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簡析計算機輔助技術在高職院校機械設計教學中的應用實踐論文

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在機械設計領域,計算機輔助技術日趨完善,日趨重要,在全國普通高等教育中已基本普及,並開設了相關的一系列的教育課程,本文主要透過在教學過程中遇到的教學案例,結合高職教育的特徵,進行相關教學探討,以期對同行有所啓發,對高職院校機械設計教學工作有所幫助。

簡析計算機輔助技術在高職院校機械設計教學中的應用實踐論文

1機械設計發展概況

目前,機械設計的發展異常迅速,已由傳統的機械設計發展爲計算機輔助設計時代,在傳統的機械設計上,由於受到設備條件和技術水平發展的限制,只能透過將靜止或者靜止化假設的形體透過粗略的計算進而實現機械設計過程。在這樣的設計過程中,設計結果往往受設計者的主觀、經驗等個人因素的影響,具有較大的隨意性,設計結果極容易出現不合理的地方,同時,這樣的設計過程的效率較低,精度較低。而今,隨着計算機技術的發展以及應用領域的拓展,以計算機應用爲核心的計算機輔助技術對機械設計的發展與變革起到至關重要的作用,有利於傳統機械設計技術的深化和豐富。計算機輔助機械設計在電子技術、數學計算、數學模型建立、力學等學科的發展之下日趨成熟,使機械設計由原來的靜止或者靜止化假設、粗放式、精簡化模式逐步發展爲基於計算機應用技術的動態化、精確化方向發展。作爲高等教育的一部分,職業教育在發展過程中一定要注意這一發展方向,積極的將計算機輔助技術引入到機械設計以及其他相關課程的教學過程。

2計算機輔助技術在機械設計中應用的必然性

計算機輔助技術在機械設計中得以用於主要是由它所具備的獨特優勢決定的,計算機輔助技術的優勢主要體現在:1)有利於提高產品質量與性能:計算機輔助設計是融合電子技術,數學計算、數學模型以及力學的一種綜合技術,與傳統機械設計相比,它克服了傳統機械設計的靜止化、簡單化、經驗化、主觀性、任意性的缺點,更精確、可實現動態化。這一改善同時還可以及時發現並解決在實際應用中可能出現的問題,進一步提高產品的應用性能。2)有利於產品的多樣化、個性化:透過計算機輔助設計,我們可以根據設計要求,輕鬆實現產品多樣化設計和個性化設計,使產品在滿足功能需要的同時,實現多元化和個性化,爲產品後續的銷售和推廣奠定基礎。3)實現零部件的在線維護和更改:透過計算機輔助技術,可以模擬機器零部件的工作過程,顯示各零部件工作狀態及損耗情況,可以透過計算機輔助技術對零部件的設計進行優化,從而避免或減緩零部件的損耗。4)縮短設計時間,降低設計成本:利用計算機輔助設計的相應模組,對所設計的機械零部件進行組裝、設計,利用計算機輔助設計軟件所附帶的數據庫資源,減少重複性工作,提高工作效率。在零部件多樣化、個性化設計過程中,透過計算機輔助設計技術,可以壓縮設計成本。

3計算機輔助技術在高職院校機械設計教學中的應用實踐

在高職院校機械設計教學過程中,通常涵蓋一些典型機械設備及零部件的設計過程,我們將結合我的教學過程,對一些典型機械設計的計算機輔助設計情況做簡單的總結。在機械設計教學過程中,剪切機的設計是一個傳統的經典教學案例,剪切機是一種典型的連桿傳動機械裝置,我們參考《工程力學》中剪切機的簡化模型進行初步的計算機輔助設計訓練,從而使學生由易到難、由簡到繁,實現計算機輔助設計技能的逐步提高。作爲連桿類機械裝置,剪切機的構造和組成是學習的`第一步,透過瞭解各部件的連接關係,可以利用簡化模型對剪切機進行參數化建模設計。我們透過三維CAD軟件對構成剪切機的零部件進行建模,然後將所構造的三維零部件進行虛擬裝配,最後將組配完成的剪切機進行運動仿真,領域計算機輔助設計軟件CAD進行工程可行性分析,最後完成設計定稿,並對設計的圖紙進行工程圖紙的輸出。在該教學環節中,由於學生相對基礎知識比較薄弱,再加上初次接觸計算機輔助設計軟件的應用實踐,我們通常讓學生結合實物模型,進行測繪、建模和零部件建模訓練,當學生能夠很好的掌握剪切機各個零部件的建模後,再進行虛擬裝配。由於連桿類結構簡單易懂,再加上實物模型的輔助,學生易於接受和學習,可以克服學生的畏難畏學情緒,促進學生在學習計算機輔助設計過程中樹立信心,爲後續的學習打下基礎。透過連桿結構的仿真,讓學生直觀的看到連桿各部件的執行狀況和干涉狀況。在熟練掌握連桿結構的虛擬仿真設計後,我們一般會緊接着完成工程分析(CAE)部分的教學學習,由於連桿裝置是典型的機構裝置,其工程分析過程容易實現,也容易學習和接受,透過工程分析,學生能夠對連桿各部位的應力、應變情況有一個直觀的認知,這比工程力學及受力分析更直觀易懂,同時可以透過對分析結果的解析,讓學生直觀認識各個設計參數變化時對應連桿裝置結構的變化情況,便於實現產品的優化設計。另外,在該教學環節的注意主次詳略的處理,始終要把重點把握在計算機輔助設計方面,工程分析部分的引入是後續課程的延伸和拓展,也是爲了讓學生掌握優化設計的思想,不可過於深入和強化,需要循序引入學習。

4結語

機械設計製造行業正處於蓬勃發展時期,人才培養必須加強,教學方法必須跟上時代的步伐,在就業環境日益激烈的今天,高職院校引入、開展、深化計算機輔助技術在機械設計中的應用十分必要,只有強化這一技能教育,才能使我們的學生在就業中佔據一席之地。計算機輔助設計在機械類高職人才培養過程中加以強化,對提高行業技術人員的技術水準至關重要。計算機輔助設計是一種先進的機械設計技術,它不僅能夠降低設計成本,提高產品性能,優化產品設計降低生產成本。隨着科學技術水平的不斷提高和進步,計算機輔助設計技術也必然會在我國的機械製造業中發揮更大的作用,這對提高我國機械製造業的整體水平有重要意義。