- 相关推荐
形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文（精选6篇）
无论是在学习还是在工作中，大家或多或少都会接触过论文吧，论文可以推广经验，交流认识。那么你知道一篇好的论文该怎么写吗？下面是小编精心整理的形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文（精选6篇），欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文 篇1
摘要：本文主要对形状记忆合金（SMA）的主要性能进行分析，并且探讨它在土木工程中的使用状况，分析现在形状记忆合金在土木工程范围中存在的主要问题和将来的发展趋势。
关键词：形状记忆合金；土木工程；使用价值
最近几年，怎样有效的提升土木工程构造的安全性、持久性是现在人们普遍关注的问题之一。通过各国学者的不断努力和研究，针对该情况也提出了相关的解决措施，来进一步的加强结构中的安全性和稳固性。其中，因为智能材料所融合而成的智能材料结构系统在土木工程的使用过程中，不但具有强大的吸引力，还具有鲜明的革命性。现在，土木工程范围中使用最为普遍的就是只能材料有形状记忆合金、压电材料、光栅光纤和磁流变体等。在丰富多样的智能材料中，形状记忆合金，英文名为Shape Memory Alloy，简称SMA，该材料对形状具有一定的记忆性，该材料自身具有感知性、判断性和自我适应性等特征。SMA因为其恢复变形大、因为受限回复时可能产生大量的驱动力、电阻对应比较敏感、高阻尼性能、抗疲劳性能好，而且还可以完成多样化的变形模式，容易和混凝土、钢等材料融合起来，并且受到了人们的广泛关注，国内外很多学者对SMA在土木工程中的使用进行了相关的理论探索和实验研究。
1SMA的主要价值
1.1形状记忆效用（SMA）。相撞记忆效用主要表现在一些具有热弹性或是引发马氏体相变的材料存在于马氏体状态中，并且通过一定程度的变形，经过加热并超越了马氏体相，等到温度消失之后，材料的形状可以恢复到之前的模样和体积。因为材料记忆效用各不相同，主要划分为单程、双程和全方位SMA，单程SMA是指材料只能进行一次动作，也就是加热之后保持高温时的状态，并且一直维持；双程SMA主要是指材料反复加热和遇冷之后，能够反复在高、低温之间进行变化；全方位SMA主要是指材料在保持双程记忆的时候，如果冷却到特别低的温度，就会呈现出和高温完全不一样的形状。
1.2超弹性(PE)。超弹性就是指当SMA温度超越奥式体变相完成温度Af之后，加载应力达到了弹性极限，也就出现了非弹性应变，持续加载将会出现马氏体相变，但是马氏体也会因为应力的丧失而消失，虽然不加热也会出现马氏体逆相变，并且恢复到原来的材料状体，也就是奥式体相，应力效用中的整体变形也会因为逆相变的出现而完全消失。
2形状记忆合金在土木工程范围中的使用状况
2.1对结构振动的把控。SMA在结构振动方面的把控，能够有效的减轻该构造在地震载荷中所出现的位移状况，所以结构振动把控是SMA在土木工程范围中的主要研究目标。现在，SMA主要是进行结构方面的把控，其研究内容主要集中在SMA在提升作动器使用频率方面的效用；在被控制方面主要研究使用SMA材料构建阻尼元件和振动隔离器。只有构建完整的作动元件和智能阻尼元件，才能有效的把控结构的振动状况。怎样合理的使用SMA的特征来把控结构振动，尤其是把控建筑构造在震动效用中对SMA材料特征和效能的转变，研究新颖的大应变、强大的`驱动力、提升响应效率、使用稳定性的SMA材料，这些都是国外热切关注的研究课题。
2.2对结构裂纹和损伤进行有效的监控。在现在的工程结构中最为主要的问题就是裂纹和损伤的积极探索和有效的把控，也是现在急需要处理的问题之一。在一些大型构造中，其中的关键受力部件对裂纹和损伤的影响十分巨大，如果出现重要的事故问题，使用传统的技术和模式不能有效的挖掘构建中的裂纹和应力部位，这时就可以运用SMA对应变敏感、电阻率和加热后能够产生大回复力的特征，再融合微处理器，把传感驱动有效的结合起来，使得自动化探索裂纹或损伤以及主动把控裂纹拓展的控制体系得以构建。把SMA制作成丝或是薄膜粘连在容易出现裂纹或应力比较聚集的范围，如果构件出现裂纹或是损害，处在裂纹部位的SMA就会因为裂纹部位的伸展而出现位移，产生局部的变形状况，影响材料电阻值的转变。
随着裂纹不断的拓展和外部载荷的不断增加，其中张开位移的地方也在增加，其中构建裂纹部位的SMA处的变形也会加剧，而且电阻值也会提升，其中电阻值的转变和规律状况，都可以通过微处理器来检测出裂纹的状况和位置。如果构件的裂纹或损伤上升到需要把控的范围，SMA的转变信号可以经过微机体系进行分析研究，从而发出自动化的控制信号，把SMA进行通电加热，其中的温度超过SMA相转变点时，它内部就会出现回复效果，SMA产生动作，进行回缩。因为裂纹外部受到外载效用的影响，阻碍了其恢复的进程，所以SMA就会出现大范围的回复力，该回复力因为裂尖展开位移的延展，也开始增大。该回复力使得裂尖受力的情况发生了转变，驱动裂纹融合起来，相应的裂纹张开位移也开始缩小，需要对裂纹进行有效的把控。在实际操作的过程中，要精简构造，也可以运用SMA自身的特征和伪弹性的特点来完成裂纹的有效把控。
3形状记忆合金在土木工程中应用的不足
虽然形状记忆合金自身的性能比较独特，但是在结构减震控制的过程中，对它的使用也表现出了它的独特性和发展趋势，但是整体上来讲，针对架构减震中的形状记忆合金特性的研究还不够详细，发展形状记忆合金驱动器的过程中还存在很多的不足。
3.1SMA是驱动器，在进行合金的时候需要能量的耗损，并且对SMA进行加热或是制冷的时候，所产生的驱动力都有时间的限制，所以在控制频率上也受到了制约。如果直接利用通电的方式进行刺激，以材料自身的电阻进行加热，因为合金的电阻不大，刺激它需要使用大电流、较粗的导线，所以对一些智能材料实用性不强。所以在减震的SMA中，该减震合金的衰减率比较小，并且衰减率和温度与振幅密切相关，而且该功能不强、代价较大等因素都是制约SMA在减震中使用频率的重要因素。所以对SMA的性能进行深入探索，提升SMA驱动器的响应速度，尤其是针对结构减震有关的性能进行探索具有十分重要的作用。
3.2SMA功能材料的挖掘，转变了过去的传统金属观念，胡克定律已经不适用于该材料。所以，为了使用该材料制造主、被动控制器，需要对SMA的整体力学特性进行深入探索，构建适用于工程过程中的简化本构模式才是处理实际问题的重要方式。
3.3使用SMA的超弹性功能和高阻尼特征来构建阻尼器从而有效的减轻构造的地震反应，并且实验也证明了SMA在减震和抗震方面的作用，所以需要深入探究和研究新颖的形状记忆合金主、被动控制器，而且运用SMA控制器的制作准则。还有，针对装有SMA控制器构造的减震控制效能进行探索，SMA控制器在结构工程中的实用性和实际工程设计探索的方法研究，SMA控制器的准确性、持久性等内容都要进行深入探索。
4结束语
本文主要对SMA的主要性能和土木工程的使用前景进行了分析。虽然形状记忆合金的理论还需要不断的加强，它在土木工程中的使用还处于探索阶段，但是人们对SMA性能的研究正在不断的深入，相信在未来的土木工程范围中的使用价值还是十分巨大的。
参考文献
[1]翁光远,王社良.磁控形状记忆合金主动控制系统及试验研究[J].振动与冲击,2013,32(1)：43-48.
