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本科毕业设计是车辆工程专业培养计划中的最后一个教学环节。通过毕业设计，培养学生独立地发现问题、解决问题的能力以及自主学习的能力，为学生进入企业后的专业实践或者更高一级学历教育打下坚实的基础。作为校内培养的最后一个环节，本科毕业设计更加强调所解决问题的完整性、复杂性与综合性，以及在教师指导下逐步形成独立完成任务能力的培养。

1.      本科毕业设计的关键要求

根据培养方案中各教学环节的分工，车辆工程学科的基础理论、专门知识和基本技能已在前期教学环节一定程度上得到了培养。但是，针对车辆工程领域内相对完整的复杂工程问题，通常需要专业工程师一个季度的工作量才能完成的专业任务，对应的学生能力还没有得到全面培养，解决问题所需的基础理论及专门技能还不够系统。因此，本科毕业设计需要着重进行以下培养，它们构成了对于本专业毕业要求的强支撑：

1)熟练地查找、阅读与综合学术及科技文献，包括英文文献，基本形成完整的学术信息收集能力，提炼出选题的国内外研究状态、完成逻辑及可行的研究路线；                                      

2)在准确把握国内外研究状态的基础上，提出创新的研究方向；必要时通过精心设计的预研究方案验证选题研究路线的合理性，初步形成任务规划的能力；

3)对选题领域的车辆复杂工程问题进行建模、分析并提出解决方案，体现创新，并规范地表达工程方案；               

4)利用现代工具进行建模、分析预测与仿真，获得有效结论，支撑最终方案的提出；

5)针对选题解决方案对于社会、健康、安全、法律、文化、自然环境与社会可持续发展等的影响进行分析，支撑最终方案的提出；

6)正确、熟练、规范地运用汉语撰写毕业设计说明书及其摘要，并能写作外文摘要；                   

7)在毕业设计过程中进行工程伦理教育，进行团队合作与技术交流，初步培养工程职业道德与素养；

8)在毕业设计过程中积极培养发现问题、解决问题的能力，主动学习，不断提高。

近年来，胡老师所指导的毕业设计小组以最终形成预期能力为目标，针对轨道车辆的方案研究与设计、制造方案研究与设计、运用维修方案研究与设计等专业领域进行了毕业设计选题，多数同学成果斐然、顺利达成本科毕业的目标。下面针对毕业设计与前期教学有所不同的一些重点方面提出思考：

  1)  要求形成完整的专门知识体系。虽然当前培养方案的课程设置基本完整，但在往届的毕业设计过程中发现，毕业设计选题所涉及的轨道车辆总体方案相关的系统性知识、提出设计或者工艺方案所需要的基础知识、支持学生对选题进行深入的理论分析的能力均存在一定的不足，需要在毕业设计过程中随时补足；

举例来讲，一个典型的“动车组转向架方案设计”题目，需要学生调动转向架设计原则、试验标准、设计参数对最终性能的影响、结构方案提出与优选等多方面的系统知识，这些知识虽然在包括专业限选课在内的前期课程已有涉及，但由于前期学习安排的原因，为顺利完成设计任务必须具备的知识不够充足，需要在提出方案的过程中进行随时学习及补充，才能很好地完成设计任务。

再如，对转向架结构件进行静强度分析时，需要完整地运用对复杂结构进行有限元分析的理论方法及分析知识，以及完整运用软件平台的技能，这些在前期学习中的掌握均不够理想，几乎相当于需要重新学习。

2)  要求在解决问题的过程中不断完善并掌握坚实的基础理论，支撑专业能力的达成。在往届的毕业设计过程中主要发现，部分设计分析所需的能力不够系统，例如：

① 虽然具有机械原理与机械设计课程的知识，但在进行设计时，无法针对任意车辆结构完成基于原理的设计。例如，当对转向架及其零部件设计时，往往不能够灵活运用设计理论完成整体或者局部的设计方案提出，并校核合理性；

② 虽然在课程中已进行过简单件的有限元分析，但当进行车辆复杂结构的有限元静强度分析时，逻辑建立困难，难以完整地提炼出分析逻辑及其理论，不清楚分析过程是否合理，也不能确定结论的正确性。

3)   在往届的毕业设计过程中主要发现，学习过程在整个毕业设计时间中占比过大，当基本学习过程完成时，毕业设计时间已经所剩不多，实际有效的设计分析时间太少，方案经不起细致的推敲。

4)   现代工具运用能力形成太慢，软件学习时间太长、掌握差，导致实际完成毕业设计核心工作的时间太短，不能完整地进行方案优化。

归纳起来，为了顺利完成毕业设计，要求学生主动提升能力形成过程的积极主动性，才能最终达成目标。优良的毕业设计通常具有如下特征：

1)   认真进行任务规划，并严格执行；

2)   保证毕业设计精力分配；

3)   具有在关键环节进行攻关的决心与意志，基本依照指导教师的预期逐步形成有效的工作方法与设计分析能力。

2.      导致毕业设计无法顺利完成的常见因素

总结过去的经验，归纳出以下几项导致毕业设计无法顺利完成的常见因素：

(1)  无法集中精力，导致实际用于毕业设计的时间过少。高频出现的情况主要包括：学车考驾照，难以专心思考问题；去向未定，在毕业设计的关键攻关阶段反复需要分散精力去完成其它任务；个人或者家庭事务导致长期无法安心完成任务等；

