。课程涉及面广，实用性强，为此，研究本课程的教学改革具有重要的意义。 著名数学家李大潜院士倡导“问题驱动的应用数学”，我们以此作为指导思想，进行了数值分析课程的教学改革。利用实际问题引出所要讨论的计算方法，并且对计算方法进行理论和实践两方面的研究，最后解决实际问题。 二、教学思想与教学模式的改革 我们从实际出发，以“问题驱动式”作为教学思想，实施了以“案例为主线，实验为指导，融知识传授与能力培养于一体”的教学模式。 1.积极开展以“案例为主线，实验为指导”的教学模式。将案例引入课堂教学，通过有针对性的设计实验项目及内容，使学生在学习基础理论的同时掌握先进的应用技术，并充分认识到学习数值分析这门课的实用性，有效地避免了纯粹数学理论推导的枯燥性，提高了学生学习本课程的主动性。 2.积极开展“以学生为中心，以教师为辅助”的讨论式教学，拓展学生思路。在课堂教学中注重启发式与讨论式，有计划地就某些问题开展专题讨论，将“课堂讨论式教学法”不断深化，充分调动学生的学习主动性。 3.开展与数值分析课程有关的学术讲座。通过开展教授讲座、博士论坛、青年学术沙龙等活动，定期邀请校内外专家学者进行与数值分析有关的学术讲座，使学生能够更深入了解该课程的学习内容及与实践结合的情况，开阔学生眼界，提高学生的学习兴趣。 三、教学内容的改革 设计了分层次、分专业、分模块的立体结构式教学。 1.根据不同层次、不同专业的培养目标，分别设计不同的教学目标和要求。根据各专业的不同要求以及培养不同层次学生的需要，把数值分析课程分为 4个类别，对理科类专业侧重理论知识及算法能力的培养；对工科偏理类的专业侧重算法实验，简化理论推导；对于一般工科专业的本科生及研究生，根据不同专业的特点，强调应用案例进入课堂；对尖子学生，结合科技创新活动，寻找实际问题，提取模型，指导其进行专业论文的撰写。 2.结合最新的科学发展动态，适度引入现代数值计算方法 结合教师的科研成果，将目前比较流行的数值计算方法，如支持向量机算法，神经网络算法，蚁群算法，遗传算法等引入课堂教学，介绍新方法的实际应用背景，并结合大学生数学建模竞赛，引入一些结构化的实例，使学生能够了解最新的科学发展动态，开阔视野，并学会应用相关的知识去求解实际问题，加深对所学知识的理解。 四、教学方法与教学手段的改革 1.问题驱动式教学。从教学过程中的基本矛盾出发，分析理论教学过程中存在的问题，每个章节都用普遍性较强、易懂的问题作为引例，让学生理解经典数值计算方法的应用。 2.案例式教学。结合我校“以工为主，矿业见长，工学、理学等多学科相互渗透，协调发展”的特点，根据不同专业的需求，如采矿方面、测绘方面、机械方面等等，精心设计案例，让学生充分理解数值分析的思想方法。 3.多途径、立体化教学。将传统教学手段和多媒体教学手段进行有机结合，在教学中特别注意合理解决“多媒体教学过程中学生反应速度与学生思路连续性之间的矛盾”。借助先进的教学手段，采用诸如启发式教学、互动式教学、研讨式教学等方式。 4.利用教学网站，扩展课堂教学。采用网上 QQ群讨论、答疑、实验指导等措施，建立课程立体资源。不断充实完善课程内容，将课堂教学与实际应用相结合，与科技创新活动、竞赛活动、企业需求相结合。实验教学和实践环节与教师的科研相结合，并以科研与学科建设为驱动，不断改进和设计创新性实验。 五、实验改革及考核手段改革 根据数值分析的特点，要实现数值分析课程教学目标，在教学中必须配有相应的实验手段。通过实验促进学生对理论、方法和概念的理解，培养学生运用实验手段进行算法设计、分析、研究的能力，提高学生灵活应用算法解决实际问题的能力，实现理论和实践的有机结合。实验教学是实现课程教学目标的重要环节。 1.