[2]任文杰,姚会哲,马志成等.形状记忆合金－摩擦串联复合阻尼器对偏心结构振动控制的研究[J].振动与冲击,2015(8)：112-116.
[3]任文杰,王利强,贾俊森等.超弹性形状记忆合金棒力学性能的实验研究[J].功能材料,2013,44(2)：258-261.
形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文 篇2
信息系统是由计算机硬件、网络和通讯设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统。设备健康管理(EquipmentHealth Management，EHM)，是通过感知并充分使用状态监测信息，融合维修、使用和环境信息，结合规范的设备管理方法和业务流程，对维修活动进行科学规划和合理优化，对影响设备健康状态和剩余寿命的技术、管理和人为因素进行全过程控制的活动。当前，在技术推动和现代维修理念发展的双重作用下，EHM的重要性大大增加。有效的设备健康管理不仅仅局限于状态监测和维修的范围，而是深入到设备的规范化、科学化和智能化管理之中。随着自动化与信息化、技术与管理日益融合，航天发射场如何主动推进更完整的信息获取、更全面的互联互通、更深入的信息应用，关系到航天发射场分布与集中管控设备状态、核心业务、技术以及开展决策的能力和水平。
1基于信息系统的航天发射场设备健康管理的需求
航天发射场设备健康管理的管控对象在管理中均以信息来表现。在设备健康管理中，我们通过信息系统来实现设备健康管理闭环的信息处理流程，实现设备信息在管理、检测、控制方面自下而上与自上而下的互动。基于信息系统的航天发射场设备健康管理，需要智能化的管理手段、专业化的管理队伍、配套化的管理机制和信息化的管理环境作为条件。
1.1智能化的管理手段
随着信息技术、智能技术、维修技术等各种高新技术的发展及其在航天发射场中的广泛应用，测试发射设备的结构变得越来越复杂，功能越来越多，自动化程度越来越高。与此同时，复杂设备系统的可靠性、维修性、故障预测与诊断及维修保障等问题也日见突出。对于技术含量高、系统集成性强、构造机理复杂、技术标准要求高的设备系统，传统的耳听、手摸、眼看等检查测试、故障诊断方法已不能适应设备维修管理的需要，为了实施更加科学合理的维修保障，我们必须发展并运用智能化的管理手段。这些手段包括：利用在线监测系统或离线检测系统获得的设备运行状态数据；利用人工智能算法定期或不定期地对设备状态做出评估；利用PDA和剩余寿命预测模型分析设备的性能衰退趋势；利用多媒体显示设备健康评估和分级报警结果及时进行维修决策，等等。
1.2专业化的管理队伍
基于信息系统的航天发射场设备健康管理对保障队伍的素质要求，侧重于“知识型”和“专业化”，这将成为航天发射场管理力和保障力新的增长点。实现基于信息系统的航天发射场设备健康管理，要有一支熟悉信息化条件下设备健康管理特点与规律，通晓设备维修保障，能娴熟运用信息技术、监测技术、故障诊断技术和状态评估技术等进行维修决策、控制与协调的设备管理人员队伍；要有一支文化层次高、业务技能强、专业种类全，能熟练使用智能化设备和设施的`设备操作人员队伍；要有一支设备保障理论功底深、实践应用能力强、专业技术水平高，能运用现代技术尤其是信息技术解决一体化综合保障重点、难点问题的设备维修人员队伍。
1.3配套化的管理机制
管理机制本质上是管理系统的内在联系、功能及其运行原理，是决定管理功效的核心问题。配套化的管理机制是航天发射场顺利实施设备健康管理的基础，没有配套完善的机制，一体化综合保障就难以高效运行。
管理机制主要表现为三大机制：一是严密顺畅的运行机制，这是航天发射场设备健康管理基本职能的活动方式、系统功能和运行原理，要与航天测试发射指挥信息运行渠道相一致，要与设备保障物质流运行渠道相一致；二是合理高效的动力机制，这是确保航天发射场设备健康管理系统动力产生与运作的机制，要靠管理主体树立全局观念，要大力强化服务意识；三是责权一致的约束机制，必须运用政策、法规、标准等建立约束机制，必须明确相关系统及人员的责任，来限定或修正设备健康管理行为。
1.4信息化的管理环境
航天发射场对测试发射设备的操作使用、维护保养、故障修理等信息采用人工记录和分散的信息系统管理的方式，可以在一定程度上满足航天发射场的维修和管理需求，但也日益暴露出设备管理技术手段相对落后、维修管理信息化程度较低等问题，难以实现以信息为依据的设备健康管理。
信息化的管理环境，强调管理单元和要素的高度融合，强调管理体系效能的整体发挥，要求健康管理一体高效、保障力量高度融合、管理内容综合兼容、维修行动实时精确。
信息化的管理环境是航天发射场信息化建设的有机组成部分，必须与航天发射场信息化建设相一致、相协调、同步发展，在航天发射场信息化建设的大框架内，尽可能优化结构、完善功能，尽力做到：一是网络一体，即不同建制、不同单位、不同层次而又目标相同、功能相似、作用相关的各种维修保障力量和管理平台，通过信息化网络系统连在一起，形成纵横交错、稳定可靠的一体化保障网络；二是辐射管理，即以信息系统为依托，以网络为骨干，以各个管理站点为触角，分区、成网配置维修力量，建立由点向面、业务衔接、功能互补、富有弹性的管理部署；三是可视可控，就是以设备健康管理需求为牵引，借助可视化的管理调度系统，适时把握各类不同设备的健康状况，合理调度维修资源，以信息流引导物质流，确保在需要的时间和地点投入适当的维修力量，实现精确、高效的设备健康管理。
2基于信息系统的航天发射场设备健康管理总体架构
根据基于信息系统的航天发射场设备健康管理的需求分析，论文认为基于信息系统的航天发射场设备健康管理架构主要由资源管理架构、业务逻辑架构、应用表现架构和基础设施架构等组成。
2.1资源管理架构
航天发射场设备健康管理主要包括两大类资源：一类是有形资源，一类是无形资源。有形资源主要包括各级各类设备管理力量、设备维修力量和设备操作力量，以及检测设备、维修设备、备件等，通常是指具有一定实物、实体形态的资源。无形资源是没有发生损耗的隐性的各类因素，包括知识、经验、标准、方法、技术等等。
在资源管理架构中，信息系统一方面将有形资源以数据的形式采集、存储到数据库中，另一方面将无形资源转化、存储到模型库、方法库、标准库、知识库中。因此，资源管理架构中主要包括各类结构化、半结构化和非结构化的数据信息，以及实现信息采集、存储、传输、存取和管理的各种资源管理系统，主要有数据库管理系统、目录服务系统、内容管理系统等。从信息的流向看，“外部内向”信息资源是设备管理人员所了解和掌握的，对设备健康管理有用的各种外部环境信息，设备健康管理不仅关注设备及其部件的技术状态，而且还关注环境因素、使用因素等对设备健康状态的影响。“内部外向”信息资源是航天发射场设备健康管理的历史、传统、经验做法、案例等等。
2.2业务逻辑架构
航天发射场设备健康管理涉及状态监控、健康评估、维修决策支持、规划及控制等许多业务，这些业务之间又存在一定的逻辑关系。在状态监控、故障预测基础上的设备健康管理是机内测试和状态监测能力的拓展，是从设备级状态监测与故障诊断到系统级综合诊断与状态管理的转变。
