科研训练实验报告

科研训练实验报告（精选5篇）

1.科研训练实验报告 篇一

本科科研训练报告

题

目： 铝合金焊接 学生姓名： 韩红生

学生学号： 201020401049 学

院： 材料学院

班

级： 材10-3 指导教师： 贾瑞灵

2013年11 月 29 日

内蒙古工业大学科研训练报告

1、选题背景和意义

1.1 选题背景和目的

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

1.2 国内外相关研究现状、发展趋势及研究意义

[1]高速列车底架用铝合金焊接接头疲劳裂纹扩展特性

我国正在进行高速列车材料和制造工艺的研究,列车车体底架是列车运行时的主要承载部件之一。高速列车提速后对底架结构承载能力提出了更高的要求,其中疲劳失效是主要的问题。本文通过有限元模拟与试验分析相结合的方法,研究了高速列车底架用A7N01铝合金在MIG焊接工艺下的焊接残余应力状态及其对疲劳裂纹扩展性能的影响,并研究了焊接接头各区不同的组织结构对疲劳裂纹扩展的影响等。为了准确模拟出高速列车底架结构的焊接残余应力,本文首先基于有限元技术研究了材料热物理-力学参量对焊接残余应力峰值的影响。得到了如下规律:随着热导率的降低与比热容、密度、热膨胀系数及弹性模量的增大,焊件中纵向残余应力峰值升高;随着热导率的降低与密度及弹性模量的增大,纵向残余应力峰值形状从双峰特征过渡到单峰特征。对于大多数的铝合金材料来说,对焊接残余应力峰值变化量影响较大的参量有屈服强度和热导率,而比热容、弹性模量、热膨胀系数及密度的影响略小,泊松比的影响可以忽略。在动态工作载荷作用下,底架结构的焊接残余应力将发生一定程度的松弛。采用动态应变法研究了A7N01铝合金平板焊件中的焊接残余应力在工作载荷下的松弛行为。实验结果表明:动态与静态工作载荷下,焊接残余应力发生松弛的条件都是残余应力与工作应力叠加后要达到接头材料的瞬时屈服强度。焊接残余应力松弛与载荷峰值有关,载荷峰值越大,残余应力松弛越多。对于循环硬化或循环中性的材料而言,焊接残余应力松弛与载荷循环次数无关,焊接残余应力松弛只发生在第一个循环内。这是由于应力松弛后,焊接残余应力水平降低,同时其屈服强度不会随着循环次数增加而降低,因此焊接残余应力与循环工作应力峰值之和不会再次超过瞬时屈服强度。

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而对于循环软化的材料来说,焊接残余应力与循环工作应力峰值之和不断超过软化后的瞬时屈服强度,那么随着循环次数的增加焊接残余应力不断发生松弛。针对接头软化特性对纵向焊接残余应力松弛的影响进行了有限元分析,模拟结果表明:若接头发生软化,那么接头处的纵向残余应力不仅发生释放,还可能从拉应力转化成压应力,接头全面屈服后焊缝处会产生残余压应力;若接头不发生软化,接头处的纵向残余应力发生释放,但不会从拉应力转化成压应力,接头全面屈服后残余应力消除。鉴于母材及焊丝铝合金的屈服应力在250℃以下发生应变硬化行为,在250℃以上发生应变软化行为,通过对有限元软件进行有效处理,在数值模拟中成功实现了不同硬化模型下屈服应力随温度及塑性应变的变化。模拟结果表明使用混合硬化模型下的真实屈服应力模型计算的结果比理想弹塑性屈服应力模型计算结果准确。对列车车体底架进行模拟发现,牵引梁的孔内、牵引梁中孔附近焊缝、缓冲梁翼面补强板焊缝、缓冲梁与横梁连接处焊缝为残余应力较高、工作应力波动较大的危险部位,获得了这些部位的应力水平及有效应力比。采用数值模拟方法从力学角度对A7N01铝合金焊接接头中较大尺寸及不同形状的硬质第二相粒子对疲劳裂纹扩展的影响研究发现:较硬的第二相粒子对疲劳裂纹扩展产生双重的作用,即促进作用和抑制作用。位于裂纹尖端塑性区内的第二相粒子提高了塑性区内的应力水平,进而提高了裂纹尖端的最大应力强度因子,促进疲劳裂纹的扩展。第二相粒子对疲劳裂纹产生一定地抑制作用主要表现在以下几个方面:首先,第二相粒子使得疲劳裂纹扩展路径发生改变,提高了裂纹表面的粗糙度,粒子越大,产生的粗糙度也越大,增加了裂纹尖端的闭合效应;其次,第二相粒子与基体不协调变形,裂纹绕过粒子后,卸载过程中在裂纹尖端后方的“加塞”作用,增加了裂纹尖端的闭合效应;另外,疲劳裂纹扩展时穿过的第二相粒子尖角处基体的塑性变形也比无第二相粒子时的基体的塑性变形大,这也增加了塑性变形引起的闭合效应。裂纹闭合效应导致了裂纹扩展的有效应力强度因子范围的降低,从而在一定程度上抑制疲劳裂纹的扩展。通过有限元法研究了疲劳裂纹尖端的焊接残余应力在塑性条件的演变,提出使用有效裂纹长度尖端的焊接残余应力与工作应力来计算Kmax*及ΔKeff*的方法,并提出了适合描述焊接残余应力作用下的疲劳裂纹扩展速率曲线的表达式,该公式具有较好的归一化效果。

铝合金薄壁结构搅拌摩擦焊热—力学过程的研究及模拟

搅拌摩擦焊是一项先进的固相焊接技术,在航空航天等精密制造领域有广阔的应用前景。但目前该方法在热及力学过程方面的研究并不完善,严重影响了人们科学和准确地认识和应用这项先进技术。基于此,本文深入研究搅拌头和被焊材料的相互作用,建立了计算焊接生热功率的生热方程,理清了热载荷和搅拌头机械载荷对接头残

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余应力和变形的影响,实现了工程结构焊后残余应力和变形的高效预测。本研究具有基础研究和生产指导两方面的重要意义。设计和开展不同工艺参数条件下的铝合金搅拌摩擦焊试验,通过测量搅拌头扭矩和焊接温度场的变化,系统分析了转速、焊速和下压力对搅拌摩擦焊生热功率的影响规律,发现搅拌摩擦焊能始终保持固相过程的根本原因在于其生热和温度具有反馈平衡作用。以搅拌摩擦焊中的功热转换为基础,结合工艺参数对生热功率的影响规律,建立了能体现固相焊接过程并能全面反映转速、下压力和焊速影响的生热方程,实现了直接依据工艺条件计算焊接热输入量、预测焊接温度场、预测焊接所需主轴扭矩等目标。针对铝合金薄板在搅拌摩擦焊后残余应力和变形与电弧焊结果显著不同的现象,利用数值模拟工具深入探索搅拌头机械载荷对被焊结构瞬态应力应变的影响规律和机制。发现搅拌头下压力具有增加搅拌区材料受力状态中的静水压力成分、增大试板下表面和垫板之间的摩擦力、使搅拌区内靠近试板上表面的材料产生面内附加膨胀等作用,是铝合金薄板搅拌摩擦焊后残余变形与电弧焊结果相反的根本原因,同时对残余应力和变形的减小也有贡献,而搅拌头扭矩主要导致焊接残余应力产生不对称的分布特征,对残余变形影响较小。根据搅拌头与被焊材料之间相互作用的研究结果,建立了合理的搅拌摩擦焊应力和变形数值分析模型,为提高残余应力和变形数值预测的效率,开发了以温度为控制变量、并且温度载荷分段添加的温度函数法。对于大型薄壁结构件的焊接残余应力和变形,温度函数法计算结果与移动热源法计算结果的差别在15%以内,但计算时间可以减少到移动热源法的10%以内。利用温度函数法实现了铝合金薄壁结构搅拌摩擦焊残余变形的高效预测。

镁铝异种金属激光胶接焊工艺及微观组织研究

镁合金和铝合金是目前工业生产中应用最为广泛的两种轻金属。镁合金和铝合金的连接问题一直受到国内外学者的广泛关注,实现二者之间的良好连接将极大地推进这两种轻金属在更广阔领域内的应用。本文从镁铝异种金属熔化焊接技术存在的问题入手,率先采用将激光焊接与胶接相复合的激光胶接焊技术,初步实现了镁铝异种金属的良好连接。激光胶接焊技术将冶金连接与机械连接有机复合,充分利用激光焊接与胶接的各自优势,使激光胶接焊试件在一定的范围内具有更高的连接性能。在此基础上本论文主要针对镁铝异质金属激光胶接焊工艺、焊接接头内部组织、元素分布以及晶体结构等方面开展了如下研究：1.本文以AZ31B镁合金和6061铝合金为研究对象,对镁铝异种金属激光焊接和激光胶接焊工艺开展研究。首次采用激光胶接焊实现了上述镁铝异种金属的良好连接。在本实验条件下,铝合金上激光焊接模式为热导焊模式时,熔池内部形成相对较少的金属间化合物；而在铝合金上为小孔焊接模式时,激光焊接接头和激光胶接焊接头内部都形成了大量的金属间化合物,严重影响了焊接接头性

