培养学生三维设计能力的研究与实践.doc

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1、培养学生三维设计能力的研究与实践【摘耍】本文根据制造业技术发展和人才培养的需要，以UG作为支撑软件系统，从理论教学和实践教学两个方血入手，有针对性地安排不同的教学内容和实践环节，研究如何培养本科生的三维设计能力，探索三维设计能力的培养模式，提出学生三维设计能力的培养应贯穿于整个教学全过程。【关键词】三维设计培养模式教学方法【中图分类号1G642.0【文献标识码】A【文章编号11674-4810(2013)18-0005-03随着三维设计和先进制造方法在机械行业中的广泛应用与迅猛发展，三维设计技术和制造方式已成为产品设计和加工制造

2、的核心，企业越来越需要会使用三维设计的人才。三维设计CAD系统可直接进行三维设计和交流，即现代工程设计，能完成工程图样信息的生成、处理和传递，可实现以产品的几何模型为核心，CAD/CAE/CAM一体化乃至虚拟制造产品的数据管理，以优化设计促进产品改善，以智能设计促进产品创新。三维设计CAD系统是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是培养创新型人才的重要手段，对高等院校制造业及相关专业的教学内容提出了新要求，必须将现代设计思想和现代设计能力的培养贯穿到整个教学过程中。哈尔滨工程大学利用数字化设计与制造实验室的师资与设备优势

3、，为本科生开设了UG与三维设计实践课程，以UG软件为平台，培养学生的三维设计能力，探索教学过程中的模式和方法。一三维设计概述将人们头脑中思考的物体变成实际物体形式，为此而做出全部信息数据的工作就是设计。三维设计是将产品设计的整个过程数字化，包括以下几部分内容。1.建立三维设计理念将产品的三维设计模型进行数字化模仿。通过造型方法的选择、创建基于特征的三维模型、图形图像理论、模型的数字化和参数化等方式，充分了解三维模型的设计要点。2.建立三维模型应用相关的工程软件对产品进行三维模型的创建，创建模型的同时要考虑生产制造过程，规划产品对

4、象的功能要求、材料的选用、校核、加工工艺结构合理性、经济性评价等多方面因素，对人力、物力、财力、时间、场所、信息进行综合审议。3•对产品进行功能分析及仿真利用三维模型对产品的功能进行分析，可以进行有限元计算分析、装配检验、运动学和动力学仿真，并对分析结果进行工程实际应用的可行性分析，通过快速修改设计方案，最终获得满意的设计结果。二三维设计培养模式的研究UG与三维设计实践课程在学生的不同学习阶段，有针对性地安排不同的教学内容，循序渐进地培养学生的三维设计能力。为了达到教学目标,教学模式应按照建立设计理念一一模拟性设计一一创新性设计

5、的全过程培养，使教学内容符合学生的学习认知规律。1•培养三维设计理念提高学生的综合素质及其创造力，必须让学生掌握先进的设计手段、感受三维设计的魅力、牢固专业志向。在UG与三维设计实践课程教学阶段，精心安排好第一堂课，使学生一开始就对三维设计的特点和强大功能有直观而全面的认识，通过展示丿力届学生的设计实例，使学生从感性上理解三维设计的主要功能，激发起学习的浓尽兴趣。通过实例展示开阔学生的设计思跖树立学生的三维设计理念，使学生从中学会思考，体会设计的乐趣，为学生的思维、表达、设计和创造能力的提升打下更为坚实的基础。UG与三维设计实践

6、课程教学内容主要涉及软件的基础模块，如曲线绘制、实体建模、装配、工程图等。通过教师对基础模块的讲解，重点训练学生掌握三维设计基本技能。学生根据教师提供的练习题库，利用UG软件完成各模块的实践练习，零件的特征建模，零件装配以及工作过程的动态模拟。在完成三维零件设计及其装配的过程中，学生不仅提高了二维工程图的读图能力，还加强了对零件功能、结构及其装配关系的理解，使学生具备了三维设计的基本能力。然后，学生在所学建模方法的基础上，根据自己的兴趣，完成个性化的作品创新设计，设计出了如自行车、飞机、汽车、手机等作品。通过不同的训练，加深了学

7、生从理性上对何为设计、如何设计的理解，使学生能综合运用三维设计技能，掌握三维设计技术，提高三维设计能力。2.培养模仿性三维设计能力通过软件模块化实践操作，培养学生模仿性三维设计能力。在UG软件基础模块理论讲解后，针对各模块进行上机实践操作练习。学生可利用UG软件自顶向下的设计方式和其强人的参数化功能，完成已知零件的设计和装配。实践操作是在已知各零件尺寸和各零件装配关系的情况下，学生进行零件设计和装配，主要培养学生的模仿性三维设计能力。零件设计完成后进行虚拟装配，学生检验零件干涉与否，可方便地修改设计参数，使设计达到最优效果，提高

8、设计效率和质量。在UG软件中对某些结构进行校核、修改时，只需修改零件的某个参数的数值即可完成整体修改，能使学生形象地理解零件的形状及其加工工艺，清晰地了解零件间的装配关系，对装配的技术要求也有深刻地理解。学生还可应用UG的机械运动功能，直观地观察各零件的运动状态