业务逻辑架构是描述驱动航天发射场设备健康管理活动的主要业务架构，由实现设备健康管理各种业务的功能、流程、规则、策略等组成。在信息系统中对应应用业务的是一组信息处理代码成。业务逻辑架构也包含描述业务对象以及它们之间的关系，包含这些业务对象在业务流程和业务功能中的使用。业务逻辑架构中的一个基本业务流程。
2.3应用表现架构
应用表现架构是在基础设施架构的支持下，通过人机交互等方式，将业务逻辑架构和资源管理架构紧密结合在一起，并以图形、多媒体等丰富的形式向用户展现信息处理的结果。应用表现架构是航天发射场各项数据、信息流、信息对象以及数据交换界面的综合描述，清楚地表述了在各种应用中的数据以及数据在各应用间的交互。应用表现架构应该能够展现：确定的信息需求、信息的采集与处理、为管理人员提供信息及结果、各种图形的显现。
2.4基础设施架构
基础设施架构主要由支持航天发射场设备健康管理信息系统运行的硬件、系统软件和网络组成，把在操作层面的IT管理方面的基础设施要素联系起来。基础设施架构处于支持作用底层，如自动感知技术(传感器、RFID)、监测与控制技术(PLCDCSSCADAD状态监测)、制造执行技术(MES)，直接服务于其它三个架构。基础设施架构为应用表现架构提供高质量的信息对象、软件应用系统(如管理信息系统、决策支持系统)，以及系统和数据的交互界面，还提供辅助决策系统(DSS)、工业控制系统(CCS)以及数据库、模型库、方法库、知识库和上级机关及外界交换信息的接口。
3基于信息系统的航天发射场设备健康管理层次架构
3.1层次架构划分
根据航天发射场设备健康管理的总体架构，为了实现基于信息系统的设备健康管理，可以利用信息技术、网络技术、状态监测技术等，构建有机、集成的设备健康管理体系。该体系可以分层次实施，各个层次可以有机结合，统一规划，分层实施。
3.2层次架构描述
基于信息系统的航天发射场设备健康管理强调以规划设计层为指导，以业务系统层为主线，以研发工具层为手段，以导航交互层为表现。
3.2.1规划设计层
航天发射场设备健康管理MIS的开发必须具有一定的科学管理工作的基础。只有在合理的管理体制、完善的规章制度、稳定的工作秩序、科学的管理方法和准确的原始数据的基础上，才能进行MIS的开发。因此，为适应航天发射场设备健康管理MIS的开发需求，航天发射场设备管理部门必须做好规划、设计工作，做好建造、购置和安装的准备，必须逐步完善以下工作：操作、运行、维护、报废等工作的程序化，各部门都有相应的作业流程；设备健康管理业务标准化，各部门都有相应的作业规范；报表文件的统一化，固定的内容、周期、格式；数据资料的完善化和代码化等。
3.2.2业务系统层
业务系统层包含了航天发射场设备健康管理的基本业务体系，主要有设备健康状态评估、设备剩余寿命预测、故障检测与诊断管理、设备操作与运行管理、设备状态维修管理、日常维护保养管理、备件采购与库存管理等。业务系统层还包含了航天发射场设备健康管理的各项标准，主要有健康状态等级标准、检测诊断技术标准、规范化管理标准、业务操作标准等。航天发射场设备健康管理可以通过MIS实现业务信息增值，用数学模型统计分析数据，实现辅助决策，反映IT对业务系统的支持性作用。
3.2.3研发工具层
研发工具层可以构建和使用各类开发平台或开发工具(包括：数据建模工具、流程管理工具、功能开发工具、报表设计工具、网络开发工具、系统集成工具等)。航天发射场设备健康管理技术人员通过研发工具层能够轻松维护业务需求变化。研发工具层开发的输入功能决定于系统所要达到的目的及系统的能力和信息环境的许可；存储功能是系统存储各种信息资料和数据的能力；处理功能主要是基于数据仓库技术的联机分析处理(OLAP)和数据挖掘(DM)；控制功能对构成系统的各种信息处理设备进行控制和管理，对整个信息加工、处理、传输、输出等环节通过各种程序进行控制。
3.2.4导航交互层
导航交互层所包含的应用软件系统、信息以及各系统和信息之间的交互界面直接为设备健康管理业务提供了支撑。导航交互层在对业务体系内容进行分析的基础上，可以构建特色应用组件功能，包括设计业务导航舱、展示工作流程、组织设备树结构、图形化工作指引、支持PDA等移动设备使用等。导航交互层设计的中心思想是：以资源管理为中心，以权限控制为手段，以图形界面为交互方式，以定制扩展应对变化。
4结束语
航天发射场实施以信息系统为支撑的设备健康管理，能够借助信息系统加强设备健康管理工作管控，实时掌握设备健康状态，全面跟踪记录设备维护维修过程；能够为设备健康管理提供准确及时的信息分析；能够利用信息系统实现备件库存预警机制，实现采购——库存——消耗联动，降低备件库存及其备件成本；能够利用信息系统的数据处理能力为设备健康管理决策提供科学依据。航天发射场对关键设备进行状态监测与健康管理，可以提高设备健康管理水平，对于优化设备维修活动、辅助维修决策具有重要意义。
形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文 篇3
中国载人航天工程于1992年启动，经过十余年的努力，在4次无人飞行试验的基础上于2003年10月15日成功地进行了首次载人飞行，标志着我国载人航天技术的重大突破，并为继续实施中国载人航天后续发展计划建立了重要的技术基础。
载人航天工程是一项高度复杂的巨大的系统工程。工程总体下属7个大系统，集合了不同领域、不同学科的科学研究和工程技术人员，综合集成了全国各相关研究部门、高等院校、工业部门大量先进的科学技术研究成果，采用大量的新技术、新材料、新工艺和新型元器件，建成了我国完整的载人航天科学技术体系。这个体系的建立在相当意义上代表了我国当代科学技术的综合能力。客观地评价，就载人航天工程而言，在众多的支撑学科中，航天医学工程学科的研究做出了独特而重要的贡献。
航天医学工程学科在载人航天工程中的地位与作用
与无人的航天活动(如各种卫星)相比，所谓载人航天，第一要有人，即航天员(包括载荷专家)的参加；第二，要为航天员创造安全可靠的生存环境，保障航天员在飞行全过程中安全、健康、高效地完成任务。航天医学工程学科正是围绕着这两个方面展开相关的研究工作，并在工程的研制中发挥重要的作用。
建设综合素质优秀的航天员队伍航天员在载人航天活动中的岗位和作用是不可替代的，他们将在航天的特殊环境条件下完成特殊的任务，因此必须具备特殊的品格和能力，必须具备特别优秀的综合素质。这包括政治思想、身体、心理、专业技能、文化修养等各个方面。从技术层面上看，围绕着航天员队伍的生成和建设，需要一系列研究工作和技术保障工作的支持，主要集中在3个方面：
一是航天员的选拔。包括预备航天员的选拔、训练过程中动态的选优、乘员组梯队的确定及参飞航天员乘组的选定等。
二是航天员的训练。包括航天基础理论训练、载人航天专业与技能训练、航天任务训练，以及贯穿于训练周期全过程的体能训练、航天特殊环境因素(简称航天特因)条件下生理耐力训练、心理素质训练和政治理论教育、文学艺术修养等。
三是航天员的医学监督和医学保障(简称医监医保)。包括建立航天员健康档案，实施选拔过程、训练过程、日常工作生活中的医监医保和医学鉴定，特别是飞行任务前、中、后的医监医保工作。