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能,因此应采用热导焊模式下的参数进行镁铝异种金属的激光焊接及激光胶接焊。在最佳参数下得到的激光胶接焊(焊缝涂胶)试件具有比单独激光焊接试件更加优良的拉伸和剥离性能,因而胶粘剂的加入将会对镁铝异种金属熔池组织结构产生有益的影响。2.本文针对热导焊条件下激光胶接焊组织进行全面分析发现,在铝合金熔深小于0.3mm时,由于此时激光功率较小,焊缝中的胶粘剂不能完全分解并逸出熔池,进而在熔池底部形成胶粘剂的少量残留,对接头性能产生了不良影响；当铝合金上熔深为0.5mm时,此时在镁铝异质界面形成了相对较少的金属间化合物获得了具有最佳性能的焊接接头；当铝合金上熔深大于0.8mm,熔池底部形成了相对较多的金属间化合物,故性能略有降低。3.通过与镁铝异种金属激光焊接接头比较分析发现：在激光胶接焊中,胶粘剂的加入改变了铝合金的表面状态,提高了铝合金激光吸收率,在相同的焊接参数下增加了铝合金的焊接熔深。通过对比激光焊接接头和激光胶接焊接头中的金属间化合物种类和分布特点发现：在激光焊接接头中在熔池底部形成了连续分布的带状金属间化合物,因为熔池底部最先凝固,受到后凝固金属的收缩应力作用,金属间化合物之间的界面极易形成裂纹,因而降低了接头的性能。在镁铝异种金属激光胶接焊接头中,胶粘剂的加入改变了镁铝异种金属在熔池中分布的特点,使其主要处在镁铝异质熔池中间区域,金属间化合物厚度略有减薄,在熔池中主要以金属间化合物Mg17Al12和非常薄的Mg2Al3形式存在,这样则减小了镁铝异种金属间化合物的不良影响,在一定程度上提高了焊接接头的性能。4.通过对镁铝异种金属激光焊接接头和激光胶接焊接头内部裂纹的比较分析发现：由于激光胶接焊中的金属间化合物分布相对分散、成分相对简单,部分区域的金属间化合物厚度也小于激光焊接接头,进而减少了熔池内部形成裂纹的趋势。通过对镁合金和铝合金熔池温度的测量发现,激光胶接焊内部镁合金熔池与铝合金熔池温度差小于激光焊接镁合金熔池与铝合金熔池的温度差,在镁铝异种金属激光胶接焊镁铝异质熔池界面区域由于温度差异引起的热应力也会小于激光焊接熔池,因而镁铝异种金属激光胶接焊接头具有相对更小的裂纹形成趋势。5.使用透射电镜对镁铝异种金属激光胶接焊接头熔池内部晶体结构进行分析,通过对金属间化合物的透射电镜形貌和晶体结构分析发现,Mg17Al12具有与镁合金晶体更加接近的结构,因而能够与熔化的镁合金相互混合形成相对稳定的共晶类组织,而Mg2Al3具有与铝合金更加接近的晶体结构,所以在本实验中Mg2Al3的出现在一定程度上会降低焊接接头的性能。通过对铝合金熔池的晶体结构特征进行分析发现,晶粒上出现了大量的位错滑移现象,这主要是受到激光焊接产生的金属蒸汽的反冲作用以及上层后凝固金属收缩压力作用在熔池底部形成的,这也证明了熔池底部存在着比较明显的冲击应力。因此在镁铝异种金属激光焊接接头中,在熔池底部形成的金属间

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化合物,更容易出现裂纹。

铝、镁轻合金焊接性研究及焊丝挤压装置设计

有色金属材料占全世界金属材料5%左右,处于补充地位,但是有色金属的作用是钢铁或其他材料无法代替的,尤其是铝、镁轻合金,在制造和工程建设中应用十分广泛,已从原来的航空航天部门逐渐扩展到电子、通信、汽车、交通运输和轻工业领域等。其结构件的焊接问题也变得日益突出,受到越来越多的关注。本文首先研究分析了有色轻合金中最具有代表性的铝、镁合金的焊接性,重点讨论了焊接方法、焊接结构及工艺参数对焊接性的影响。针对镁、铝合金各自的特性,分别进行了两组焊接性试验,一组是采用进口AZ61焊丝和AZ31镁合金切料作为填充材料,分别对AZ31镁合金进行TIG焊平板对焊;另一组则是采用进口5183焊丝和5083铝合金切料作为填充金属,分别对5083铝合金进行TIG平板对焊。在焊接试验的基础上,利用金相分析、扫描电镜分析、拉伸性能试验等现代分析测试方法,对两组焊接接头的微观组织特征及性能进行了测试和分析。针对镁合金焊接容易出现的焊缝合金成分变化的问题,分别采用AZ31、AZ91焊丝对AZ31镁板材,以及采用AZ61、AZ91焊丝对AZ61镁板材进行了焊接试验,分析了焊丝化学成分和焊缝熔池反应对镁合金焊接接头组织性能的影响。最后探讨了混合稀土和微量元素对镁合金焊接接头的影响和作用。试验结果及分析表明,由于镁、铝合金的物理特性,采用电弧熔化焊方法所获得的焊缝,其组织和性能不仅与母材的化学成分有关,更与所有的焊接材料的化学成分有关。鉴于目前镁、铝合金尤其是镁合金焊接材料的品种十分有限,而传统的焊丝生产设备又存在着投入大、成本高、不便于试验室开发应用等缺点,本文研究设计了一套便于实验室开发应用的镁、铝合金焊丝热挤压装置。该装置包括动力系统(电动机)、传动系统(曲柄滑块机构)、挤压执行系统(挤压装置)等。论文重点研究分析了挤压装置的核心部分即挤压模和挤压筒设计,深入进行了挤压工艺参数包括锭坯尺寸、挤压比、挤压温度、挤压速度、挤压润滑、出丝长度、单位挤压力的计算和选择。该装置即适合进行热挤压变形方面的基础研究,也适合于作为新型焊丝开发设备。

A7N01铝合金焊接接头疲劳强度优化设计

我国高速轨道列车制造技术发展迅速,已经逐步跨入国际先进行列。南车集团目前已经开始开发时速350km/h以上的轨道列车制造技术。车体底架采用A7N01铝合金焊接结构,是列车运行时的主要承载部件。A7N01铝合金是日本为高速列车开发的用于车体承载底架的高强铝合金材料,具有优良的综合性能。目前国产的A7N01铝合金车体结构服役性能不够稳定,表现为承载底架在动载荷作用下焊接接头部位短期内出现疲

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劳裂纹,从而对整个结构的安全可靠性造成较大影响。通过深入分析,认为应力集中是底架结构短期疲劳失效的最关键的影响因素,为此本论文确定了将降低焊接接头应力集中作为有效提高其疲劳强度的研究思路和主要措施,采用的方案是:通过有限元数值模拟技术计算多种典型A7N01铝合金焊接接头的应力集中情况,并分析各种几何参数对接头应力集中的影响,形成接头疲劳强度优化设计方案;再通过一系列试验对优化设计方案进行验证,最终为提高铝合金高速列车焊接构件疲劳性能提供合理的优化措施及其理论支撑。主要的工作和研究成果包括:对A7N01铝合金车体承载底架的三种典型对接接头的应力集中情况进行了理论分析计算。通过改变焊趾过渡角等焊缝几何参数对接头承载时的应力分布规律进行了深入分析计算,总结出应力集中系数与焊缝几何形状的对应关系规律,最终形成A7N01铝合金焊接接头疲劳强度优化设计方案。另外,通过理论计算证实三点弯曲法消除焊接试件的角变形可以减少附加应力的影响,并在应力集中部位引入残余压应力,从而对疲劳寿命的提高有很大贡献。对不同坡口形式的焊接接头进行了力学性能试验和疲劳性能分析研究。结果表明A7N01铝合金不对称单边V形坡口接头的疲劳寿命最低,主要断裂于焊趾位置。疲劳性能低下的原因是应力集中、角变形导致的附加应力和焊接缺陷。分别通过TIG熔修焊缝整形和焊趾铣削圆弧的方法实施改变接头形状参数的优化方案,对采用不同优化方法的接头进行系统疲劳性能测试。通过比较证实,手工TIG堆焊熔修不易控制焊趾角度,很难获得理想的接头形状以降低应力集中,整形后反而使疲劳寿命较之与原始状态有明显降低;机械加工获取焊趾圆滑过渡的方法可以精确控制焊趾处的圆弧半径尺寸.铝合金超声-TIG焊接工艺及超声作用效果研究

