cad课程论文范文

时间:2022-10-15 22:03:40

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cad课程论文

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针对命令式教学的缺点,讲授电气工程cad课程时,应遵循“以实例为主线,以图助教”的基本思想。例如在讲授图层管理章节时,可以准备一张变电所电气主接线图,可以讲解“图层特性管理器”的设置、各个图层建立及相关元件的绘制技巧,课程教学可以在机房授课,通常采取先投影讲解、演示,随后上机练习和互动学习的教学顺序,为了激发学生兴趣,必要时应先演示仿真动画资料,强调直观性和视觉冲击,诱导学生变“要我学”为“我要学”。通过该节的学习,学生既能掌握电气工程图基本元件的绘制,又能了解电气工程图的设计规范。

提优促整,分组学习

针对学生特点,在教学过程中,应加强学生学习能力的培养,注重学生自信心的培养,引导学生明确学习目标。教师课堂教三遍,不如同学教一遍。在实践课堂上提倡同学之间互相学习,互相讨论。教学中,采用“提优促整”的模式,即提拔出少数优秀学生,以学生带动学生的模式,提高整个班级的学习效果。通过在课堂上展示优秀学生的作品,让学生上台给大家讲解做题思路,从而提高学生的自信心,并通过这些学生去带动和影响其他同学。同学之间都会有攀比心理,这样能提高大部分学生的学习热情。对于确实缺乏学习热情的同学,教师给予单独辅导,挖掘他们的优点,并给予恰当地鼓励,提高他们的学习积极性。在实践课上,采用“分组学习”,同学们可以自由讨论,互相交流。鼓励学生不懂就问,可以问同学,也可以问老师。在教学中一定要学生为主体,合理确定教学目标,从学生的基础知识、基本技能、学习态度、学习兴趣等诸方面去分析,充分尊重学生的个体差异,选择恰当的教学方法和教学内容。教师充分发挥主导引领作用,学生应该处于主体地位。体现主体地位要避免原来的“灌输式”。在教学中除了教给学生最基本的知识外,主要应着力于使学生根据自己已有的知识,自觉探索新知识,使学生从“被动型”变为“主动型”,主动完成学生知识框架的构建和更新。在“分组学习”过程中,分组时要注重几方面问题:(1)合理分组。分组之前,教师对全班学生的学习情况要进行全面了解与分析。各小组的力量一定要均衡,使每个小组在开始时站在同一起跑线上,每组要有1-2名优等生,要使优等生主动承担起帮助落后生的责任,这样既能使优等生具有一定的成就感,也可以激励差等生。(2)人数要合理,一般为2~3人为宜。(3)制定有效的奖励机制,对有突出表现的小组尤其是小组长进行期末奖励。这样分组不但利于学生问的优势互补,相互促进,而且为全班各个小组间的公平竞争打下了良好的基础。

创新教学手段,促进师生互动

随着学校硬件设施的完善,教学需求人手一台电脑得到保障。针对目前多媒体机房利用的形式化和低效性,笔者采用了多媒体网络教学手段,将教师机(教师使用的电脑)和学生机(学生使用的电脑)通过网络连接起来。教师机可以实时的将所讲授的操作和语音通过网络传播到学生的每台电脑的屏幕上,学生们可以边看边练习,达到理论同步实训的目的。教师的整个操作过程在传输到学生电脑后会自动保存到学生电脑中,学生可以进行返回观看,达到学会的目的;同时,教师可以在自己的电脑上随时监控学生们的电脑,观看每位学生的绘图操作过程,并可以此作为考察学生的依据。学生可以在教师允许的情况下,将自己的操作过程通过网络演示给其他学生和教师,教师可以对其进行指导,并可以随时中断该学生的操作。教师可以在自己的电脑上随时监控学生们的电脑,观看每位学生的绘图操作过程,并可以此作为考察学生的依据。实践证明,此教学手段有利于进行互动教学,从而可以大幅提高教学效率。

丰富和完善习题库

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二、多层次实践教学考核标准的制定

为客观公正地反映学生的综合素质,采用过程考核为主,对学生的必修实践项目进行综合评价,每个项目都有5个考核指标:工作态度、软件操作的熟练程度或尺规绘图的熟练程度、出图的规范性、团队协作能力和勇于创新能力。5个必修项目加权平均值作为考核成绩。课外自选项目根据实际情况分为参与分和获奖分,根据总得分给予物质奖励和证书。这样的考核标准更有利于全面、客观地放映学生的工程素质、技术能力和团队协作能力,对学生职业能力和创新能力的培养起来很好的效果。

