FluidSIM软件在“液压与液力传动”教改中应用.docVIP

FluidSIM软件在“液压与液力传动”教改中应用 　　摘要：分析了目前“液压与液力传动”课程教学中出现的一些问题，提出了教学改革的一种思路，即通过引入一种液压仿真软件FluidSIM来弥补传统教学方法的不足，提高教学质量。 　　关键词：液压仿真；FluidSIM；教学改革；液压与液力传动 　　作者简介：吕刚（1976-），男，陕西西安人，西安建筑科技大学机电工程学院，讲师；贺利乐（1963-），男，陕西户县人，西安建筑科技大学机电工程学院，教授。（陕西西安710055） 　　基金项目：本文系西安建筑科技大学2011年重点教改项目“新办工程机械专业创新性应用型人才培养模式的研究与实践”（项目编号：JG011110）的研究成果。 　　中图分类号：G642#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文献标识码：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章编号：1007-0079（2012）16-0048-02 　　液压传动与液力传动具有其他类型的传动所不具备的优点，目前广泛应用于建筑机械、矿山机械、数控机床、汽车制造业、军事工业等诸多领域。因此，“液压与液力传动”课程已成为高等院校机械专业一门非常重要的专业基础课。但是，随着时代的发展，这门课的教学过程中出现的一些问题影响了教学效果，为此需要进行教学改革方面的研究与探索。 　　一、目前“液压与液力传动”教学中出现的问题 　　1.学时压缩 　　传统的“液压与液力传动”教学计划总课时在100学时（包括流体力学部分）以上，其中包括10个课时左右的实验学时。随着国家本科专业的调整以及多媒体教学方法的大规模应用，西安建筑科技大学（以下简称“我校”）的“液压与液力传动”课程的总教学学时由原先的64学时调整为56学时，实验学时也减少到6个学时。如何在这么短的学时内，达到国家教育部门要求的本科教学目标，是这门课教改面临的首要问题。 　　2.新知识和新内容的增加 　　近年来，随着液压技术、控制技术、液力传动技术的迅速发展，出现了插装阀、比例阀、伺服阀、多功能复合阀等新型液压元件和电液比例控制、伺服控制等新型控制系统。在教学过程中，是选择成熟的传统元件和传动系统，还是选择新型??件和新型液压控制系统作为教学的基本方向，这是教改面临的重要问题。 　　3.实验设施的缺乏 　　从2000年开始，国家在高校中进行扩招，高校在校生数量急剧上升，而各高校的实验室人员和设施的增长却跟不上学生数量的增长，导致做实验时常出现十几个学生共用一台实验器材的现象。此外，随着新技术的不断出现和物价的持续上涨，新型实验器材的价格也不断上涨，这制约着高校实验器材的购买和更新。 　　4.理论和实践的脱节 　　“液压与液力传动”是机械专业的专业基础课，是一门实践性很强的课程。在课堂教学中，学生只是通过课本和老师讲授来学习理论知识，学习起来普遍感到知识抽象、不易掌握。上完课后不能直接进行实际操作，等到上实验课时，知识点又遗忘得差不多了。 　　5.多媒体教学方法的不足 　　随着多媒体教学方法的推广，“液压与液力传动”纷纷改为多媒体授课，这有利于将抽象的知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动其学习积极性，发挥其创造性；有利于增大教学信息量，有效扩展课时容量，提高教学质量；有利于活跃课堂氛围，加深巩固所学内容，有助于师生之间的互动。 　　但是，多媒体教学并不是万能的。现在很多高校的“液压与液力传动”多媒体教学是采用PPT和Flash动画相结合的形式。多媒体课件已经根据课本提前做好，无法在课堂上根据需要而改动，这削弱了学生的主动参与性与创新性。而且课本上讲授的部分元件和回路是实验室所不具备的，这又造成了理论与实践的脱节。 　　面对以上问题，除了加大资金投入、政策扶持外，还要求广大教师充分利用现有条件，使用液压仿真技术来达到教学目标。 　　结合教学经验和工程实际，笔者认为液压仿真软件FluidSIM可以在课堂教学中解决这些问题。 　　二、FluidSIM软件介绍 　　现在应用的液压仿真软件有多种，如AMEsim、Matlab、Adams、FluidSIM等等。其中，FluidSIM软件由德国Festo公司和杜伊斯堡大学联合开发，专门用于液压传动和气压传动的教学与培训。它分为两个独立的部分：FluidSIM—H用于液压传动教学；FluidSIM—P用于气压传动教学。FluidSIM软件简单易学、入门快，不像其他几种软件一样要分析掌握数学模型，因此特别适合于本科生和初学液压传动与气压传动的人员。 　　 　　下面结合换向阀锁紧回路的设计来介绍FluidSIM软件。 　　1.液压回路的设计 　　如图1所示，软件主界面左边区域为元件库，内有数百种标准的液压、气压、