TIG焊是应用最为广泛的铝合金焊接方法,可以实现高品质焊接,得到优良的焊缝成形,但是单道熔深浅、焊接效率低。超声-TIG焊接方法可以有效弥补普通TIG焊的不足,可以引起电弧收缩,能量集中,进而提高焊接效率。为了发掘此方法在铝合金焊接中的优势,本文针对铝合金焊接的特点对超声复合焊接系统进行改进,对焊接工艺进行了深入的研究,并分析其对焊缝组织性能以及缺陷的影响。首先针对铝合金焊接,对超声发生系统的变幅杆、冷却机构及钨极连接方式进行了改进,从而使超声复合焊接系统满足铝合金直流及交流焊接的要求,改进后的系统具备良好的稳定性及实用性。试验研究了直流氦弧铝合金焊接工艺。首先分析了不同电弧长度、发射端高度对焊缝深宽比的影响,实验结果显示当电弧长度与发射端高度匹配良好时,与普通TIG焊相比,U-TIG焊可以明显增加焊缝的深宽比,从而实现了在较小的焊接规范下实现熔透。其次对焊缝微观组织进行了分析,结果表明U-TIG焊焊缝区晶粒更细小,超声具有将粗大的柱状晶转变为细小的带状或等轴晶的作用,而且使焊缝成分分布更加均

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匀。进行了交流氩弧铝合金焊接工艺的研究。在平板堆焊试验中,发现随着焊接电流、电弧长度的改变,超声的作用效果也随之改变。采用匹配良好的工艺参数进行了2219铝合金板的对接试验,结果证明了超声-TIG焊可以在更小的规范下实现单面焊双面成形。相同工艺下,超声-TIG焊缝中心出现较大区域的等轴晶,焊缝熔合区宽度减小,热影响区、焊缝区成分分布也更加均匀。通过对比分析焊接裂纹,发现超声-TIG焊可以有效地防止焊接裂纹的产生。针对焊接气孔,发现当采用中等弧长及较小焊接电流时,超声-TIG有助于减少焊缝中的气孔。力学性能测试显示,超声-TIG焊接接头抗拉强度高于普通TIG焊。初步探讨了超声-TIG电弧收缩的原因,并提出了两种作用机制:声流力及流体冷却压缩机制。根据实验结果,阐述了超声对焊缝中气孔的不同作用,初步分析了熔池中的声流力对焊缝中气孔的影响。

基于DSP控制的铝合金脉冲焊接电源及电弧形态研究

熔化极脉冲氩弧焊具有低的热输入量、生产率高、易实现自动化的特点,比较适合铝合金的焊接。铝合金的脉冲MIG焊不仅扩大了焊接电流范围,而且使电弧稳定性提高,可以适应多种焊接场合。近年来,铝合金的P-MIG焊接工艺在工业化生产过程中已经得到了广泛的运用。但是由于铝的独特性能,在焊接应用中依然存在着一些问题,脉冲焊接工艺复杂,控制方式也比较复杂,如何有效地控制各类电信号,得到一个合适的脉冲波形是目前来说研究的一个问题之一。本文采用DSP控制技术设计了铝合金P-MIG全数字控制系统,获得了一致性好的脉冲电流波形和稳定的焊接过程。不同的基值电流、峰值电流、峰值时间等参数还可以手动调节,对于脉冲电流波形控制,实现了对脉冲上升斜率和下降斜率的独立调节。焊接电弧的特性对焊缝的力学性能、微观组织、几何形态以及组织都有着重要影响。对于脉冲焊接来说工艺参数很多,工艺参数之间相互影响,对电弧的影响又不一样,而且铝合金对工参数的变化比起钢来说更为敏感,所以对工艺参数的合理选择至关重要。在众多脉冲参数中,峰值电流、基值电流和峰值时间是铝合金P-MIG焊接过程中极其重要的参数。针对这一问题,本文通过对铝镁合金进行P-MIG焊接,调节不同的脉冲参数,主要研究了在相同平均电流、平均电压工作条件下,不同峰值电流、基值电流、峰值时间对电弧形态的影响规律。通过高速摄影采集系统进行采集,可以比较完整地拍摄到清晰电弧形态和电弧变化过程。结果表明,电弧长度、电弧宽度和电弧光亮区面积随着峰值电流增加而增加,基值电流是维持电弧燃烧的参数,峰值时间对电弧弧长没有影响,却显著影响电弧面积。随着电源输出波形控制技术日益成熟,本研究通过调节脉冲上升和下降斜率,改变电流的输出波形,从而研究了脉冲波形的变化对电弧形态和电弧挺度的影响。脉冲斜率变化导

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致脉冲时间过程中脉冲能量的变化,脉冲能量的变化影响着电弧形态的变化。同时通过调节脉冲上升和下降斜率,实现脉冲焊接电弧挺度硬软规范的调节。采用软规范焊接时电弧燃烧面积大,熔深熔宽较大,而硬规范焊接电弧比较集中,但是熔深熔宽较小

高速列车铝合金材料焊接热裂纹倾向研究

铝合金制品具有质轻、美观和耐蚀性好等特点,已成为高速列车车体的首选材料。国产铝合金高速动车焊接结构在焊接制造加工中,热裂倾向大,尤其是在熔化焊工艺中,热输入量大,热裂问题非常突出。本文通过一系列试验和数值模拟计算,研制了专用试验装置,对高速列车A6N01S铝合金材料的焊接热裂纹倾向性形成和机理进行了深入研究。通过对热裂纹断口横截面扫描电镜观察、纵向载面能谱分析、高温热模拟试验下的断口观察,证实A6N01S铝合金焊接热裂纹形成的微观机制是:在焊缝中心冷却后期的液态薄膜和焊接升温过程中热影响区内第二相Mg2Si组分液化形成的液态薄膜,在较小的外加应力作用较快的加载速度下,发生晶界分离导致开裂。在相同外界的应力拘束条件下,不同材料的热裂纹敏感性决定因素是其高温的塑性储备。根据焊接热裂纹的产生的冶金机理和力学条件,设计了专用快速测试材料热裂纹倾向性的装置,通过试验测试,证明研制的焊接热裂纹倾向测试装置具有简便、快速、高精度、定量等一系列优点,可以定量检测出母材、焊丝与母材匹配的热裂倾向,具有很好的通用性和实用性。通过数值模拟中温度场分析与试验温度场的测量进行比较,验证了两者的一致性,并确定了试验装置在试验中的相关参数。在已知热裂倾向的材料试验中,验证了装置测试的准确性。利用研制的热裂纹倾向试验装置,对日本产Jk、国产K4、N7、M3四种A6N01S铝合金材料焊接热裂纹倾向性进行了检测和评定,结果表明日本材料Jk的裂纹总长度及最大裂纹长度在四种材料中处于较低水平,且裂纹总长度随变形速率变化不明显,是四种材料中热裂纹倾向最低的材料;利用自行研制的专用装置进行了系列裂纹倾向检测试验,在不同试验速度区间内,形成了选材的标准。

铝合金焊接应力变形数值模拟研究及应用

本文以863课题航天筒体结构的焊接数值模拟研究为背景,采用数值模拟与实验相结合的研究路线,开展了焊接数值模拟精确建模研究以及高效计算研究,并对实际生产中应用的航天筒体结构焊接变形进行了实验测量与数值模拟。在数值模拟基础上进行了航天筒体结构焊接工艺优化,提出了减小航天筒体结构焊后沿母线下凹变形的工艺措施,并得到了实验结果的正确验证。焊接数值模拟精确建模研究包括精确材料模型的建立,以及夹具拘束作用模型的建立。通过热力学模拟实验,系统研究了焊接热循环温度历史对两种有代表性的铝合金材料屈服强度的影响,建立了材料性能依赖于温

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度及温度历史的材料模型,提高了焊接数值模拟的计算精度。在夹具拘束作用模型中,将夹具和垫板作为弹塑性体包含在焊接数值模拟几何模型中,并将其与被焊试样之间的相互作用定义为接触对,分析了夹具及垫板与被焊试样之间相互作用的不同处理方式对被焊试样焊接应力与变形的影响。利用移动温度函数法以及解析法与有限元法相结合的方法,分别开展了焊接数值模拟高效计算研究。利用移动温度函数法,将大型筒体结构焊接数值模拟的计算时间缩短至有限元顺序耦合法的1/3,而且能够保证焊接数值模拟的计算准确性。将解析法与有限元法相结合,在ABAQUS软件中同步完成了焊接温度场与焊接应力应变场计算,与有限元顺序耦合法相比,在保证计算准确性的前提下,将焊接数值模拟总计算时间和总CPU时间均节约40%以上。采用数值模拟与实验相结合的研究方法,进行了航天筒体结构焊接变形研究。开展了不同尺寸与结构形式航天筒体结构的焊后残余变形预测,焊接验证实验证明了数值模拟预测结果的准确性。采用数值模拟与实验研究相结合的分析方法,发现航天筒体结构焊后沿母线的下凹挠曲变形主要由焊缝的横向收缩引起。针对焊缝横向收缩的特点,开展了基于数值模拟的航天筒体结构焊接工艺优化,提出了减小筒体结构焊后沿母线下凹变形的工艺方案,并得到了实验结果的正确验证。