航天员选拔、训练和医监医保工作具有很强的实施性，但它们又是以充分的研究工作成果为基础的。选拔标准(重点是医学选拔标准)、选拔方法的制定，训练方案的制定和训练资源的准备，医监医保和医学鉴定标准、医监医保实施方案的制定，所有这些都是在前期大量研究工作的基础上完成的。尤其是涉及航天特因对于人体的影响及其防护技术研究，更离不开航天医学和空间生命科学深层次的更为基础性的研究支持。此外，实施过程也会不断产生一些需要同步研究的新问题。
载人航天器设计的医学工效学要求及评价
航天员安全性保障是载人航天工程的首要问题，必须纳入工程的顶层设计。在全系统各技术模块可靠性工作基础上，从飞行全任务剖面分析，针对航天员的安全性采取充分的安全性保障措施和必要的冗余措施，确保航天员的生命安全和操作安全。载人航天器是航天员执行任务的载体，应该体现“以人为本”的设计思想，充分考虑并满足航天员健康、安全、高效的需求。因此，与人紧密相关的医学要求和工效学要求是载人航天器(也包括工程其它与人安全有关的技术系统)的重要设计输入。医学要求，通常就是保障人体安全健康的基本要求，包括座舱大气环境(压力、气体成分、温度、湿度、微量有害物质控制等)、飞行过程动力学因素(振动、加速度、冲击过载)、声环境(稳态噪声、脉动噪声)、辐射环境等要求；工效学要求则更多与人机界面、工作条件、操作安全等相关，包括座舱人机界面的结构布局、人工控制的人机功能分配及界面部件的设计、仪表显示与照明系统设计、报警系统设计等工效学要求。所有这些要求的提出，均是以大量的航天医学和航天工效学研究为基础的。提出设计要求的同时，还要研究并提出相应的医学、工效学评价方法与规范。工程研制部门应将医学、工效学要求作为重要的设计输入纳入设计，在试验中予以验证，并在最终形成产品后通过评价。
载人航天器环境控制/生命保障系统和乘员支持系统研制环境控制/生命保障系统(简称环控生保系统)是载人航天器最具载人航天特征的一个重要系统，直接关系到航天员生命安全，是突破载人航天的技术关键之一。环控生保系统将在载人航天器射前待命、上升段、轨道飞行、返回及着陆等待回收的各个阶段，为航天员创造合适的舱内生存环境条件，并提供生命活动的支持。从大的方面划分，环控生保系统包括`座舱环境控制'和`航天员生命保障'两大部分功能。前者实现座舱大气压力控制、气体成分控制(包括有害气体去除)、大气温度和湿度控制以及座舱的防火、防噪声和防辐射问题。后者则是为航天员提供各种生活支持设施，解决空间飞行条件下，特别是在轨运行的微重力条件下航天员进食、饮水和处理个人卫生所遇到的特殊困难，保证人的正常生活。乘员支持系统一定意义上是航天员生命保障系统功能的扩展，将为航天员飞行活动提供航天服(含通信头戴、生理测试背心)、舱内工作服、舱载医监设备、医保设施和航天药箱，航天员飞行文件、飞行工作用品、个人生活用品、航天食品、饮用水、个人救生用品等。其中，航天服是航天员重要的个人装备，在技术体系上也是环控生保系统的重要功能模块，与环控生保系统的航天服循环分系统协同，保障座舱压力应急等工况下航天员的生命安全。
空间站一类大型载人航天器上设置了所谓的“居住系统”，就其属性而言，居住系统仍属于环控生保和乘员支持系统的功能范畴，只是规模的扩展和技术的延伸。
其他配套的研究工作
配套于上述直接进入载人航天器设计或直接参与航天飞行的技术项目或工作任务，航天医学工程学科还开展了以下研究和研制工作：
1)用于航天医学研究、航天特因条件下航天员生理功能选拔和航天特因耐力训练的各特种装备的研制；
2)用于飞船环控生保系统和乘员支持系统研究和试验验证的各种模拟试验设备的研制；
3)用于航天员任务训练的各种模拟训练器研制；
4)用于航天医学研究和实施航天员医监医保的各种生物医学测量技术的研究和设备研制；
5)载人航天和航天医学工程情报信息研究。
这样，就形成了以载人航天工程中航天员和航天员安全与生活保障两大特色任务为背景的，包括航天医学工程总体研究、航天环境医学研究、航天重力生理研究、航天分子生物学研究、航天工效学研究、航天员选拔训练技术研究、航天实施医学研究、航天环境控制与生命保障技术研究、航天服技术研究、航天医用电子技术研究、航天食品研究、航天环境模拟试验技术和设备研究、航天模拟训练器技术研究、航天医学工程情报信息研究以及通用保障技术研究在内的医工结合、多学科综合集成的航天医学工程学科体系。也正是以这样的任务定位和学科优势，航天医学工程学科为突破我国载人航天技术发挥了应有的作用。
中国载人航天工程的后续目标
载人航天工程不仅是跨学科的高度复杂的系统工程，也是一项时间跨度很大，需要多少代人努力奋斗的不断滚动发展的事业。为此，我国载人航天计划制定之初就做出了“三步走”的发展规划：
第一步，以载人飞船起步，突破载人航天技术，形成初步的载人航天技术体系；
第二步，突破出舱活动和交会对接技术，建立空间实验室，形成一定规模的空间科学实验和空间应用能力，并为空间站建设积累经验；
第三步，建造较大规模，长期有人照料的空间站。“三步走”发展规划，既借鉴了国外载人航天发展的经验，又充分考虑了中国的国情，技术路线上也完全符合循序渐进的原则。
在完成载人飞船飞行试验，证明我国载人航天技术初步突破的基础上着手第二阶段任务，有3个目标是明确的：
1)突破航天员出舱活动技术，验证航天员的舱外作业能力；
2)突破飞船与空间目标飞行器(或空间实验室)的交会对接技术；
3)建立一定规模的空间实验室。
至于未来的空间站建设，除了规模扩大，应用载荷能力大幅提升外，重点需要生成和完善的将是有人值守的空间站长期运行的支持、保障和管理技术。任务带学科，学科的发展保障任务的完成，又为任务的延伸与发展提供了基础和条件。我国的航天医学工程学科是在上世纪六、七十年代国家相关航空任务和前期载人航天计划及其关键技术预先研究任务带动下形成的初步基础，又在完成载人航天工程第一阶段任务中得到了迅速发展。面对工程的后续任务和目标，航天医学工程学科的研究方向应该是明确的。任务背景不变，仍然是航天员和航天员的安全与生活保障两大部分，但研究的重点应当聚焦在后续任务的目标上。
航天医学工程学科的研究方向和重点
航天员的选拔与训练
从后续载人航天任务的需求出发，航天员除了掌握第一阶段要求的所有训练内容，具备执行“神舟”飞船飞行任务的能力外，还将具备以下能力：
1)作为天地往返工具的载人运输飞船的操作控制；
2)飞船与空间目标飞行器交会对接的操作控制；
3)实施出舱活动，完成规定的舱外作业；
4)实施对于空间实验室的工作访问，完成在轨期间对于空间实验室的操作、控制和必要的维护、补给工作；
5)完成对于空间实验室需要有人照料的.载荷实验的操作管理。
为此，面对第二阶段任务，航天员的训练应突出如下重点：
1)与交会对接、出舱活动、有效载荷实验及应用相关的专业理论和技术技能的训练；
2)载人运输飞船和空间实验室的操作控制，尤其是手动控制、故障诊断与排除、在轨维护补给等能力的训练；
3)交会对接，尤其是近距离靠拢、绕飞、入坞、对接、对接后状态检查、访问及组合飞行期间管理、分离准备、分离、脱离并进入返回程序等操作控制技术训练；
