FluidSIM仿真在高職教學模式中的探討

摘 要：液壓與氣壓傳動技術這門課，是高職院校機電專業中一門主要的專業課程，純碎的理論教學，會使得學生感到抽象、難學。因此，為提高教學效果和學生學習興趣，必須在教學模式方面做出一些探索和創新，將FluidSIM仿真運用到液壓與氣壓傳動技術這門課教學過程中，培養出更多符合現代社會要求的新型人才。

關鍵詞：液壓與氣壓傳動；FluidSIM仿真；教學模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.178

1 引言

液壓與氣壓傳動技術這門課，是高職院校機電專業中一門重要的專業課程，且實踐性很強，純碎的理論教學，會使得教學內容非常抽象、難學[1]。同時，又由于液壓與氣壓系統結構復雜，回路繁多，使得學生在讀液壓系統圖時必須具備一定的專業基礎知識。因此，探索一種新的教學模式是非常必要的，要充分調動學生學習興趣、還應與制造企業實踐相結合。FluidSIM仿真在高職液壓課程教學中可實現讓學生邊學邊練，既激發學生學習興趣，又實現教、學、做一體化的教學效果，學生可利用課堂所學知識解決企業實踐中難題。

2 FluidSIM仿真在液壓傳動教學中的優勢

隨著計算機技術飛速發展，將液壓氣動技術與現代電子信息技術緊密結合，為現代工業打開新的生命篇章。將計算機控制技術運用到液壓與氣動設備中，為實現機電設備產品的智能化、信息化和人機界面的集成控制提供重要的基礎設施[2]。

（1）與其他軟件相比自身的特點。近年來已有AMESim、Matlab/simulink等液壓仿真計算軟件用在液壓控制系統的設計、分析中。這些仿真軟件都需要建立復雜的數學模型，還需要技術人員具備一定的液壓專業及控制系統知識，才能對其進行參數設置。而FluidSIM軟件是一款科學、準確、運行穩定、功能完善的液壓與氣動仿真軟件[3]。將液壓回路、氣動回路、電氣控制等模型進行有效結合，仿真分析計算時運行穩定、分析計算速度快、精度高，仿真計算結果幾乎接近于實際運行結果，為液壓傳動技術實際工程應用提供了一種理想的仿真實驗平臺。

（2）可實現教學投入少、效率高、靈活性強。在講授液壓基本回路時，可利用該軟件搭建仿真回路，并對其工作過程進行演示，液壓元件的實時工作參數及回路的運動過程能夠準確且生動地展現給學生，可幫助學生理解液壓基本回路的工作原理及工作過程。同時在模擬運行回路工作過程時，需要搭建其電氣控制回路，通過此環節，使學生認識到電氣控制的重要性，提高學生的綜合實踐能力。

（3）操作簡單、方便，便于自學和教學。FluidSIM仿真軟件用戶界面直觀。采用圖形操作界面，可拖拉圖標進行設計，面向對象設置參數，易于操作。可通過文本說明、圖形以及動畫來學習液壓元件，結合各種練習和教學影片講授重要回路和液壓（氣壓）元件的使用方法，可用于自學和教學[4]。

（4）提高學生自主學習的興趣。FluidSIM仿真軟件中CAD功能是專門針對流體設計的，在繪圖過程中，FluidSIM軟件可檢測回路中各個元件之間的連接是否可行，對液壓回路進行實際仿真，并可實時查看元件的工作狀態。在設計完回路后，可驗證設計的正確性，并對其動作過程進行仿真。在模擬運行液壓或氣動回路時，需要組建其電氣控制回路，這樣可將機械與電氣控制相結合。在模擬運行時仿真參數和動作可實時顯示，拉近了課堂教學與企業實踐的距離。利用FluidSIM仿真軟件可充分調動學生的學習積極性，提高學生學習本課程的興趣和學習的主動性。

3 教學模式改革的探討

（1）FluidSIM仿真軟件存在的一些問題。過濾器一般有三個安裝位置，分別位于液壓泵的吸油管路上、壓油管路和回油路。在仿真元件庫中存在兩個液壓源，分別是簡化的黑三角符號、包括油箱和溢流閥的標準符號。但在設計回路時無法把過濾器安裝在吸油管路上。其次，有些元件的分類不明確。如壓力控制閥一般分為三種：溢流閥、順序閥、減壓閥。每種閥體又有直動型、先導型。 而元件庫將壓力控制閥分為四種：先導式溢流閥、卸荷閥、溢流閥、溢流減壓閥。這樣分類首先概念有點亂，且會使初學者在理解元件功用時產生一定的困惑。在元件庫中無法找到電氣行程開關和壓力繼電器，而這兩個電氣元件與液壓系統設計密不可分，可用來控制液壓缸實現順序動作。

（2）與液壓實驗相結合。目前大部分高校已配備快速拆裝式液壓傳動綜合實驗臺，讓學生主動開發實驗回路，但實驗多為驗證性或演示性的實驗項目[5]。學生獨立思考的空間小，動手能力鍛煉不足，因此對于教學中的實際操作訓練具有一定的局限性。現在把FluidSIM仿真和所開設的實驗結合起來，在進行液壓試驗前，讓學生先進行相關的仿真回路計算，驗證其是否可行，為實物試驗做準備，可激發學生的主觀能動性和創造性。FluidSIM仿真不僅可以實現實踐教學，還可按照實踐要求編寫出實驗模擬回路指導說明書，讓學生根據實驗要求，獨立在計算機上進行液壓傳動與氣動回路的設計及其電氣控制和模擬運行，在保證其原理正確且操作可行之后，讓學生在實驗臺上進行組裝和調試。

4 結束語

將FluidSIM仿真與理論教學相結合，充分發揮FluidSIM仿真的優勢。同時，FluidSIM仿真軟件的使用，將引進先進設計理念引入課堂，不僅拓寬了學生的知識面，且教師在教學過程中提高自身的專業素養，能夠及時掌握目前液壓傳動技術發展趨勢，也間接提高教師的科研能力。要不斷地提高學生學習興趣，重在培養學生的自主創新能力，才能培養出更多符合社會要求的新型人才。

參考文獻：

[1]林德智.高職《液壓與氣壓傳動》課程教學方法的探索研究[J].黑龍江科技信息，2017（12）：58.

[2]郭聯金，潘斌.FluidSIM在液壓與氣動控制仿真實驗中的應用[J].實驗技術與管理，2015，32（08）：121-126.

[3]姚佳.《液壓與氣動技術》課程教學中仿真軟件的選用[J].科技信息，2010（30）：218.

[4]王勇亮，盧穎，趙振鵬，孫方義.液壓仿真軟件的現狀及發展趨勢[J].液壓與氣動，2012（08）：1-4.

[5]花傳祥.FluidSIM和“5S”在液壓傳動實踐教學中的應用[J].實驗室研究與探索，2009，28（08）：36-38+175.

作者簡介：龐曉霞（1988-），女，碩士研究生，研究方向：糧食加工機械。