铝铜系合金焊接接头应力腐蚀与焊接工艺相关性的研究

铝合金结构在焊接时,由于焊接热循环的作用,不可避免地带来了因过时效而导致接头热影响区的软化(即固溶相分解析出)现象,不仅使得接头的强度性能降低,同时由于组织的不均匀性和贫铜区的形成,易产生电化学腐蚀破坏,也使接头的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性显著增大,这是固溶强化型铝合金长期以来一直未获解决的工程实际问题。因此,研究铝合金焊接接头的腐蚀失效特性,分析导致腐蚀失效的影响因素,对于提高航天铝合金焊接结构的长期性能具有十分重要的工程实际意义。本文通过进行宏观力学试验、慢应变速率试验及采用断口扫描电镜、金相观测辅助技术,研究了2014、2219铝铜系合金及其在不同焊接条件下(变极性TIG焊、高频-TIG复合焊、大功率激光-TIG复合焊、激光-TIG复合焊,激光高频-TIG复合焊)的焊接接头力学性能与应力腐蚀开裂敏感性对比,提出焊接接头的应力腐蚀开裂敏感性与焊接方法相关性的证据,并得到一种能保证接头高强度和抗应力腐蚀性能的较理想的焊接工艺。试验结果显示,小功率激光和高频脉冲能量可有效减少甚至消除接头焊缝熔合区气孔缺陷,并且由于高频脉冲的强烈搅拌作用,可打碎生长中的枝晶,促使接头熔合区形成细晶带。与变极性TIG焊相比,激光-TIG复合焊、高频-TIG复合焊、激光高频-TIG复合焊可以显著提高焊接速度,减少热输入,细化焊缝组织,减少晶界共晶组织宽度,从而显著改善和提高接头的力学性能与抗应力腐蚀性能。2219铝合金五种焊接接头

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抗应力腐蚀性能差异较大,其中大功率激光-TIG复合焊接头延伸率最低,开裂敏感性最高;激光高频-TIG复合焊接头平均断裂时间明显大于变极性TIG焊接头,且已达到2219母材的94%左右,抗应力腐蚀性能最好。然而对于2014铝合金接头,五种焊接接头该项指标至多达到2014母材的60%。在相同的焊接条件下采用高频或者激光复合的效果并不理想,虽然焊缝组织有所细化,但晶界附近贫铜区分布不及2219接头组织均匀,开裂敏感性增加。因此,需要有针对的进一步研发适用于2014铝合金的复合焊工艺。

2024与7075异种高强铝合金激光填丝焊接技术研究

2024和7075铝合金是两种可热处理高强铝合金,目前广泛应用在对材料比强度要求较高的机身蒙皮、翼梁,汽车及轨道交通的制造等领域。两种铝合金的广泛应用不可避免的出现二者之间连接的问题,铆接等机械连接方式增加了结构重量,而2024使用传统电弧焊可焊性不高,7075则不被推荐采用电弧焊。激光焊接能量密度高、加热冷却速度快等特点成为铝合金焊接较优的选则。但是,在高功率密度作用下产生的小孔并不能稳定存在,尤其对于含Mg、Zn较多的7075铝合金,小孔非常不稳定。为解决两种铝合金焊接过程不稳定性问题,本文将使用填充焊丝的方法对两种铝合金进行对接实验研究,并测试分析焊缝组织及性能。本文研究了焊接工艺对过程不稳定性的影响,并探讨了产生影响的机理。通过高速摄像对熔滴过渡过程进行研究,认为激光直接加热及热传导是焊丝熔化的主要加热机制。这种加热机制导致不同光丝间距下熔滴过渡方式的改变,当光丝间距为0时熔滴过渡稳定。通过分析高速摄像得到的不同送丝速度熔滴过渡及等离子体面积的变化,认为熔滴对熔池具有调节能量分配维持小孔前壁稳定的作用,提高送丝速度会提高熔滴过渡频率,稳定焊接过程。针对不同类型气孔研究了焊前清理方法对氢气孔的影响以及工艺对工艺气孔的影响。物理清理比化学清理方法降低氢气孔的作用更加明显。激光偏转及在熔透焊条件下提高送丝速度都会降低气孔率。通过金相分析技术、SEM/EDS技术、拉伸试验及显微硬度测试等手段分析了2319及4043焊丝焊接的焊缝微观组织、微区元素,断口形貌、拉伸强度以及显微硬度。讨论了热影响区过烧现象、熔合线附近柱状晶区、V字形粗晶区、粗大树枝状晶粒组织出现的原因。比较了使用两种填充焊丝时焊缝力学性能,结果表明采用2319焊丝的焊缝抗拉强度达到339.5MPa,比采用4043焊丝的焊缝较高,但塑韧性较差。此外,研究焊缝断裂位置及断口形貌,发现各区域组织对焊缝断裂产生了一定规律的影响。

LY12铝合金激光-电弧复合焊接工艺研究

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铝合金由于密度小、比强度高、导热率高、机械加工性能好，被广泛应用于航空航天领域。但是，铝合金，尤其是高强铝合金焊接存在一定难度。激光-MIG电弧复合焊接技术拥有的焊接熔深大、焊接速度快、工艺稳定性好等优点，对于解决铝合金焊接难题具有一定优势。因此，铝合金激光-MIG电弧复合焊接研究对铝工业发展具有重要意义。本文针对航空航天中广泛应用的LY12高强铝合金，开展了激光-MIG电弧复合焊接的研究，主要结论如下：针对板厚为2.5mm和5mm的LY12高强铝合金激光-MIG电弧复合焊接工艺进行研究并得到焊缝成形规律。研究结果表明，铝合金复合焊缝熔深和熔宽均随激光功率和电弧能量的增大而增加，且随焊接速度的增大而减小。对2.5mm薄板铝合金来说，高焊接速度会增加焊缝裂纹倾向。此外，试验得到了能够获得良好焊缝成形的保护气体具体参数：同轴保护气体为He，流量为15 L/min；旁轴保护气为80%Ar+20%He，流量为25 L/min。研究结果表明，裂纹是LY12高强铝合金复合焊焊缝的主要缺陷。裂纹主要分为焊缝中心结晶裂纹、熔合线裂纹、氧化膜气孔裂纹和显微裂纹，其中，焊缝中心结晶裂纹出现的最为普遍。实验证明，降低电弧电压和焊接速度可以抑制结晶裂纹；采用ER4043焊丝能够通过增大液态熔池流动性实现抑制结晶裂纹的目的，此外，填充钛合金粉末也有利于抑制结晶裂纹。在LY12高强铝合金复合焊接接头显微组织及力学性能的研究中得到，焊缝区显微硬度明显低于母材，由母材到焊缝中心的显微组织依次为柱状枝晶、等轴枝晶和树枝晶。对焊缝进行热处理后，焊缝区枝晶熔解，晶粒有一定程度长大，晶内有沉淀强化相析出，其显微硬度接近母材。对于板厚为2.5mm和5mm板材，LY12高强铝合金复合焊接头抗拉强度分别达到母材的74.5%和80%。

车制造厂焊接车间置换通风气流组织优化数值研究

近年来,汽车制造工业飞速发展,并已成为我国国民经济的支柱产业之一。铝合金在汽车制造中被广泛应用,其焊接技术是现代汽车制造工艺中最关键的环节之一。MIG焊是实现铝合金加工的一种重要方法,但其焊接过程伴随着大量铝合金焊接烟尘的产生,其主要成分为Al2O3,会对人体的健康产生严重危害。因此需要在铝合金焊接车间设置通风空调系统,对车间内烟尘的浓度加以控制,以改善焊工的劳动作业环境,提高生产效率。现代汽车制造厂铝合金焊接车间跨度大、高度高,车间内焊点处热与污染同时发生,这些特点使得焊接车间很适合采用置换通风方式进行通风,这样一来,车间内下部活动区空气清新,上部非活动区空气污染较严重,存在着热力分层。但是,置换通风空调房间的气流组织方案会对其通风效果产生很大的影响。在相同的设计参