4)出舱活动，包括舱外活动航天服的使用及在线维护、“吸氧排氮”实施、气闸舱设备操作、气闸舱门启闭及在线检漏、舱外作业及工具使用、舱外活动中的通讯、微重力条件下人的体位活动规律的认识和把握等；
5)有效载荷实验和应用项目的在轨操作。载人航天的任务周期和航天员选拔训练周期都有一定的时间跨度，这是航天员队伍建设必须考虑的因素。要在充分分析载人航天后续任务对于航天员要求的基础上，对航天员队伍未来若干年的发展趋势做出评估，对航天员队伍数量、专业、任务分工、年龄梯次、性别等综合构成做出科学的规划，并制定相应的选拔、训练的长期工作目标，根据任务的发展，适时研究载荷专家和女性航天员的相关问题。
后续工程设计的医学、工效学要求与评价
载人航天工程系统是一个典型的人机环境系统。系统中人—航天员，机—运载火箭、载人航天器、测控网、发射回收设施等，环境—航天器的外部环境和载人航天器内部的人工控制环境，构成了系统的三要素。针对后续任务，特别是中长期载人飞行的特点和需求，进行人、机、环境的整合设计，提出相关的总体性要求和工程设计的医学、工效学要求，分析三者之间的界面关系及其物质、能量、信息的交换，合理分配界面功能和接口参数，寻求三者的最佳协配以达到系统总体性能的优化，保证系统中人的安全、健康和高效工作，医学、工效学要求与评价在载人航天工程第一阶段任务运行中发挥了重要作用。对于完善工程系统功能和品质，保障航天员生命安全、操作安全做出了贡献。但这方面工作也存在某些不足，面对工程后续任务，医学、工效学要求与评价工作一要强调进入顶层设计，二要有一定的超前性，使之从设计顶层和设计之初就成为必要的设计输入条件，并在研制过程中进行滚动的评价与调整。医学要求与评价，在一期工程的基础上将主要考虑长期飞行载人航天器座舱环境和航天员出舱活动两个方面。
重点是：
1)舱内有害气体和微量有害物质控制要求；
2)舱内噪声控制要求；
3)舱内大气温、湿度控制和航天员手控调节能力要求；
4)舱内辐射防护要求；
5)航天员睡眠区小环境控制要求；
6)舱外活动航天服设计的医学要求(压力制度、气体成份、温度、湿度、通风、光和空间辐射防护、静电防护、医学测量等)；
7)气闸舱压力制度和泄压、复压速率控制要求；
8)航天减压病的预防与航天员出舱前吸氧排氮要求。
工效学要求与评价，在一期基础上重点放在空间实验室/空间站座舱人机界面设计和出舱活动、交会对接任务方面，包括：
1)舱载设备、载荷项目和舱内布局的人机界面工效学要求，尤其是可操作性、可维修性要求；
2)交会对接的手动控制要求；
3)对接机构布局、对接的舱门操作和访问通道设计的工效学要求；
4)舱外活动航天服设计的工效学要求(穿脱性能、穿着舒适度、关节活动度、面窗视场、手控操作能力、通话性能等)；
5)气闸舱专项设备操作界面、舱门设计，舱内外专用扶手设计、进出和舱外作业的定位安全性等；
6)舱外作业专用工具设计的工效学要求。
航天员医监医保与航天医学研究
航天员的医学监督、医学保障和医学鉴定属航天实施医学范畴，包括日常生活、训练和任务医监医保三部分。在一期工程建立起来的医监医保工作制度的基础上，后续任务的重点将是航天员飞行任务的医监医保：
1)长期飞行乘员组飞行作息制度的研究、验证与实施；
2)长期飞行乘员组的医监医保制度的制定与实施；
3)长期飞行乘员组医保用品，健身设备及在线医监设备的配置与新设备研制；
4)航天员出舱活动前、中、后的医学监督与保障。
面对中、长期载人飞行的航天医学问题，特别是失重、空间辐射和封闭隔绝等环境因素的累积效应和复合效应对于人体生理、心理的影响及防护措施等涉及航天基础医学和航天环境医学的研究，是后续载人航天任务医学研究的重点。在地面实验室条件下，从人的整体、器官、组织、细胞、分子到基因等宏观微观的不同层面，进行综合-分解、分解-综合的迭代研究。在此基础上逐步创造条件过渡到空间飞行条件下的实验研究。通过机理研究，制订中长期飞行的环境医学标准，完善飞行医监医保方案和防护措施，研制适应于长期飞行的舱载医监仪器和医保设备，为建立中长期飞行的综合防护体系的建立奠定基础。
航天器环境控制与生命保障技术研究
载人航天器环境控制与生命保障系统按其再生循环利用能力可分为3类。第一类为非再生系统，适用于短期飞行的航天器，航天员所需的氧气、水以及实施控制所需的消耗性物质都由地面携带或运送，所有废弃物也不再生利用；第二类为物理化学再生式系统，实现氧气和水的再生利用，适用于中长期飞行的航天器；第三类为受控生态生保系统，引入生态平衡概念和经过优选的生物部件，参与水、氧气和食物的循环再生利用，适用于永久性空间站或月球、火星基地计划。“神舟”飞船环控生保系统属第一类，其中相当一部分技术也可应用于未来的空间实验室和空间站。面对中长期有人照料的空间站计划，为减少地面补给，即减少等效发射重量，节省运行成本，必须发展物理化学再生式环控生保技术，重点解决氧气和水的循环再生利用。
氧气的再生
人体代谢呼出的CO2，经收集浓缩后进行还原反应生成水，水电解后产生氧气和氢气，氧气重复供人体呼吸使用。这就构成了氧的再生循环回路。
水的再生处理更为复杂，包括冷凝水、卫生用水和生理废水(尿)3部分。
冷凝水处理
人体呼吸排出的水蒸气和体表出汗或蒸腾生成的水蒸气进入座舱大气，通过座舱温湿度控制系统的降温除湿组件使水蒸气冷凝为水，并有效地实现了微重力条件下冷凝水的分离和收集。冷凝水是一种相对干净的废水，采用过滤和离子交换技术进行净化处理，采取灭菌与保鲜措施并加入人体所需的微量元素，生成符合
卫生学标准的饮用水，重新供人饮用。卫生用水的处理处理个人卫生时产生的废水含有较多的杂质，通常采用多级过滤装置去除其中如皮屑、毛发一类固态杂质，在一定温度条件下进行灭菌处理后进入去离子床去除水中的离子和洗涤剂类的化学物质，同时加碘杀灭细菌。处理后的水一般仍作为卫生用水重复使用。
生理废水的处理
生理废水主要是尿，人均日产尿量约1.5～1.6L。尿的处理最为复杂，通常采用膜技术和相变技术相结合的方法。收集到的尿液经预处理后加热到一定温度，然后在低压环境下进行低压渗透蒸发，渗透蒸发后生成的蒸汽经冷凝后成为尿液再生水。再生水经过相应的后处理，从技术上讲可以满足饮用水的卫生学标准，可重复饮用。但考虑到心理学上的因素，在氧和水再生循环回路的系统设计上对技术路线加以调整，将尿液再生水经适当后处理后用于电解制氧，而将上述的CO2反应生成的水(这是一种化学产水)经后处理后用于饮用。
物理化学再生式环控生保技术研究的重点：
1)关键功能部件的研制。包括固态胺CO2收集浓缩装置、Sabatier加氢甲烷化反应的CO2还原反应装置、固体聚合物电解池(SPE)式水电解制氧装置、中空纤维膜与相变技术组合的尿处理装置、多级过滤与去离子技术组合的冷凝水/卫生水净化装置、高效的静态/动态水气分离器等。针对长期飞行的特点，要特别注重产品的小型化、轻量化、高可靠性和在线可维修性设计。
2)系统集成技术研究。再生式环控生保系统是一个长期运行的多功能、多界面的复杂系统，系统的顶层设计和系统集成中应考虑如下因素：
a.根据系统的功能分配、总体布局要求和长期在轨运行的特点，突出系统模块化设计和良好的可维修性设计；
