液压研讨试验摹拟序列的研发和践行
  • 技术应用
  • 2012-03-09 09:03
  • 来源:中国液压网
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  •   仿真软件的开发液压传动课程是机械类专业的一门主要专业基础课,它融合了数学、物理、流体力学、机械设计、控制工程、机床设计等方面的内容,通过学习该课程既可培养学生综合运用所学知识的能力,又可为学生毕业设计和毕业后的工程设计打下良好的基础。同时液压传动是一门实践性较强的课程,只有通过实验教学学生才能感性地认识到各种液压元件的外形尺寸并对一些重要零件的材料、工艺及配合要求获得初步的了解,但在实际拆装实验中学生仅能看到元件的外部特征和内部结构,无法体会液压元件的动作过程以及元件内油液的流动情况,为此通过液压元件三维实体造型及动画制作,可以把以往的液压元件动态化和立体化,有利于从不同的视角观察液压元件,了解其内部结构,展现液压元件实际的工作过程,实现抽象物体形象化。

      在液压元件三维实体造型及动画制作过程中,选择合理的工具软件是开发液压多媒体元件库的基础,工具软件必须具备简便通用,互为兼容等特点。为此软件开发过程中主要选用SolidEdge和Flash工具软件。

      SolidEdge用于三维实体造型,可把以往的液压元件平面挂转为立体,能够把摸不到的元件实体化,实物造型具有真实感。采用Flash实现三维动画装配,观察角度灵活,富有一定的感染力。

      主要部件采用组合装配,左右配油盘、定子、转子、叶片组成一个组件,由两个长螺钉为组件的紧固螺钉,并必须保证配油盘上吸,压油窗的位置能与定子内表面的过渡曲线相对应。为此在进行立体装配时,首先调用左、右配油盘和定子、转子、叶片,然后装配成双作用叶片泵的主要组件,为双作用叶片泵的主要组件立体。

      三维动画装配主要采用的是FlashMXActionScript网页动画软件,FlashMX提高了网页动画制作的功能和效果,能产生出动人的动画效果,并且提高了实用性,使用户不用再为达到目的而增加文件字节数。透明和形状混合效果使用户更加容易生成可编辑的动画。新双作用叶片泵的主要组件立体的影片剪辑和按钮动作可在不用编程的状态下制作出复杂的交互效果。改进的设计界面和增强的功能使FlashMX比以往的网页动画更容易使用,效果更好。

      以双作用叶片泵为例,先把SolidEdge所画的装配调出来,留下其中一个要用的零件,其他的零件在零件上用右键点击隐藏,留下*后的要用零件就以普通的形文件保存起来,装配如所示。

      双作用叶片泵的装配3调速回路动画模拟制作下面以调速回路动画制作为例进一步介绍Flash在液压基本回路中的应用。这里主要介绍遮蔽层在油路运动中的应用,FlashMX的遮蔽层与Photoshop里的蒙板概念十分相似。FlashMX所提拱的遮蔽功能,是将指定的层改变成具有遮蔽属性的层,使用遮蔽功能可以把多个层集合在一个遮蔽层下边,从而产生丰富多彩的效果。中的进1遮就是遮蔽层。

      遮蔽层在油路运动中的应用对调速回路中的油道采用遮蔽技术可以很方便地观察到油道中液压油的运动。首先用FlashMX的基本指令功能把各个运动片设定好。在一个层上画出管路,用黑色的铅笔画出两条直线来代替管路,用蓝色表示液压油。如。

      多媒体教学和实践实验相结合通过多媒体实验教学可使在传统教学中看不见,摸不着,听不到的象,事物,声音等在多媒体中得到表现,可以实现微观结构宏观化,静止事物动态化,平面象立体化。如在液压控制阀拆装实验中,方向控制阀的工作原理涉及到多个工作位置问题,若采用传统的实验方法,学生无法看到阀芯的运动情况和液流的流动情况。学生学习起来非常抽象,难于理解。

      我们采用Powerpoint绘制了方向控制阀的内部剖后,引入动画效果,教师在讲授这一部分内容时,只要一按鼠标,阀内的液流就以红线条流动,阀芯的动作也能以慢速动画反复进行播放。学生也能将阀的整个作用过程看得很清楚。可见,采用多媒体教学可以化静为动,化虚为实,并可体现运动的连续性。有利于加深理解,增强记忆,对提高教学效果起到了良好作用。

      在开发液压多媒体实验仿真软件过程中可以充分利用现有设备和实物,对于各种典型的液压泵、液压阀,采用三维建模软件包,制作三维课件。在实际的实验教学中,教师首先在课堂上实物拆装,此拆装过程通过实物投影台投影到了教室前方的大屏幕上。这样就可以让学生都能看清楚液压元件的实际拆装过程,以减少教师的实验辅导时间。此种手段对于小件或结构较复杂的元件,对于提高学生的实验效果有较好的成效。为了解决实验设备少,学生人数多,而学校又不可能有大量投入的矛盾,还进行了计算机模拟实验的尝试。对于部分液压元件,如各种常见的泵及控制阀,我们采用AUTHORWARE制作了三维模拟拆装软件包,这样每个学生都可以在多媒体机房进行拆装。这样即在一定程度上解决了可供拆装元件较少的问题,还可避免实际拆装中不可避免的设备损耗。对于教学中较为重要的液压回路实验也通过研制开发回路课件,采用了动态模拟法教学,学生在计算机上分拆组装各种液压回路,并进行模拟实验。这样,在学校不增加液压实验设备的投入的前提下,学生就能较好地掌握各种回路的特点和作用,从而为掌握各类典型的系统打下良好的基础。这样将大大提高了实验教学效率。

      容易烘托课堂气氛,启发学生积极思维,激发学习兴趣,在一定程度上也培养了学生观察、分析问题的能力。但仿真实验总归是虚拟的,尽管在实验诸方面有强大的优势,永远也不能取代传统实验的地位。作为培养高级应用型专门人才的高等院校,应该注重培养学生的综合能力,不仅要培养学生有较强的仿真实验能力,更要培养学生具有较强的实践技能。否则,实验教学改革就不会成功。

      液压多媒体仿真软件的特点在实验实物数量有限的情况下,利用现有设备和实物及SolidEdge、Flash和AUTHORWARE等工具软件,对多种液压元件进行三维造型及动画制作。这样就可以让学生都能看清楚液压元件的实际拆装过程,以减少教师的实验辅导时间。此手段有利于提高学生的实验效果。

      由于采用文字、形(像)、动画等多种表达形式为师生提供了一个全新的教学改革途径,具有如下特点:(1)许多采用传统教学手段无法表述的教学内容,通过多媒体计算机的像、动画等直观形象表达出来,便于学生学习与理解,并激发起强烈的求和欲;(2)通过人机对话,学生可通过操作计算机对液压元件进行模拟拆装、对液压回路模拟实验。(3)应用三维动画可以展示更丰富和更灵活的内容,可以在造型、颜色、材质和动画效果上实现预期设想。(4)液压传动仿真课件可以任意扩展,以适应不断发展的液压技术,同时也为液压传动的实验与教学改革作出有益贡献。

     

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