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数下,不同的方案将会在室内形成不同的温度、速度、相对湿度及污染物浓度分布,而影响到通风空调系统的运行效果。合理的气流组织方案是有效控制铝合金焊接车间内焊接烟尘浓度、保证车间内部达到焊接生产工艺所要求的温度、湿度、气流速度的先决条件。因此,本文针对某汽车制造厂铝合金焊接车间,结合车间内焊点的空间布局,确定了A、B两种置换通风气流组织方案。方案A为在焊接车间跨的一侧和跨中部的安全通道处各设置一排送风口,方案B则仅在焊接车间跨的一侧设置一排送风口,两种方案的回风口均设置在车间顶部。采用FLUENT软件对A、B两种方案在夏季工况下车间内的污染物浓度、气流速度、温度、压力场进行了数值模拟。结果分析表明,采用方案A车间内的通风气流组织效果优于方案B。接着,针对方案A,在送、回风口尺寸不变、送风温度及湿度参数不变的情况下,对不同通风换气次数下的通风效果进行了数值模拟,通过结果的比较分析,提出了方案A的最佳通风换气次数为2次／h。

A7N01铝合金焊接接头的组织及力学性能

A7N01铝合金具有优良的力学性能和焊接成形性能,在高速轨道列车的底架设计中得到广泛应用。本文针对国产A7N01铝合金焊接接头展开研究,主要研究A7N01铝合金焊接接头的组织及力学性能。试验所用焊接接头的坡口形式有对接V形、对接单边V形和对接K形三种,从以下几个方面对其进行试验研究：首先对三种焊接接头进行金相试件的制作,之后对其进行组织的宏观分析、微观分析和硬度分析。其次对三种焊接接头及母材进行静力学拉伸试验和冲击试验。最后对三种焊接接头进行疲劳试验及数据分析,对疲劳强度较低的焊接接头进行优化设计。通过对以上几个方面的试验数据分析,获得每种坡口形式焊接接头的各项力学性能及其影响因素。在有限元分析的基础上,对疲劳强度较低的试验件进行不同方法的优化设计,分析对比优化设计前后的试验结果,从而得出不同的优化设计方法对试验件疲劳强度提高的幅度。

内蒙古工业大学科研训练报告 研究内容与预期研究成果

2.1 研究目标

2.2 主要研究内容 2.3 预期研究成果

3、主要参考文献

2.科研训练实验报告 篇二

一、“日记训练”的内涵诠释

有人曾评价说:“日记是岁月的保险柜, 日记是灵魂的密室, 日记是忠实的朋友, 日记是作家的摇篮。”这里所谓日记, 不同于一般的生活日记, 它含有作文的性质, 属课外写作练笔。每篇日记实际上都是一篇完整独立的文章, 要求做到:选材具体充实, 中心明确突出, 结构条理严谨, 语句恰当有力, 体裁别具一格, 表现手法注重发挥个人优势, 或叙或议, 或诗歌或散文。

这种“我手写我心”的“日记训练”, 已拓宽了一般意义上的日记外延, 对发展学生智能具有多方面的功能。我们知道, 勤于观察、博览群书、多写常练是写好文章的三大要素。而“多写常练”则是其中的关键。“文人妙来无过熟”, 古今中外许多文学大家的成功经验也一再表明:反复不懈的历练的确行之有效。而作为记录中学生“干的、玩的、想的” (叶圣陶语) 的日记, 外连丰富多彩的学生生活, 内接表情达意的作文训练, 上勾课堂阅读教学, 下通课外学生阅读, 具有全面性和包容性, 正是中学生进行课外练笔的终南捷径。全国特级老师魏书生就提倡学生写日记。写日记既可以培养学生观察事物和分析问题的能力, 又是学生积累知识和素材的好方法;写日记不仅可以帮助学生迅速提高写作能力, 还可以加强学生自身的思想修养。学生通过“日记训练”这条途径不仅可以多写多练, 提高写作水平, 还能在听话、说话、阅读、思维以及思想品德等方面得到进步。

二、“日记训练”的训练模式

“日记训练”本着这样的原则进行, 讲究有序性, 做到写、改、评一体化;讲究整体性, 做到听、说、读、写、思、德相结合;课内与课外相结合;教师的主导作用与学生的主体作用相结合。具体地说:“日记训练”的做法包括如下几个步骤。

1.体验生活, 指导日记

学生感到作文难, 无非是因为写作时常感到无话可写, 即难以找到可供写作的材料。让学生写日记, 自然也存在这一问题。在训练中我们是从以下几个方面入手作出努力的。

(1) 帮助学生从日常的学习、生活中发掘材料。其实, 能作为日记材料的事物随处可见, 作为老师, 责任在于如何引导学生去发现这些值得写的人、事、物, 为学生日记找“米”下锅。

(2) 帮助学生从对社会的关注中寻找材料。社会是纷繁复杂的, 在我们生活的世界中, 每天该发生多少引起人们关注的事呢?每天上学的路变宽了, 路旁的旧房子拆掉了, 新房子又美丽又漂亮了;居住地出现了扬沙天气, 原因何在;中国举办了奥运会, 中国的综合国力越来越强……哪怕是菜场上见到的买卖双方的一次讨价还价, 无不引起人们的思考, 只要教师引导得当, 学生留心观察, 何愁日记训练中, 学生会感到无话可写?

(3) 帮助学生从学过的课文中受到启发, 捕捉灵感, 寻找切入口, 是解决日记训练中无话可写的又一条有益途径。

(4) 帮助学生从广播电视等新闻媒体中捕捉灵感, 去寻找日记的“水源”, 也不失为一种合理的资源开发和利用。例如, 把自己听到的某条新闻介绍给大家;把看了动画片、看了“大风车”后得到的知识, 受到的启发、引起的感想告诉给大家。

(5) 养成留心观察的好习惯, 主动去说, 主动去写。日记为心灵之声, 学生的心里话, 学生对世界, 对周围人物的看法尽可写在日记之中。经过了选材训练, 学生还能为感到无话可写而害怕日记吗?也可以从写作一句话到几句话、一段话, 循序渐进, 从而解决学生日记训练的材料问题。

“写作是有形的思维, 思维是无形的写作。”根据学生平时观察、体验、感受生活 (包括直接的和间接的) 的情形, 把在生活中有所触动的人、事、物、景、情、理等, 运用自己的想象、联想, 加以文字表述, 就成了一篇日记。这是一种“在生活上真正受用的写作训练” (叶圣陶语) 。为此一定要让学生端正写作态度, “写出诚实的, 自己的话” (叶圣陶语) , 使作品“有真情, 去粉饰, 少做作, 勿卖弄” (鲁迅语) 。日记写作一举数得:既训练了学生的写作能力, 又锻炼了他们的思维, 还能在写作的过程中不断进行自我教育, 使其思想品质在这种“道德长跑” (魏书生语) 中不断得到检验、提高。

2.批阅日记, 发现问题

从信息论的角度讲, 学生学习是一个信息传输过程, 这个过程包括吸收、输出、反馈、评价四个阶段, 而批阅则是对日记写作的一种反馈和评价。所以日记的批阅效果如何, 将直接影响学生对日记的态度。

每周我定期把学生的日记本收上来, 为避免出现写作“真空”, 让学生互相批阅, 目的在于, 在写作上能互相取长补短, 有所借鉴。通过参与批阅, 除去罩在写作批改上面的那层神秘的面纱, 让学生体验一下个中滋味, 以增强其日后写作的责任感。让学生批阅日记, 并非仅仅为了减轻教师负担, 更重要的是着眼于学生智能的培养, 最终达到叶老所说的那种“自能作文, 不待老师改”的境界。具体做法是由两名学生参与, 轮流进行, 这样一学期下来, 全班每个学生至少有一次批阅日记的机会, 学生在看的过程中选出两篇好的、两篇书写不认真的, 提供给老师。教师之所以要看, 一是把握学生总的写作趋势, 发现带有普遍性和倾向性的问题;二是帮助学生解决写作、批改中的疑难问题 (可与面批相结合) ;三是师生共同确定优秀日记 (8篇) 、热点日记。书写不认真的, 批阅时应加上恰当的批评。这种批评可以指正日记的优劣得失, 也可以和学生交流思想、纸上谈心, 以发挥教师教书育人的双重作用。

3.读评日记, 及时反馈

读评其实是对日记进行信息反馈评价的另一种方式, 而反馈评价的最好方式则是以学生为主的评价。每周固定一节语文课让学生轮流读日记 (可自选本周定的比较满意的一篇, 热点日记指定) , 每次读8人, 先读热点日记 (每次2篇) , 其他的按学号或桌次来决定人员及次序。读后师生共同评析。在整个读评过程中逐渐培养、发展学生的整体语文素质。

(l) 读。学生到讲台是读自己的日记, 在读的过程中规定如下:声音洪亮, 语速缓慢, 吐字清晰, 语言自然, 说普通话, 语音要有抑扬顿挫。并据此量化打分, 展开竞赛, 再穿插以适当的文艺节目, 使读评活动绘声绘色, 情趣盎然, 以达到寓教于乐的目的。读日记活动既培养了学生的语感, 锻炼了他们的普通话朗读能力, 又提高了有些学生在大庭广众之下展示自己的心理素质 (对部分学生而言, 后者尤为重要) 。