(2)  课程学习阶段不够用心，导致完成任务需要的知识能力储备不足，又不能够在毕业设计期间静下心来踏踏实实地加以弥补；

(3)  毕业设计的前期不努力，不能够诚实、踏踏实实地推进任务完成，后期在别人都接近完成任务时才开始赶工，导致完成太差无法通过。

希望同学们能够扬长避短，调整自己的状态，争取按时顺利完成学业。

3.      本小组对于设计分析软件选择的经验

近年来，本毕业设计小组考察了多种热门的三维设计分析软件平台，包括 ANSYS、ABAQUS、CATIA（Solidworks）、Autodesk PDMC(Inventor, Nastran, AutoCAD)、海克斯康MSC（Nastran, Patran）、Altair(Hypermesh, Hyperworks, Hyperstudy)、元计算FELAC、中望软件、华天软件等。曾经仔细对如下影响因素进行过评估：

(1)  费用与功能问题：CAD/CAE软件价格昂贵，动辄几十上百万；部分软件的学生版虽然在600元每套左右，但限制功能后无法正常求解毕业设计规模的问题。纯国产软件功能不足、掌握难度过大，本专业学生往往无法在一两个月左右的时间内掌握到能够顺利解决毕业设计问题的程度;

(2)  学习难度问题：主要考虑的因素包括帮助文件是英文还是中文、入门学习的资料是否丰富、软件自身的学习曲线等;

(3)  出现困难时能否找到提问与解决的渠道。

上述平台各有优缺点。但在2015-2021年期间，由于Autodesk的教育免费计划所提供的便利，本小组完全转向该公司的软件平台（主要是Inventor, Nastran, AutoCAD等三个套件，部分同学尝试过Factory Design Utilities的部分功能）进行了毕业设计，具备较完整的平台使用经验。但自从2022年开始，受美国国内政治环境的影响，教师端已经不再适合使用该平台，学生个人暂时还可以自行申请其教育版免费使用。

归纳起来，我们可以得出结论，常见的大型软件平台均适合于完成毕业设计任务，关键是同学自己通过快速求解一个毕业设计攻关任务，从而能够确定自己可以用特定软件顺利完成设计分析任务。另外，Altair Hypermesh在产生优化的网格方面确实具有独特的优势。

总之在软件平台选用方面，为了便于小组内交流及组内互相帮助顺利完成毕业设计，指导教师建议本小组成员尽量选择一致的软件平台。指导教师特别鼓励学习能力强的同学在前五周对任意软件探索可行性，但不建议第六周以后还没有确定软件平台。

4.      胡老师的选题建议

胡老师本科毕业设计选题范围的最大特点是针对轨道车辆全寿命周期，即研发、设计、制造、运用、维修等全部环节来出题，小组全体同学通过交流，均能够得到专业能力的全面锻炼。请同学们在充分考虑到胡老师的指导习惯、学生个人的未来打算、自己的兴趣能力特点等因素的基础上，自主选择满意的题目。当然，一旦选定题目，应当下定决心按时按量完成。有任何疑问，请根据紧急程度，通过机辆系群预留手机、微信、电子邮件等渠道及时联络老师。

附：对于本科毕业设计选题中任务书的几点说明

(1)毕业设计任务量的规定：车辆工程专业分别规定了毕业设计说明书及工程绘图两方面的任务量，与本院其它专业可能有区别，需要引起注意。

l  毕业设计说明书原则上不少于50页或者15000字，取两者的较大值（就是实际的毕业设计说明书正文最后一页的页码至少为50，且字数不少于15000字）。根据过去的经验，如果采用文科论文的写作方法（纯文字），大约25~30页就可能达到15000字。所以在车辆工程本科毕业设计说明书的实际写作过程中，应当通过丰富的图表、数据、公式推导与理论分析等多种科技论文写作方法来满足写作量的要求，而不应当单纯采用文字进行空洞的论述。

l  工程图的绘制要求是，所提交的图样能够完整地表达设计方案的核心设计技术内容，所以应当至少包括一张装配图（总图）及一张零件图，图幅大小应当至少包括1张A0以上的图幅，而且（不限大小的）的图幅总量不少于两张A0图。

(2)各部分内容及时间分配的规定：按照学校的规定，该部分的累计时间填写为17周。但是，由于教学安排及各种客观因素的影响，去掉最后一周答辩时间之外，实际有效的时间最多只有12周（其中还包括了开题答辩、中期答辩等占用的时间在内），同学们应当把各部分的预计时间均减掉一周才是真正的计划时间。例如，某设计任务的时间安排是 5-4-4-3-1周，最后一个1是答辩周，那么实际计划时间应当是：4-3-3-2周。圆满地完成中期前任务一般需要9周左右的时间，但是实际利用只有7周，少掉了关键的两周时间。总之，前一个阶段设计任务如果没有按计划完成，将极大地影响整个毕业设计任务的完成，以及自己的心态。必须非常紧凑地利用时间才能顺利完成毕业设计任务。

(3)发题日期与完成日期：一般均会进行调整，在最终答辩之前统一按通知规定填写。

(4)设计任务一旦下达，任务书不能随意更改，任务书调整有严格的手续。

5.      自2023届毕业同学开始的特殊情况

   老师发现，较多同学文献利用能力下降明显。突出表现是，阅读文献后，不能有效地提练出关键观点，导致写作困难。需要积极学习提高，并及时向老师请教、反馈问题。