b.为了适应人的代谢水平随生活节律和工作负荷变化而出现的较大波动，系统应具有一定的自适应性。
c.为实现环境控制和生命保障的全部功能，系统技术构成上，除了氧和水的再生外，还必须集成座舱供气调压、通风净化、温湿度控制、测量控制、烟火检测与灭火、废物收集、供食供水保障等相关技术。考虑长期飞行的因素，要加强座舱微量有害物质的监测和去除能力。从环控生保技术的长远发展看，还应该为未来受控生态生保技术的加入留有一定的接口。
d.确定飞行运行周期、乘组规模以及各种设计约束条件后，对系统的物质流、信息流和能量流进行充分的研究和分析计算，在此基础上进行系统的配置设计、接口设计和界面参数的计算与分配。
3)系统的综合集成演示验证。以密闭的模拟试验舱为平台，建立以物理化学再生技术为核心的再生式环控生保技术地面综合集成演示验证系统，进行有模拟乘员组参加的长时间(不少于60d)的连续试验，对系统功能、性能指标、人机功能分配、界面关系、医学工效学要求、长期运行可靠性、安全性、在线可维修性等进行考核与评价，验证系统物质流、信息流、能量流设计计算的正确性，为系统的工程化研制提供技术依据。
环控生保系统的保障对象是航天员，系统的综合演示验证又是以未来长期载人飞行任务为背景的人机联试的大型试验地面模拟试验，因此在系统研制和地面试验的全过程中必然融入航天医学和航天工效学的研究内容。包括系统设计的输入条件(尤其是与航天员健康、安全和高效工作相关的医学、工效学设计要求)的确定，产品与系统品质的动态医学、工效学评价，集成演示验证试验的医学、工效学支持和受试人员的医学保障等。同时也包括了与系统试验，更与未来空间实验室、空间站长期载人飞行任务相关的的乘员作息制度研究、医监医保制度研究、舱载医监设备研制、长期密闭舱室微量污染物生物效应和检测控制技术研究、长期密闭的狭小环境条件下乘员的工效学研究、心理学及心理支持方法研究等等。
出舱活动与交会对接的相关技术研究
载人航天器安全运行、航天员出舱活动和航天器交会对接，并列为载人航天近地轨道活动的三大技术，是建立空间实验室/空间站的重要前提。出舱活动和交会对接技术都需要航天员的直接参与，因此，除了前面已经提到的与之相关的航天医学和工效学的研究内容外，还有一些直接保障航天员生命安全和操作安全的关键技术及关键设备研究和研制。
出舱活动相关技术
航天员出舱活动一般包括3方面的任务：航天器在轨故障排除与维护保养，有效载荷的布放、回收和在轨照料，大型空间站和空间设施的在轨安装、构建。完成这些任务都需要航天员穿着舱外航天服，离开母体航天器进入太空。因此，突破出舱活动技术的重点是舱外航天服的研制和进出航天器使用的气闸舱的建立。
舱外航天服一定意义上是舱内航天服技术的延伸，但它被要求在脱离母体飞行器的情况下保障航天员的安全，同时又能完成必要的操作任务，所以功能上相当于一个具有环控生保功能的小型航天器，技术远比舱内航天服复杂，安全可靠性要求极高。舱外活动航天服包括3个主要技术模块：
1)航天服本体
舱外航天服必须按气密和绝热要求设计；构形符合人体工程学要求，内部留有适当空间，以便建立满足航天员生存需要的小环境；以高强度轻型合金为材料的硬式结构件为主，主要活动肢体段采用具有良好气密性的活动关节连接；外层包覆特种多功能复合材料，高强度、绝热、防空间辐射和光辐射、防原子氧、防静电，局部特殊设计的部位还可起到通信天线的作用；面窗应具有良好的防雾、防空间辐射和防光辐射的能力。
2)便携式环控生保系统
创造航天服内部的生存环境，提供航天员呼吸用氧，去除二氧化碳和水汽，控制内部压力、温度、湿度，保持良好通风，排除废热。便携式环控生保系统在方案原理和技术上可充分借鉴飞船座舱环控生保技术，但要着重解决小型化、轻量化和高可靠性问题。重点研制水升华原理的高效冷源，实现服装内的降温除湿。
3)测量通信系统
包括航天服内的环境参数测量、便携式环控生保系统的重要性能参数测量与控制，以及反映航天员健康状态的生理参数测量；以无线方式实现与航天器的数据通信及航天员的通话，并通过航天器实现与地面的通信。
气闸舱主体技术属于航天器总体，但以下技术必须由航天器座舱环控生保系统实现：
1)气闸舱压力和气体成分控制以及出舱前后气闸舱泄压、复压速率控制；
2)气闸舱复压的气源配置；
3)防止减压病发生的航天员吸氧排氮装置；
4)舱外活动航天服出舱前的准备及回舱后的维护补给。
交会对接相关技术
航天器在轨交会对接是一项十分复杂的技术。其中，实施对接、组合飞行和实施分离过程中，以下技术与航天器座舱环控生保系统紧密相关，需要研究解决：
1)对接成功后对接面的气密性检查与泄漏的应急措施；
2)对接过渡段的压力控制；
3)乘员互访前，双边航天器舱内环境的平衡控制与信息交互；
4)组合飞行时，舱内环境的平衡控制及环控资源的使用控制；
5)实施分离前，双边航天器舱内环境参数的调整与信息交互。
训练与试验模拟技术研究及地面设备研制
面对载人航天后续任务，需要研究解决航天员空间实验室/空间站全任务训练、交会对接技术训练、航天员失重模拟训练、出舱活动技术训练等训练模拟技术。其中，出舱活动模拟训练技术除了出舱程序、作业内容的模拟训练和评价外，还应包括舱外活动工效学的研究与评价，重点是模拟失重条件下人的体位控制、专用工具的适人性和安全性评价。
结束语
航天医学工程学科的形成和发展是与我国的载人航天计划密不可分的。在完成我国载人航天工程第一阶段任务中，航天医学工程学科发挥了重要的作用，同时也得到了迅速发展。认真总结前期工作，瞄准载人航天后续计划中与之相关的目标，结合学科的特点和优势，分析任务，细化目标，突出重点，紧紧围绕航天员和航天员安全与生活保障两个方面有计划分层次地部署后续研究工作。这样做，无论对于载人航天后续任务的展开还是航天医学工程学科的建设，都是十分重要的。
形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文 篇4
一、引言
随着21世纪科技水平的不断进步，人的综合素质越来越高，相应地对自身教育的要求和渴望也不断提升，高等学校的毛入学率在20%以上，这说明我国的高等教育已经步入高等教育大众化阶段。另一方面，考虑到我国的教育资源总体是有限的，若将其平均分配势必导致精英教育的缺失，直接影响到科技的自主创新能力和高层次专业技术人才的涌现。因此，合理优化配置有限的教育资源，将大众教育与精英教育有机结合，符合国家的根本利益。
研究型大学高层次精英教育的方式多种多样，但目标都是为了培养出拔尖人才，提高教育质量，起到优化教育资源配置的目的。首先，应该创造有利于精英人才培养的学习环境。其次，应加强教育管理水平。最后实施厚基础宽专业的分层教学。
虽然国内外诸多研究者对于研究型大学高层次精英教育和大众化教育进行了较为广泛的研究，取得了一系列的研究成果，但是对于航天特色背景下控制工程专业而言，此类研究却十分有限，因此本文基于上述的高校精英教育和大众化教育的研究成果，结合航天特色背景下控制工程专业研究生培养的实际需求，力求从航天专业特色出发，探索出一条符合航天特色背景下控制工程专业学位硕士研究生培养的可行之路。
二、航天特色背景下控制工程研究生的培养策略问题
