計算機軟件在汽輪機原理課程設計中的應用

【摘要】在汽輪機原理課程設計中，我們利用計算機軟件同傳統的課程設計相結合的教學方式，通過強化計算機軟件在課程設計過程中的實施與利用，強化了學生的工程意識，鍛煉了學生的軟件應用能力，提高了課程設計的教學效果。

【關鍵詞】汽輪機 課程設計 計算機軟件

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）29-0233-02

課程設計是很多工科專業提高學生實踐能力的重要環節。在全國開設動力機械及工程專業方向的高校中，很多都安排了“汽輪機原理課程設計”這一課程，旨在通過課程設計使學生應用、鞏固、提高所學專業知識，加深對所學理論知識的理解，獲得與專業有關的實踐經驗，培養專業技能以及綜合運用理論知識分析和解決實際問題的能力。汽輪機原理課程設計是汽輪機原理教學的重要組成部分，是汽輪機原理課程理論教學結束后，針對汽輪機設計過程中某一具體環節，在指定的設計工況下由學生獨立進行的一次系統地設計實踐。

汽輪機設計包括熱力設計和強度設計，具有很強的綜合性和實踐性。設計過程中需要查閱大量的文獻資料和物性參數以及相關的設計手冊、標準，同時也需要進行大量的設計計算和工程圖繪制，設計任務繁重，需要耗費大量的時間和精力。在短時間內完成這一設計過程，學生往往疲于應對各種公式、運算，而不能很好地理解掌握整個設計過程，使得課程設計的教學目的大打折扣。

隨著計算機和軟件技術的發展，汽輪機原理和計算機軟件相結合，可有效地提高學生的運算速度，克服上述問題，切實提高課程設計的教學效果。我們在汽輪機課程設計的教學實踐中，通過不斷摸索發現，計算機軟件和傳統課程相結合確實取得了良好的效果。

一、同Excel結合，簡化計算過程

Excel是Microsoft Office常用的辦公軟件，其強大的公式編輯和計算功能正好可以處理汽輪機原理課程設計中的大量計算工作。汽輪機原理課程設計的計算涉及參數的選擇、熱力系統的計算、通流部分的熱力計算和整機校核計算。設計過程涉及大量的公式和計算，有些參數可能需要反復迭代得到，計算工作量非常大。將Excel引入到設計過程，可以使計算過程簡化，提高計算效率。只要一次編輯公式，就能得到所要的結果，需要反復迭代的過程只需改變輸入參數即可。利用Excel軟件可以節約大量的計算時間，學生可以不用專注于繁瑣的計算過程，而有更多時間去消化理解公式和計算過程。

二、同ABAQUS結合，提高工程意識

ABAQUS被廣泛地認為是功能最強的有限元軟件，可以分析復雜的固體力學、結構力學系統，特別是能夠駕馭非常龐大復雜的問題和模擬高度非線性問題。ABAQUS 不但可以做單一零件的力學和多物理場的分析，同時還可以做系統級的分析和研究。由于ABAQUS優秀的分析能力和模擬復雜系統的可靠性使得 ABAQUS 被各國的工業和研究中所廣泛地采用ABAQUS產品在大量的高科技產品研究中都發揮著巨大的作用。

學生通過公式進行的強度校核采用了一定的簡化和近似，得到的結果和工程實際有一定的差距，只適用于課堂教學，在工程實踐中幾乎不采用。為了培養學生的工程意識，引入ABAQUS軟件，通過設計簡單的題目讓學生去進行強度分析和校核。這一過程不但鍛煉了學生工程軟件的操作能力，同時也培養了學生的工程意識，為學生踏入工作打下一定的基礎。

三、同AutoCAD結合，提高制圖規范

汽輪機原理課程設計通常要求學生在設計計算完成以后，將汽輪機的通流流道，以及某幾級的葉片葉型，通過工程圖紙的形式繪制出來。這時學生需要使用AutoCAD繪圖軟件將設計結果清晰地呈現出來，同時也要符合機械制圖規范。學生首先要去查閱相關的機械制圖標準，圖紙的頁面設計、標題欄、明細欄等均需嚴格按照機械制圖標準繪制；流道以及葉片型線的類型，標注的線性均需按標準嚴格執行。通過系統而嚴格的制圖過程，學生強化了工程規范意識，同時也提高了繪圖水平。

通過汽輪機原理課程設計教學的不斷摸索和改革，我們將葉輪機械常用的設計軟件應用到汽輪機原理課程設計的教學實踐，提高了學生的工程意識和軟件操作能力，同時也提高了汽輪機原理課程設計的教學質量，為葉輪機械專業人才的培養發揮了應有的作用。

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作者簡介：

施鎏鎏（1983-），男，講師，博士，研究方向為葉輪機械教學和科研。