实验改革 结合我校的实验平台，引进工科实验室的特殊软件，进行数值分析实验的设计。 我校具有山东省高等学校计算机实验教学示范中心，设有科学计算实验室、金融统计实验室、多媒体技术实验室和大学生创新实验室等创新平台。测绘专业有先进的遥感测绘软件、采矿专业有专业的力学计算的有限元并行软件，材料专业有基于机群的高分子模拟的专业软件，我们将这些平台有效的利用起来，针对不同的专业，布置不同的专业实验，做到有的放矢。实验类型从早期的经典算法实验到现在包含验证性、案例性、设计创新性等类型的实验，并且因材施教，提供了 MATLAB版本的实验和指导材料。自行设计的实验既锻炼了学生掌握现有软件工具的能力，又提高了学生熟练使用高级编程语言的水平，同时也锻炼了学生的动手实践能力。 2.考核手段改革 结合数值分析教学内容及教学模式的改革，克服传统教学中期末考试一卷定成绩的考核模式，采取试卷考试与实验考试相结合的考核方式，并在此基础上，适当采用课程设计加分、科研创新加分等手段，评定总成绩。 六、科研促教学，鼓励学生科技创新 1.将科研成果融入到教学中，拓宽学生的知识面，激发学生学习的积极性通过及时把参加国内外学术会议的情况介绍给学生，使学生能够了解本学科的最新发展动态，开阔视野。同时，把课堂延伸到研究所，使学生通过近距离接触先进的软件工具、设备、系统，加深对知识的理解，激发他们的好奇心和热情，促进他们学习和研究的兴趣。另一方面，通过让学生参与实验室建设，可以提高他们分析问题和解决问题的能力，并引领他们向深度发展。 在我校，科研和学科建设中的前沿课题，不仅仅是科研人员关注的焦点，也频频出现在本科生的课程设计和毕业设计之中，这是以科研促教学取得的显著成效之一。以科研促教学不仅提升了教师的教学水平，丰富了教学内容，还为学生实践能力和创新精神的培养提供了良好的平台。 2.教师积极组织、鼓励学生的科研创新活动 在教师的积极组织与鼓励下，每年都有上百人参加大学生科研与科技创新活动；在学校的大力支持下，为学生提供免费的科研与科技创新活动的场所，开放实验室，并提供强有力的指导力量，培育学生的科研能力和创新精神。有了这些方面的培养，相关老师组织的学生在国家、省级的各种竞赛中取得优异成绩，获得各种国家级、省级奖项若干。 七、结束语 近年来，我们按照“厚基础、强能力、重实践、求创新”的要求，结合高等学校 21世纪人才的培养目标，根据学校不同专业的需求，对数值分析课程进行了一系列的改革，取得了良好的效果。我们以加强素质教育和能力培养为前提，坚持以“夯实基础、拓宽专业面、注重新技术，加强人文素质课程”为原则进行课程设置，通过对数值分析课程教学的改革及不断的累积，制定了切实可行的人才培养方案。通过对课程体系和教学内容以及教学环节和教学方法进行改革，提出了科研育人新理念。通过鼓励学生进行科技立项、参与教师的科研活动，进行自主的科技创新，提高了学生的科研水平与创新能力。所有这些措施的实施对学生的考研、就业及综合素质的提高都起到了良好的促进作用，学生的实际动手能力及分析解决问题的能力明显提高。 参考文献： [1]李庆扬，王能超，易大义.数值分析(第四版)[M].北京：清华大学出版社，2001. [2]曾金平.数值计算方法[M].长沙：湖南大学出版社，2004. [3]黄兵.《数值分析》课程教学改革的几点思考[J].重庆教育学院学报，2005，（6）：13-15. [4]李大潜.关于大力提倡和推动以问题驱动的应用数学研究的建议[J].中国科学基金，2006，（4）：223-226. [5]谢治州.“数值分析”实验教学的实践与探索[J].实验室研究与探索， 2010，（5）：133-136. 本论文受到山东省高等学校省级精品课程及山东科技大学群星计划项目资助。