三、多层次实践教学效果验证

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1 引言

《汽车设计》是车辆(汽车)工程专业或方向的一门专业核心课程,也是一门实践性非常强的课程。该课程任务是使学生学会分析和评价汽车及其各总成的结构和性能,合理选择结构方案及有关参数,并学到一些汽车主要零部件的设计和计算方法和总体设计的一般方法,为从事汽车技术工作打下良好的基础。然而《汽车设计》课程因为涉及内容广泛、概念众多、公式量大,因此采用传统的教学模式已经不能适应社会需求的发展[1]。目前我校汽车设计课程在教学中存在教学过于理论化,学生对于其理论知识的学习深度不够,知识难以接受理解。实践教学相对理论教学滞后,因此有必要对课程教学方法进行改革。

2教学方法改革

2.1多媒体演示教学

将多媒体教学课件引入到汽车设计理论教学中,具有以下几个优点:①图文并茂;它既能通过图形的讲解去理解结构的设计原理,又能通过文字对内容的归纳进行理论教学[2]。②信息量大、满足教学要求;枯燥的理论教学激发不了学生对课程内容的兴趣,通过课件可以引入很多实际设计中的知识从而增强学生的学习激情。③三维动画能清楚反映总成部件的相互运动情况,从而更好地加深学生对知识的理解。如手动变速器的设计教育论文,由于涉及众多齿轮的设计公式,教师很难讲授清楚,学生理解起来也很吃力。通过计算机课件,把变速器的设计过程通过动画直观展示,使学生形成清晰的感官认识,对正确理解和掌握知识点发挥了很大的作用,不仅顺利完成了难点教学,也使学生体验到科学的奥妙和技术的强大动力。④通过课件的声、图、文字、动画有机的融合,能激发学生的兴趣,使学生能够集中注意力进行听课,从而提高课堂教学质量的效果。

2.2 CAD/ CAE/ VPT等先进设计方法引入汽车设计教学中

随着计算机相关技术的发展,几何模型的设计从二维转向三维。在实现CAD/ CAE/ CAM 一体化的过程中,产品的设计、制造、检测全部实现无纸化,因此在汽车设计的教学中要与时俱进,将现代的设计手段、设计方法引入到汽车设计教学中[3-4]。

在汽车设计的教学中,对于传统部件的设计,可以采用CAD的设计方法进行教学,教学的重点可以通过使用三维设计软件进行汽车总成部件的设计。如图1所示,左图为变速器设计中所用设计公式的计算小软件,通过课程教学中的演示学生可以清楚地看出设计的步骤,根据计算后的结果引入CAD设计软件,最终形成右图所示的三维总成件,整个变速器的设计清楚可见,同时又通过先进的设计方法使学生掌握了现代汽车设计的相关方法论文格式范文。目前,机械CAD软件可以实现从概念设计、三维零部件建模到装配分析等各功能的设计。

图1 变速器设计实例

CAE设计方法的引入是汽车设计教学中又一个形象的方法。目前汽车制造企业在样机的制作、实验和性能评价过程中会充分利用计算机技术进行分析和仿真,这样无疑可以减少样机或试制品的制作次数。在三维模型组装完毕后,可将模型转化到仿真软件上进行动态仿真,模拟真实环境进行三维动态和碰撞等的分析,可以发现部件运动以后的问题,还可将关键部件或部位放在有限元分析软件中,对其在各种工况下的受力和变形进行分析,及时发现设计的薄弱环节,避免设计缺陷。CAE设计方法引入汽车设计课程教学中,不仅可以提高学生对课本理论知识的理解,更可以使企业实际需求与学生学习相结合,从而引导学生进行更加有针对性的学生。如图2所示,为转向节设计的CAE受力分析结果图,通过改组图片对比学生可以容易明白转向节在设计时应该考虑到三种特殊工况情况下的受力分析。