航天特色背景下控制工程专业属于高技术行业范畴，专业的特殊性要求对学生的培养应更为精益求精。如何针对航天特色背景下控制工程专业，探索新的教育教学策略，使得所培养出来的学生，既能满足航天领域的专业需求，也能适合于现代社会宽泛的就业环境，将是值得深入研究的问题。
一方面，航天特色背景下控制技术属于国防的重要领域，相应地航天特色背景下控制工程专业人才培养应定位在精英教育，即所培养的人才应该拥有奉献国防事业的聪明才智，具有高层次的素养，能够满足航天发展的高需要。另一方面，如今的大学教育越来越向大众化的方向发展，包括宽广的知识层面、宽进宽出的考核体系等。因此，如何针对航天特色背景下的控制工程专业，在精英教育和大众化教育之间寻找一种平衡，让所培养的部分学生能投身到国防事业，成为国家的栋梁之才，而另一部分学生亦能融入社会，成为大众的一员，将是值得深入探究的问题。
三、航天特色背景下控制工程研究生的培养措施
为了提高航天控制专业教育教学质量，达到优化教育资源配置的目的，具体措施建议包括以下几方面。
1.厚基础、宽专业的分层教学策略。航天特色背景下控制工程专业课程可以采用厚基础、宽专业的分层教学。通过积极主动的思考，完成对重要知识点的掌握，这样的学习过程将会让学生记忆深刻，且过目不忘，更为重要的是，通过深入探究问题的实质，能够培养学生的创新性思维，锻炼学生的认知能力，从而有助于学生今后从事创新性的航天科研工作。
2.教研一体化的培养方式。航天特色背景下控制工程专业课程可以将教学与科研、理论与实践充分结合起来，在讲述理论来源、推导证明过程的同时，着重强调理论的实际应用价值及对人类生活进步发展的意义所在。将枯燥乏味的理论与学生身边的科研项目紧密联系起来，以调动学生学习的兴趣。此外，教师在授课过程中应该留出一定的时间与学生进行讨论沟通，甚至还可以采用让学生融合到科研项目的实际研究中，从而有助于教师了解学生对理论知识的掌握情况，也可以调动学生学习的积极性。
3.研究生培养中的引导与实践策略。航天特色背景下控制工程专业课程除了理论部分，还有一部分内容需要通过实验来加以诠释，如何在已有的课程学习基础上，教师通过适当引导，结合数学或半物理的仿真模拟达到深化教学内容、提升教学品质的目的。此外，航天控制专业的课程较为特殊，所针对的对象通常情况下无法获取，因此在课堂上只能以视频的形式来展现给学生，相应地在实验过程中，航天器对象模块也只能通过编程的方式来虚拟实现，但传感器、执行机构以及控制器却能真实存在，正是这种特殊的模拟形式使得航天特色背景下控制工程专业课程的引导与实验环节富有挑战性。
航天特色背景下控制工程专业课程的内容主要包括姿态动力学与控制、轨道动力学与控制等，这些内容涵盖了航天器基本的运动机理，覆盖了航天控制领域若干的研究方向，在课程学习中需要引导学生开拓思路，结合实验的仿真策略，激发学生的求知欲望，探索航天的未知空间。此外，考虑到航天特色背景下控制工程专业课程的专业特色，在教学的过程中，应该从基础的万有引力定律入手，由浅入深，引导学生迈入到航天控制的知识体系。譬如航天控制的本质是什么?与航空器控制的差别是什么?等等问题，需要在课堂上与学生逐一探讨，同时还需要把握航天控制的最新研究方向，包括探月、探火等深空探测的控制问题与传统航天控制的差异，空天飞机的实现与全程自主控制，等等，通过结合这些最新的研究动态来激发学生的兴趣，从细节中感染学生，让他们记忆深刻。
航天特色背景下控制工程专业课程的最大特点是理论较为复杂，内容颇为烦琐，看上去略感乏味，却充满了回味，如果仅从原理上去解释问题，学生的理解可能仍有限，因此实践环节必不可少，设计直观、生动的仿真模拟实验来巩固课程内容，让学生在实验过程中感受到航天控制专业的价值所在，凸显专业的重要性。航天控制系统包含被控对象、传感器、控制器和执行机构，要想构成一个完整的实验过程，每个部分都必不可少，然而侧重点又不尽相同，作为课程本身，更多关注的应该是航天器的建模与控制方法，即要求学生在进行课程实验的时候，采用教材中的`基本理论和控制策略实现航天器的仿真模拟过程，先通过数学编程的形式来开展实验，结合教材的原理和方法，将航天控制系统的每一部分都以代码的形式进行模块化处理，并将这些模块并联起来完成一体化的模拟仿真，进而结合气动台、陀螺仪等设备开展半物理的仿真实验，让学生在实际动手的过程中掌握课本知识的要领，达到学以致用的目的。
4.加强研究生教育管理策略。航天特色背景下控制工程专业研究生的教育管理水平主要体现在对不同学生所使用的不同管理方法，避免在学生之间采用等同划一的计划和要求，允许学生个性化发展，并在此基础上给予学生适当的指导，以发掘每个学生在不同领域的潜能，为其设计出合适的学习计划，并定期对学生的学习情况和动态进行跟踪和测试，通过这种人性化的教育管理模式将有助于航天人才的脱颖而出。
三、结语
航天特色背景下控制工程专业由于自身的特殊性，其初始定位是精英教育的范畴，而目前随着高校的扩招，大学教育呈现大众化的趋势，为寻求航天控制专业精英化教育和大众化教育之间的平衡关系[6]。航天特色背景下控制工程专业的人才培养通过分层教学、教研一体化的方式、社会实践等手段来引导学生朝着积极的方面发展，确保拔尖人才进入到航天科研院所的同时，亦能使一般学生学有所成，在各行各业中都有所建树。
形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文 篇5
1航天企业的质量成本管理现状
目前，航天企业在质量成本管理方面取得了巨大的进步和显著的成绩，但还存在一定不足。第一，质量管理体系某些环节信息流通不畅，质量成本基础数据的记录和汇总在某些方面还不够细致、全面。第二，对生产阶段的质量成本很重视，而对设计阶段的质量成本不够重视。产品从最初的创意到最终交付给顾客，要经历研发、设计、生产、调试以及售后服务等多个阶段。而生产阶段成本的高低，受研发和设计的制约。第三，在制定设计标准和检验标准时对质量成本因素考虑不足。第四，关注质量不足成本，而忽视质量过剩成本。质量过剩成本即产品质量超出顾客需求而产生的过剩成本，这部分成本极大地增加了质量成本，但往往被忽视。
2质量成本管理的现实意义
质量成本管理是以寻求最佳质量成本为基本出发点，对质量成本进行的预测、计划、统计、核算、分析、控制和考核等一系列的组织活动，其目的是在质量、成本和效益三者之间取得最佳效果。因此，开展质量成本管理具有重要的现实意义，具体来说，主要包括以下几方面。
2.1有利于管理层掌握质量管理中存在的问题，进行质量决策
通过质量成本的计算与分析，管理层能看到各项费用所占的比例，具体了解产品质量管理中存在的问题及其对经济效益的影响，进而对质量管理做出正确决策。
2.2有利于控制和降低成本
目前，顾客对产品精密度、可靠性的要求日益提高，为使产品满足顾客需求而支出的质量成本也日益增多。因此，分析质量成本中4类成本的比例关系，寻求质量成本的最佳值，并对其进行控制能最大限度地降低质量成本，从而达到降低产品成本的目的。
2.3有利于创新质量管理，提高产品质量，提高经济效益
对质量成本进行分析与计算可预防不合格产品的产生，有助于推进质量改进，进而提高产品质量，提高企业的经济效益；还可使工作人员了解产品质量，使工程技术人员增强经济观念，有利于提高企业的管理水平，增强质量体系的有效性。
