FluidSIM仿真在高職教學(xué)模式中的探討

摘 要：液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)這門(mén)課，是高職院校機(jī)電專(zhuān)業(yè)中一門(mén)主要的專(zhuān)業(yè)課程，純碎的理論教學(xué)，會(huì)使得學(xué)生感到抽象、難學(xué)。因此，為提高教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，必須在教學(xué)模式方面做出一些探索和創(chuàng)新，將FluidSIM仿真運(yùn)用到液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)這門(mén)課教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)出更多符合現(xiàn)代社會(huì)要求的新型人才。

關(guān)鍵詞：液壓與氣壓傳動(dòng)；FluidSIM仿真；教學(xué)模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.178

1 引言

液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)這門(mén)課，是高職院校機(jī)電專(zhuān)業(yè)中一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)課程，且實(shí)踐性很強(qiáng)，純碎的理論教學(xué)，會(huì)使得教學(xué)內(nèi)容非常抽象、難學(xué)[1]。同時(shí)，又由于液壓與氣壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，回路繁多，使得學(xué)生在讀液壓系統(tǒng)圖時(shí)必須具備一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。因此，探索一種新的教學(xué)模式是非常必要的，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、還應(yīng)與制造企業(yè)實(shí)踐相結(jié)合。FluidSIM仿真在高職液壓課程教學(xué)中可實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生邊學(xué)邊練，既激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化的教學(xué)效果，學(xué)生可利用課堂所學(xué)知識(shí)解決企業(yè)實(shí)踐中難題。

2 FluidSIM仿真在液壓傳動(dòng)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，將液壓氣動(dòng)技術(shù)與現(xiàn)代電子信息技術(shù)緊密結(jié)合，為現(xiàn)代工業(yè)打開(kāi)新的生命篇章。將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)運(yùn)用到液壓與氣動(dòng)設(shè)備中，為實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品的智能化、信息化和人機(jī)界面的集成控制提供重要的基礎(chǔ)設(shè)施[2]。

（1）與其他軟件相比自身的特點(diǎn)。近年來(lái)已有AMESim、Matlab/simulink等液壓仿真計(jì)算軟件用在液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析中。這些仿真軟件都需要建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，還需要技術(shù)人員具備一定的液壓專(zhuān)業(yè)及控制系統(tǒng)知識(shí)，才能對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。而FluidSIM軟件是一款科學(xué)、準(zhǔn)確、運(yùn)行穩(wěn)定、功能完善的液壓與氣動(dòng)仿真軟件[3]。將液壓回路、氣動(dòng)回路、電氣控制等模型進(jìn)行有效結(jié)合，仿真分析計(jì)算時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定、分析計(jì)算速度快、精度高，仿真計(jì)算結(jié)果幾乎接近于實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，為液壓傳動(dòng)技術(shù)實(shí)際工程應(yīng)用提供了一種理想的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

（2）可實(shí)現(xiàn)教學(xué)投入少、效率高、靈活性強(qiáng)。在講授液壓基本回路時(shí)，可利用該軟件搭建仿真回路，并對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行演示，液壓元件的實(shí)時(shí)工作參數(shù)及回路的運(yùn)動(dòng)過(guò)程能夠準(zhǔn)確且生動(dòng)地展現(xiàn)給學(xué)生，可幫助學(xué)生理解液壓基本回路的工作原理及工作過(guò)程。同時(shí)在模擬運(yùn)行回路工作過(guò)程時(shí)，需要搭建其電氣控制回路，通過(guò)此環(huán)節(jié)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到電氣控制的重要性，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

（3）操作簡(jiǎn)單、方便，便于自學(xué)和教學(xué)。FluidSIM仿真軟件用戶(hù)界面直觀。采用圖形操作界面，可拖拉圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，面向?qū)ο笤O(shè)置參數(shù)，易于操作?？赏ㄟ^(guò)文本說(shuō)明、圖形以及動(dòng)畫(huà)來(lái)學(xué)習(xí)液壓元件，結(jié)合各種練習(xí)和教學(xué)影片講授重要回路和液壓（氣壓）元件的使用方法，可用于自學(xué)和教學(xué)[4]。