(a)车轮越过不平路面工况(b)紧急制动工况(c)侧滑工况

图2转向节设计实例

虚拟样机技术(VPT)就是在建筑第一台物理样机之前,设计师利用计算机技术建立机械系统的数字化模型,进行仿真分析并以图形方式显示该系统在真实工程条件下的各种特性,从而修改并得到最优化设计方案的技术。虚拟样机技术利用虚拟环境在可视化方面的优势以及可交互式探索虚拟物体的功能教育论文,对产品进行几何、功能、制造等许多方面交互的建模与分析。它在CAD模型的基础上,把虚拟技术与仿真方法相结合,为产品的研发提供了一个全新的设计方法。图3为引入VPT技术形成的车桥差速器仿真模型,通过该模型的运动仿真可以清楚地分析出部件在运动过程中的受力变化情况。

图3VPT设计实例

只有这样才能够提高学生的动手能力,增加学生对汽车设计理论的直接了解,有利于老师和学生之间的互动水平。

2.3 项目教学法引入到汽车设计教学工作中

项目教学法是一种以项目为导向,将理论与实际相结合的先进教学方法[5]。汽车设计课程因为所涉及实际性较强,教师在教学中可以设立相关小的项目。项目教学法便于用在汽车某个总成或部件的设计项目上,如转向器的设计、麦弗逊式独立悬架的性能计算、离合器膜片弹簧的优化设计等。通过项目教学进一步巩固学过的知识,强调学生的动手能力。

3.结束语

综上所述,通过对汽车设计课程教学方法的改进,按照新的教学改革思路,经过这几年的摸索,不断总结经验,初步取得了较好的成绩,学生对于汽车设计课程的教学测评已经连续2年获得优秀等级,达到了课程的培养目标。

参考文献:

[1]罗永健.汽车构造课程教学改革的探索与实践[J]广西大学学报(自然科学版),2002,(增刊):80 - 82.

[2]田国红,卫邵元,李刚.汽车构造课利用多媒体教学的探索与实践[J]辽宁工业大学学报(社会科学版),2008,10(2):121-122.

[3]段红杰,于善武.面向三维CAD/CAM技术的机械类专业教学改革的研究与实践[J]郑州航空工业管理学院学报(社会科学版):2007,26(5):125-127

[4]石良武,王建明.精品课程网络教学模式的研究[J]教育与现代化,2006,(2):45-49.

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〔正文〕

机械设计是机械类各专业的专业基础课。同时,该课程也是工科类专业的基础必修课。本课程在教学内容方面,着重基本知识、基本理论和基本方法,在培养实践能力方面,着重设计构思和设计技能的基本训练。在本课程学习中,综合运用先修课程中所学的有关知识和技能,结合各种教学实践环节及课程设计的基本锻炼,为顺利地过渡到学习有关专业课程及进行专业毕业设计打下良好的基础。

机械设计课程设计是机械类专业和近机类专业学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的一个重要的教学实践环节,也是学生第一次较全面、规范地进行设计训练机械设计教学的一个重要实践环节。其主要目的是培养学生的理论联系实际的设计能力,训练学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识;通过对通用机械传动或简单机械的设计,使学生掌握一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力等;在课程设计实践中,对学生进行设计基本技能的训练,培养学生查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理和计算机辅助设计等方面的能力等。

基于以上认识,结合近年我校机械设计课程体系、课程内容以及立体化教学模式的改革和重点课程建设,在学生机械设计课程设计和毕业设计实践中,主要从机械设计课程设计的设计方法和手段的改进等方面进行了大胆的改革与实践,逐步实施了从手工绘图到二维AUTOCAD的应用最终到三维 CAD的过渡,在提高学生的设计能力和综合素质方面得到了较好的效果。

一. 机械设计实践的现状

几个世纪以来,人们用手工绘图来表达自己的设计理念。图纸作为工程师的语言,为工程设计技术人员之间进行有效的交流带来极大方便。然而,随着科学技术的发展,特别是计算机技术的广泛应用,手工绘图已不能满足机械设计的要求。现在,机械设计手段从20世纪70年代的手工绘图转向计算机绘图,大大提高了绘图效率和绘图质量。

目前,CAD技术主要以二维绘图软件AUTOCAD为代表,在机械设计实践中只是教会学生操作和绘制简单的零件图,而用AUTOCAD绘制装配图以及进行有关的工程分析是非常不便的且很难实现。为此,为了能够方便地绘制装配图,在机械设计实践教学和毕业设计中逐步地采用了CAXA电子图版、开目CAD等二维绘图软件作为绘图工具,辅助完成零部件设计。 当前,我国制造业已全面完成甩图板工程,二维CAD技术的普及结束了手工绘图的历史,对减轻人工劳动强度,提高经济效益起到了很明显的作用。随着技术的发展,CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡,有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换,并取得了巨大的经济效益和社会效益。企业需要掌握三维CAD技术的专业人才,掌握三维CAD技术已成为工科院校毕业生最基本的要求。因此,在机械设计实践教学中采用三维 CAD技术,已成为我们现在机械设计实践教学改革的重要内容和亟待解决的问题。

