仿真软件在液压与气压传动教学中的应用

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　　摘   要：高职教育的特色是理论与实践并重，但是由于实训条件的限制，不能完成正常的实践教学任务。因此，引入了合适的教学仿真软件，作为辅助的实践教学手段，才能够满足实践教学的要求，真正提高学生实践技能。本文首先介绍了一款液压与气动教学中常用的仿真软件—FluidSIM，通过典型电气气动回路的实例，展示了该软件在液压与气压传动教学中的使用，结合课堂理论教学，体现了理实一体的高职教学特色，激发了学生的学习兴趣。
　　关键词：液压与气压传动  仿真软件  高职教学
　　中图分类号：TH137                                文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）02（b）-0199-02
　　《液压与气压传动》课程是高职机械制造与自动化专业的一门重要的专业基础课，该课程实践性强，但是由于液压和气压元件的内部结构复杂，系统过程抽象[1]，给学生学习增加了难度。同时由于教学实验条件的限制，大多数教学内容只能通过理论讲授，在分析液压与气压回路的时候，学生只能被动接受，其实并没有真正理解回路的运行过程。因此，在教学中，引入合适的仿真软件[2-3]，能够帮助学生更好的理解和掌握知识，同时学生掌握了该方法后，还能够举一反三，根据工程实际，设计一些相近的仿真回路，把抽象的理论知识变成形象的例子，提高学生的学习兴趣和学习效果。
　　1  仿真软件介绍
　　本文采用Festo公司开发研制的FluidSIM仿真软件，该软件专门用于液压与气压传动的教学，由两部分组成，其中FluidSIM-H中的H指的是Hydraulic，即液压，它用于液压传动教学，而FluidSIM-P中的P指的是Pneumatic，即气壓，用于气压传动教学。由于两者操作基本一致，只是元件略有不同，后面仅以FluidSIM-P为例。
　　2  仿真软件在教学中的应用
　　本节是在课堂内容的基础上提炼出来的，该堂课讲授的内容为典型电气气动回路，教学目标为掌握电磁换向阀控制的典型电器气动回路。按以往的教学方式，即通过静态的回路图分析，研究气动回路和电气控制图，笔者之前也如此讲授过，但是发现学生仍无法想象电气控制和气缸的运动的关系。采用仿真软件之后，直观的显示出了电气控制和气缸运动的关系，使得学生们很容易理解气动回路，大大提升了学生对知识的掌握和运用。下面是对软件具体使用的介绍。
　　该软件操作简便，很容易上手。图1展示了该软件的工作区域，主要由工具栏、元件库和制图页面组成。利用鼠标可以把元件库中的元件拖到作图页面上，同样，也可以重新安排作图页面上的元件。
　　下面介绍单往复运动电气气动回路的仿真过程，首先将元件依次拖入到作图页面，拖入的过程非常简便，鼠标左键单击元件不松，放入到作图页面并松开鼠标即可。将所有元件放好之后，需要对换向阀的操纵方式进行选择，双击换向阀即可出现配置换向阀对话框，如图2，选择电磁控制即可。同时双击气缸，对气缸设置一个行程点B1，即设置一个接近开关。
　　之后，把所有元件挨个连接起来，连接方式为：鼠标左键点住第一个元件空心连接点处不松，移动光标到第二个元件空心连接点处，松开鼠标即可完成连线。最终将电气控制部分也画在图中，并对各个元件命名，此时回路已完全画好和连接好。
　　现在尝试模拟该回路。在模拟时压力油管路会显示加粗。按下启动按钮SB，电磁阀Y1线圈带电，换向阀换至左位，压缩空气进入无杆腔，气缸活塞杆伸出，到达B1处，使得接近开关B1闭合，继电器线圈K1得电，K1触电闭合，电磁铁Y2得电，换向阀换向至右位，活塞杆自动缩回，气缸完成单往复运动，同时，可以增加显示位移-时间图，本文设置了活塞缸和换向阀的位移-时间图。最终的仿真结果如图3所示。
　　3  结语
　　仿真软件在教学中非常实用，可以将抽象的回路直观显示为实际的运动形式，使学生对液压与气动有了形象的认识，发挥学生的学习主动性，在课堂起到了良好的辅助教学作用。
　　参考文献
　　[1] 何存兴，张铁华.液压与气压传动[M].武汉：华中科技大学出版社，2000.
　　[2] 王青. FluidSIM在液压与气压传动教学中的应用[J]. 科技信息， 2008（34）：300-301.
　　[3] 袁青英.液压与气动仿真软件在教学实践中的应用[J].科技创新导报，2014，11（6）：139.
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