基于卓越工程師培養(yǎng)模式開展應(yīng)力分析課程的探討

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1、基于卓越工程師培養(yǎng)模式開展應(yīng)力分析課程的探討　　摘要：本文結(jié)合過程裝備與控制工程專業(yè)開展的應(yīng)力分析與Ansys應(yīng)用課程，所提出的卓越工程師培養(yǎng)模式，使學(xué)生對本門課程的理論和具體應(yīng)用得到了掌握，為培養(yǎng)高級(jí)技術(shù)人才和本專業(yè)的其他課程的建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。　　關(guān)鍵詞：卓越工程師；培養(yǎng)模式；技術(shù)人才；Ansys　　中圖分類號(hào)：G642.41文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1674-9324（2014）32-0227-02　　一、引言　　當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)以市場經(jīng)濟(jì)為主體的競爭型社會(huì)，競爭激烈，大學(xué)生畢業(yè)時(shí)將面臨巨大的就業(yè)壓力。為了使學(xué)生能夠找到適合自己的就業(yè)崗位，在學(xué)校期間就要不斷地培養(yǎng)和提高他們的綜合能力

2、，使得思想道德素質(zhì)、專業(yè)知識(shí)素質(zhì)和身體與心理素質(zhì)等知識(shí)水平、道德修養(yǎng)以及各種能力等方面的綜合素養(yǎng)能夠全方面地適應(yīng)這個(gè)知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)。隨著科技的發(fā)展，對人才的需要增大，人才是必不可少的。激發(fā)人的好奇心和求知欲，這是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力的主要環(huán)節(jié)，我們不能忽視。2010年教育部的重點(diǎn)工作“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”5是列入中國高等教育中長期發(fā)展規(guī)劃的一個(gè)重要計(jì)劃，是通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)出一大批創(chuàng)新型工程師，為我國走新型工業(yè)化道路和建設(shè)創(chuàng)新型國家提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐和智力保證。培養(yǎng)學(xué)生使其具有卓越工程師的

3、技能，是應(yīng)用型本科院校所必須面對并重視的問題。因此在開展應(yīng)力分析與Ansys應(yīng)用課程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)緊緊圍繞卓越工程師培養(yǎng)的目標(biāo)，建立具有卓越特色的課程體系，使學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，達(dá)到卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的要求?！　《?、課堂理論教學(xué)與上機(jī)相結(jié)合5　　應(yīng)力分析與Ansys應(yīng)用課程是一門理論教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的課程，在教學(xué)過程當(dāng)中，除了應(yīng)重視學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，即有關(guān)石油化工設(shè)備應(yīng)力分析的方法、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之外，還應(yīng)就相關(guān)軟件知識(shí)進(jìn)行上機(jī)操作，針對理論內(nèi)容進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐。首先，針對學(xué)生應(yīng)力分析基礎(chǔ)薄弱的問題，從應(yīng)力分析的數(shù)學(xué)和工程背景分析這兩個(gè)方面論述，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到應(yīng)力分析并非公式的堆砌，而是具有廣泛

4、工程背景和在分析機(jī)械工程結(jié)構(gòu)問題中具有進(jìn)一步應(yīng)用前景的最佳數(shù)值模擬分析工具，同時(shí)也是產(chǎn)品全數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的橋梁之一。其次，詳細(xì)介紹在機(jī)械工程中應(yīng)用成熟的單元技術(shù)，如：軸對稱單元、接觸單元、彈簧單元、板殼單元、實(shí)體單元等。由于有限元單元種類眾多，不可能一一列舉，故實(shí)施討論式、啟發(fā)式的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的潛能。第三，以教學(xué)軟件為工具，論述應(yīng)力分析問題。結(jié)合石油化工設(shè)備中的典型設(shè)備與典型單元，進(jìn)行相關(guān)實(shí)例分析。最后，分別以大型工程有限元分析軟件Ansys為平臺(tái)，精心挑選化工機(jī)械工程中應(yīng)用實(shí)例，如塔、換熱器、儲(chǔ)罐、管道、法蘭等應(yīng)力分析，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到該課程的廣闊應(yīng)用前景，同時(shí)使學(xué)生初步掌握將一個(gè)

5、工程實(shí)際問題轉(zhuǎn)換為應(yīng)力分析求解模型的技巧，牢固樹立工程觀。采用以人為本的上機(jī)實(shí)踐，提供工程實(shí)際問題，對于課程教學(xué)計(jì)劃中有限的上機(jī)學(xué)時(shí)，除加強(qiáng)上機(jī)實(shí)習(xí)的監(jiān)管外，注重對學(xué)生一對一的上機(jī)輔導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立完成案例分析和進(jìn)行課外的上機(jī)操作練習(xí)，使本科生應(yīng)用Ansys軟件進(jìn)行復(fù)雜設(shè)備應(yīng)力分析成為可能?！　∪⑵髽I(yè)工程項(xiàng)目實(shí)例分析　　1.企業(yè)工程實(shí)際案例。在石油化工企業(yè)當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)各類設(shè)備及部件由于應(yīng)力所導(dǎo)致的失效，如應(yīng)力腐蝕開裂、應(yīng)力集中、應(yīng)力超出材料強(qiáng)度所引起的設(shè)備失效。特別是一些高溫高壓設(shè)備，一旦設(shè)備失效，不僅帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失而且會(huì)造成人員傷亡。通過對本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生應(yīng)具備對企業(yè)實(shí)際發(fā)生

6、的各類由于應(yīng)力原因所導(dǎo)致的設(shè)備失效問題。通過對具體問題的分析，結(jié)合Ansys課程，能對具體的設(shè)備所采用的單元、單元材料屬性、力學(xué)模型的建立、有限元模型的建立、載荷和邊界條件的施加給予具體分析。特別是實(shí)際結(jié)構(gòu)的簡化，若僅停留在書本知識(shí)內(nèi)容而不與現(xiàn)場的實(shí)際結(jié)構(gòu)實(shí)際問題相結(jié)合，則不能真實(shí)體現(xiàn)設(shè)備的操作狀態(tài)與工作情況?！　?.企業(yè)工程實(shí)際案例優(yōu)化分析。結(jié)合企業(yè)實(shí)際結(jié)構(gòu)，針對具體問題，提出解決方案。使培養(yǎng)出的學(xué)生不僅能夠?qū)W到課堂中的內(nèi)容，更能結(jié)合具體問題，提出改進(jìn)思想，使對于卓越工程師的培養(yǎng)真正達(dá)到教―學(xué)―用的目的。例如，現(xiàn)有一化肥廠管線開裂分析實(shí)例，具5體案例為：合成氨塔體與富液線連接處每年春季發(fā)生

7、開裂，導(dǎo)致液體發(fā)生滲漏，但此設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)經(jīng)設(shè)計(jì)單位校核后并不存在設(shè)計(jì)缺陷，而管線與塔體連接處確實(shí)發(fā)生了滲漏。通過此問題，要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際問題與課堂理論知識(shí)相結(jié)合的能力?？蓮囊韵聨讉€(gè)方面分析此類問題，以達(dá)到對工程實(shí)例的分析。（1）如何仿真塔體與管道的模型。通過對實(shí)際結(jié)構(gòu)的分析可以知道，塔體與管道都屬于薄壁結(jié)構(gòu)，因此，有限元模型可以采用pipe單元進(jìn)行模擬。（2）分析開裂原因。通過對有限元模型的加載可知，管道與塔體