(2) 听。台上的学生仔细读, 其他人在下面认真听, 并边听边记边想。在听的过程中, 既开阔了视野, 得以对他人的好日记学习借鉴, 又养成了尊重别人的好习惯, 使同学之间的关系更加融洽, 当然学生的听话能力也潜滋暗长了, 并为下面的议、评日记提供了依据。

(3) 议。每听完一篇日记, 都拿出一到二分钟时间让学生自由讨论, 这时学生的话语最自然、最真切, 让彼此的认识、看法互相碰撞, 这样便会产生火花, 有时学生会争得面红耳赤, 这正是思维最活跃、最敏捷的时候, 教师也可深入其间, 参加讨论, 并给学生以释疑、点拨。

(4) 评。包括自我评价和他人评价。通过谈写作体会和对教师批评的看法, 使作者对本人的日记能有个正确的认识, 肯定优点, 发现不足, 明确今后的努力方向。然后用抽签的方式指定另外几人加以评论:或自己的总体认识, 或回答教师的提问。这既是对“听”的信息反馈, 也是对所思所议的反馈, 其中, 教师要授之以渔, 示之以范, 指导学生会发言, 会评析。要鼓励学生敢想、敢说, 畅所欲言, 不要怕学生出错, 别担心学生偏激, 要积极地保护学生的学习热情, 使其本着对文不对人的原则知无不言, 言无不尽, 引导他们对不同的观点、意见, 展开必要的争鸣。

(5) 导。在读评中, 教师适当的点拨、启发、讲解、引导还是很有必要的。这种作用一是在读之前, 概括评述一下本次所阅日记总的情况, 主要包括写作的倾向性, 哪些人哪些日记有什么长处, 存在的问题等。二是每读完一篇日记后进行评析, 评析时要结合具体作品 (特别是热点日记) 对学生进行做人教育, 端正他们认识上的某些偏差, 有针对性地介绍一些写作方法;给学生排疑解难, 畅通思路, 对所读日记提些问题, 对同学们十分关心的热点问题进行“现场采访”, 借以强化他们听、议日记的信息反馈能力, 培养学生多方面的智能。三是读日记后, 谈一下读的过程中存在的问题, 公布两个名单, 一个是优秀日记名单, 一个是书写不认真者名单, 最后收交日记。

4.争做“小作家”, 举办“培训班”

根据争强好胜的心理特点, 为了利用学生强烈的发表欲来激发其写日记的热情, 学校板报上开辟日记专栏, 学生自办或小组合办日记手抄报, 把学生的优秀日记推荐给有关报刊, 指导学生投稿, 组织各种形式的日记创作比赛等, 以激起更大的欲望和兴趣。当学生的作品出现在我镇自办的镇级刊物上, 他们心情该是多么地高兴, 稚嫩的心被震撼了, 油然而生的成就感更激发了他们的日记写作热情, 兴趣与习惯也随之形成。

受不良教育影响, 有些学生写字极不规范, 书写龙飞凤舞, 课后将那些书写不认真的学生集中起来, 进行规范化写字培训。在培训活动中, 让学生认清写好字的重要意义, 结合每个学生的具体情况在写字技巧上进行具体指导, 最后在练字本上写上两张小字强化培训。最终使学生养成良好的习惯。

三、成效及努力方向

素质教育正在为人们所普遍重视。实验证明“以日记为主, 对学生进行作文训练”模式对促进学生的德、智、体、美、劳与个性特长的全面发展以及学生捕捉生活细节的本领、学生的竞争意识、学生自觉地观察事物、关心国家大事和快速成文的能力等, 都是一个重要的途径。学生习作水平的提高, 促进了其他方面的提高, 同学之间相互促进, 形成了活泼向上, 积极进取的学习氛围。几年来, 我班学生共有26篇习作发表于校、镇级刊物上。学生的写作水平显著提高, 整体语言素质全面发展。

3.科研训练实验报告 篇三

关键词：高效；梳理；探究；训练；建模；报告

一、课题的提出

新课程理论强调，学生是课堂活动的主体，教师应成为学生思维体操的引导者。传统的英语教学中，教学信息传递是单向的，学生没有参与到课堂中，不会提出问题而始终处于被动的学习状态，学习效率低下。为了改变这一现状，在新课程改革的要求下，笔者经过长期思考与实践，提出了“梳理·探究·训练”的教学模式，将其运用到英语教学中，不失为构建英语高效课堂的一个好方法。

“梳理·探究·训练”模式具有相对稳定性，其模式顺序因课因人而异，且其环节相互交融：梳理中有探究，探究中有梳理；梳理中有训练，训练中有梳理；探究中有训练，训练中有探究。前后梳理的累积时间为10分钟，前后探究的累积时间为20分钟，前后训练的时间为10分钟。基于此，“梳理·探究·训练”的高效课堂模式又被称为是121模式。

二、英语学科高效课堂模式“梳理·探究·训练”的内容和效果

（一）高效课堂模式“梳理·探究·训练”的内容

1.新授课高效课堂模式“梳理·探究·训练”的内容

梳理就是设计预习提纲，把考点知识问题化的过程。探究就是问题考试化的过程，是强化效率意识的过程。包括：探考点命题之特点，究错误原因；探考点命题之规律，究思维建模。训练就是以情景案例或话题为载体，培养学生解决实际问题的能力。从新授课角度讲，这种模式本质上就是考点问题化、问题考试化、考试规范化的过程。

以语法“be+v-ing”表达将来的动作为例。

首先，教师要给学生呈现出课文中的原句子：Where are we going？When are we leaving and when are we coming back？告诉学生类似这样的句子本课多次出现，这是一种语法现象，让学生在Warming Up中找出类似的句子。然后，教师提问：为什么这些句子的时态均为现在进行时，是表示动作正在进行吗？让学生以小组形式进行讨论并得出结果：现在进行时有时也用来表示按计划或安排将发生的动作，能够用于这种结构中的动词有：go、cong、arrive、leave、start、stay、see、meet、wear等。最后，教师要让学生完成课本语法部分第二题及Workbook中语法部分的第一题来巩固此语法知识。

2.习题课高效课堂模式“梳理·探究·训练”的内容

梳理就是获取和解读材料中有用信息的过程；探究就是把材料中的有用信息转化为课本文本信息，调动和运用知识的过程；训练就是方法、模型应用、完善和熟练的过程，是描述、阐释事物以及论证和探究问题的过程。从习题课角度讲，这种模式本质上是考查四种基本能力的过程。

还是以上面的语法为例来进行一节习题课。首先，教师可设计一些练习题，让学生用现在进行时来完成一组句子。接着，教师可让他们进一步讨论现在进行时的用法。最后，教师要再给出一组练习题，让学生练习，以巩固所学知识。需要注意的是练习题应包含能够表达将来动作的形式，以加深学生对语法的全面理解。

（二）学科高效课堂模式“梳理·探究·训练”的效果

1.学生变化发展了

实施“梳理·探究·训练”教学模式，学生的课堂专注度提高了，课堂睡觉、玩手机、看小说、听音乐的现象消失了；学生的学习行为、习惯有了可喜的改变，学生的学习成绩有了明显的提高。

2.教师变化发展了

教师的学生观变化发展了，学会了欣赏学生；教师的自我观变化发展了，学会了反思，科研能力增强了，课堂教学技能提高了。

3.学校教学质量提高了

学校办学有了特色，教学有了个性，学生有了特长，效率得到了提高。

三、英语学科“梳理·探究·训练”建模实验过程

（一）实验原则

实用性原则和科学性原则。

（二）实验的进程

1.建模阶段

开展教改教法大赛、建模经验观摩、交流、探讨、修改、总结和示范课堂建模。

2.入模阶段

学校行政干预，科任教师必须按照学校课堂模式教学。

3.出模阶段

建立个性化高效课堂，做到有模式而不唯模式，灵活运用模式。

四、反思与发展

1.应注意的几个问题

问题的确定要遵循“精确”原则；营造宽松的探究环境；教师是导演，不是旁观者；矛盾的特殊性要求具体问题具体分析，灵活运用模式。

2.应继续研究、改进的问题

学习小组的构建与评价的研究及落实；课堂评价的研究及落实；各类课型的具体操作方法与评价标准等。

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4.大学生科研创新实验项目结题报告 篇四

科研一般是指利用科研手段和装备，为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。下面是小编为你带来的大学生科研创新实验项目结题报告范文，欢迎阅读。

项目成员：

赵** 计算机学院**级 计算机科学与技术

毛** 计算机学院**级 计算机科学与技术

李** 计算机学院**级 计算机科学与技术

指导教师：

宋** 讲师博士

在计算机图形学领域，植物的建模表示、绘制与动态模拟一直是研究的热点和难点，提出了许多针对植物这一特殊对象的方法，也取得了较好的结果。研究此次项目能够帮助我们提高专业知识水平，拓宽视野，锻炼动手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实践。

