构建“工程机械设计”课程虚拟样机技术的动态教学方法研究

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1、EquipmentManufactringTechnologyNo．9，2010构建“工程机械设计"课程虚拟样机技术的动态教学方法研究耿素花，郑建校，原思聪，罗丹(西安建筑科技大学机电工程学院，陕西西安710055)摘要：针对《工程机械设计》课程的特点以及教学过程中存在的f*-I题，提出虚拟样杌技术的动态教学方法，有利于加深学生对该课程授课内容的理解，并且提高学生对三维软件学习的兴趣。实践证明，这种方法可以起到营造良好的教学环境、激发学生学习兴趣的作用，从而顺利地实现了教学目标。关键词：．Y-程机械设计；教学方法；教学改革；虚拟样机技术中

2、图分类号：G642．0文献标识码：A文章编号：1672—545X(2010)09-0198—03《工程机械设计》是高等学校机械设计专业的重要专业技技术必修课，主要学习工程机械设计的基本步骤、方法和原理，术必修课，是学生必备的工程机械设计的专业技术知识。其理以常用工程机械轮式装载机或液压挖掘机为例，介绍工程机械论性和实践性都很强，学习难度较大。虚拟样机技术，是随着设计的过程，对典型液压系统、故障诊断等进行分析。涉及到的计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程先修课有：机械设计基础、机械原理、材料力学、理论力学、机械(CAE)技术，

3、是机械领域近年来兴起的先进技术，将其应用于系统动力学和液压原理等多门功课，不同课程内容之间相互联工程机械的研究与设计，来取代传统的机械设计、试验和研究系，其理论性和实践性都很强，学习难度较大。因而，《工程机械方法，必将成为一种发展趋势。因此，为了便于学生的学习和设计》是一门理论与实践应用结合紧密的专业基础课，而且在教师的教学，结合作者多年来在具体的教学实践中的经验及培养学生的实践能力和综合素质方面，占有独特地位。做法，从工程应用角度改进理论教学，将虚拟样机技术应用到《工程机械设计》是一门实践性很强的课程，而且其内容《工程机械设计》课程教学

4、中，更新了教学手段，提高了课程教繁多，机械类型多，整机空间结构复杂，运动机构和不同工况学水平，保证了教学效果，培养了学生的创新和思维能力。的动态，难以通过画图、挂图等方式表达出来。工作装置部分的液压传动与液压控制技术，一直是教学中的重点和难点。因1虚拟样机技术其原理的抽象性和技术的隐蔽性，学生对此常常感到困惑难解。长期以来盛行的“灌输式”、“填鸭式”的教学方法，传统的虚拟样机技术(VirtualPrototypingTechnology)，是指在产授课方式也往往是一本教案和几支粉笔，教师在黑板上写字、品设计开发过程中，将分散的零部件设计和

5、分析技术结合在画图就占去了近一半的课堂时间。这种方式的教学，不能唤起一起，可以在计算机上建立机械系统样机模型，对模型进行各学生的学习兴趣。种动态仿真和性能分析，也可以根据更改的设计方案，进行参随着现代科技加速发展，不断有新的产品和技术出现，知数化建模，形成系列产品样机模型。在三维设计环境中进行产识量急增，传统的教学方式已经不能适应课程的教学，同时也品的模拟装配，以获得机器或零部件的三维实体，在一个可视不能满足当代学生对新事物的接收欲望，因而要采用现代教化的环境中，对该产品在投入使用后的各种工况进行仿真分育技术的手段，给教学提供了强有力的支

6、持。将虚拟样机技术析，实现工程机械机构运动仿真、产品有限元分析、计算机辅引入课程教学，可以通过软件将不同工程机械类型建立样机，助制造与动画生成。完成不同工况下的运动仿真，能够让学生真实的感受到运动虚拟样机技术，融合了许多相关技术，集成了计算机图形的空间结构，有利于理解设计过程，培养了学生的创新思维能学、多媒体、人工智能、多传感器、网络并行处理，利用计算机力。使学生了解工程机械的基本参数确定和整机的设计方法生成的三维空间形象实现目标合成技术，通过视、听、触觉，以及步骤，进一步掌握和应用先修课的知识，使学生具有工程机图表及动画方式呈现。因而虚

7、拟样机技术具有立体、直观的优械设计的能力。点，从视觉、听觉和行为感觉上，都会产生身临其境的状态，这对于《工程机械设计》课程的课堂教学非常有帮助。3虚拟样机技术在《工程机械设计》课程中的应用2《工程机械设计》课程的特点虚拟样机技术在实际工程中的应用，是通过界面友好、功能强大、性能稳定的商业化软件实现的。包括几何形体的计算《工程机械设计》是高等院校工程机械类专业的重要专业机辅助设计(CAD)软件和技术、有限元分析(FEA)软件和技收稿日期：2010-06—19作者简介：耿索花(1982一)，女，河北人，本科，研究方向为机械设计制造及其自动化专

8、业；郑建校(1975一)，男，陕西岐山人，讲师，硕士，研究方向：工程机械设计及可靠性优化设计等；原思聪(1955一)，男，西安建筑科大学机电工程学院教学副院长，教授，博士生导师，硕士，研究方向