开发液压传动实验教学资源和实践,本文是液压传动类有关毕业论文的格式范文与液压传动和实验教学和实践类毕业论文模板范文.
液压传动论文参考文献：
（大连理工大学机械工程学院,辽宁 大连 116023）
摘 要：液压传动是一门机电液相结合,实践性较强的课程,而传统的实验教学因受学时所限,不能有效地利用先进的教学资源和充分体现实践的内涵.在液压传动实验教学中,针对较为先进的实验教学资源,探索虚拟型实验模式,开发设计型实验项目,并在教学中加以实践,可以取得良好的实验教学效果.
关键词：教学资源；虚拟型；实验模式
中图分类号：G642 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2017）24-0118-02
一、虚拟型实验教学模式
液压传动课程是机械类以及近机类专业的一门重要的专业基础课,也是机械类各专业课中难度较大的课程之一.为了使学生能够阅读并设计一个完成的液压传动系统,应对流体动力学的基本理论、液压元件的结构原理、基本回路以及系统进行讲解.这些内容前后相关,缺一不可.随着教学计划的改革,如何利用有限的48学时使学生学好这门实践性较强的课程,成为教改面临的首要问题.该门课程在教学过程中,安排了四个实验项目,然受教学时间、学生理解能力、实验能力的影响,多数设计型实验演变为验证型实验,很多学生是“看”实验,而不是“做”实验,即使动手,也是动手不动脑,很少去思考为什么要这样做.如何开展教学活动,让学生真正实现去做,是全面实施素质教育对教学改革提出的要求.探索新型的实验教学模式成为提高学生实践能力的有效手段 [2] .复杂的液压总是由一些基本回路所组成,基本回路则由一些液压元件组成.在液压传动课程的教学中,回路实验可以帮助同学掌握典型液压回路的工作原理和特性曲线.但每一位同学都设计自己的回路,然后再实验设备上调试,对于当今的学生招生量与试验设备的配比而言,显然是无法实现的,往往是多组同学,根据不同典型回路,在老师已搭建好的框架下,实现简单的连接.而虚拟实验系统元件参数的调节范围与实际实验设备完全一致,可对设计系统进行准确的模拟与测试；强大的仿真功能为学生自主开发实验回路、制定实验项目和进行探索式实践尝试提供可靠的虚拟平台,使学生能够在计算机上实现液压传动实验液压部分以及控制部分的设计、原理检验和运行控制与结果演示.最终学生根据模拟成功的原理图在较为先进的博世力士乐DS4实验台上实现机电液一体化的安装调试.虚拟实验技术通过计算机多媒体技术的丰富表现形式,有效地组织教学和实验,不但能大大激发起学生的学习兴趣,有利于开拓学生创造性思维和创新意识,也为真实平台上的操作实验提供了有效引导,大大提高了液压试验设备的使用效率.虚拟实验系统综合了计算机图形、图像处理、智能技术等多门学科.在实验中,设计者可以根据需要自己设计、定义和扩充实验内容.其在教学上的应用主要有：虚拟拆装实验和虚拟回路模拟实验.虚拟拆装实验是在虚拟的环境中,通过对液压元件的装配和拆卸,了解液压元件的结构及工作原理,明确各零件的相互装配关系.虚拟回路实验主要是在FluidSim-H[3] 液压传动仿真软件基础上,针对教学实验要求进行二次开发,构建与硬件实验平台参数一致的虚拟实验单元,使学生能够在计算机上独立完成模拟实验,为硬件平台实验做好准备.FluidSim-H是用以进行液压元件、液压回路及其电气控制系统、PLC接线及梯形图的学习、设计与模拟仿真软件.利用软件中提供的各种液压元件,可方便快捷地构建复杂的液压系统,并对其进行性能和动作的仿真.它还专门提供了DDE（DynamicDataExchange）动态数据交换元件,可对PLC程序控制下的液压系统进行仿真,验证PLC程序的合理性及准确性.但仅面对西门子PLC编程仿真软件的DDE通讯程序,对于其他PLC则需要用户了解DDE通讯原理,自己编制相应的通讯协议,因此,实际教学中针对液压实验室引进的德国博世力士乐公司DS4试验台,对FluidSim-H进行了二次开发,为互动实验教学的实现提供了可靠的技术手段.
二、实验中的应用举例
在液压实验教学中,举快进工进回路为例,应用FluidSim-H二次开发的平台进行液压回路实验教学,如图1所示.该回路的物理原理是液压缸在相应的位置上受到不同阻力作用,其动作要求为只在伸出方向上实现快进-工进运动.首先,由于有杆腔的油液通过换向阀DW 3E（2）直接流回油箱（低阻力）,因此,液压缸快速伸出.当到达一个特定的位置时,一个传感器联通一个继电器一起动作,使一个换向阀换向.换向阀切断原来导通的流道,使油液只能通过一个两通调速阀DF3流过,以此来减小流量.使伸出的速度达到设定的值.液压缸返回运动时,不要求这样.
利用虚拟仿真平台,学生可以迅速搭建自己设计好的液压回路,并在此平台下进行仿真驱动,通过红色液流的流向,可以判断出液压回路及电器控制回路的正确与否,并在该软件平台上进行调试.调试成功,即可在此虚拟平台系统的指导下,在DS4工程级实物实验台上建立起自己设计的液压系统,并且能够有效的实现相关的动作.这样可以大大减少学生在实物实验台上进行错误管路连接的时间,提高单位时间的学习效率,同时也有效地提高学校教学资源的利用率.经过这样的训练,使学生不但了解了液压知识,还对机电液一体化控制有了全面的认识,使学生感觉上课的知识可以学以致用,极大地激发了学生对工程实践的兴趣与创新意识.结论：液压传动是一门重要的专业基础课,它融合了机械、电气、液压等方面的基础知识,具有结构复杂、过程抽象,系统的检验也难以采用直观的方式,这给实验课程带来了很大的困难.在教学中引入虚拟实验教学模式,让抽象的理论及时得到验证检验,丰富感性知识,加深学生对教学内容的理解,实现了从感性认识到理性认识的过渡,大大地激发了学生的主观能动性和创造性可以取得较好的教学效果.虚拟实验教学模式具有成本低、效率高、功能优等优点,在实验教学领域具有广阔的应用前景；但是虚拟实验不能完全代替实物实验,应根据不同的实验对象,合理安排虚拟实验与DS4实际实验的比例,以取得理想的实验效果.
利用现代化的教学手段与试验设备,使学生提高了学习的积极性与主动性,教师也在新设备的熟悉、消化、吸收的过程中,提高了自身的业务素质.同时也提高了教师的科研能力以及工作效率,在教学和科研中,能获得事半功倍的效果.
参考文献：
[1]李云霞,李尧忠.构建培养设计能力为目标的实验教学模式[J].实验技术与管理,2004,21(4):90-92.
[2]张玲.FluidSIM 在液压传动系统设计中的应用[J].国内外机电一体化技术,2009,(9):24-26.
[3]Festo公司.FuidSIM 软件使用手册[M ].美国:Festo公司,2003.
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