科研初步收获和体会：

首先进行了了解及熟悉使用vue5软件，我们学习掌握了导师推荐的计算机图形学专业教材，对计算机图形学的一些基本概念数学基础，理论是科研的基础，通过理论的学习，我们规范了图形学的科研思路，在对计算机图形学、生物学相关知识及开发环境——VUE5学习之后，我们阅读了相关论文，开始了自己的自然场景建模与绘制的科研。

在计算机图形学领域，植物的建模表示、绘制与动态模拟一直是研究的热点和难点，提出了许多针对植物这一特殊对象的方法，也取得了较好的结果。植物的建模可进一步细分为模型表示与建模方法两个部分，模型表示、建模方法与绘制三者之间是相互依赖和密切相关的，一般结合在一起实现。对于自然景观的真实感建模与绘制，国外有很多相关软件，国内虽然支持过类似方面的研究项目，但专业软件的报道极少。

同样对于我们来说，对于该项目有极大的兴趣，现阶段包括未来前景表明，计算机中的动态建模将有很大发展，现在就了解和学习一些相关知识，将来也可以倾向这一方面进行更多的学习和研究。对该项目所需的专业知识之前只有大概了解，并没有深入的学习、分析，但是兴趣是最大的动力，研究此次项目能够帮助我们提高专业知识水平，拓宽视野，锻炼动手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实践。

总的来说，该小组里，赵旭升和李雪梅同学总体来说善于接受新的知识，比较擅长软件的学习和应用，动手能力强，思考深入，能够很好的将新学习到的知识加以思考达到融会贯通。

而作为组长，赵旭升同学能够有一个总体的规划和布局；李雪梅心思细腻，擅长处理复杂精细的部分。出于此考虑，由赵旭升主要对软件进行全方位的学习和应用，李雪梅则重点攻克建模中最复杂的几个点，如渲染等。

而另一位组员毛玉婷则更擅长理论知识的学习，对于图形学的算法有浓厚的兴趣，鉴于此，毛玉婷主要学习和研究对于建模的基础——图形学。

协调配合：

总体的知识是每个组员都要学习和研究的，但由于时间精力有限，安排不同的组员重点研究不同的部分，然后及时讨论，向其他组员讲解，其他组员提出问题，共同探讨学习。导师指导情况：指导老师宋成芳老师对建模方面有所研究，带领我们探讨此科研的命题方向、创新点等问题，并向我们提供软件，推荐参考书目。除此之外，宋成芳老师还指导我们制定不同阶段的研究学习任务，对于不懂的问题及时引导及讲解。总之，导师的引导在此科研项目中起到不可或缺的作用。

本次科研项目综合应用计算机图形学和生物学理论，重点研究新的快速高效的大规模动态植物建模和实时绘制方法。我们以视觉效果和实时效率为主要目的，着力保证形态真实感和运动真实感，而不是严格忠实于动力学与生物学理论。采用几何与图像混合式表达方法来对植被等对象进行建模，并采用较为特别的方法对场景进行绘制。

建模对于现代来讲虽然已经不再是一个难题，但是真实场景的植被建模涉及到户外的天气、光照以及植物的阴影等，特别是怎样在短时间内对大规模的植被进行真实感建模仍然是个有待研究的问题。本项目着重于此，进行一系列的学习和研究。

科学意义：

对于自然景观的真实感建模与绘制，国外有很多相关软件，国内虽然支持过类似方面的研究项目，但专业软件的报道极少。直接从国外购买这些软件成本并不低(大型造型软件的插件价格大约100美元，提供源代码开发的SpeedTree软件的每个单机license价格为8500美元)。探索新的高效建模和可视化技术，开发自主版权的植被建模与绘制平台，对于我国在军事仿真，园林设计，森林防护和数字娱乐的发展非常重要。

同样对于我们来说，研究次项目能够帮助我们提高专业知识水平，拓宽视野，锻炼动手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实践。

该项目自20**年9月科研立项以来，在宋成芳导师的指导下，在我们项目组三个人的点点滴滴的学习钻研下，历经一年的时间，结题在即，对该项目的实施进展情况作一小结。

09年暑假和**年9月，项目组三个同学进行了大学生科研立项的前期资料信息了解和选题工作，经过仔细了解，结合专业背景及个人兴趣组合，我们三个人选择了计算机图形学方向，并有幸得到了宋成芳导师的指导。宋成芳老师根据我们的计算机基础情况及自己的研究方向，给我们选取了“自然场景的真实感建模与绘制”这一科研课题。在宋成芳导师的悉心指导和我们自己的认真准备下，9月下旬，我们成功的申请了校级科研立项。

第一阶段：了解及熟悉使用vue5软件。针对我们的情况，导师要求我们先掌握好计算机图形学支撑专业绘图软件VUE5，在此，我们感谢导师给我们提供了VUE5软件和学习指导书目。10月11月份，我们在专业学习的同时，抽出时间学习掌握VUE5软件，在我们面前打开的是一个专业丰富的三维建模画图软件，通过该软件，我们进一步感受到计算机图形学的应用。

第二阶段：我们学习掌握了导师推荐的计算机图形学专业教材，对计算机图形学的一些基本概念数学基础，理论是科研的基础，通过理论的学习，我们规范了图形学的科研思路，这一部分也是比较富有挑战性的。在学习图形学的同时，根据老师的建议，我们阅读了相关生物学图书，对自然场景中的生物生长规律有了一个大致的了解，从而可以明确植物生长规律，遵循自然现象，最大限度的接近现实。

第三阶段：在对计算机图形学、生物学相关知识及开发环境——VUE5学习之后，我们阅读了相关论文，开始了自己的自然场景建模与绘制的科研。在该阶段，我们深切体会到科研的艰巨与科研取得进展的喜悦，增强了对计算机的热爱和各位老师的敬爱。

回首这一年的科研时间，我们深切的体会的科学研究的博大精深和自己在科学面前的浅薄无知。“自然场景的真实感建模与绘制” 充分利用几何模型在可控变形，图像在外观细节表达等方面的长处，实现融合几何和图像的混合式树的多分辨率表示。

植物的模型表示应当具有三维几何，便于动态模拟，能够提供不同距离和视角下的逼真效果，以保证模型在形态上的真实感；为了高效地获得真实感，以纹理图像来表达细节和外观。

本次科研项目基于导师的科研成果，综合应用计算机图形学和生物学理论，重点研究新的快速高效的大规模动态植物建模和实时绘制方法。我们以视觉效果和实时效率为主要目的，着力保证形态真实感和运动真实感，而不是严格忠实于动力学与生物学理论。采用几何与图像混合式表达方法来对植被等对象进行建模，并采用较为特别的方法对场景进行绘制。

一年的科研立项“自然场景的真实感建模与绘制”即将结束，回顾这一年的时间，我们又困惑，有喜悦，但无论如何我们收获了青春大学时代的一次美好的记忆。

友情，在这一年的时间里，我们遇到了很多困难。之所以我们最终还是走了过来，是在我们遇到困难的时候，我们彼此信任，互相体谅，共同思考解决的思路，团队的力量是巨大的，在老师的知道下，在我们自己的努力下，我们一步一步，迈着稚嫩的脚步，一步步歪歪斜斜的走了过来。几年以后我们工作后大家可能就不在是同学，不再是师生了，但是闲暇的时候，我们还是会偶尔记起在一起共同努力项目的开心，会记起在这个项目中我们的掌握的知识和技能。

在这个项目中，我们学习到了一些计算机图形学的知识，了解到计算机图形学的一些前沿信息，学习掌握了计算机三维绘图软件VUE5 VUE5中物体的创建与编辑；对物体的编辑有：选择，移动，旋转，扭曲，缩放，改变材质颜色，分散，复制，导出等。图像的渲染；取景；材质等内容。学习了解了植物的建模可细分为模型表示与建模方法两个部分。植被场景的绘制方式大致可分为两类：其一，基于纯几何和传统光照明模型的真实感绘制；其二，基于预采样的光亮度重用方法。三维模型建模方法是计算机图形学的重要基础，是生成精美的三维场景和逼真动态效果的前提等等专业知识。这次科研给了我们一个机会学到一些平时在书本上学不到的知识和技术。对于我们而言，研究次项目能够帮助我们提高专业知识水平，拓宽视野，锻炼动手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实践。

这次科研也让我们再次感受到了一些珍贵的品质。坚持，“黄沙百战穿金甲，不破楼兰终不还”是坚持，“千淘万漉虽心苦，吹尽狂沙始到金。”是一种坚持，当我们面对困难，一连好多天找不到思路和方法的时候也是一种坚持，因为坚持，所以我们不折不挠，因为坚持，我们一如既往，因为坚持，我们走到了今天，因为坚持，我们还会一如既往的走下去。感谢这次科研中的许许多多的小纠结，感谢生活中我们遇到的各种各样的小挫折，在这些纠结和挫折面前我们坚持了，我们经历了，我们走过来了，我们觉得内心是强大的。“我始终不愿抛弃我的奋斗生活，我极端重视由奋斗得来的经验，尤其是战胜困难后所得的愉快；一个人要先经过困难，然后踏进顺境，才觉得受用、舒服。”

