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《fluidsim在液壓與氣壓傳動課程多媒體教學(xué)中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、FluidSIM在液壓與氣壓傳動課程多媒體教學(xué)中的應(yīng)用摘要：介紹了德國Festo公司FluidSIM軟件的CAD和電氣－液壓（氣壓）回路仿真功能。結(jié)合實(shí)例說明了FuidSIM軟件在液壓與氣壓傳動課程多媒體教學(xué)中的應(yīng)用。通過讓學(xué)生在課堂上聽講或課后實(shí)際操作的方式參與到液壓與氣壓傳動回路設(shè)計和仿真的整個過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效果。關(guān)鍵詞：FluidSIM；液壓與氣壓傳動；多媒體教學(xué)；仿真前言《液壓與氣壓傳動》課程是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，但是液壓與氣壓傳動元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)過程抽象，在教學(xué)中如何讓靜止、抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有?/p>
2、象的知識，加深學(xué)生對內(nèi)容的理解和掌握，一直是這門課程教學(xué)的難題之一。以往的教學(xué)主要采用粉筆加掛圖的方式，隨著計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)中，老師們逐漸開始用多媒體課件及圖片和影像的方式來展現(xiàn)液壓元件和液壓回路的工作過程。這些方式在一定程度上提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但是這些多媒體課件都是老師在上課前預(yù)先做好的，在課堂上學(xué)生是被動的接受，能不能采用一種更主動的方式，讓老師和學(xué)生共同參與設(shè)計并仿真一些回路呢？筆者應(yīng)用Festo公司的FluidSIM軟件進(jìn)行回路設(shè)計與仿真教學(xué)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。1FuidSIM軟件介紹FluidSIM軟件是由德
3、國Festo公司Didactic教學(xué)部門和Paderborn大學(xué)聯(lián)合開發(fā)，是專門用于液壓與氣壓傳動的教學(xué)軟件，F(xiàn)uidSIM軟件分兩個軟件，其中FluidSIM-H用于液壓傳動教學(xué)，而FluidSIM-P用于氣壓傳動教學(xué)。FluidSIM軟件的主要特征是：（1）CAD功能和仿真功能緊密聯(lián)系在一起。FluidSIM軟件符合DIN電氣—液壓（氣壓）回路圖繪制標(biāo)準(zhǔn)，CAD功能是專門針對流體而專門設(shè)計的，例如在繪圖過程中，F(xiàn)luidSIM軟件將檢查各元件之間的連接是否可行。最重要的是可對基于元件物理模型的回路圖進(jìn)行實(shí)際仿真，并有元件的狀態(tài)圖顯示，這
4、樣就使回路圖繪制和相應(yīng)液壓（氣壓）系統(tǒng)仿真相一致，從而能夠在設(shè)計完回路后，驗證設(shè)計的正確性，并演示回路的動作過程。（2）系統(tǒng)學(xué)習(xí)的概念。FluidSIM軟件可用于自學(xué)和教學(xué)。液壓（氣壓）元件可以通過文本說明、圖形以及介紹其工作原理的動畫來描述；各種練習(xí)和教學(xué)影片則講授了重要回路和液壓（氣壓）元件的使用方法。（3）可設(shè)計和液壓氣動回路相配套的電氣控制回路。彌補(bǔ)了以前液壓與氣壓教學(xué)中，學(xué)生只見液壓（氣壓）回路不見電氣回路，從而不明白各種開關(guān)和閥門動作過程的弊病。電氣－液壓（氣壓）回路設(shè)計與仿真同時進(jìn)行，可以提高學(xué)生對電氣動、電液壓的認(rèn)識和實(shí)際應(yīng)
5、用能力。FluidSIM軟件用戶界面直觀，采用類似畫圖軟件似的圖形操作界面，拖拉圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，面向?qū)ο笤O(shè)置參數(shù)，易于學(xué)習(xí)，用戶可以很快地學(xué)會繪制電氣—液壓（氣壓）回路圖，并對其進(jìn)行仿真。2FuidSIM軟件在液壓與氣壓傳動課程多媒體教學(xué)中的應(yīng)用2．1設(shè)計和仿真液壓（氣壓）回路由于FluidSIM-H和FluidSIM-P用戶界面完全一致，操作類似，因此以FluidSIM-H軟件為例來介紹。先看一下它的主界面，如圖1所示。圖1FluidSIM-H軟件主界面我們可以看到界面非常直觀，元件庫在左半部分，設(shè)計界面在右半部分，我們可以直接用鼠標(biāo)從左邊
6、的元件庫中拖拉液壓元件放在右邊的設(shè)計區(qū)進(jìn)行設(shè)計，回路可以課前設(shè)計，也可在課堂上現(xiàn)場設(shè)計。界面上已經(jīng)設(shè)計了一個液壓回路，圖中黑色線條為油管，主要液壓元件為溢流閥（設(shè)計工作壓力為5Mpa)、手動三位四通換向閥、卸荷閥（設(shè)計工作壓力2Mpa）、單作用液壓缸、液壓源（額定流量2l/min）和三個壓力表，在設(shè)計的回路圖旁邊有一個狀態(tài)圖，顯示單作用缸和卸荷閥的狀態(tài)，那么我們現(xiàn)在點(diǎn)擊界面上部的黑色三角型仿真按鈕進(jìn)行仿真，并用鼠標(biāo)點(diǎn)動換向閥到左位，回路仿真過程中動態(tài)截屏如圖2。圖2液壓回路仿真圖從圖中我們看到，深紅色的線條為壓力油，淺褐色線條為常壓油，手動
7、換向閥在左位，液壓源壓力超過卸荷閥的工作壓力2Mpa，卸荷閥打開，液壓油流入液壓缸的左腔，液壓缸的活塞桿目前已經(jīng)運(yùn)動到缸的最右端，速度為零，此時溢流閥也已經(jīng)打開實(shí)現(xiàn)溢流定壓，三個壓力表顯示的壓力分別為：進(jìn)油腔壓力5Mpa，回油腔壓力0Mpa，液壓源壓力和溢流閥進(jìn)口壓力5Mpa。在回路右邊的單雙作用缸和換向閥的狀態(tài)圖中已經(jīng)清晰的顯示出單作用缸的工作行程和時間的關(guān)系，換向閥閥位和時間的關(guān)系?！ ∥覀兛梢栽谌魏芜^程中，暫停仿真過程，查看各個元件的狀態(tài)和參數(shù)，如鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊液壓源和溢流閥符號，在右鍵菜單中選擇“屬性”，則顯示對應(yīng)元件當(dāng)前的壓力和流量
8、參數(shù)，顯示如圖3，可看出液壓源的流量全部流入溢流閥，液壓源的壓力由溢流閥調(diào)定。液壓源 溢流閥圖3液壓元件工作參數(shù)通過這個回路的運(yùn)動仿真和元件狀態(tài)的實(shí)