二. 三维CAD关键技术

三维CAD造型技术也称建模技术,它是CAD技术的核心。从20世纪60年代至今,三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模、参数化建模、变量化建模,以及当今正在研究的产品集成建模、行为建模等发展过程。三维CAD以三维造型设计为基础,只要形成了三维模型,各种二维视图唾手可得。三维CAD技术在产品的三维造型、虚拟装配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿真、有限元分析等方面带来了革命性得突破,提高了设计效率和设计质量。三维设计的真正意义不仅仅在于设计模型本身,而是设计出模型的后处理工作。

三维CAD技术主要包括以下内容:三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。科技论文。科技论文。利用这种全过程的三维CAD系统完成设计以后,不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求,而且使各方面的指标(强度、刚度、重量和成本等)都达到最佳状态,这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。三维CAD符合设计者的思维习惯,可以充分发挥设计者创造力和想象力。三维 CAD技术不仅解决了产品设计和工程图绘制的问题,更重要的是利用三维CAD技术实现产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计,所生产的三维零件可以直接与CAE/CAM/CAPP等CIMS技术进行数据交换和衔接,是将来实现无图样生产的关键技术之一,是实现虚拟制造的重要手段。掌握三维CAD技术的使用,已经逐步同使用计算机进行文字处理一样,成为产品开发、设计人员的一种基本技能。

三、CAD技术的发展趋势

随着计算机性能的提高,网络通讯的普及化、信息处理的智能化,CAD三维技术正向规范化、智能化、集成化的方向发展。

1. 规范化。ス娣痘(标准化)的趋势体现在几个方面:数据模型的规范化(标准化)、数据交换格式的标准化和CAD资源的规范化等。数据模型应采用STEP标准体系。随着STEP标准体系的逐步完善,它对于几何数据、工程数据模型的思想将作为新一代CAD系统的开发指南。靠以前的一些标准接口已经无法完全满足CAD数据交换的要求。目前,参数化特征模型的传输还是一个世界难题,在STEP标准基础上,相信这一点能有所突破。

2.智能化。ヌ卣髟煨秃筒问设计的采用即是智能化方面的进步。软件不仅仅是提供一些绘制的工具由人们去使用,也不再将占线面数据存储在一起,而忽略其内在联系。特征和参数的引入使得软件似乎成为人类(用户)一个更聪明的助手。科技论文。CAD软件应该更大限度地将工程数据概念集成到数据模型中,例如目前,CAD软件的特征模型主要是解决零件几何造型的问题,而对于后续分析、CAPP和加工的需要还考虑得不够。

3.集成化。ゼ成化是当今CAD技术发展的又一大趋势。CAD技术不是孤立的。首先,它集成了计算机软硬件、数据库、外围设备、图形学、网络及各个应用领域的技术。同时,它又不断和CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺流程规划)、MIS(管理信息系统)、PDM(产品数据管理)以及MRP(制造资源管理)等系统相集成。由于Internet的发展,使得这些设想得以实现。如何构造在Internet体系上的CAD/CAM集成化系统将会是人们追踪的热点。特别是在全球经济一体化的背景下,并行工程、异地设计制造等概念的发展和应用,基于网络、基于WEB的协同设计制造系统大受青睐。现在已有一些标准,如解决异构系统平台的XML和XML-3D,以及解决三维图形、图像在互联网上传输共享的VRML标准相继出台,已经为我们在互联网的构架下,建立协同设计和协同工作的环境打下了基础。

参考文献

[1]徐刚涛主编.机械设计基础. 〔M〕北京:高等教育出版社.2008.

[2] 葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004.

[3] 董超.Auto CAD三维制图在机械设计中的应用[J]. 试验技术与试验机,2004,(3).

[4] 董云飞 .浅谈CAD技术在工程设计中的应用 [J] -山西建筑2007(07)

[5] 赵志.Auto CAD在机械设计中的应用[J]. 同煤科技,2007(4).

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