勤奋。来到大学之后，偶尔也会怀念高中高考时候的辛苦的充实着。因为勤奋，所以充实，所以有收获。在这个科研最初开始的时候，因为我们对计算机图形学近乎没有过专业的接触，所以遇到了好多困难。包括后期学习使用软件绘图和自己动手绘图的时候，我们遇到了好多困难，这些时候，我们能做的，只有勤奋。花更多的时间去阅读相关资料，尝试更多的方法和思路。戴尔卡耐基说：“一个懒惰心理的危险，比懒惰的手足，不知道要超过多少倍。而且医治懒惰的心理，比医治懒惰的手足还要难。因为我们做一件不愿意不高兴的工作，身体的各部分，都感到不安和无聊。反过来说，如果对于这种工作有兴趣、愉快，工作效率不但高，身心也感觉到十分舒适。因不适宜的劳动，使身心忧郁而患成的病症，医生称为懒惰病。”经过这次科研，我们更加认同。

很感触在大学时代可以有一次属于自己的科研经历，经历这次科研，我们知道了自己的稚嫩和诸多不足。我们将以此为契机，学习好专业知识，拓展专业视野，阅读相关专业学术论文，更好的去锻炼历练自己，作为一个工科学生，更加注重实践所学专业知识，我们会注重多和同学交流学习讨论，多和老师交流学习，我们会更加努力勤奋的度过余下的大学时光，收获更多的专业知识和能力。

5.科研训练实验报告 篇五

一、提出问题

培养小学生的作文能力，是小学语文学科诸项任务中既重要又困难的任务。从目前农村小学作文教学的现状来看，仍存在着序列不明，路子不清，方法不当等问题，影响了作文教学质量的提高。我们认为，改革农村小学作文教学，应从以下几个方面努力：一是形成重点训练项目的具体的训练序列，增强作文训练的科学性、计划性，铺好提高作文水平的台阶；二是多种途径引导学生留心生活、观察生活、丰富生活经验积累，使之储备大量的写作素材，充实作文内容；三是形成与综合训练相配套的同步单项训练系列，解决作文基本功问题；四是千方百计激发学生作文兴趣，使学生经常练笔，使动笔写文章成为学生生活的需要，解决练得少的问题。

1987年我校开始了“小学中高年级作文系列训练”的专题实验。在县教研室的帮助下，通过招聘，自愿报名，领导考核，择优录用的办法，选聘了朱耀元同志担任实验班老师，并制定了《试验方案》，从小学三年级开始，跟班实验到六年级学生毕业，为第一轮的实验周期。

二、实验的目标与方法

“小学中高年级作文系列训练”是一项整体系统性的实验，要达到的具体目标是：

（一）培养学生的说话能力。着重培养学生当众、独立地发表自己意见的能力，努力达到“能说会道”有的学生还要“能言善辩”。

（二）培养学生的观察能力。注重教给学生的观察方法，使学生视野开阔。在观察中，有计划地培养观察的目的性、条理性、精确性、细微性，以及观察的敏锐性。

（三）培养学生独立思考的能力。在作文过程中重视培养学生思维的独立性，要求学生思维比较活跃，有自己的想法，自己的思路，自己的意见。

（四）培养学生运用祖国语言文字的能力。帮助学生摸到习作的门径，减轻学生负担，提高写作水平。

（五）重视学生非智力因素的培养。在作文系列训练中，通过各种活动促使学生的兴趣、情感、意志、品质等个性特征向良好的方向发展，为培养一代合格的公民打下坚实的基础。

“小学中高年级作文系列训练”的主要方法是：以现行小学语文教材中的作文训练的“序”为核心，形成“纵向贯彻，横向渗透，同步穿插，内外交流”的系列训练体系，使作文教学向多学科、多层次、多角度的整体改革方向发展。

三、实施措施

（一）纵向贯彻

纵向贯彻就是根据大纲和教材的要求，从三年级到六年级，形成纵向的作文训练体系，保证大纲教材的基本要求能够得到贯彻。再根据整体训练系列，和每学期重点训练项目之间的内在联系，制定出一套学期训练内容，构成语言文字、知识技能、智力活动和思想内容相互联系的学期训练系列，纵向组成训练台阶。

小学中高年级作文重点训练项目共有26个，按训练内容，我们把这些项目分成三大类，即“观察”、“思维”、“表达”。然后根据各年级同一类不同要求的重点训练项目，纵向编排序列。如“观察”类别的训练，三年级第一学期“侧重于抓事物特点的训练”，第二学期“抓特点，进行描述”，四年级第一学期“体现事物的特点”；五年级第二学期“描写事物的静态和动态”，使文章更加生动；六年级第一学期“写出人物的特点，突出人物的思想品质”。编排训练序列时，充分体现作文训练的“序”。如要求抓特点写人，三年级要求写人物的外貌；四年级要求写人物的外貌、语言、行动；五年级全面要求写出人物的性格特点；六年级还要求展开合理想象，写人物的心理活动，突出人物的思想品质。这样遵照循序渐进，螺旋上升的原则，形成“滚雪球”之势，逐步使学生在训练中知、能入链。

（二）横向渗透

横向渗透就是从作文训练的整体改革出发，打破学科界限，与各学科建立横向联系，请科任老师协助指导，让各学科为学生表达能力的提高提供条件，又使这些训练服务于各学科，达到互相渗透，相得益彰，同时使学生感到学校的学习生活是丰富多彩的，从中捕捉值得写作的材料。如思想品德课结合教学内容，引导学生谈认识、摆观点、讲小故事、学习名人名言写心得。数学课引导学生讲清算理，分析解题思路，相机自编应用题，鼓励一些数学成绩差的学生写数学日记，让他们写出今天数学课是什么内容，重点是什么，自己学会了哪些知识，还有哪一点没有弄清楚，对于没有学会的知识用什么方法来解决等。这样既练了笔，又促进了数学的学习。自然课介绍有趣的自然现象，开展丰富多彩的实践活动。如指导学生仔细观察蝌蚪是怎么样变成青蛙的；观察植物的向光性，观察种子发芽、生长的过程，把观察到的现象和自己的想法用自然日记的形式写下来。美术课指导观察、欣赏图画的方法和构图的方法，训练突出重点、选好背景、抓住细节进行描写的习惯，初步学习作画配诗。还可以引导学生写音乐日记、体育日记等。“横向渗透”大大丰富了学生作文的“营养”，也促进了学生逻辑推理、想象、联想等思维能力的发展。

(三)同步穿插

同步穿插就是对照整体训练序列，搞好读写结合，编排大小作文同步训练和各种单项的作文基本功同步训练内容，形成与重点训练系列配套的同步训练系列。其中安排的一次次的单项训练为每次的综合训练奠定基础，这些单项训练，有的是为突出重点训练项目而安排的；有的在命题作文前安排一个或几个单项训练，为命题作文做好准备；有的单项训练是针对学生习作中的弱点或缺陷而安排的。在安排方法上，尽量注意到口述与笔述同步穿插练习；语文课堂作业与作文小练习同步穿插练习；小作文与大作文同步穿插练习。这样既巩固阅读教学中所学到的写作方法，又为综合练习打下基础，分散了难点，放缓了坡度，起到了铺垫和搭桥的作用。

（四）内外交流

内外交流就是把学生的各种习作在班内或校内外进行交流，让他们看到自己在习作中的进步和不足，充分调动学生奋发向上的内在驱动力，激发学生的习作兴趣，从而指导他们多观察生活，像蜜蜂采蜜一样从生活中捕捉写作素材，自觉进行练笔活动。在这方面我们主要通过鼓励学生写观察日记来引导。开始先发动学生写个人观察日记，小组日记。为了使学生写好日记，我们总结了提示学生打开思路的《日记练笔20题》，并将学生每天的日记挂在教室两侧，让全班学生交流，取长补短。在此基础上，我们又搞了优秀日记接力赛，评选最佳日记，在全校师生中传阅交流。学生最佳日记和大小作文中的优秀作品选登在学校板报和由学生主办的《萌芽》手抄报上，并鼓励学生和省内外小朋友进行通信联系，建立通信对子，交流习作经验。全国已有19个省市、自治区的小朋友和我校实验班的同学有书信往来，“大崔小学”的校名已经传到大半个中国。

我们通过各种方式开源辟流，大大激发了学生的写作兴趣，动笔写文章成了他们生活中的需要。三年来，试验班学生共写个人日记15080篇，人均660篇，《小组日记》1570篇，人均41篇，《优秀日记》280篇，人均7篇，《本班学生优秀作文》126篇，《萌芽》手抄报20期，文章212篇。