（4）提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。FluidSIM仿真軟件中CAD功能是專(zhuān)門(mén)針對(duì)流體設(shè)計(jì)的，在繪圖過(guò)程中，F(xiàn)luidSIM軟件可檢測(cè)回路中各個(gè)元件之間的連接是否可行，對(duì)液壓回路進(jìn)行實(shí)際仿真，并可實(shí)時(shí)查看元件的工作狀態(tài)。在設(shè)計(jì)完回路后，可驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，并對(duì)其動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行仿真。在模擬運(yùn)行液壓或氣動(dòng)回路時(shí)，需要組建其電氣控制回路，這樣可將機(jī)械與電氣控制相結(jié)合。在模擬運(yùn)行時(shí)仿真參數(shù)和動(dòng)作可實(shí)時(shí)顯示，拉近了課堂教學(xué)與企業(yè)實(shí)踐的距離。利用FluidSIM仿真軟件可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

3 教學(xué)模式改革的探討

（1）FluidSIM仿真軟件存在的一些問(wèn)題。過(guò)濾器一般有三個(gè)安裝位置，分別位于液壓泵的吸油管路上、壓油管路和回油路。在仿真元件庫(kù)中存在兩個(gè)液壓源，分別是簡(jiǎn)化的黑三角符號(hào)、包括油箱和溢流閥的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)。但在設(shè)計(jì)回路時(shí)無(wú)法把過(guò)濾器安裝在吸油管路上。其次，有些元件的分類(lèi)不明確。如壓力控制閥一般分為三種：溢流閥、順序閥、減壓閥。每種閥體又有直動(dòng)型、先導(dǎo)型。 而元件庫(kù)將壓力控制閥分為四種：先導(dǎo)式溢流閥、卸荷閥、溢流閥、溢流減壓閥。這樣分類(lèi)首先概念有點(diǎn)亂，且會(huì)使初學(xué)者在理解元件功用時(shí)產(chǎn)生一定的困惑。在元件庫(kù)中無(wú)法找到電氣行程開(kāi)關(guān)和壓力繼電器，而這兩個(gè)電氣元件與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)密不可分，可用來(lái)控制液壓缸實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。

（2）與液壓實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。目前大部分高校已配備快速拆裝式液壓傳動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)，讓學(xué)生主動(dòng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)回路，但實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性或演示性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[5]。學(xué)生獨(dú)立思考的空間小，動(dòng)手能力鍛煉不足，因此對(duì)于教學(xué)中的實(shí)際操作訓(xùn)練具有一定的局限性。現(xiàn)在把FluidSIM仿真和所開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，在進(jìn)行液壓試驗(yàn)前，讓學(xué)生先進(jìn)行相關(guān)的仿真回路計(jì)算，驗(yàn)證其是否可行，為實(shí)物試驗(yàn)做準(zhǔn)備，可激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性。FluidSIM仿真不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)，還可按照實(shí)踐要求編寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)?zāi)M回路指導(dǎo)說(shuō)明書(shū)，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，獨(dú)立在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)及其電氣控制和模擬運(yùn)行，在保證其原理正確且操作可行之后，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行組裝和調(diào)試。

4 結(jié)束語(yǔ)

將FluidSIM仿真與理論教學(xué)相結(jié)合，充分發(fā)揮FluidSIM仿真的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，F(xiàn)luidSIM仿真軟件的使用，將引進(jìn)先進(jìn)設(shè)計(jì)理念引入課堂，不僅拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，且教師在教學(xué)過(guò)程中提高自身的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，能夠及時(shí)掌握目前液壓傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，也間接提高教師的科研能力。要不斷地提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，重在培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，才能培養(yǎng)出更多符合社會(huì)要求的新型人才。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：龐曉霞（1988-），女，碩士研究生，研究方向：糧食加工機(jī)械。