FluidSIM在液壓與氣動技術(shù)課程中應(yīng)用

孫彭城 李倫

摘 要：液壓與氣動技術(shù)是機(jī)械類各專業(yè)一門非常重要的專業(yè)課程，在整個知識架構(gòu)中起到非常關(guān)鍵的作用，但是由于液壓元件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，液壓回路的原理比較抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)起來枯燥乏味，失去學(xué)習(xí)的興趣。如何能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中快速掌握液壓元件結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)工作原理是我們教學(xué)中的一個難題。隨著教育技術(shù)的發(fā)展，，我們可以通過視頻動畫向?qū)W生教學(xué)液壓元件的結(jié)構(gòu)，但是液壓系統(tǒng)的工作原理是難以展現(xiàn)的。現(xiàn)代教學(xué)追求“講學(xué)做”一體化高效教學(xué)，在教學(xué)過程中，學(xué)生缺少“做”這個要素，fluidsim軟件的出現(xiàn)彌補上述教學(xué)難題，學(xué)生可以自己參與，搭建仿真平臺，起到事半功倍的效果。本文將介紹液壓與氣動教學(xué)中一些fluidsim軟件的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Fluidsim軟件；液壓；氣動技術(shù)

1 Fluidsim軟件

Fluidsim軟件由德國Festo的Didactic教學(xué)部門和Paderborn大學(xué)共同開發(fā)。是用于液壓與氣壓傳動的教學(xué)軟件，F(xiàn)uidSIM軟件有兩部分，F(xiàn)luidSIM-H用于液壓傳動教學(xué)，F(xiàn)luidSIM-P用于氣壓傳動教學(xué)。FluidSIM軟件用戶界面是比較直觀的，采用了類似于畫圖軟件的圖形操作界面，拖拉圖標(biāo)從而進(jìn)行設(shè)計，面向?qū)ο笤O(shè)置參數(shù)，簡單實用，易于學(xué)習(xí)，用戶可以快速學(xué)習(xí)繪制和模擬電氣—液壓（氣壓）回路圖，并對其進(jìn)行仿真。

2 FluidSIM在講學(xué)做一體化教學(xué)中的應(yīng)用

FluidSIM-H液壓仿真和FluidSIM-P氣動仿真軟件界面基本一致，左邊為元件庫，右邊為設(shè)計界面。可以按住鼠標(biāo)左鍵拖動左邊液壓元件到右邊設(shè)計區(qū)，之后按照實際要求連接油管，使液壓回路實現(xiàn)預(yù)定功能。為了便于大家學(xué)習(xí)，軟件同時也提供了各種液壓元件原理、圖片和動畫影像。

在教學(xué)過程中，講解液體內(nèi)部的壓力的時候，學(xué)生難以理解液體內(nèi)部壓力取決于負(fù)載，他們感覺中液體內(nèi)部壓力取決于輸入泵的功率及壓力，跟負(fù)載毫無關(guān)系。我們讓學(xué)生在fluidsim軟件中設(shè)計一個簡單回路，在相同的泵及液壓回路的前提下分別對活塞右端施加不同的力發(fā)現(xiàn)結(jié)果完全不同，如圖2（A）（B）（C）當(dāng)施加負(fù)載分別為0，50N，100N情況下，液壓表讀數(shù)分別為4.13MPa、6.61 MPa、9.10 MPa，可見隨著負(fù)載不斷的增大，壓力隨之增大。學(xué)生通過親自仿真很直觀的了解液體內(nèi)部壓力取決于負(fù)載的意義。

講解速度取決于流量的時候，學(xué)生感覺速度跟負(fù)載有關(guān)系，負(fù)載越大，速度越小，所以指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計以下液壓回路，在相同的液壓回路，節(jié)流閥流量不變，都為1L/min時，當(dāng)負(fù)載為0N和100N兩種情況下，如圖3（A）（B）所示，速度同為0.08。而提高節(jié)流閥流量為2L/min，如圖3（C）活塞速度變?yōu)?.17，基本上是1L/min的2倍，可見速度不光取決于流量，而且和流量成線性關(guān)系。

學(xué)生在多媒體教室上課，在講解抽象理論的時候，可以利用fluidsim軟件設(shè)計液壓回路，通過仿真能夠很直觀深刻的理解。同時學(xué)生還可以設(shè)計一些復(fù)雜的回路，如氣動車門關(guān)閉系統(tǒng)，液壓沖壓系統(tǒng)等，既加深了學(xué)生對概念的理解，又提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性得到很好的提高，收效較好。

參考文獻(xiàn)：

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