3质量成本管理及应用
3.1完善信息采集系统，优化信息管理
质量体系各相关部门应及时沟通，发挥质量成本信息在各类信息中的主渠道作用，扩大质量成本信息的`采集面，全面了解和掌握采购、生产、质量和管理等方面的控制程序及其生成数据，进一步完善质量成本信息的收集、整理和反馈利用等程序，建立质量成本的综合信息数据库，健全以质量管理部门为中心的质量信息反馈管理系统，理顺质量信息的流通渠道，及时收集、分析、处理和传递有关质量信息，供领导决策时参考。
3.2强化关键环节的质量成本控制
既要重视产品形成全过程中的质量成本管理，也要强化关键环节的质量成本管理，以控制产品形成全过程，包括设计开发阶段、生产阶段和销售服务阶段。
3.3利用数据挖掘技术，实施质量成本的数字化管理
在质量成本管理过程中，不仅要进行定性分析，也要注重定量计算和分析。要进一步完善质量成本核算及分析体系，全面收集研发、设计、生产、调试、采购以及售后服务等方面的成本信息，建立质量成本信息综合数据库，利用数据挖掘技术进行统计、分析，建立质量成本控制模型，找出影响质量成本的主要因素，以指导质量成本管理。
3.4加强培训和全员质量成本管理
首先，对有关管理人员开展质量成本管理教育，增强其质量成本意识。教育内容应包括质量成本与产品成本的关系、质量成本与产品质量的关系、质量成本在各项费用中所占的比例和对经济效益的影响等方面。其次，对质量管理人员、有关技术人员和统计、财会人员进行分阶段的教育培训。基于质检部门对产品质量进行把关、财会部门对质量成本进行核算的管理格局，致使许多人误认为质量成本管理仅是质检及财会部门的职责，而实际上质量成本的形成是所有部门共同协作的结果，片面理解质量成本由质量部门来推动是极其错误的。正如零缺陷管理大师克劳士比所说“质量远远不是质量管理部门的事情”，只有各部门通力合作，才能有效控制质量成本。
形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文 篇6
前言
近些年来，我国航天技术应用航天企业的发展逐渐走向市场化的运用体系，而要如何在竞争激烈的市场下生存和发展，也成为当今航天企业非常重视的问题，特别是在市场经济发展非常迅速的情况下，如何做好企业组织体制以及管理机制的创新工作也逐渐被重视起来，对此，本文主要对我国航天技术应用产业企业组织体制与管理机制创新进行研究分析。
一、我国航天技术应用产业企业组织体制的创新研究
1.应用神经网络对企业组织体制的创新
所谓神经网络，主要是通过大量的处理单元组成自适应、非线性以及自组织的系统，并试着去模拟人类的神经系统，实现对信息进行记忆、加工、处理的功能，将该系统应用于企业组织体系中，对其体系的创新有着极大的作用，而且，通过神经网络系统的运用，更有利于航天技术应用的控制、管理和改进。当然，将神经网络系统应用到企业组织体系实现对其体系的创新，必须要建立相应的模型，如，自组织网络模型、多层次感知模型、连接型网络模型等，并且，在社会经济不断发展的过程中，对其系统进行不断的改进和完善，向着人工神经网络系统的方向发展，对我国航天技术应用产业企业组织体制的创新与发展有着重大的作用。
2.加强对航天技术应用产业企业组织体制创新的控制
一般情况下，在对航天技术应用产业企业组织体制进行创新的过程中，由于涉及到的因素比较多，其中不乏有很多对航天企业组织体制的运行以及发展会产生影响，如果不能及时对这些因素进行控制的话，后果不堪设想，因此，需要加强对航天技术应用产业企业组织体系创新的控制。做好航天企业组织体制创新纠偏工作，主要由专业、技术人员等多个部门人员组成纠偏小组，一旦发现组织体制创新过程中出现偏差的话，要及时采取相应的纠正措施，确保航天技术企业组织体制创新的有效性。另外，要完善控制警戒线，合理编制创新纠偏指标的临界点，对创新方案做好充分的评价和监督，以保证我国航天技术应用产业企业组织体制创新工作的顺利进行。
二、我国航天技术应用产业企业管理机制的创新
1.战略型管控模式的创新
所谓战略型管控模式主要对企业的管理实施战略管控模式，不仅要注重企业的资源配置，更要从企业整体战略发展进行控制。利用战略型管控模式作为航天技术应用产业企业管理机制创新的主要方向，在实施的过程中，将航天企业作为战略发展的中心、考核的中心、融资的中心、公共平台服务的中心等，凡事管理都要以中心发展为主，而对于其他的子公司来说，主要将其作为市场发展中心、利润中心等，这样就可以对航天企业实时核心以及外围的战略型管理，是当今大多数企业管理机制创新的首选。
2.绩效管理形式的创新
对航天企业管理机制的创新，其主要目的就是促进企业的.快速发展，给企业带来更多的可发展空间，全面提升企业发展的效益。传统航天企业的管理机制，对员工以及部门都有着明确的工作要求，按照相关要求完成工作之后，并没有对个人以及部门的绩效进行考核管理，使得一些人员工作付出多却得不到相应的回报，从而影响到员工工作的积极性。众所周知，企业的发展是需要靠员工来维持的，从某个角度来讲，员工是企业发展的主体，更是企业管理机制运行的主体，因此，可以利用绩效管理形式的应用实现对航天企业管理机制的创新。通过建立绩效指标、平衡积分卡等标准考核体系，来将企业整体发展目标用以明确进行引导，再通过科学的绩效指标的落实，使得航天企业总部从繁杂的具体业务中解脱出来，并在战略发展、资源整合优化方面发挥更大的作用，而在具体业务层面赋予子公司极大的自主权，从而形成一批具有个性和活力的业务运营单元。这样不仅对航天技术应用产业企业管理机制进行了创新，更有效的提升了管理机制的运行效率，促进航天技术的快速发展。
3.预算管理手段的创新
企业的管理机制，不仅要对企业业务、人员的管理，更要加强对企业钱财的管理。在社会经济快速发展之下，对航天技术应用产业企业管理机制的创新，应以预算管理作为实施管理机制创新的重要手段，通过对成本费用、投资、融资等项目展开全面的预算管理，更有利于结合企业的发展战略对企业进行管控，而且，通过合理的预算指标管理，对航天企业做出重大发展决策起到一定的控制作用，再根据预算考核的数据，可以对企业战略执行的结果进行全面的考核，发现不足，便于及时改进和完善。
三、总结
综上所述，随着社会经济的不断发展，我国航天技术的发展也极为迅速，而且，在以航天技术为产业基础的企业组织体制以及管理机制也进行了一定的补充和完善。通过本文对我国航天技术应用产业企业组织体制与管理机制创新的研究分析，作者结合自身多年工作经验，以及自身对航天企业组织体制和管理机制的了解，主要从基于神经网络对企业组织体制的创新、加强对航天技术应用产业企业组织体制创新的控制、战略型管控模式的创新、绩效管理形式的创新等几方面内容进行分析，希望通过本文的分析，进一步促进航天企业的发展。
【形状记忆合金驱动薄壁圆管扭转变形分析及试验研究论文】相关文章：
中国生态环境现状分析与对策研究论文09-06
圆管涵施工方案08-15
教学研究论文12-13
动物类研究论文03-01
论文质化研究方法与特点论文04-11
形状作文03-10
案例分析论文范文08-30
论文研究方法包括哪些12-17